C что это химия: Почему витаминные добавки не приносят пользы и могут быть смертельно опасны

Содержание

Почему витаминные добавки не приносят пользы и могут быть смертельно опасны

  • Алекс Райли
  • BBC Future

Автор фото, Thinkstock

Мы глотаем антиоксиданты так, словно это волшебный эликсир, способный продлить нам жизнь. Однако в лучшем случае они просто неэффективны, а в худшем — могут сократить наш земной путь. Обозреватель BBC Future рассказывает, почему.

Лайнус Полинг совершил серьезную ошибку, когда решил кое-что изменить в своем традиционном завтраке.

В 1964 году, в возрасте 65 лет, он начал добавлять витамин C в апельсиновый сок, который пил по утрам.

Это все равно, что добавлять сахар в кока-колу, но он искренне и даже слишком рьяно верил в то, что это полезно.

До этого его завтраки вряд ли можно было назвать необычными. Особого упоминания заслуживает лишь то, что завтракал он рано утром перед тем, как отправиться на работу в Калифорнийский технологический университет, даже по выходным.

Он был неутомим, а его работа отличалась исключительной плодотворностью.

В возрасте 30 лет, например, он предложил третий фундаментальный закон взаимодействия атомов в молекулах, основанный на принципах химии и квантовой механики.

Двадцать лет спустя его работа о структуре белков (строительного материала для всего живого) помогла Фрэнсису Крику и Джеймсу Уотсону в 1953 году расшифровать структуру ДНК (кодирующей этот материал).

В следующем году Полинг был удостоен Нобелевской премии в области химии за свои исследования природы химических связей.

Ник Лэйн, биохимик из Университетского колледжа Лондона, в 2001 году написал о нем в своей книге «Кислород»: «Полинг …был колоссом науки XX века, чьи труды заложили основы современной химии».

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Лайнус Полинг был одним из влиятельнейших ученых, однако его вера в силу антиоксидантов, возможно, подвергает наши жизни опасности

Но затем началась «эпоха витамина C». В своем бестселлере 1970 года под названием «Как прожить дольше и чувствовать себя лучше» Полинг заявлял, что дополнительный прием этого витамина помогает справиться с простудой.

Он принимал 18 000 мг (18 г) этого вещества в день, а это, между прочим, в 50 раз выше рекомендованной дневной нормы.

Во втором издании этой книги в список болезней, с которыми эффективно борется витамин C, был добавлен и грипп.

В 1980-х годах, когда в США начал распространяться ВИЧ, Полинг заявил, что витамин C может вылечить и от этого вируса.

В 1992 году о его идеях написал журнал Time, на обложке которого красовался заголовок: «Реальная сила витаминов». Их преподносили как лекарство от сердечно-сосудистых заболеваний, катаракты и даже рака.

«Еще более заманчивы предположения о том, что витамины способны замедлить процесс старения», — говорилось в статье.

Продажи мультивитаминов и других пищевых добавок взлетели вверх, равно как и слава Полинга.

Однако его научная репутация, наоборот, пострадала. Научные исследования, проведенные в течение нескольких следующих лет, практически не подтвердили пользу витамина C и многих других пищевых добавок.

На самом деле, каждая ложка витамина, которую Полинг добавлял в свой апельсиновый сок, скорее вредила, а не помогала его организму.

Наука не только опровергла его суждения, но и нашла их довольно опасными.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Считалось, что антиоксиданты замедляют старение, но доказательств реальной пользы пищевых добавок явно недостаточно

Теории Полинга основывались на том, что витамин C относится к антиоксидантам — особой категории природных соединений, к которой также принадлежат витамин E, бета-каротин и фолиевая кислота.

Они нейтрализуют чрезвычайно активные молекулы, известные как свободные радикалы, и поэтому считаются полезными.

В 1954 году Ребекка Гершман, в то время работавшая в Рочестерском университете, штат Нью-Йорк, впервые выявила связанную с этими молекулами опасность.

В 1956 году ее гипотезу развил Денхам Харман из Лаборатории медицинской физики при Калифорнийском университете в Беркли, заявивший, что свободные радикалы — это причина разрушения клеток, различных болезней и, в конечном итоге, старения.

На протяжении всего XX века ученые продолжали исследовать эту тему, и вскоре идеи Хармана получили всеобщее признание.

Вот как это работает. Процесс начинается с митохондрий, микроскопических двигателей внутри наших клеток.

Внутри их мембран питательные вещества и кислород перерабатываются в воду, углекислый газ и энергию.

Так происходит клеточное дыхание — механизм, служащий источником энергии для всех сложных форм жизни.

«Протекающие водяные мельницы»

Но все не так просто. Помимо питательных веществ и кислорода, для этого процесса необходим постоянный поток отрицательно заряженных частиц — электронов.

Поток электронов проходит через четыре белка, находящиеся в мембранах митохондрии, которые можно сравнить с водяными мельницами. Так он участвует в производстве конечного продукта — энергии.

Эта реакция лежит в основе всей нашей деятельности, однако она не совершенна.

Электроны могут «утекать» из трех клеточных мельниц и вступать в реакции с находящимися поблизости молекулами кислорода.

В результате образуются свободные радикалы — очень активные молекулы со свободным электроном.

Чтобы вернуть стабильность, свободные радикалы наносят серьезный ущерб окружающим их системам, забирая электроны у жизненно важных молекул, таких как ДНК и белки, — для поддержания собственного заряда.

Харман и многие другие утверждали, что, несмотря на свой малый масштаб, образование свободных радикалов постепенно наносит вред всему организму, вызывая мутации, приводящие к старению и таким связанным с ним болезням, как рак.

Коротко говоря, кислород — это источник жизни, но он также может быть фактором старения, заболеваний и, наконец, смерти.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Клиническое испытание — это единственный способ проверить то, как действует лекарственный препарат, и в случае с антиоксидантами получены шокирующие результаты

Как только свободные радикалы связали со старением и болезнями, их стали рассматривать как врагов, которых необходимо изгнать из нашего организма.

В 1972 году, к примеру, Харман написал: «Снижение количества [свободных радикалов] в организме, как ожидается, позволит снизить темпы биологического распада, тем самым дав человеку дополнительные годы здоровой жизни. Надеемся, что [эта теория] приведет к плодотворным экспериментам, направленным на повышение продолжительности здоровой жизни человека».

Он говорил об антиоксидантах — молекулах, принимающих электроны у свободных радикалов и снижающих уровень исходящей от них угрозы.

А эксперименты, на которые он надеялся, тщательно проводились и многократно повторялись в течение нескольких десятков лет. Однако их результаты были не очень убедительны.

Так, например, в 1970-х и 80-х годах различные добавки, содержащие антиоксиданты, давали мышам — самым распространенным лабораторным животным — с кормом или посредством инъекции.

Некоторые из них даже подверглись генетической модификации, чтобы гены, отвечающие за определенные антиоксиданты, были более активными, чем у обычных лабораторных мышей.

Ученые применяли различные методы, однако получали очень похожие результаты: избыток антиоксидантов не замедлял старение и не предотвращал заболевания.

«Никому не удалось достоверно доказать, что они (антиоксиданты — Ред.) способны продлить жизнь или улучшить здоровье, — говорит Антонио Энрикес из Национального центра исследований сердечно-сосудистых заболеваний в Мадриде, Испания. — На добавки мыши почти не реагировали».

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Одно из исследований показало, что витаминные добавки не только не защищают от болезней, но и повышают уровень заболеваемости раком среди курильщиков

А как насчет людей? В отличие от братьев наших меньших, членов нашего общества ученые не могут поместить в лаборатории, чтобы отслеживать состояние их здоровья на протяжении всей жизни, а также исключить все внешние факторы, которые могут повлиять на итоговый результат.

Единственное, что они могут сделать, — это организовать долгосрочное клиническое исследование.

Его принцип очень прост. Сначала нужно найти группу людей примерно одинакового возраста, живущих в одной местности и ведущих схожий образ жизни. Затем нужно разделить их на две подгруппы.

Первая из них получает добавку, которую необходимо протестировать, в то время как вторая — таблетку-пустышку, или плацебо.

Для обеспечения чистоты эксперимента до завершения исследования никто не должен знать, что именно получают участники — даже те, кто выдает таблетки.

Этот метод, известный как двойное слепое исследование, считается эталоном фармацевтических исследований.

Начиная с 1970-х годов ученые провели немало подобных экспериментов, пытаясь выяснить, каким образом антиоксидантные добавки влияют на наше здоровье и продолжительность жизни. Результаты оказались неутешительными.

Так, например, в 1994 году в Финляндии было организовано исследование с участием 29 133 курильщиков в возрасте от 50 до 60 лет.

В группе, принимавшей пищевые добавки с бета-каротином, заболеваемость раком легких увеличилась на 16%.

Схожие результаты дало американское исследование с участием женщин, вступивших в период постменопаузы.

Они принимали фолиевую кислоту (разновидность витамина B) каждый день на протяжении 10 лет, и после этого риск рака груди у них увеличился на 20% по сравнению с теми, кто не принимал эту добавку.

Дальше все было только хуже. Исследование с участием более 1000 заядлых курильщиков, опубликованное в 1996 году, пришлось прекратить примерно на два года раньше назначенного срока.

По прошествии всего четырех лет приема добавок с бета-каротином и витамином A число случаев рака легких увеличилось на 28%, а число смертей — на 17%.

И это не просто цифры. В группе, принимавшей добавки, каждый год умирало на 20 человек больше, чем в группе, принимавшей плацебо.

Это значит, что за четыре года исследования умерло на 80 человек больше.

Его авторы отметили: «Результаты исследования дают веские основания для отказа от приема добавок с бета-каротином, а также бета-каротина в сочетании с витамином A».

Фатальные идеи

Само собой, эти достойные внимания исследования не дают нам полной картины. Некоторые испытания все же доказывали пользу антиоксидантов, особенно в случаях, когда их участники не имели возможности питаться правильно.

Тем не менее выводы научного обзора 2012 года, составленного на основе 27 клинических испытаний эффективности различных антиоксидантов, свидетельствуют не в пользу последних.

Лишь в семи исследованиях прием добавок был в какой-то степени полезен для здоровья: снизился риск заболеваний сердечно-сосудистой системы и рака поджелудочной железы.

Десять исследований не показали никакой пользы антиоксидантов — результаты были такими, как будто все пациенты получали плацебо (хотя на самом деле это, конечно, было не так).

Итоги оставшихся 10 исследований свидетельствовали о том, что многие пациенты находились в заметно более худшем состоянии, чем до приема антиоксидантов. Кроме того, среди них увеличилась заболеваемость раком легких и раком груди.

«Предположение о том, что добавки с антиоксидантами — это волшебное лекарство, не имеет под собой совершенно никаких оснований», — утверждает Энрикес.

Лайнус Полинг даже не подозревал, что его собственные идеи могут быть смертельно опасными.

В 1994 году, еще до опубликования результатов многочисленных крупномасштабных клинических исследований, он умер от рака простаты.

Витамин C вовсе не был панацеей, хотя Полинг до самого последнего вздоха упорно настаивал на этом. Но связано ли его повышенное потребление с дополнительными рисками?

Вряд ли мы когда-нибудь узнаем это наверняка. Тем не менее, учитывая то, что многие испытания связывают прием антиоксидантов с раком, это не исключено.

К примеру, исследование специалистов Национального института онкологии США, опубликованное в 2007 году, показало, что у мужчин, принимавших мультивитамины, риск умереть от рака простаты был в два раза выше, чем у тех, кто этого не делал.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Прием дополнительных доз витамина C не защитит даже от обычной простуды

А в 2011 году похожее исследование с участием 35 533 здоровых мужчин выявило, что прием добавок с витамином E и селеном увеличивал риск рака простаты на 17%.

С тех пор как Харман предложил свою знаменитую теорию о свободных радикалах и старении, ученые стали постепенно отказываться от четкого разделения антиоксидантов и свободных радикалов (оксидантов). Сейчас оно считается устаревшим.

Антиоксидант — это всего лишь название, которое не отражает природу того или иного вещества в полной мере.

Возьмем, например, столь любимый Полингом витамин C. При правильной дозировке он нейтрализует высокоактивные свободные радикалы, забирая у них свободный электрон.

Он становится «молекулярным мучеником», принимая удар на себя и защищая окружающие его клетки.

Однако, приняв электрон, он сам становится свободным радикалом, способным повредить клеточные мембраны, белки и ДНК.

Как в 1993 году написал химик пищевой промышленности Уильям Портер, «[витамин C] — это настоящий двуликий Янус, доктор Джекил и мистер Хайд, оксюморон антиоксидантов».

К счастью, в нормальных обстоятельствах фермент редуктаза способен вернуть витамину C его антиоксидантный облик.

Но что, если витамина C так много, что фермент просто не успевает справляться с ним?

Несмотря на то, что такое упрощение сложных биохимических процессов не способно отразить всю суть проблемы, результаты вышеуказанных клинических исследований свидетельствуют о том, к чему это может привести.

Разделяй и властвуй

У антиоксидантов есть своя темная сторона. Кроме того, даже их светлая сторона не всегда действует нам во благо — в свете появления все большего количества доказательств того, что свободные радикалы также важны для нашего здоровья.

Сейчас мы знаем, что свободные радикалы часто выполняют функцию молекулярных передатчиков, отправляющих сигналы из одной части клетки в другую. Так они регулируют процессы роста, деления и гибели клетки.

На каждом этапе существования клетки свободные радикалы играют очень важную роль. Без них клетки продолжали бы расти и делиться бесконтрольно — это процесс и называют раком.

Без свободных радикалов мы также чаще заражались бы инфекциями. В условиях стресса, вызванного проникновением в организм человека нежелательных бактерий или вирусов, свободные радикалы начинают вырабатываться более активно, действуя как бесшумный сигнал для иммунной системы.

