Большая Советская Энциклопедия (ВО) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" (читаемые книги читать онлайн бесплатно TXT) 📗

(количество диссоциировавших молекул настолько мало, что его можно не учитывать). Поэтому

Константу К_В называют ионным произведением воды. Поскольку в чистой воде (и в любой нейтральной среде)

то

При добавлении к воде кислот c_H⁺ возрастает, а pH соответственно уменьшается. Так, для 0,01 молярного (М) раствора HCl концентрация c_H⁺ = 10^-2 и pH = —lgc_H⁺ = 2. Наоборот, при добавлении щелочей возрастает c_OH^- ; тогда

уменьшается и соответственно возрастает pH.

Например, в 0,01 М растворе NaOHc_OH^- = 10^-2 . Это значит, что

и pH = 12.

Для точных определений pH используют преимущественно методы потенциометрии (см. Электрохимические методы анализа ). При определениях, не требующих высокой точности, pH измеряют б. ч. с помощью набора индикаторов, меняющих свою окраску каждый при определённом pH. Шкала pH обычно используется для растворов, имеющих концентрации ионов водорода от 1 г-ион/л и меньше.

  Нейтральным водным растворам отвечает pH = 7 лишь при комнатных температурах. При повышении температуры диссоциация воды усиливается, K_B возрастает, и при 100 °С чистая вода имеет pH » 6. При температурах ниже 22 °С в чистой воде pH > 7. При этом во всех случаях в нейтральной среде c_H⁺ = c_OH^- .

  Лит.: Киреев В. А., Краткий курс физической химии, 4 изд., М., 1969.

  В. Л. Василевский.

Водородный термометр

Водоро'дный термо'метр, см. Газовый термометр .

Водородный электрод

Водоро'дный электро'д, платиновая пластинка, электролитически покрытая платиновой чернью, погружённая в раствор кислоты с определённой концентрацией ионов водорода Н⁺ и омываемая током газообразного водорода. Потенциал В. э. возникает за счёт обратимо протекающей реакции

Между водородом, адсорбированным платиновой чернью, и ионами водорода в растворе устанавливается равновесие. Потенциал электрода Е определяется уравнением Нернста:

где Т — абсолютная температура (К), а_Н⁺ — активная концентрация ионов водорода (г-ион/л ), р — давление водорода [кгс/см² (атм )], Е° — нормальный (или стандартный) потенциал В. э. при р = 1 кгс/см² (1 атм ) и a_H⁺ = 1. При любой заданной температуре Е° условно принято считать равным нулю. От потенциала стандартного В. э. отсчитывают потенциалы всех других электродов (так называемая водородная шкала потенциалов). При работе с В. э. необходима тщательная очистка водорода от примесей. Особенно опасны соединения серы и мышьяка, а также кислород, реагирующий с водородом на поверхности платины с образованием воды, что приводит к нарушению равновесия

В. э. применяют как электрод сравнения .

Рисунок к ст. Водородный электрод.

Водородоподобные атомы

Водородоподо'бные а'томы, атомы, состоящие, подобно атому водорода, из ядра и одного электрона. Такими являются ионизованные атомы, потерявшие все электроны, кроме одного, например Не⁺ , Li²⁺ , В³⁺ и т.д. В. а. обладают сходными с водородом оптическими свойствами (см. Атом ). В физике полупроводников В. а. называют примесные атомы, у которых валентность на 1 больше или меньше, чем у основных атомов.

Водоросли

Во'доросли (Algae), группа низших, автотрофных, обычно водных, растений; содержат хлорофилл и другие пигменты и вырабатывают органические вещества в процессе фотосинтеза . Цветков и семян нет. Споры, как правило, лишены твёрдой оболочки. Тело В. (слоевище, или таллом) по своему строению проще, чем у мхов, папоротников и других наземных растений; часто отсутствует дифференциация клеток на ткани; у самых примитивных В. (синезелёных) клетки лишены оформленных ядер и хроматофоров ; у части В. в клетках содержится помногу ядер; есть В. неклеточного строения (ботридиум, сифоновые). Хроматофоры у В. бывают пластинчатые, звездчатые, лентовидные, сетчатые, мелкие дисковидные (последние характерны для высших представителей ряда типов В.). У многих В. имеются плотные образования — пиреноиды и пиреноидообразные тельца; у высших В. (почти всех бурых и большинства красных) они отсутствуют. Клеточные оболочки состоят из целлюлозы, пектиновых веществ, кремнийорганических соединений (диатомовые), альгина и фуцина (бурые). Запасные вещества: крахмал, гликоген, полисахариды, реже масло. Насчитывается около 30 тыс. видов В. На основании различий в наборе пигментов, особенностей морфологии и биохимии (состав клеточных оболочек, запасные вещества) различают 10 типов (отделов) В.: синезелёные (Cyanophyta), золотистые (Chrysophyta), пиррофитовые (Pyrrophyta), диатомовые (Bacillariophyta), разножгутиковые, или жёлтозелёные (Xanthophyta), эвгленовые (Euglenophyta), зелёные (Chlorophyta), харовые (Charophyta), бурые (Phaeophyta), красные (Rhodophyta). Все типы В. эволюционировали в основном независимо. В. (по-видимому, зелёные) дали начало наземным растениям.