В результате клетки, стоящие в авангарде нашей иммунной защиты — макрофаги и лимфоциты — начинают делиться и бороться с возникшей проблемой. Если это бактерия, они проглотят ее, как Пакман синее привидение в популярной компьютерной игре.

Бактерия окажется в ловушке, но будет еще жива. Чтобы исправить это, свободные радикалы вновь вступают в дело.

Внутри иммунной клетки они используются как раз для того, из-за чего получили плохую репутацию: для убийства и разрушения. Незваного гостя разрывают на кусочки.

С самого начала и до конца здоровая иммунная реакция зависит от наличия в организме свободных радикалов.

Генетики Жуан Педру Магальяйнш и Джордж Черч написали в 2006 году: «Огонь опасен, однако люди научились использовать его себе во благо. Точно так же и клетки, по-видимому, смогли развить механизмы контроля и использования [свободных радикалов]».

Другими словами, избавляться от свободных радикалов при помощи антиоксидантов не стоит.

«В таком случае мы будем беззащитны перед некоторыми инфекциями», — подчеркивает Энрикес.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Мало кто сомневается в том, что для поддержания хорошего здоровья необходимо сбалансированное питание, но большинству из нас для удовлетворения пищевых потребностей не нужны добавки

К счастью, в организме человека есть системы, отвечающие за поддержание стабильности биохимических процессов.

В случае с антиоксидантами их излишек удаляется из кровотока в мочу. «Они просто выводятся из организма естественным путем», — говорит Клева Виллануэва из Национального политехнического института Мехико.

«Человеческий организм обладает невероятной способностью приводить все в равновесие, поэтому последствия [приема добавок] в любом случае будут умеренными, и мы должны быть благодарны за это», — отмечает Лэйн.

К рискам, связанным с кислородом, мы начали приспосабливаться еще тогда, когда первые микроорганизмы начали дышать этим токсичным газом, и изменить то, что создавалось за миллиарды лет эволюции, простая пилюля не в силах.

Никто не станет отрицать, что витамин C — это неотъемлемая часть здорового образа жизни, равно как и все антиоксиданты.

Но, за исключением случаев, когда эти добавки прописаны врачом, здоровое питание все же является лучшим способом продлить себе жизнь.

«Прием антиоксидантов оправдан только тогда, когда в организме наблюдается реальный дефицит конкретного вещества, — говорит Виллануэва. — Лучше всего получать антиоксиданты из продуктов питания, которые содержат определенный набор антиоксидантов, действующих в комплексе».

«Рацион, богатый фруктами и овощами, как правило, очень полезен, — говорит Лэйн. — Не всегда, но в большинстве случаев это так».

Несмотря на то, что преимущества такого питания часто приписывают антиоксидантам, свою роль здесь играет здоровый баланс прооксидантов и других веществ, чье значение пока достоверно не известно.

Десятки лет ученые старались понять сложную биохимию свободных радикалов и антиоксидантов, привлекли к своим исследованиям сотни тысяч добровольцев и потратили на клинические испытания миллионы, однако современная наука пока не может предложить нам ничего лучшего, чем совет, известный нам со школьной скамьи: ешьте по пять овощей или фруктов каждый день.

Аммиак — Что такое Аммиак?

Аммиак представляет собой бинарное неорганическое химическое соединение азота и водорода

Аммиак (нитрид водорода) — химическое соединение азота и водорода с формулой Nh4, при нормальных условиях — бесцветный газ с резким характерным запахом.

Плотность аммиака почти в 2 раза меньше, чем у воздуха, ПДКр.з. 20 мг/м3 — IV класс опасности (малоопасные вещества) по ГОСТ 12.1.007.

Растворимость Nh4 в воде чрезвычайно велика — около 1200 объемов (при 0°C) или 700 объемов (при 20°C) в объеме воды.

В холодильной технике носит название R717, где R — Refrigerant (хладагент), 7 — тип хладагента (неорганическое соединение), 17 — молекулярная масса.

Аммиак относится к числу важнейших продуктов химической промышленности, ежегодное его мировое производство превышает 180 млн т.

Молекула аммиака имеет форму треугольной пирамиды с атомом азота в вершине. 3 неспаренных p-электрона атома азота участвуют в образовании полярных ковалентных связей с 1s-электронами 3х атомов водорода (связи N − H), 4я пара внешних электронов является неподеленной, она может образовать ковалентную связь по донорно-акцепторному механизму с ионом водорода, образуя ион аммония Nh5+.

Несвязывающее 2х-электронное облако строго ориентировано в пространстве, поэтому молекула аммиака обладает высокой полярностью, что приводит к его хорошей растворимости в воде.

В жидком аммиаке молекулы связаны между собой водородными связями. Сравнение физических свойств жидкого аммиака с водой показывает, что аммиак имеет более низкие температуры кипения (tкип −33,35 °C) и плавления (tпл −77,70 °C), а также меньшие плотность, вязкость (в 7 раз меньше вязкости воды), проводимость (почти не проводит электрический ток) и диэлектрическую проницаемость.

Это в некоторой степени объясняется тем, что прочность водородных связей в жидком аммиаке существенно ниже, чем у воды; а также тем, что в молекуле аммиака имеется лишь одна пара неподеленных электронов, в отличие от двух пар в молекуле воды, что не дает возможность образовывать разветвленную сеть водородных связей между несколькими молекулами.

Аммиак легко переходит в бесцветную жидкость с плотностью 681,4 кг/м3, сильно преломляющую свет.

Подобно воде, жидкий аммиак сильно ассоциирован, главным образом за счет образования водородных связей.

Жидкий аммиак — хороший растворитель для очень большого числа органических, а также для многих неорганических соединений.

Твердый аммиак — кубические кристаллы.

Анод, катод, положительный и отрицательный: основы химии батарей

04 мая 2020г.

В последнее время были совершены важные открытия в области аккумуляторных батарей (иногда называемых вторичными элементами), и большую часть этой работы можно отнести к разработке электромобилей. Эта работа помогла получить Нобелевскую химическую премию 2019 года за разработку литий-ионных аккумуляторов. Следовательно, термины «анод», «катод», «положительный» и «отрицательный» приобрели все большую важность.

В статьях о новых батарейных электродах и станциях циклирования батарей часто используются названия анод и катод без указания того, разряжается ли батарея или заряжается. Термины анод, катод, положительный и отрицательный не являются синонимами, их иногда можно спутать, что может привести к ошибкам.

Цель этой статьи — прояснить и четко определить эти разные термины.

Реакции окисления и восстановления

Реакция окисления является электрохимической реакцией, которая производит электроны. Электрохимическая реакция, которая происходит на отрицательном элементе цинкового электрода никель-цинковой батареи во время разряда:
 

Zn + 4OH → Zn (OH) 2-4 + 2e
 

реакция окисления. Окисление — это потеря электронов.

Реакция восстановления — это электрохимическая реакция, которая потребляет электроны. Электрохимическая реакция, происходящая на положительной стороне литий-ионного аккумулятора во время разряда:
 

Li— xCoO2 + XLI++ Xe → LiCoO2
 

является реакцией восстановления. Сокращение — это выигрыш электронов.

Анод, катод

  • Анод — это электрод, в котором происходит реакция окисления. Потенциал анода, через который протекает ток, выше его равновесного потенциала: Ea (I)> EI = 0 (рис. 1).
  • Катод — это электрод, в котором происходит реакция восстановления. Потенциал катода, через который протекает ток, ниже его равновесного потенциала: Ec (I) < EI = 0 (рис. 1).

Рис.1: (E

I≠0−EI=0) I > 0

Положительные и отрицательные электроды

Два электрода батареи или аккумулятора имеют разные потенциалы. Электрод с более высоким потенциалом упоминается как положительный, электрод с более низким потенциалом упоминается как отрицательный. Электродвижущая сила, эдс в V батареи — это разность потенциалов положительного и отрицательного электродов, когда батарея не работает.

Исследуя батарею

Разряд батареи

Во время разряда напряжение элемента U, разность между положительным и отрицательным, уменьшается (рис. 2, 3).

  • Потенциал положительного электрода E+I≠0 становится меньше его значения в состоянии покоя E+I = 0 : E+I≠0  → положительный электрод является катодом.
  • Потенциал отрицательного электрода EI≠0 становится больше его значения в состоянии покоя EI=0 : EI>0 > EI=0 → отрицательный электрод является анодом.

Рис. 2: Разряд и заряд батареи: слева — потенциальное изменение положительного и отрицательного электродов; справа — изменение напряжения батареи

Зарядка аккумулятора

Во время зарядки напряжение элемента U, разность между положительным и отрицательным, увеличивается (рис. 2, 3).

  • Потенциал положительного электрода E+I≠0 становится больше его значения в состоянии покоя E+I=0 : E+I>0 > E+I=0 → положительный электрод является анодом.
  • Потенциал отрицательного электрода EI≠0 становится меньше его значения в состоянии покоя EI=0 : EI<0  < EI=0 → отрицательный электрод является катодом.

Рис. 3: Разрядка / зарядка вторичной батареи, представленной в виде электрохимической ячейки, с электронами и направлением тока.

Вывод

При обычном использовании перезаряжаемой батареи потенциал положительного электрода как при разряде, так и при перезарядке остается больше, чем потенциал отрицательного электрода. С другой стороны, роль каждого электрода переключается во время цикла разрядки / зарядки.

  • Во время разряда положительным является катод, отрицательным является анод.
  • Во время заряда положительным является анод, отрицательным является катод. 

Тексты, описывающие аккумуляторные аноды или катоды, безусловно, косвенно рассматривают случай разряда, что является неполным предсталением о процессах, происходящих внутри вторичного элемента.

Поделиться в соцсетях:

Опубликован обзор эволюции терапии Her2 позитивного рака молочной железы


Her2 позитивный рак молочной железы 20 лет назад считался плохо поддающимся лечению. В настоящее время большинство пациенток с подобным диагнозом может быть вылечено. Об эволюции терапии этого вида рака содержательно рассказывает заведующий отделением химиотерапии Даниил Львович Строяковский.


Рак молочной железы – это несколько различных заболеваний, объединенных общей локализацией первичной опухоли.


Одним из наиболее распространенных и изученных вариантов является Her2 позитивный вариант. Он составляет 18-20% от всего рака молочной железы. Например: если в г. Москве в год заболевает РМЖ ~ 7000 женщин, то значит Her2 позитивных среди них ~ 1250 женщин. Причем, наиболее часто данный вариант опухоли встречается у женщин младше 50 лет (но может быть в любом возрасте).


По данным одного из Американских регистров если разделить женщин с РМЖ по возрасту, то 45% — женщины младше 50 лет, 29% — женщины от 50 до 60 лет, 26% старше 60 лет. Среди женщин старше 50 лет у более чем 75% опухоль гормонопозитивная (ER+, PR+/-). Соответственно младше 50 лет, существенно чаще встречается Her2 позитивный, гормононегативный вариант и трижды-негативный варианты. Это наиболее агрессивные подтипы.


Среди Her2 позитивного рака молочной железы у ~ 40% Эстрогеновые и Прогестероновые рецепторы отрицательные (ER-, PR-), соответственно у 60% опухоль гормонопозитивная (и Her2 позитивная).


Таким образом, есть 2 подтипа Her2 позитивного рака: люминальный В, Her2 позитивный (ER+, PR+/-, Her2 положительный) и нелюминальный Her2 позитивный (ER-, PR, Her2 положительный).


Что такое Her2 позитивность?


На 17 хромосоме есть участок ДНК, который кодирует наличие рецептора Her2 на поверхности клеток. Этот рецептор существует в норме на поверхности большинства эпителиальных клеток. При раке молочной железы, у части пациенток (~18%), на 17 хромосоме, данный участок ДНК начинает повторяться многократно (амплификация), то есть вместо 1 гена Her2 на каждой из 2-х хромосом (от папы и мамы), этих генов становится очень много. Соответственно происходит многократно бОльшая частота считывания этого гена, и это приводит к тому, что количество рецепторов Her2 на поверхности опухолевых клеток становится многократно больше, чем в норме (гиперэкпрессия). Эти рецепторы, как «антенны» торчат из мембраны опухолевых клеток, и начинают слипаться с другими такими «антеннами» (Her2), также могут слипаться с соседними другими «антеннами» Her1, Her3, Her4. Это приводит к генерации сигнала внутрь ядра опухолевой клетки – «плодись и метастазируй».


Чтобы определить, если ли Her2 гиперэкпрессия на поверхности опухолевых клеток проводят исследование: иммуногистохимия (ИГХ)


Могут быть 4 варианта иммуногистохимического проявления Her2 на поверхности опухолевых клеток: варианты ответов



У большинства Her2 позитивных опухолей, с помощью ИГХ удается сразу установить Her2 позитивность, то есть ответ Her2 3+.


Но, у около 10% пациенток ИГХ экспрессия не дотягивает для HER2 3+, и врач получает ответ Her2 2+. В этом случае выполняется исследование FISH (флуоресцентная ин ситу гибридизация). Но даже в этом случае, не всегда удается до конца точно установить Her2 статус, так как иногда повтора гена бывает мало (амплификация низкой степени). Иногда опухоль неоднородная, то есть в части опухолевых клеток есть выраженная амплификация гена Her2, а в части ее нет. Это сложные случаи для трактовки. Поэтому каждые 3-5 лет происходят уточнения и дополнения к руководству по трактовке Her2 позитивности. Надо сказать, что заложенная ошибка метода (в очень качественной лаборатории) составляет в районе 5%, то есть, если в г. Москве 7000 женщинам проводится ИГХ исследование, для уточнения биологического типа рака молочной железы в год, ошибка существует как минимум у 350 женщин в ту или иную сторону.


Хуже, когда Her2 позитивная опухоль была определена, как Her2 негативная – это означает, что пациентка не получает должного лечения. Если же Her2 негативная опухоль диагностирована как Her2 позитивная, то в этом случае женщина получает избыточное таргетное лечение, но так как токсичность данного лечения в целом мала, на мой взгляд от этого меньше вреда. На самом деле, частота ошибок в рутинном определении Her2 статуса намного больше, чем 5% (сколько я не знаю), поэтому так важно, чтобы Онкопатологические лаборатории были, по настоящему, высококачественные.


Эта форма опухоли – Her2 позитивный рак молочной железы важна тем, что еще 15-20 лет назад считалась наиболее агрессивной и летальной, среди всех вариантов РМЖ. Однако в настоящее время, благодаря интеграции таргетной терапии, стала самой курабильной (излечимой).


Основные таргетные препараты для Her2 позитивного РМЖ:


1. Трастузумаб — моноклональное антитело к рецептору Her2 на поверхности опухолевых клеток


2. Лапатиниб (малая молекула) – внутриклеточный ингибитор Her2 рецептора. Her2 как бы прошивает насквозь мембрану опухолевой клетки и у него есть внутриклеточная часть


3. Пертузумаб — моноклональное антитело к поверхности рецептора Her2, но присоединяется в другой точке чем Трастузумаб и мешает склеиванию рецепторов семейства Her (Her1, Her2, Her3, Her4). Пертузумаб эффективен только с Трастузумабом или Трастузумаб-Эмтанзином


4. Трастузумаб-Эмтанзин — это сложная молекула: Трастузумаб соединен с очень сильным цитостатиком. Опухолевая клетка, пытаясь избавится от Трастузумаба, как бы его «съедает» погружает часть мембраны с ним внутрь себя в виде вакуоли, затем разрушает эту вакуоль, и тут освободившийся сильный цитостатик разрушает опухолевую клетку изнутри – этакий «Троянский конь».


История создания препаратов анти-Her2 направленности существует около 25 лет. В 1998 году в США был зарегистрирован препарат Трастузумаб в комбинации с химиотерапией в качестве 1-ой линии лечения метастатического рака молочной железы (то есть паллиативное противоопухолевое лечение женщин с впервые выявленными метастазами).


Было проведено клиническое исследование: пациенток с впервые выявленными метастазами Her2 позитивного РМЖ делили на 2 группы: половина получала химиотерапию (или Доксорубицин-содержащую или Паклитаксел- содержащую), половина такую же химиотерапию + Трастузумаб. Средняя продолжительность жизни (Общая Выживаемость (ОВ)) составила в контрольной группе 20 месяцев (чуть более 1,5 лет), а группе с Трастузумабом 25 месяцев (более 2-х лет). На тот момент, результаты этого исследования выглядели значительным, но все-таки эволюционным шагом в лечении метастатического рака молочной железы. Разница в продолжительности жизни в 5 месяцев была не очень впечатляющая, но удалось впервые перешагнуть 2 года в средней продолжительности жизни в этой когорте пациенток. В реальной клинической практике, всего 20 лет назад половина женщин с метастазами Her2 позитивного рака молочной железы умирали в районе полутора лет. В основном метастазы поражали печень, легкие, кости.



У женщин с гормонопозитивным и Her2 позитивным РМЖ гормонотерапия была не эффективна, и только химиотерапия давала короткий эффект. Причем в странах Запада, пациенткам были доступны помимо Доксорубицина, также Таксаны (Паклитаксел и Доцетаксел с середины 90х годов, затем Капецитабин, Винорелбин, Платина, Гемцитабин). В нашей стране, в то время мы могли использовать только Доксорубицин и Циклофосфан, а также другие «старые» цитостатики. Таксанов, Капецитабина, Винорелбина, Гемцитабина практически не было, тем более Трастузумаба (его стоимость на 1 цикл терапии была в районе 3000$). Соответственно картина течения болезни была удручающая для большинства пациенток.


Революционным и поворотным моментом лечения Her2 позитивного рака молочной железы явилось 15 мая 2005 года, когда на конференции ASCO в Орландо были доложены результаты исследований адъювантной терапии Her2 позитивного рака молочной железы.


Адъювантная терапия – это терапия, которая применяется после хирургического лечения (операция по удалению первичной опухоли: или Мастэктомия, или Радикальная секторальная резекция), для снижения риска прогрессирования заболевания, у больных I, II, III стадиями (в основном с II и III стадиями). Хорошо известно, что на момент операции, когда стадия рака не IVя, у большинства пациенток имеются микрометастазы, которые могут быть, где угодно. Эти микрометастазы никак себя не проявляют и их невозможно определить никакими методами (УЗИ, Рентген, КТ, МРТ, ПЭТ-КТ, скенирование, анализы крови и т.д.). Но из этих микрометастазов, в последствии, разовьются макрометастазы, которые и переведут болезнь в неизлечимую фазу. При наличии отдаленных метастазов, неважно, которые были выявлены сразу (в дебюте заболевания) или после радикальной операции, на сегодня болезнь (метастатический рак молочной железы) считается не излечимой. Поэтому задача адъювантной терапии — убить микрометастазы (где бы они не находились) и тем самым излечить как можно больше пациенток. Минусом адъювантной (профилактической) терапии является тот факт, что, когда ее проводишь, ты не знаешь: кому конкретно она помогает. Это лечение не самого пациента, а его риска. Тем не менее адъювантная лекарственная терапия локальных форм рака молочной железы (I-III стадий) является одним из самых необходимых этапов лечения. Важно разумно и правильно объяснить риски, потенциальную пользу и возможные осложнения лечения. Очень важно выбрать научно обоснованную и наиболее эффективную программу, с наименьшим токсическим профилем.


Итак, 15 мая 2005 года на конференции ASCO в Орландо были доложены 2 Late Breaking Abstracts: результат Европейского исследования HERA (в котором, в том числе принимали участие и Российские исследователи) и объединенный анализ 2-х Американских исследований, посвященных добавлению Трастузумаба к адъювантной химиотерапии при I-III стадиях Her2 позитивного РМЖ.


Я прекрасно помню этот день, предварительные результаты были засекречены, была только информация, что исследования прошли успешно. В зале, где проходил доклад было вероятно несколько десятков тысяч человек (подобного количества я больше ни разу не видел) – это отражает огромную роль рака молочной железы, среди онкологических заболеваний. Врачи со всего мира очень плотно стояли друг рядом с другом и была фантастическая тишина, боялись пропустить хоть одно слово. Я тоже был в зале, вместе с русскими коллегами, мы слушали затаив дыхание. Результаты оказались ярче, чем все наши самые оптимистические предположения. В исследовании HERA, где контингент пациенток был несколько менее запущен (было больше I и II стадий) добавление Трастузумаба привело к уменьшению числа прогрессирующих в первые 3 года в половину. Но самое больше впечатление произвели объединенные результаты 2-х американских исследований (в основном II и III стадии), где к антрациклин и паклитаксел- содержащему режиму химиотерапии (на тот момент уже стандарт в США, мы еще и близко не могли так делать), был добавлен Трастузумаб. В 2-х исследованиях участвовали 3351 женщина. В группе без Трастузумаба в ближайшие 4 года после операции прогрессирование наблюдалось в среднем у 33% пациенток, тогда как в группе с Трастузумабом прогрессирование было только у 15%. Риск смерти от рака молочной железы снизился с 14% до 8%.


Если перевести это в понятные цифры, то арифметика следующая: возьмем 100 женщин с Her2 позитивным раком молочной железы с II или III стадией, после радикальной операции. Среди 100 женщин, которым будет проведена адъювантная химиотерапия Доксорубицин и Циклофосфан, затем Паклитаксел, у 33 из них проявятся метастазы рака молочной железы (и этих женщин вылечить уже не возможно, их лечение паллиативное) и 14 из них уже погибнет от этой формы рака. Если этим же женщинам, к той же самой терапии добавить Трастузумаб 1 год, то через 4 года метастазы разовьются только 15 из них, и погибнет от рака 8 женщин.



Результаты исследований адъювантной терапии Her2 позитивного рака молочной железы, кардинально изменили действующую практику, в контексте профилактического лечения. Тогда (в мае 2005 года) мы стояли в восхищении с одной стороны, и удручены с другой стороны – потому что Трастузумаб был нам недоступен (он был в стране, но его стоимость была фактически запретительной для применения). Ситуацию удалось изменить, только на рубеже 2009-11 годов. С 2012 года, в Москве практически все пациентки с Her2 позитивным раком уже были обеспечены Трастузумабом. К этому времени, также удалось полностью обеспечить всех нуждающих пациенток Таксанами, благодаря выходу генериков Паклитаксела на наш рынок.


Следующим этапом использования таргетной терапии при Her2 позитивном РМЖ стало его применение в плане неоадъювантной терапии.


Неоадъювантная терапия – это терапия при локальных стадиях (I-III), которая проводится перед операцией. Основной целью данной терапии является оценить эффективность лекарственного лечения непосредственно на первичную опухоль и метастазы в локорегионарные лимфоузлы, постараться ее уменьшить. В некоторых случаях это позволит сделать органосохранную операцию. При агрессивных подтипах рака молочной железы (Her2 позитивном и Трижды-негативном) на неоадъювантной химиотерапии у значительной части пациенток удается добиться полного морфологического регресса опухоли (полный лечебный патоморфоз – рCR). Полный лечебный патоморфоз оцениваться по результатам гистологического исследования, после удаления первичной опухоли и подмышечных л/у. Если рCR достигнут, то это является суррогатом элиминации микрометастазов рака у подавляющего числа пациенток. У тех же, у кого не удалось добиться pCR – это значит, что имеется относительно высокая вероятность сохранения микрометастазов, из которых, через какое-то время, вырастут метастазы и уже болезнь нельзя будет вылечить (или почти нельзя вылечить).


Отсутствие рCR – ведет к необходимости разработки стратегии послеоперационной терапии, которая снизит риск прогрессирования. Критерием pCR является отсутствие опухолевых клеток (за исключение возможного наличия клеток рака in situ) в области, где ранее находилась первичная опухоль и в подмышечных л/у (ypT0(or in situ)ypN0).


При Her2 позитивном подтипе, у больных с II и III стадией рака неоадъювантная терапия стала основным подходом к лечению за последние 10 лет.


Вариантами химиотерапии являются: антрациклин + таксан-содержащие схемы (например: 4 Доцетаксел 75/3 недели или 12 Паклитаксел 80/ежененедельно, затем 4 АС (FAC, FEC, EC) или Доцетаксел 75 + Карбоплатин AUC6 каждые 3 недели — 6 циклов). К этой терапии должен быть добавлен Трастузумаб (как минимум).


Достижение полного лечебного патоморфоза (pCR) выражается в повышении выживаемости без прогрессирования (EFS — event free survival или DFS disease free survival). Выживаемость без прогрессирования отражает тенденцию к повышению общей выживаемости (OS – overall survival).


Таким образом, основная цель неоадъювантной терапии – достижение pCR.


Вероятность достижения pCR у больных c Her2+, которые получают только химиотерапию – без Трастузумаба или иных вариантов таргетной терапии следующая (метаанализ Cortazar – это очень большой анализ клинических исследований в области неоадъювантной терапии РМЖ):


Гормонопозитивные (HR+) ~ 18,3% (15-21%)


Гормононегативные (HR-) ~ 30,2% (26-34%)


Вероятность достижения pCR у больных с Her2+, которые получают химиотерапию + Трастузумаб (Метаанализ Cortazar):


Гормонопозитивные (HR+) ~ 30,9% (26-36%)


Гормононегативные (HR-) ~ 50,3% (45–55%)


Таким образом, добавление Трастузумаба к стандартной неоадъювантной химиотерапии повышает вероятность достижения pCR в среднем на 60%.


Например: исследование HANNAH. В этом исследовании все пациентки с II и III стадиями Her2 позитивного рака молочной железы получили одинаковую химиотерапию и таргетную терапию (половина в/в Трастузумаб, половина подкожный Трастузумаб). По сути, у всех почти 600 пациенток была одинаковая терапия, разница была лишь в варианте введения таргетного препарата (внутривенно или подкожно). Схема лечения: 4Доцетаксел 75/кв.м. + Трастузумаб каждые 3 недели, затем 4 F(500)E(75)C(500) + Трастузумаб, каждые 3 недели, затем операция, затем Трастузумаб еще 10 введений +/- адъювантная лучевая терапия (если есть повышенный риск локального рецидива) + гормонотерапия (у гормонопозитивных (HR+)). Дизайн данного исследования стал эталонным для дальнейших исследований по неоадъювантной терапии Her2 позитивного РМЖ с препаратами биоаналогами Трастузумаба. 591 оцененная пациентка.



Из данных исследования HANNAH следует, что достижение полного лечебного патоморфоза pCR приводит 20% разнице в 3-х летней бессобытийной выживаемости (EFS) и приблизительно 27% разнице в 6-ти летней бессобытийной выживаемости (EFS). Имеется 10% разница в 6-ти летней общей выживаемости (OS): то есть достижение рCR снижает риск смерти у каждой десятой пациентки за 6 лет.


Пациентки с гормонозависимым раком (HR+), Her2 позитивным имеют меньшую вероятность достижения рCR почти в 2 раза: 23,5% против 45,3%.


Но, если pCR был достигнут — бессобытийная выживаемость лучше, чем у HR- на 9-10%. Если pCR не был достигнут, то при HR+ 3-х и 6-ти летняя выживаемость лучше, чем у HR- на 11 и 13% соответственно.


С 3-го до 6-го года риск прогрессирования у тех, у кого был достигнут pCR составляет 5-6% за 3 года (то есть около 2% в год).


С 3-го до 6-го года риск прогрессирования у тех, у кого не был достигнут рCR составляет 11-13% за 3 года (то есть около 4% в год).


Выводы:

  • полностью подтверждается необходимость достижения pCR как суррогата длительного ответа.
  • вероятность pCR выше у HR- негативных пациенток
  • у пациенток с гормонопозитивным (HR+) и Her2 позитивным РМЖ, 3-х и 6-ти летняя EFS выше. Применение адъювантной гормонотерапии и меньшая биологическая агрессивность улучшает результаты.