  Размеры В. колеблются от долей микрона (кокколитофориды и некоторые диатомовые) до 40 м (макроцистис). Многие В. одноклеточные; среди них есть подвижные, совершающие скользящие движения (диатомовые, десмидиевые, синезелёные), механизм передвижения которых окончательно не выяснен, и В., снабженные жгутиками, во многом подобные простейшим — жгутиковым , но отличающиеся от них наличием хлорофилла и хроматофоров. Они могут утрачивать хлорофилл (в темноте), становиться бесцветными и существовать за счёт поглощения органических веществ, растворённых в воде; есть также виды одноклеточных В., способные, подобно простейшим , захватывать органические частицы (некоторые пиррофитовые). Одноклеточные В. часто при помощи слизи или выростов объединяются в колонии. Среди многоклеточных В. наряду с крупными есть микроскопические; наиболее просто организованные из них имеют вид разветвленных нитей, состоящих из одного ряда клеток; другие имеют слоевища: корковидные, шнуровидные, шаровидные, пластинчатые или кустистые с «листьями», снабженными жилками (саргассум). У части синезелёных, зелёных и красных В. в слоевище откладываются соединения кальция, и оно становится твёрдым. В. лишены корней и поглощают нужные им вещества из воды всей поверхностью. Крупные донные В. имеют органы прикрепления — подошву (уплощённое расширение в основании) или ризоиды (разветвленные выросты). У некоторых В. побеги стелются по дну и дают новые слоевища.

  Размножение В. — вегетативное, бесполое и половое. Многие одноклеточные В. размножаются делением на две части. Крупные В. размножаются вегетативно — частями слоевища или при помощи специальных почек (сфацеляриевые). Некоторые многоклеточные В. не имеют полового размножения, у большинства же образуются споры и гаметы либо в обычных клетках (зелёные В., часть красных), либо в особых образованиях — спорангиях и гаметангиях (бурые В.); споры и гаметы бывают неподвижными (красные, конъюгаты) или подвижными — со жгутиками. У В. наблюдаются все формы полового процесса: изогамия, гетерогамия, оогамия и конъюгация (слияние протопластов двух вегетативных клеток). Образующаяся в результате полового процесса зигота делится сразу или после периода покоя. Одновременно в ней может происходить мейоз . У примитивных В. одна и та же особь даёт гаметы или споры в зависимости от внешних условий. У других В. функции бесполого и полового размножения выполняют разные особи (спорофиты и гаметофиты ); они могут произрастать одновременно в одинаковых условиях (фурцелярия); одновременно, но в разных местообитаниях (бангиевые); в одних и тех же местообитаниях, но в разные сезоны. У ряда В. происходит строгое чередование гаметофита и спорофита, которое принято называть «чередованием поколений». При этом у высших В. зигота или прорастает на гаметофите, на нём же вырастает и спорофит (ламинариевые), а гаметофит отмирает, или спора, не отделяясь от спорофита, прорастает в гаметофит, который развивается на спорофите (фукусовые). Советские специалист по В. — альголог М. М. Голлербах предложил для этого явления термин «смена форм развития», наиболее верно отражающий существо процесса. Спорофит у В. часто диплоиден (ядра содержат двойной набор хромосом), а гаметофит гаплоиден (ядра с одинарным набором хромосом). В ряде случаев гаметофит и спорофит находятся в одной ядерной фазе — оба гаплоидны (бангиевые) или оба диплоидны (некоторые кладофоры, фукусовые).