Следующий этап: Двойная Her2 блокада (Трастузумаб + Пертузумаб) приводит еще большему повышению вероятности pCR и, как следствие, повышает вероятность бессобытийной выживаемости (EFS).


Исследование KRISTINE III Фазы.


В этом исследовании пациентки с II и III стадиями HER позитивного РМЖ были рандомизированы в 2 группы по 220 пациенток:

  • 1 группа: ТСНР (Доцетаксел 75/кв.м + Карбоплатин AUC 6 + Трастузумаб (стандартная доза 6 мг/кг веса, 1-ое введение 8 мг/кг веса) + Пертузумаб (стандартная доза – 420 мг, 1-ое введение 840 мг), каждые 3 недели 6 циклов. Затем операция. Затем Трастузумаб + Пертузумаб до 1 года суммарно (12 циклов). Гормонотерапия у гормонопозитивных и лучевая терапия если есть факторы риска локального прогрессирования.
  • 2 группа: 6 циклов TD-M1 (Трастузумаб-Эмтанзин) + Р (Пертузумаб). Затем операция, затем ещё 12 циклов Трастузумаб -Эмтанзин + Пертузумаб, каждые 3 недели. Гормонотерапия у гормонопозитивных и лучевая терапия если есть факторы риска локального прогрессирования. Аббревиатура группы (TD-M1 – P).


pCR в группе ТСНР был достигнут у 55% пациенток, HR- 73%, HR+ 44%.


pCR в группе T-DM1+P был достигнут у 44% пациенток, HR- 54%, HR+ 35%.


В группе T-DM1+P: 6% пациенток спрогрессировали до операции, в основном с HER2 гетерогенной опухолью, в группе ТСНР никто не прогрессировал на фоне неоадъювантной терапии (удивительный непосредственный результат).


Лучшая группа: ТСНР 221 пациентка


3 летняя EFS на всю группу 94%


3 летняя IDFS (этот показатель близок к EFS) в группе pCR 97,5%


3 летняя IDFS (близок к EFS) в группе non pCR 84%


Выживаемость:



Итак, варианты неоадъювантной терапии и их эффективность в 2-х таблицах:



Следует отметить, что те пациентки, которые получают адъювантную терапию с III стадией, и те, кто получают неоадъювантную терапию при III стадии – это не одинаковые пациентки. Пациентки, с III стадией, которых можно прооперировать радикально – это с клинически (с)T3N1 по местному статусу – «начальная» IIIА стадия. Эти пациентки 90-е и 2000-е годы рассматривались, как первично-операбильные по первичной опухоли. Тогда, как пациентки с III В и III С стадиями (сN2-3 или все варианты сТ4) всегда рассматривались как первично неоперабильные. Эти пациентки практически не включались в адъювантные исследования. Эти пациентки практически всегда начинали лечение с предоперационной химиотерапии (неоадъювантной).


Соответственно в группе с неоадъювантной терапией всегда результаты несколько хуже, чем с адъювантной терапией, независимо от той терапии, которые пациентки получают. Даже если терапия одинаковая. Например, в 2-х американских исследованиях адъювантной терапии 3-х летняя выживаемость без прогрессирования (DFS) с Антрациклины + Таксаны + Трастузумабом – 87%. При использовании точно такой же терапии в неоадъюванте (Антрациклины + Таксаны + Трастузумаб) – 3-х летняя выживаемость без прогрессирования – 75% (на всю группу, независимо от pCR). Просто – это разные по распространенности опухоли.


Как быть с пациентками, у которых при применении неоадъювантной терапии не был достигнут полный лечебный патоморфоз (pCR). Прогноз данных пациенток существенно хуже – так как у многих из них сохраняются микрометастазы, которые в дальнейшем дадут макрометастазы.


Исследование KATНERINЕ:



В это исследование были включены, пациентки, которые получали неоадъювантную терапию с Трастузумабом, по поводу Her2 позитивного рака молочной железы с I-III стадиями, и у которых не был достигнут pCR на неоадъювантной фазе лечения. Пациентки были разделены на 2 группы: стандартная группа – Трастузумаб 14 циклов и экспериментальная Трастузумаб-Эмтанзин 14 циклов.


По результатам данного исследования, основной параметр данного исследования отражающий эффективность – invasive disease free survival (выживаемость без инвазивного прогрессирования – параметр близкий к event free survival — EFS) составил 88,3% к 3-м годам в группе Трастузумаб-Эмтанзин, в сравнении с 77% в группе Трастузумаба. В переводе на русский это означает, что в группе с Трастузумабом, у тех, у кого не имеется pCR к 3-м годам развиваются проблемы возврата рака молочной железы у 23% (почти ¼), тогда как при применении Трастузумаб-Эмтанзина возврат рака молочной железы в той или иной форме наблюдается только 11,7%. То есть в половину меньше!!!



В силу короткого периода наблюдения пока не имеется существенной разницы в общей выживаемости (OS), но это лишь вопрос времени. Явная тенденция к разнице в общей выживаемости имеется – нумерическое число смертей больше в контрольной группе.



Таким образом, на сегодня можно сделать вывод о том, что пациенткам, у которых не удалось достичь pCR на фоне неоадъювантной терапии, имеется четкая стратегия как улучшить результаты их лечения – фактически уполовинить риск прогрессирования в случае использования Трастузумаб-Эмтанзина. Но здесь надо не забывать, что у части пациенток опухоль гетерогенная и остаточная опухоль может оказаться Her2 негативной, поэтому необходимо проводить ретестирование остаточной опухоли и использовать Трастузумаб-Эмтанзин только у тех, у кого сохраняется Her2 позитивность. У тех, у кого после неоадъювантной химиотаргетной терапии выжил только Her2 негативный клон опухоли — Трастузумаб-Эмтанзин назначать не стоит. На мой взгляд может быть оставлен Трастузумаб, и проводится стандартный вариант адъювантного лечения, как у Her2 негативных пациенток – эта проблема должна решаться индивидуально.


Теперь о том, какая наиболее эффективная адъювантная терапия у пациенток с совсем ранними опухолями Her2 позитивными. К совсем ранним относятся опухоли менее 2-х см, без метастазов в лимфатические узлы. Сюда также можно отнести пациенток с опухолями чуть больше 2-х см (но обязательно меньше 3см), которые оказались такого размера при патологической послеоперационной оценке рТ. То есть – это опухоли рТ1аbcN0М0 и рТ2(чуть больше 2см)N0М0. Независимо от гормононально-рецепторного статуса. Большинство подобных пациенток на первом этапе оперируются. Им выполняется или Радикальная Секторальная Резекция или Радикальная Мастэктомия. После операции подавляющее большинство из них нуждается в адъювантной терапии.


Оптимальный вариант адъювантной терапии – проведение химиотаргетной терапии по схеме: Паклитаксел 80 мг/кв.м еженедельно + Трастузумаб (еженедельно или 1 раз в 3 недели), затем адъювантная терапия Трастузумаб суммарно 1 год.


Основанием для данной терапии является исследование APT. В данное исследование – были включены 410 пациенток в основном с опухолями менее 2-х см (в исследование было включено только 36 пациенток с опухолями чуть более 2-х см, но менее 3 см) при отсутствии метастазов регионарные лимфоузлы (мог быть 1 микрометастаз в 1 лимфатический узел). Пациентки в данном исследовании получали только 1 вариант терапии: Паклитаксел 12 циклов еженедельно + Трастузумаб, затем Трастузумаб суммарно 1 год. Интересно, что более 2/3 пациенток – были с гормонопозитивными опухолями. Этот интересный факт говорит о том, что гормонопозитивные и Her2 позитивные опухоли растут медленнее и больше шансов их поймать в I ой стадии, тогда гормононегативные и Her2 позитивные опухоли более агрессивны и чаще всего диагностируются по II-III стадиях.


При 7-ми летнем наблюдении за пациентками получены следующие результаты: только 4-х пациенток развились отдаленные метастазы, у 5-ти пациенток локорегионарное прогрессирование (чаще всего можно повторно получить ремиссию болезни), у 6-ти женщин развился рак другой молочной железы (или с той же стороны если была выполнена секторальная резекция) и зафиксировано 8 смертей от других причин (естественную смерть никто еще не отменил). И это на 410 пациенток!!! Фантастический результат. Таким образом 7-ми летняя DFS (выживаемость без прогрессирования) составила в группе гормонопозитивных пациенток 94,6%, в группе гормононегативных 90,7%.


Вряд ли подобные отдаленные результаты возможно улучшить!!!



Теперь вернемся к метастатическому раку молочной железы. После регистрации Трастузумаба (в 1998 году) в качестве моноклонального антитела допонительного к химиотерапии при метастатическом раке молочной железы начались длительные исследования по оценке эффективности различных химиопрепаратов в комбинации с ним. Эти исследования шли приблизительно 10 лет. К середине 2000 годов стало понятно, что оптимальным партнером к Трастузумабу являются Таксаны (Паклитаксел или Доцетаксел), а также Винорелбин, в качестве 1-ой линии терапии. Комбинация с Доксорубицином (или Доксорубицин + Циклофосфамид) также показала свою высокую эффективность, по оказалась кардиотоксичной и поэтому не применяется. Причем стало понятно, что один химиопрепарат (или Доцетаксел, или Паклитаксел, или Винорелбин) в комбинации с Трастузумабом не уступают по эффективности комбинированной химиотерапии (Например Доцетаксел + Карбоплатин), но по токсичности имеют преимущество. Поэтому комбинация Доцетаксел + Трастузумаб каждые 3 недели, или Паклитаксел (еженедельно) + Трастузумаб (еженедельно или 1 раз в 3 недели) или Винорелбин (еженедельно) + Трастузумаб (еженедельно или 1 раз в 3 недели) стали основными схемами 1-ой линии терапии. Обычно проводят 6-9 циклов химиотерапии (5-8 месяц) с Трастузумабом и затем отменяется химиотерапия и продолжается терапия Трастузумабом до прогрессирования или токсичности (которая встречается очень редко). При этом пациенткам с одновременно гормонозависимым вариантом опухоли может быть назначена «поддерживающая» гормонотерапия ингибитором ароматазы (Анастрозол или Летрозол), если женщина в менопаузе (если нет, то стоит перевести в менопаузу).


Результатами данного подхода стало – около 1 года (12 мес) медиана времени до прогрессирования (mPFS) и средняя продолжительность жизни (mOS) в районе 3-х лет (36 месяцев). В эру до Трастузумаба медиана продолжительности жизни была в районе 1,5 лет. То есть Трастузумаб, дополнительно к химиотерапии добавил еще 1,5 года к средней продолжительности жизни. Надо сказать, что это произошло и потому, что пациентки при прогрессировании на Трастузумабе, продолжали получать Трастузумаб с другими химиопрепаратами, или комбинацию Капецитабин + Лапатиниб, или в дальнейшем Трастузумаб- Эмтанзин. Конечно, использование последующих эффективных линий терапии привело к увеличению средней продолжительности жизни. Но, в вместе с тем, влияние 1-ой линии терапии трудно переоценить, так как именно эффективная первая линия терапия дает максимальную прибавку.


На рубеже 2000 годов было начато исследование по оценке эффективности двойной блокады в сравнении с Трастузумабом с химиотерапией при метастатическом раке молочной железы. Ключевое исследование: Cleopatra. Вот дизайн исследования:



По сути, отличием в группах было – добавление Пертузумаба в одной из 2-х групп. Вторая группа получала плацебо. Никто – не пациент, не лечащий врач не знали: полностью «слепое» исследование, чтобы невозможно было фальсифицировать результаты.


В 2012 году исследование впервые было доложено, оно достигло своей Первичной Конечной Точки – увеличение Выживаемости без Прогрессирования (mPFS) с 12 месяцев в группе Доцетаксел + Трастузумаб + Плацебо до 18 месяцев в группе Доцетаксел + Трастузумаб + Пертузумаб. То есть, если пациентка получала тройную комбинацию в среднем прогрессирование наступало через 1,5 года от начала терапии. Это очень сильные данные по увеличению эффективности непосредственного лечения. Но самым главным результатом явилось увеличение Общей Выживаемости (mOS), которое было доложено в 2015 году. Медиана Общей Выживаемости увеличилась с 40,8 мес до 57,1 мес, в группе с Пертузумабом. То есть, среднее увеличение продолжительности жизни оказалось практически 17 месяцев благодаря добавлению Пертузумаба в 1-ой линии терапии. Интересно, что обычно в позитивных (в сторону экспериментальной терапии) клинических исследованиях 1-ой линии в онкологии мы имеем следующую картину: дельта (разница) mPFS практически всегда больше, чем дельта mOS. Это и понятно, так как последующие линии терапии, которые проводятся пациентам всегда разные и в том числе с применением того препарата, которого не было в 1-ой линии (в группе контроля) (так называемый crossover). То есть разница обычно сглаживается. Роль одного лекарства добавленного в 1-ой линии к стандартному набору всегда очень трудно разглядеть – много факторов наслаивается. Обычный пример: добавление Бевацизумаба к терапии метастатического рака молочной железы: препарат очевидно увеличивает эффективность 1 и 2 линии терапии (mPFS), но из-за «crossover» разница в mOS всегда оказывалась статистически недостоверной. Из-за этого в США ограничили применение Бевацизумаба при метастатическом раке молочной железы и во многих рекомендациях Бевацизумаб при РМЖ отсутствует (лично я с этим категорически не согласен).


Увеличение mOS на большУю дельту в сравнении с mPFS мы сегодня наблюдаем только в препаратах иммунотерапевтической направленности. В этих исследованиях появляется группа пациентов, которые благодаря данной терапии не прогрессируют совсем и живут очень долго (фактически излечены) и их доля существенная чтобы поднять кривые выживаемости. В исследовании Cleopatra фактически мы получили такую же картину. Кривые выживаемости:


Что мы видим в этом исследовании, что в группе с Пертузумабом и Трастузумабом к 8 годам от начала исследования не прогрессировало практически 25% пациенток, тогда в как в группе с только Трастузумабом не прогрессировало к 8 годам 19% пациенток. Разница в 6% к 8 годам в Выживаемости без прогрессирования привела к тому, что 8-лет 37% женщин живы в комбинированной группе по сравнению с 23% в группе только Трастузумаба. Очень красноречивые данные. Кривые выживаемости очень похожи на кривые выживаемости, которые мы видим при применении иммунотерапии. Мы видим, что те пациентки, которые прожили 5 лет без прогрессирования от начала получения 1-ой линии терапии – фактически не прогрессируют в дальнейшем совсем. Причем похожая картина кривых Выживаемости без Прогрессирования наблюдается и в группе с только Трастузумабом, только в комбинированной группе таких пациенток существенно больше.


Сегодня можно с уверенностью говорить, что метастатический Her2 позитивный рак молочной железы перестал относится к числу неизлечимых заболеваний. Получается, что применении Химиотерапии (на основе Таксанов) + Трастузумаб + Пертузумаб мы можем вылечить ¼ пациенток!!!


Причем наибольшие шансы у тех пациенток, у кого биологически опухоль была инфильтрирована лимфоцитами (так называемые TILs – tumor-infiltrating lymphocytes).


Это кривые выживаемости без прогрессирования в зависимости от терапии (Пертузумаб vs Плацебо) и в зависимости от наличия/отсутствия TILs:


Это кривые общей выживаемости в зависимости от терапии (Пертузумаб vs Плацебо) и в зависимости от наличия/отсутствия TILs:


На графиках отчетливо видно, что пациентки у которых имеются TILs в опухоли, через 3 года от начала лечения практически не прогрессируют – и таких пациенток около 40%, если им применялся Трастузумаб и Пертузумаб. Тогда как без Пертузумаба болезнь течет хуже, независимо от наличия/отсутствия TILs. При отсутствии TILs при добавлении Пертузумаба эффективность тоже выше, но не так ярко, как у больных с TILs.


Что такое TILs – это Т-лимфоциты, которые инфильтрируют опухоль (по какой-то причине), но не могут сами ее убить. Наличие TILs в опухоли является критерием благоприятного прогноза ответа на терапию (особенно при РМЖ). Вероятно, Т-лимфоциты помогают лекарственной терапии уничтожить опухоль. Имеющиеся данные, на мой взгляд, говорят нам о том, что Трастузумаб и, особенно, комбинация Трастузумаб + Пертузумаб являются Иммунотерапевтической комбинацией в первую очередь. И именно благодаря этому удается полностью уничтожить микрометастазы у большинства женщин, и макрометастазы — как минимум у 25%.


Таким образом, я считаю, что для Her2 – позитивного РМЖ должны использоваться следующие варианты лечения:


1. I стадия. Операция на первом этапе, затем применение адъювантной терапии: 12 циклов Паклитаксел 80 мг/кв.м 1 день + Трастузумаб 1,4,7,10 недели, затем каждые 3 недели 1 год суммарно. При гормонопозитивных вариантах, в адъюванте применение гормонотерапии ингибиторы ароматазы (Анастрозол или Летрозол), не менее 5 лет.


2. II и III стадии. Проведение неоадъювантной химиотаргетной терапии на первом этапе по схеме ТСНР: Доцетаксел 75 мг/кв.м + Карбоплатин AUC6 + Трастузумаб 6 мг/кг веса (1-ое введение 8 мг/кг веса) + Пертузумаб 420 мг (840 мг 1-ое введение) каждые 3 недели 6 циклов. Затем операция, затем адъювантная терапия Трастузумаб до 1 года. Адъювантная гормонотерапия у гормонопозитивных пациенток – ингибиторы ароматазы не менее 5 лет. В случае отсутствия полного лечебного патоморфоза (pCR), ретестирование опухоли и при сохранении Her2 3+ проведение адъювантной терапии препаратом Трастузумаб-Эмтанзин 14 циклов каждые 3 недели. При отсутствии Her2 позитивности в остаточной опухоли – альтернативная адъювантная терапия, которая должна рассматриваться индивидуально.


3. Бывают ситуации, когда хирурги шли на I стадию, но по результатам гистологического послеоперационного лечения, без проведения неоадъювантной химиотаргетной терапии, стадия заболевания оказалась существенно больше, например III стадия (по пораженным подмышечным лимфоузлам). В этом случае, должна быть использована такая схема адъювантной химиотаргетной терапии, которая была бы применена, в случае если бы знали о стадии заболевания сначала (до операции). Например, 6 курсов ТСНР затем Трастузумаб + Пертузумаб 1 год. Но таких пациенток должно становиться все меньше и меньше, так как на сегодня все имеющиеся методы обследований позволяют у большинства пациенток установить стадию заболевания до начала лечения. Данные ситуации должны решиться индивидуально квалифицированным онкологом.


4. Метастатический рак молочной железы: Доцетаксел 75 мг/кв.м 1 раз в 3 недели или Паклитаксел 80 мг/кв.м еженедельно + Трастузумаб + Пертузумаб в стандартных дозах. 18-24 недели химиотерапии, затем поддерживающая терапия Трастузумаб + Пертузумаб +/- гормонотерапия у гормонопозитивных пациенток (Ингибиторы ароматазы), до прогрессирования. При этом прогрессирование не наступит у минимум 24%. Как долго продолжать лечение, у тех, кто не прогрессирует годы, пока не ясно. Определение TILs не обязательно, так как это носит не предиктивный, а прогностический характер. Но если эта информация будет у врача, то вероятно она не будет лишней.


Заключение: Her2 позитивный рак молочной железы на сегодня является практически излечимым заболеванием. Мы можем вылечить подавляющее большинство пациенток с I-III стадиям ~ 90% при применении наиболее эффективных схем диагностики и лечения.

И мы можем вылечить (не побоюсь этого слова) 25% пациенток с метастатическим Her2 позитивным раком. Остальным мы можем значительно продлить жизнь, на многие годы, в том случае если будем использовать наиболее эффективные подходы к лечению.

C-реактивный белок (S-CRP) – SYNLAB Eesti

C-реактивный белок – это синтезируемый в печени, так называемый, белок острой фазы. У здоровых людей имеется в сыворотке крови в очень малом количестве. Содержание CRP в крови растет при воспалительном процессе очень быстро (за 6-8 часов) и подъем может превышать референтное значение в 1000 раз. При обратном развитии причины снижение CRP в крови также происходит очень быстро.

Роль CRP в воспалительном процессе состоит в связывании бактерий с клеточной мембраной в процессе опсонизации, а также участие в каскаде комплемента и активировании Т-лимфоцитов.

Показания:

  • Подозрение на бактериальную инфекцию и отслеживание эффекта лечения при бактериальных инфекциях. 
  • Дифференциальная диагностика бактериальных и вирусных воспалительных состояний
  • Оценка кардиоваскулярного риска

Метод анализа: Турбидиметрия

Референтное значение: <10 mg/L

Оценка кардиоваскулярного риска

<1 CRP mg/L Низкий риск
1-3 CRP mg/L Умеренный риск
>3 CRP mg/L  Высокий риск
>5 CRP mg/L Исключить воспалительное заболевание, при необходимости повторить через 2 недели или больше

Интерпретация результата:

Высокие значения CRP:

  • Концентрация CRP значительно увеличена при бактериальной инфекции и незначительно увеличена или без изменений при вирусных инфекциях. Значения CRP находятся в корреляции с активностью воспалительного процесса и уменьшаются при обратном развитии болезни.
  • Концентрация CRP может быть повышена при болезнях, сопровождающихся распадом клеток и некрозом ткани: злокачественные опухоли, хронические воспаления,  операции, травма (при неосложненном течении 1-3 дня), в послеоперационном периоде и т. д.
  • При оценке кардиоваскулярного риска результаты значения CRP следует рассматривать в комбинации с липидами сыворотки. CRP не подходит для оценки кардиоваскулярного риска при наличии острых или хронических инфекциях (например при артритах).  

Радиоуглеродная датировка

Туринская плащаница, наскальные рисунки на острове Сулавеси и 

Тирольский ледяной человек (Эци) — что их объединяет? Их возраст оценили с помощью радиоуглеродного метода. Объясняем, что это такое.

Наверняка, вы знаете, что основа органики — углерод: все растительные и животные ткани его содержат. Этот химический элемент имеет несколько изотопов, т.е. вариантов строения ядра (у изотопов одного элемента в ядре одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов). В частности, один из изотопов — углерод-14 (14C). Это радиоактивный изотоп, поэтому учёные пытались понять, как он появляется. В 1930-х годах появилась версия, что 14C имеет космическую природу.

Углерод-14 постоянно образуется в атмосфере из азота-14 под воздействием космических лучей. Как и обычный углерод, 14C вступает в реакцию с кислородом, образуя углекислый газ. Растения в ходе фотосинтеза этот углекислый газ потребляют, а потом по пищевой цепочке 14C попадает в организмы животных и людей. При этом важно то, что соотношение изотопов углерода — 12C, 13C и 14C — в организме остаётся почти таким же, что и в атмосфере: один из 1012 атомов является углеродом-14.

После смерти организма углерод-14 больше не поступает извне, а наоборот — постепенно распадается, а стабильные изотопы углерода остаются без изменений. То есть соотношение изотопов со временем меняется. И зная период полураспада 14C (5730 лет), можно датировать момент смерти. И это очень важно: радиоуглеродная датировка показывает время гибели растения или животного, а не время создания артефакта (произведения искусства, например).

Существует два принципиально различных метода радиоуглеродного датирования. Можно либо измерять радиоактивность 14C в образцах с помощью разнообразно устроенных счётчиков, либо  определять содержание изотопа на ускорительном масс-спектрометре. В любом случае есть предельный возраст образца, который можно датировать: теоретический предел — 13 периодов полураспада 14C (около 70 тысяч лет). Но на практике специалисты полагают, что 50 тысяч лет — тот предел, за которым точность датировки резко снижается (из-за слишком малого количества исходного изотопа и поступления современных атомов 14C в приборы).

Рамиз Алиев — кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, заведующий лабораторией радионуклидов и радиофармпрепаратов курчатовского комплекса НБИКС-природоподибных технологий НИЦ «Курчатовский институт»

Сегодня радиоизотопный метод часто используется в археологии, в ледниковой и постледниковой геологии, а также в физике атмосферы, геоморфологии, гляциологии, гидрологии и почвоведении, в физике космических лучей, физике Солнца и в биологии, не  только для датировок, но и как трассер различных природных процессов.

Изделия из нагреваемого табака (ИНТ) — Информационный листок

Что такое изделие из нагреваемого табака?

Изделия из нагреваемого табака — табачные изделия, выделяющие аэрозоли, которые содержат никотин и другие химические вещества и вдыхаются курильщиками через рот. В составе таких изделий (их табачной части) присутствует вещество никотин, которое обладает способностью вызывать сильную зависимость и поэтому формирует зависимость от ИНТ. Кроме того, такие изделия содержат нетабачные, часто ароматизированные добавки. При употреблении ИНТ имитируется процесс курения обычных сигарет, а в некоторых случаях нагревание табака происходит в сигаретах особой конструкции.

Какие примеры ИНТ можно привести?

Такие изделия в ассортименте предлагаются на целом ряде рынков. В качестве примеров можно привести iQOS компании “Филип Моррис Интернэшнл”, Ploom TECH разработки “Джапан Тобакко Интернэшнл”, Glo производства “Бритиш Американ Тобакко” и PAX от “ПАКС Лабс”.

Каков принцип работы ИНТ?

Для получения пара, насыщенного никотином, табак в таких изделиях нагревается до 350 °C (это ниже 600 °C, как в обычных сигаретах) при помощи работающего на аккумуляторах устройства для нагревания. Устройство для нагревания в составе изделия представляет собой либо источник тепла, под внешним воздействием которого никотин в виде аэрозоля вытягивается из сигарет специальной конструкции (например, в изделиях iQOS и Glo), либо плотно закрывающуюся разогреваемую камеру для аэрозолизации никотина непосредственно из табачного листа (например, в изделиях Ploom и Pax).

Устройство для нагревания требует зарядки электрическим током; в процессе пользования курильщик делает периодические затяжки через мундштук, вдыхая ртом некоторый объем аэрозоля, который затем проникает в органы дыхания.

В каких странах продаются ИНТ?

По состоянию на сентябрь 2017 г.* ИНТ продавались или готовились к продаже почти в сорока странах, и, судя по нынешней тенденции, число стран, в которых они выводятся на рынок, будет расти.

Относятся ли ИНТ к электронным сигаретам?

Нет, ИНТ не являются электронными сигаретами. В ИНТ никотин получается путем теплового воздействия на табак. В электронных сигаретах нагревается курительная жидкость, которая может содержать или не содержать никотин и в большинстве случаев не содержит табака.

ИНТ безопаснее обычного табака?

На сегодняшний день не имеется доказательств того, что ИНТ менее вредны, чем традиционные табачные изделия. В некоторых исследованиях, финансируемых табачными компаниями, утверждается, что по сравнению со стандартными сигаретами в таких изделиях значительно меньше объем и сила воздействия вредных и потенциально вредных компонентов. Однако в настоящее время не существует доказательств того, что уменьшение воздействия этих химических веществ ведет к снижению риска для человека. Поэтому для обоснования утверждений о снижении риска/вреда требуются дополнительные независимые исследования.

Безопасно ли использование ИНТ для окружающих?

В настоящее время также не имеется фактических данных о возможных последствиях воздействия вторичных продуктов, выделяемых при использовании ИНТ. Для оценки риска, которому подвергаются окружающие в результате воздействия на них продуктов, выделяемых ИНТ, требуются независимые исследования.

Каковы рекомендации ВОЗ?

Все формы употребления табака, в том числе ИНТ, наносят вред. Табак по своей природе токсичен и содержит канцерогены даже в своей природной форме. Поэтому на ИНТ должны распространяться такие же правила и меры регулирования, что и на любую другую табачную продукцию в соответствии с Рамочной конвенцией ВОЗ по борьбе против табака (РКБТ ВОЗ).

Чего мы не знаем?

Имеющихся знаний не достаточно, поскольку нынешнее поколение ИНТ появились на рынке недавно. Этого срока недостаточно для того, чтобы можно было изучить их потенциальные последствия. Пока преждевременно делать выводы об их способности упрощать отказ от курения, их привлекательности для новых молодых потребителей табака («эффекте приобщения») или об их взаимодействии с другими традиционными табачными изделиями и электронными сигаретами при одновременном употреблении. Перечисленные последствия, а также безопасность ИНТ и связанный с ними риск должны быть изучены в ходе будущих независимых исследований.


* Предварительный список стран, где продаются либо планируются к продаже ИНТ, по состоянию на сентябрь 2017 года
Австралия, Австрия, Бельгия, Канада, Колумбия, Чехия, Дания, Финляндия, Франция, Германия, Греция, Ирландия, Израиль, Италия, Япония, Казахстан, Литва, Люксембург, Монако, Нидерланды, Новая Зеландия, Норвегия, Польша, Португалия, Республика Корея, Румыния, Российская Федерация, Сербия, Южная Африка, Испания, Швеция, Швейцария, Украина, Соединенное Королевство Великобритании и Северной Ирландии.

Что такое химия? | Живая наука

Вы можете думать о химии только в контексте лабораторных тестов, пищевых добавок или опасных веществ, но область химии включает в себя все, что нас окружает.

«Все, что вы слышите, видите, запах, вкус и прикосновение, связано с химией и химическими веществами (материей)», согласно Американскому химическому обществу (ACS), некоммерческой научной организации по развитию химии, учрежденной США. Конгресс. «А слышание, видение, дегустация и прикосновение — все это связано с запутанной серией химических реакций и взаимодействий в вашем теле.»

Итак, даже если вы не работаете химиком, вы занимаетесь химией или чем-то, что связано с химией, практически со всем, что вы делаете. В повседневной жизни вы занимаетесь химией, когда готовите, когда используете уборку. моющие средства, чтобы вытереть столешницу, когда вы принимаете лекарства или разбавляете концентрированный сок, чтобы вкус не был таким интенсивным.

Связанный: Вау! Огромный взрыв сахарной ваты в детской химической лаборатории

Согласно ACS, химия — это изучение материи, определяемой как все, что имеет массу и занимает пространство, а также изменения, которые материя может претерпеть, когда она находится в различных средах и условиях.Химия стремится понять не только свойства материи, такие как масса или состав химического элемента, но также то, как и почему материя претерпевает определенные изменения — преобразовалось ли что-то из-за того, что оно соединилось с другим веществом, замерзло, потому что оно было оставлено на две недели в морозильник или изменил цвет из-за слишком сильного воздействия солнечного света.

Основы химии

Причина, по которой химия затрагивает все, что мы делаем, заключается в том, что почти все, что существует, можно разбить на химические строительные блоки.

Основными строительными блоками в химии являются химические элементы, которые представляют собой вещества, состоящие из одного атома. Каждое химическое вещество уникально, состоит из определенного количества протонов, нейтронов и электронов и идентифицируется по названию и химическому символу, например «C» для углерода. Элементы, которые ученые открыли до сих пор, перечислены в периодической таблице элементов и включают как элементы, встречающиеся в природе, такие как углерод, водород и кислород, так и созданные человеком, например Лоуренсий.

Связанный: Как элементы сгруппированы в периодической таблице?

Химические элементы могут связываться вместе, образуя химические соединения, которые представляют собой вещества, состоящие из нескольких элементов, таких как диоксид углерода (который состоит из одного атома углерода, соединенного с двумя атомами кислорода), или нескольких атомов одного элемента, как газообразный кислород (который состоит из двух атомов кислорода, соединенных вместе). Эти химические соединения могут затем связываться с другими соединениями или элементами, образуя бесчисленное множество других веществ и материалов.

Химия — это физическая наука

Химия обычно считается физической наукой в ​​соответствии с определением Британской энциклопедии, потому что изучение химии не связано с живыми существами. Большая часть химии, связанной с исследованиями и разработками, такими как создание новых продуктов и материалов для клиентов, относится к этой сфере.

Но, по мнению Биохимического общества, различия как физическая наука становятся немного размытыми в случае биохимии, которая исследует химию живых существ.Химические вещества и химические процессы, изучаемые биохимиками, технически не считаются «живыми», но их понимание важно для понимания того, как устроена жизнь.

Химия — это физическая наука, что означает, что она не касается «живых» существ. Один из способов, которым многие люди регулярно занимаются химией, возможно, даже не осознавая этого, — это приготовление пищи и выпечка. (Изображение предоставлено Shutterstock)

Пять основных разделов химии

Согласно онлайн-учебнику химии, опубликованному LibreText, химия традиционно делится на пять основных разделов.Существуют также более специализированные области, такие как пищевая химия, химия окружающей среды и ядерная химия, но в этом разделе основное внимание уделяется пяти основным субдисциплинам химии.

Аналитическая химия включает в себя анализ химикатов и включает качественные методы, такие как изучение изменений цвета, а также количественные методы, такие как изучение точной длины волны света, который поглощается химическим веществом, что приводит к изменению цвета.

Эти методы позволяют ученым охарактеризовать множество различных свойств химических веществ и могут принести пользу обществу разными способами.Например, аналитическая химия помогает пищевым компаниям делать замороженные обеды вкуснее, обнаруживая, как химические вещества в продуктах питания меняются с течением времени. Аналитическая химия также используется для мониторинга состояния окружающей среды, например, путем измерения химических веществ в воде или почве.

Биохимия , как упоминалось выше, использует химические методы, чтобы понять, как биологические системы работают на химическом уровне. Благодаря биохимии исследователи смогли составить карту генома человека, понять, что различные белки делают в организме, и разработать лекарства от многих болезней.

Связано: Раскрытие генома человека: 6 молекулярных вех

Неорганическая химия изучает химические соединения в неорганических или неживых объектах, таких как минералы и металлы. Традиционно неорганическая химия рассматривает соединения, которые не , а содержат углерод (которые охватываются органической химией), но это определение не совсем точное, согласно ACS.

Некоторые соединения, изучаемые в неорганической химии, такие как «металлоорганические соединения», содержат металлы, которые связаны с углеродом — основным элементом, изучаемым в органической химии.Таким образом, такие соединения считаются частью обеих областей.

Неорганическая химия используется для создания различных продуктов, включая краски, удобрения и солнцезащитные кремы.

Органическая химия занимается химическими соединениями, содержащими углерод, элемент, который считается необходимым для жизни. Химики-органики изучают состав, структуру, свойства и реакции таких соединений, которые наряду с углеродом содержат другие неуглеродные элементы, такие как водород, сера и кремний.Органическая химия используется во многих приложениях, как описано в ACS, таких как биотехнология, нефтяная промышленность, фармацевтика и пластмассы.

Физическая химия использует концепции физики, чтобы понять, как работает химия. Например, выяснение того, как атомы движутся и взаимодействуют друг с другом, или почему некоторые жидкости, включая воду, превращаются в пар при высоких температурах. Физические химики пытаются понять эти явления в очень малом масштабе — на уровне атомов и молекул — чтобы сделать выводы о том, как работают химические реакции и что придает конкретным материалам их уникальные свойства.

Согласно ACS, этот тип исследований помогает информировать другие отрасли химии и важен для разработки продуктов. Например, физико-химики могут изучать, как определенные материалы, такие как пластик, могут реагировать с химическими веществами, для контакта с которыми этот материал предназначен.

Чем занимаются химики?

Химики работают в различных областях, включая исследования и разработки, контроль качества, производство, защиту окружающей среды, консалтинг и право. Согласно ACS, они могут работать в университетах, в правительстве или в частном секторе.

Вот несколько примеров того, чем занимаются химики:

Исследования и разработки

В академических кругах химики, проводящие исследования, стремятся получить дополнительные знания по определенной теме и не обязательно имеют в виду конкретное приложение. Однако их результаты все еще могут быть применены к соответствующим продуктам и приложениям.

В промышленности химики, занимающиеся исследованиями и разработками, используют научные знания для разработки или улучшения конкретного продукта или процесса.Например, пищевые химики улучшают качество, безопасность, хранение и вкус пищи; химики-фармацевты разрабатывают и анализируют качество лекарств и других лекарственных форм; а агрохимики разрабатывают удобрения, инсектициды и гербициды, необходимые для крупномасштабного растениеводства.

Иногда исследования и разработки могут включать не улучшение самого продукта, а скорее производственный процесс, связанный с его изготовлением. Инженеры-химики и инженеры-технологи придумывают новые способы упростить производство своей продукции и сделать ее более рентабельной, например увеличить скорость и / или выход продукта при заданном бюджете.

Охрана окружающей среды

Химики-экологи изучают, как химические вещества взаимодействуют с окружающей средой, характеризуя химические вещества и химические реакции, присутствующие в естественных процессах в почве, воде и воздухе. Например, ученые могут собирать почву, воду или воздух в интересующем месте и анализировать их в лаборатории, чтобы определить, загрязнила ли деятельность человека окружающую среду или повлияет на нее иным образом. Некоторые химики-экологи также могут помочь восстановить или удалить загрязняющие вещества из почвы.С. Бюро статистики труда.

Связано: Почему удобрения опасны (инфографика)

Ученые, имеющие опыт работы в области химии окружающей среды, также могут работать консультантами в различных организациях, таких как химические компании или консалтинговые фирмы, предоставляя рекомендации о том, как можно выполнять практические действия и процедуры. соответствие экологическим нормам.

Закон

Химики могут использовать свое академическое образование, чтобы давать советы или защищать научные вопросы.Например, химики могут работать в сфере интеллектуальной собственности, где они могут применять свои научные знания в вопросах авторского права в науке или в области экологического права, где они могут представлять группы с особыми интересами и подавать заявки на одобрение регулирующих органов до того, как начнутся определенные действия.

Химики также могут выполнять анализы, помогающие правоохранительным органам. Судебные химики собирают и анализируют вещественные доказательства, оставленные на месте преступления, чтобы помочь определить личности причастных к делу людей, а также ответить на другие жизненно важные вопросы о том, как и почему было совершено преступление.Судебные химики используют широкий спектр методов анализа, таких как хроматография и спектрометрия, которые помогают идентифицировать и количественно определять химические вещества.

Дополнительные ресурсы:

химия | Определение, темы и история

Химия , наука, изучающая свойства, состав и структуру веществ (определяемых как элементы и соединения), превращения, которым они подвергаются, и энергию, которая выделяется или поглощается во время этих процессов.Каждое вещество, будь то природное или искусственно созданное, состоит из одного или нескольких из ста с лишним видов атомов, которые были идентифицированы как элементы. Хотя эти атомы, в свою очередь, состоят из более элементарных частиц, они являются основными строительными блоками химических веществ; нет кислорода, ртути или золота, например, меньше, чем атом этого вещества. Таким образом, химия занимается не субатомной областью, а свойствами атомов и законами, управляющими их комбинациями, а также тем, как знание этих свойств может быть использовано для достижения определенных целей.

Популярные вопросы

Что такое химия?

Химия — это отрасль науки, изучающая свойства, состав и структуру элементов и соединений, то, как они могут изменяться, а также энергию, которая выделяется или поглощается при их изменении.

Как связаны химия и биология?

Химия изучает вещества, то есть элементы и соединения, а биология изучает живые существа. Однако эти две области науки встречаются в дисциплине биохимии, которая изучает вещества в живых существах и то, как они изменяются в организме.

Большой проблемой в химии является разработка последовательного объяснения сложного поведения материалов, почему они выглядят такими, как они есть, что придает им долговечные свойства и как взаимодействия между различными веществами могут приводить к образованию новых веществ и разрушение старых. С самых первых попыток понять материальный мир в рациональных терминах химики изо всех сил пытались разработать теории материи, которые удовлетворительно объясняли бы как постоянство, так и изменение.Упорядоченная сборка неразрушимых атомов в маленькие и большие молекулы или расширенные сети перемешанных атомов обычно считается основой постоянства, в то время как реорганизация атомов или молекул в различные структуры лежит в основе теорий изменений. Таким образом, химия включает изучение атомного состава и структурной архитектуры веществ, а также различных взаимодействий между веществами, которые могут привести к внезапным, часто бурным реакциям.

Химия занимается также использованием природных веществ и созданием искусственных.Кулинария, ферментация, производство стекла и металлургия — все это химические процессы, восходящие к истокам цивилизации. Сегодня винил, тефлон, жидкие кристаллы, полупроводники и сверхпроводники представляют собой плоды химической технологии. В 20-м веке произошел драматический прогресс в понимании удивительной и сложной химии живых организмов, и молекулярная интерпретация здоровья и болезней открывает большие перспективы. Современная химия, опираясь на все более совершенные инструменты, изучает материалы, такие маленькие, как отдельные атомы, и такие большие и сложные, как ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), которая содержит миллионы атомов.Можно даже разработать новые вещества, которые обладают желаемыми характеристиками, а затем синтезировать. Скорость, с которой продолжает накапливаться химическая наука, впечатляет. С течением времени было охарактеризовано и произведено более 8 000 000 различных химических веществ, как природных, так и искусственных. В 1965 году их было менее 500 000.

С интеллектуальными проблемами химии тесно связаны проблемы, связанные с промышленностью. В середине 19 века немецкий химик Юстус фон Либих заметил, что богатство нации можно измерить по количеству производимой серной кислоты.Эта кислота, необходимая для многих производственных процессов, остается сегодня ведущим химическим продуктом в промышленно развитых странах. Как признал Либих, страна, производящая большое количество серной кислоты, — это страна с сильной химической промышленностью и сильной экономикой в ​​целом. Производство, распространение и использование широкого спектра химических продуктов присуще всем высокоразвитым странам. Фактически, можно сказать, что «железный век» цивилизации сменяется «веком полимеров», поскольку в некоторых странах общий объем производимых полимеров превышает объем железа.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Область химии

Давно прошли те дни, когда один человек мог надеяться получить подробные знания во всех областях химии. Те, кто преследует свои интересы в определенных областях химии, общаются с другими людьми, разделяющими те же интересы. Со временем группа химиков со специализированными исследовательскими интересами становится членами-основателями области специализации. Области специализации, возникшие в начале истории химии, такие как органическая, неорганическая, физическая, аналитическая и промышленная химия, а также биохимия, по-прежнему представляют наибольший общий интерес.Однако в XX веке произошел значительный рост в областях полимерной, экологической и медицинской химии. Более того, продолжают появляться новые специальности, например, пестициды, судебная медицина, компьютерная химия.

Углерод — Информация об элементе, свойства и использование

Расшифровка:

Химия в ее элементе: углерод

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее элементе, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Крис Смит

Привет, на этой неделе элементу, который объединяет свадьбы, войны, конфликты и кремации, и чтобы объяснить, как это сделать, вот Кэтрин Холт.

Кэтрин Холт

Любой химик мог бы целыми днями говорить об углероде. В конце концов, это повседневный, обыденный, практически везде, повсеместно распространенный для нас элемент, основанный на углероде. Его реакциям посвящена целая отрасль химии.

В своей элементарной форме он преподносит некоторые сюрпризы в контрастных и очаровательных формах своих аллотропов. Кажется, что каждые несколько лет в моду входит новая форма углерода — несколько лет назад углеродные нанотрубки были новым черным цветом (или, лучше сказать, «новым клубочком»), — но графен сейчас в моде!

Но сегодня я собираюсь поговорить о самой гламурной форме, которую может принимать углерод — алмазе. На протяжении тысячелетий алмаз ассоциировался с богатством и богатством, поскольку его можно огранить, чтобы получить драгоценные камни высокой чистоты, блеска и стойкости.Бриллианты действительно вечны! К сожалению, у алмаза есть и темная сторона — жадность, которую вызывает алмаз, приводит к торговле так называемыми «конфликтными алмазами», которые поддерживают и финансируют гражданские войны.

Стремление человека к алмазу на протяжении многих веков побуждало алхимиков и химиков пытаться синтезировать этот материал. После множества мошеннических ранних заявлений, в 1950-х годах алмаз был наконец искусственно синтезирован. Ученые черпали вдохновение в природе, отмечая условия, при которых алмаз образуется естественным образом глубоко под земной корой.Поэтому они использовали высокие температуры (более 3000 o C) и высокое давление (> 130 атм), чтобы превратить графит в углерод. Это был впечатляющий подвиг, но требуемые экстремальные условия сделали его непомерно дорогим как коммерческий процесс. С тех пор процесс был усовершенствован, и использование металлических катализаторов означает, что требуются более низкие температуры и давления. Кристаллы диаметром в несколько микрон можно сформировать за несколько минут, но кристалл ювелирного качества в 2 карата может занять несколько недель.

Эти методы означают, что теперь возможно искусственно синтезировать алмазы качества драгоценных камней, которые без помощи специального оборудования невозможно отличить от природных алмазов. Само собой разумеется, что это может вызвать головную боль у компаний, торгующих природными алмазами! В алмаз можно превратить любой углеродный материал, включая волосы и даже остатки кремации! Да, вы можете превратить вашего умершего питомца в бриллиант, который останется навсегда, если захотите! Искусственные бриллианты химически и физически идентичны натуральным камням и не имеют этического багажа.Однако психологически они остаются препятствием — если он действительно любит вас, он купит вам настоящего алмаза — не так ли?

С точки зрения химика, материаловеда или инженера, мы скоро исчерпаем превосходную степень при описании удивительных физических, электронных и химических свойств алмаза. Это самый твердый материал, известный человеку, и более или менее инертный — способный противостоять самым сильным и коррозионным кислотам. У него самая высокая теплопроводность из всех материалов, поэтому он отлично рассеивает тепло.Поэтому бриллианты всегда холодные на ощупь. Имея широкую запрещенную зону, это пример изоляционного материала из учебника, и по той же причине он обладает удивительной прозрачностью и оптическими свойствами в самом широком диапазоне длин волн любого твердого материала.

Тогда вы можете понять, чем интересен алмаз для ученых. Его твердость и инертность позволяют использовать его в качестве защитных покрытий от истирания, химической коррозии и радиационных повреждений. Его высокая теплопроводность и электрическая изоляция требуют использования в высокопроизводительной электронике.Его оптические свойства идеальны для окон и линз, а его биосовместимость может быть использована в покрытиях для имплантатов.

Эти свойства были известны веками — так почему же тогда использование алмаза не так широко? Причина в том, что природный алмаз и алмазы, образованные путем высокотемпературного синтеза под высоким давлением, имеют ограниченный размер — обычно не более нескольких миллиметров, и их можно разрезать и формировать только по определенным граням кристалла. Это предотвращает использование алмаза в большинстве предлагаемых приложений.

Однако около 20 лет назад ученые открыли новый способ синтеза алмаза, на этот раз при низком давлении и высоких температурах, с использованием химического осаждения из паровой фазы. Если бы кто-то рассмотрел термодинамическую стабильность углерода, мы бы обнаружили, что при комнатной температуре и давлении наиболее стабильной формой углерода на самом деле является графит, а не алмаз. Строго говоря, с чисто энергетической или термодинамической точки зрения алмаз должен самопроизвольно превращаться в графит в условиях окружающей среды! Ясно, что этого не происходит, и это связано с тем, что энергия, необходимая для разрыва прочных связей в алмазе и их перегруппировки с образованием графита, требует больших затрат энергии, и поэтому весь процесс настолько медленный, что в масштабе тысячелетий реакция не происходит. происходить.

Именно эта метастабильность алмаза используется при химическом осаждении из паровой фазы. Используется газовая смесь, состоящая из 99% водорода и 1% метана, и некоторый источник активации, такой как горячая нить накала, используется для получения высокореактивного водорода и метильных радикалов. Затем молекулы на основе углерода осаждаются на поверхности, образуя покрытие или тонкую пленку алмаза. На самом деле изначально образуются и графит, и алмаз, но в этих условиях высокой реакционной способности графитовые отложения вытравливаются с поверхности, оставляя только алмаз.Пленки поликристаллические, состоящие из кристаллитов микронного размера, поэтому им не хватает прозрачности и блеска, как у драгоценных камней алмаза. Хотя они могут быть не такими красивыми, эти алмазные пленки могут быть нанесены на ряд поверхностей различного размера и формы, что значительно увеличивает потенциальные области применения алмаза. Все еще остаются проблемы, чтобы понять сложный химический состав межкристаллических границ и химию поверхности пленок, а также узнать, как лучше всего их использовать. Этот материал будет занимать химиков, материаловедов, физиков и инженеров на долгие годы.Однако в настоящее время мы все можем согласиться с тем, что алмаз — это нечто большее, чем просто красивое лицо!

Крис Смит

Кэтрин Холт превозносит достоинства драгоценного камня в углеродной короне. На следующей неделе мы направляемся к вершине первой группы, чтобы услышать историю о металле, который произвел революцию в лечении маниакальной депрессии.

Matt Wilkinson

Его успокаивающее действие на мозг было впервые замечено в 1949 году австралийским врачом Джоном Кейдом из Департамента психической гигиены штата Виктория.Он вводил морским свинкам 0,5% раствор карбоната лития, и, к его удивлению, эти обычно очень нервные животные стали послушными. Затем Кейд сделал инъекцию того же раствора своему наиболее психически неуравновешенному пациенту. Мужчина так хорошо отреагировал, что через несколько дней его перевели в обычную больничную палату, и вскоре он вернулся на работу.

Крис Смит

И он все еще используется сегодня, хотя, несмотря на 50-летний прогресс в медицине, мы все еще не знаем, как это работает.Это был Мэтт Уилкинсон, который расскажет о литии на следующей неделе в программе «Химия в ее элементе». Надеюсь, вы присоединитесь к нам. Я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания.

(Промо)

(Окончание промо)

Определений химии, начинающихся с буквы C

Этот химический словарь предлагает определения химии, начинающиеся с буквы C. Эти термины глоссария обычно используются в химии и химической инженерии.Щелкните букву ниже, чтобы найти термины и определения, начинающиеся с этой буквы.

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

кадмий — Кадмий — это название элемента переходного металла с атомным номером 48, представленного символом Cd.

кофеин — Кофеин — это химическое вещество, которое естественным образом содержится в чае и кофе и добавляется в колу.

кальций — Кальций — это название щелочноземельного элемента с атомным номером 20, представленного символом Ca.

калибровка — Калибровка — это процесс определения отношения между выходным сигналом или откликом измерительного прибора и значением на входе. Калибровка обычно включает использование эталона.

калифорний — Калифорний — это название актинидного элемента с атомным номером 98, представленное символом Cf.

каломель — Каломель — это общее название соединения хлорида ртути, Hg 2 Cl 2 .

калорий — Калория — это единица тепловой энергии, равная 4,184 джоулей или количеству энергии, необходимому для повышения температуры 1 грамма жидкой воды на 1 ° C при стандартном давлении.
Пищевая калория равна 1 килокалории или 1000 калорий тепла (4184 Дж).

калориметр — Калориметр — это устройство, используемое для измерения теплового потока химической реакции или физического изменения.

константа калориметра (C) — Обозначается буквой «C», константа калориметра — это произведение массы на удельную теплоемкость калориметра бомбы.

калориметрия — Калориметрия — это исследование измерения тепловых изменений в результате химических реакций или физических изменений.

calx — Calx — это оксид металла. В ранней химической истории, когда вещество сжигали и удаляли флогистон. Оставшийся остаток назывался кальцинированием того, что было сожжено.

окись свинца — окись свинца — устаревший химический термин для обозначения соединений оксида свинца.

Calx of Mercury — Calx of Mercury — это устаревший химический термин для соединения оксида ртути, HgO.
Также известен как: красный окрас ртути

кандела — Кандела — это единица СИ для измерения силы света. Кандела (кд) определяется как сила света в заданном направлении монохроматического источника света с длиной волны 540 нм, который имеет силу излучения 1/683 Вт на стерадиан.
Пример: обычная свеча имеет силу света, близкую к одной канделе.

капиллярное действие — Капиллярное действие описывает самопроизвольное течение жидкости в узкую трубку или пористый материал.Капиллярное действие вызывается комбинацией сил сцепления жидкости и сил сцепления между жидкостью и материалом трубки. Эти силы втягивают жидкость в трубку.

капсид — Капсид — это оболочка или покрытие, состоящее из белков вокруг генетического материала вируса.

капсомер — Капсомер — это основная субъединица белка в капсиде вируса.

карат — Карат — это единица массы драгоценных камней и жемчуга. Один карат определяется как 200 миллиграммов.
Распространенное неправильное использование: карат — это мера чистоты.

карбанион — Карбанион — это атом углерода, который имеет отрицательный электрический заряд. Анион углерода.

карбений — карбокатион — карбокатион с тремя валентными электронами.

карбокатион — Карбокатион — это любой катион углерода. Карбокатион с тремя валентными электронами называется карбением. Карбокатионы с пятью или шестью валентными электронами называются ионами карбония.

карбодиимидная группа — Карбодиимидная группа представляет собой функциональную группу с формулой RN = C = NR.Карбодиимидные соединения используются для связывания пептидных молекул.

углевод — Углеводы представляют собой класс органических соединений, имеющих общую формулу C m (H 2 O) n .
Примеры: глюкоза, фруктоза, сахароза, крахмал, целлюлоза — все это углеводы.

углерод — Углерод — это название неметаллического элемента с атомным номером 6 и обозначается символом C.

карбонат — Карбонат представляет собой ион, состоящий из одного углерода и трех атомов кислорода.Молекулярная формула карбонат-иона: CO 3 2-. Карбонат также относится к любому соединению, содержащему карбонат-ион.

карбонат-ион — Карбонат-ион является химическим веществом CO 3 2-.

технический углерод — Технический углерод представляет собой почти чистый элементарный углерод, образующийся в результате контролируемого сжигания нефтяных углеводородов. Он не имеет твердой кристаллической структуры и обычно находится в виде мелкого порошка или гранул.Технический углерод используется в основном в качестве красителя и армирующего агента при производстве резины, а также в качестве тонера для копировальных аппаратов и лазерных принтеров.

связь углерод-углерод — связь углерод-углерод — это ковалентная связь между двумя атомами углерода в молекуле.

двойная связь углерод-углерод — Двойная связь углерод-углерод — это двойная связь между двумя атомами углерода в молекуле.
Пример: Этилен (C 2 H 4 ) представляет собой углеводород с двойной углерод-углеродной связью.

тройная связь углерод-углерод — тройная связь углерод-углерод — это тройная связь между двумя атомами углерода в молекуле.
Пример: Ацетилен — это углеводород с тройной углерод-углеродной связью между двумя атомами углерода.

ион карбония — Ионы карбония представляют собой карбокатионы с пятью или шестью валентными электронами.

карбонил — карбонил относится к карбонильной функциональной группе, которая представляет собой двухвалентную группу, состоящую из атома углерода с двойной связью с кислородом.Общая форма карбонильной группы — RCOR ’. Соединения с этой группой имеют префикс кето- или оксо- или добавляется суффикс -one.
Также известен как: карбонильная группа, карбонильная функциональная группа.
Карбонил также может относиться к соединению, образованному металлом с монооксидом углерода.

карбоксилирование — Карбоксилирование — это химическая реакция, при которой функциональная группа карбоновой кислоты вводится в субстрат.

карбоксилаза — Карбоксилаза представляет собой лиазу, которая катализирует реакцию добавления или удаления карбоксильной группы из соединения.
Также известна как декарбоксилаза

карбоксильная группа — Карбоксильная группа представляет собой органическую функциональную группу, состоящую из атома углерода, связанного двойной связью с атомом кислорода и одинарной связью с гидроксильной группой. Карбоксильная группа обычно обозначается как -C (= O) OH или -COOH.

карбоновая кислота — Карбоновая кислота представляет собой органическое соединение, содержащее функциональную группу COOH.
Пример: Уксусная кислота, CH 3 COOH, представляет собой карбоновую кислоту.

бутыль — бутыль — это большая емкость, обычно сделанная из стекла, вмещающая от 5 до 15 галлонов жидкости.
Также известен как: demijohn

канцероген — Канцероген — это материал, вызывающий или предположительно вызывающий рак.

карамелизация — Карамелизация — это процесс окисления сахара.

каротиноид — Каротиноиды представляют собой семейство природных пигментов, содержащихся в растениях и животных. Растения являются источником каротиноидов, содержащихся в организме животных.
Примеры: бета-каротин и ликопин являются каротиноидами

катаболизм -Катаболизм — это разложение сложных молекул на более простые молекулы в результате химических реакций.

катализ — Катализ — это ускорение (или замедление) химической реакции из-за присутствия катализатора.

катализатор — Катализатор — это вещество, которое увеличивает скорость химической реакции за счет снижения энергии активации, но остается неизменным в результате реакции.
Пример: кусок платиновой фольги является катализатором горения метана на воздухе.

каталитический крекинг — Каталитический крекинг — это процесс крекинга в присутствии катализатора.

катенация — Катенация — это связывание элемента с самим собой посредством ковалентных связей с образованием цепных или кольцевых молекул. Углерод — самый распространенный элемент, который проявляет цепную связь. Он может образовывать длинные углеводородные цепи и кольца, как бензол.

катод — Катод — это электрод, на котором происходит восстановление. Катионы притягиваются к катоду. Обычно отрицательным электродом является катод.

катодный луч — катодный луч — это электрон, испускаемый катодом в вакуумной трубке.

электронно-лучевая трубка — электронно-лучевая трубка — это тип вакуумной трубки, которая содержит источник электронов и флуоресцентный экран с некоторыми средствами для ускорения и отклонения электронного луча. Электронно-лучевые трубки обычно используются для формирования изображений на флуоресцентном экране.
Также известен как: CRT

катион — Катион представляет собой ионную разновидность с положительным зарядом.
Примеры: Ca 2+ , Li +

принцип причинности — Принцип причинности является фундаментальным принципом науки, в котором каждое событие имеет причину, а причина предшествует событию.

кавитация — Кавитация — это кипение жидкости, вызванное уменьшением давления, а не повышением температуры.

потенциал ячейки — потенциал ячейки — это разность потенциалов между катодом и анодом электрохимической ячейки.

Температурная шкала Цельсия — Температурная шкала Цельсия — это обычная, но не входящая в СИ шкала температуры, которая определяется путем присвоения температур 0 ° C и 100 ° C точкам замерзания и кипения воды, соответственно.
Также известен как: шкала Цельсия
Распространенные орфографические ошибки: шкала Цельсия

предел потолка — Предел потолка относится к концентрации химического вещества или материала, воздействию которого человек не должен подвергаться в течение какого-либо периода времени, чтобы предотвратить неблагоприятные последствия или смерть.
Пример: предельное значение для аммиака (NH 3 ) составляет 50 частей на миллион в течение 5 минут.

centi — Centi — это префикс, связанный с x10 -2 и обозначается символом c.
Пример: ширина ногтя составляет примерно 1 сантиметр или 1 100 м.

керамика — Керамика — это материал, изготовленный из неорганических неметаллических материалов, который затем нагревается для изменения своих физических свойств и охлаждается. Керамика часто более устойчива к нагреванию и коррозии, чем металлические или полимерные материалы.
Примеры: Стекло и керамика — это обычные керамические материалы.

церий — Церий — это название элемента лантаноида с атомным номером 58, обозначаемого символом Ce.

цезий — Цезий — это название щелочного металла с атомным номером 55, обозначаемого символом Cs.

цетановое число (CN) — Цетановое число (сокращенно CN) указывает на качество сгорания дизельного топлива. Он представляет собой временную задержку между началом процесса впрыска и точкой воспламенения топлива. Это значение определяется процентным содержанием цетана или гексадекана (C 16 H 34 ) в изоцетане, который обеспечивает идентичную задержку воспламенения измеренного образца топлива.

CFC — CFC — это сокращение от хлорфторуглерода. ХФУ — это соединения, содержащие атомы хлора, фтора и углерода.
Также известен как: хлорфторуглерод
Пример: Дихлордифторметан или фреон-12 представляет собой CFC.

Единицы CGS — Единицы CGS образуют систему измерения, основанную на сантиметре расстояния, грамме массы и секунде времени. Единицы CGS использовались при изучении механики до принятия метрической и системной единиц измерения.
Примеры: Единицей измерения энергии в СГС является эрг (1 г · см 2 / с 2 ), а единицей силы — дин (1 г · см / с 2 )

цепная молекула — Цепная молекула — это молекула, состоящая из ряда атомов или молекул, связанных вместе в ряд.
Примеры: Многие простые углеводороды представляют собой цепные молекулы с центральным рядом атомов углерода. Полимеры представляют собой цепные молекулы, в которых цепи состоят из основных элементарных молекул.

цепная реакция — Цепная реакция представляет собой серию реакций, в которых продукты вносят вклад в реагенты другой реакции без внешнего влияния.
Ядерная цепная реакция — это реакция деления, при которой нейтроны, генерируемые в процессе деления, продолжаются и инициируют деление в других атомах.

халькоген — Халькоген — это имя, данное члену группы 16 периодической таблицы (старый стиль: VIB или VIA) в периодической таблице. Халькогены иногда называют кислородным семейством. Халькогенами являются кислород (O), сера (S), селен (Se), теллур (Te), полоний (Po) и ливерморий (Lv). Соединения более тяжелых халькогенов (сульфидов, селенидов и теллуридов) известны как халькогениды.

хаотропный — Хаотропный — это способность вещества вмешиваться в водородные связи и силы Ван-дер-Ваальса. Хаотропные агенты — это соединения, которые могут нарушать стабильность белков и полимеров. Их можно добавлять для разрушения или изменения трехмерной структуры полимеров. Хаотропные агенты являются денатурирующими средствами.

заряд — В контексте химии заряд обычно относится к электрическому заряду, который является сохраняемым свойством определенных субатомных частиц, определяющим их электромагнитное взаимодействие.
Также известен как: электрический заряд
Примеры: По соглашению, электроны имеют заряд -1, а протоны имеют заряд +1.

Закон Чарльза — Закон Чарльза — это закон идеального газа, в котором при постоянном давлении объем идеального газа прямо пропорционален его абсолютной температуре.
V i / T i = V f / T f
где
V i = начальное давление
T i = начальная температура
V f = конечное давление
T f = конечная температура

хелат — Хелат — это органическое соединение, образующееся, когда полидентатный лиганд связывается с центральным атомом металла.

Хелатирующий агент — Хелатирующий агент — это лиганд, который может образовывать хелат с атомом металла.
Также известен как полидентатный лиганд
Пример: оксалат-ион [O-C (= O) -C (= O) -O] 2- является хелатирующим агентом.

химикат — Все, что имеет массу, является химическим веществом. Все, что состоит из материи, является химическим веществом. Любая жидкость, твердое тело, газ, любое чистое вещество или любая смесь — все это химические вещества.
Примеры: вода, карандаш, воздух, ковер, лампочка, медь, пузырьки, пищевая сода

химическое изменение — Химическое изменение — это процесс, при котором одно или несколько веществ превращаются в одно или несколько новых и разных веществ.
Также известна как: химическая реакция

химическая энергия — Химическая энергия — это энергия, содержащаяся во внутренней структуре атома или молекулы. Эта энергия может быть в электронной структуре отдельного атома или в связях между атомами в молекуле. Химическая энергия преобразуется в другие формы энергии с помощью химических реакций.

химическое машиностроение — Химическое машиностроение — это прикладная химия. Это отрасль инженерии, связанная с проектированием, конструированием и эксплуатацией машин и установок, которые проводят химические реакции для решения практических задач или производства полезных продуктов.

химическое уравнение — Химическое уравнение — это сокращенное письменное описание того, что происходит в химической реакции. Он включает реагенты, продукты, направление (я) реакции, а также может включать заряд и состояния вещества.

химическое равновесие — Химическое равновесие — это состояние химической реакции, когда концентрации продуктов и реагентов не меняются с течением времени.

химическая формула — Выражение, которое определяет количество и тип атомов, присутствующих в молекуле вещества.
Пример: В молекуле гексана, имеющей молекулярную формулу C 6 H 14 , есть 6 атомов C и 14 атомов H.

химическая кинетика — Химическая кинетика — это изучение химических процессов и скоростей реакций.

химическая физика — Физическая химия — это раздел химии, связанный с применением физики к химическим системам. Это может включать применение принципов термодинамики, квантовой механики, квантовой химии, статистической механики и кинетики к изучению химии.

химическое свойство — Химическое свойство — это свойство или поведение вещества, когда оно подвергается химическому изменению или реакции.
Примеры: Химические свойства вещества могут включать токсичность, окисление и воспламеняемость.

химическая реакция — Химическая реакция — это химическое изменение, при котором образуются новые вещества.
Также известен как: реакция, химическое изменение
Пример: химическая реакция H 2 (г) + ½ O 2 (г) → H 2 O (л) описывает образование воды из ее элементов.

химический символ — Химический символ представляет собой обозначение одной или двух букв, представляющих химический элемент.
Также известен как: символ элемента
Примеры: H — химический символ водорода, C — химический символ углерода, Si — химический символ кремния.

хемилюминесценция — Хемилюминесценция — это тип химической реакции, одним из продуктов которой является электромагнитное излучение.
Пример: Реакция между люминолом и оксалатом, используемым в светящихся стержнях, представляет собой хемилюминесцентную реакцию.

химия — Химия — это научное исследование материи, ее свойств и взаимодействия с другими веществами и с энергией.

Черенковское излучение — Черенковское излучение — это электромагнитное излучение, излучаемое, когда заряженная частица движется через диэлектрическую среду со скоростью, превышающей скорость света в этой среде.
Также известен как: излучение Черенкова
Примеры: характерное синее свечение вокруг ядерных реакторов вызвано излучением Черенкова.

хиральный центр — Хиральный центр определяется как атом в молекуле, который связан с четырьмя различными химическими соединениями, что обеспечивает оптическую изомерию.
Пример: Центральный углерод серина представляет собой хиральный углерод. Аминогруппа и водород могут вращаться вокруг углерода.

хиральность — Хиральность или хиральность описывает несверхналоженное зеркальное отображение, такое как левая и правая руки. Обычно в химии этот термин используется для описания пары молекул, которые имеют одинаковые формулы, но образуют другую пару структур.

хлорат — Хлорат представляет собой анион с формулой ClO 3 . Хлорат также может быть соединением, содержащим хлорат-анион.
Хлорат, за которым следует римская цифра, показывает степень окисления атома хлора.
Пример: Хлорат (V) — это анион, в котором хлор находится в степени окисления +5. Хлорат (III) — это анион, в котором хлор находится в степени окисления +3 (хлорит-анион).

хлорид — Хлорид — это любое химическое соединение, в молекуле которого один или несколько атомов хлора ковалентно связаны.Термин хлорид может относиться к любой соли соляной кислоты HCl, которая содержит ионы хлора. Ионы хлорида образуются, когда элемент хлор захватывает электрон с образованием аниона Cl .

хлорированный углеводород — хлорированный углеводород — это молекула углеводорода, в которой один или несколько атомов водорода заменены атомами хлора.
Также известен как: CHC
Пример: Хлороформ представляет собой хлорированный углеводород.

хлорирование — Хлорирование — это процесс, при котором вещество соединяется с хлором.Хлорирование также относится к обработке воды для уничтожения микроорганизмов и окисления некоторых органических загрязнителей.

реакция хлорирования — Реакция хлорирования — это химическая реакция, при которой атом хлора интегрируется в молекулу.

хлор — Хлор — это название элемента галогена с атомным номером 17, обозначаемого символом Cl.

хлорит — хлорит — это анион с молекулярной формулой ClO 2 .Хлориты также могут относиться к соединениям, содержащим хлорит-анион.

хлороуглерод — Хлороуглерод — это органическое соединение, содержащее один или несколько атомов хлора.
Также известен как: хлорорганические соединения, хлорорганические соединения, хлорированные углеводороды.
Пример: Хлороформ — это хлороуглерод.

хлорфторуглерод — Хлорфторуглерод представляет собой соединение, содержащее атомы хлора, фтора и углерода.
Также известен как: CFC
Пример: Дихлордифторметан или фреон-12 представляет собой хлорфторуглерод.

холестерик — Холестерик относится к типу жидких кристаллов, в которых молекулы жидкого кристалла расположены в параллельных слоях, а молекулы каждого слоя вращаются немного иначе, чем слои выше и ниже него.

хромат — Хромат представляет собой неорганический многоатомный анион с молекулярной формулой CrO 4 2-. Хроматные соединения — хорошие окислители.

хроматное соединение — Хроматное соединение — это соединение, содержащее хромат-анион (CrO 4 2-).Хроматные соединения — это соли, которые являются слабыми основаниями и сильными окислителями.

хроматография — Хроматография — это группа лабораторных методов разделения компонентов смеси путем пропускания смеси через неподвижную фазу.

хромит — Хромит представляет собой анионный комплекс, содержащий ион хрома (III) (Cr 3+ ).
Примеры: CrO 2 и [Cr (OH) 6 ] 3- оба являются анионами хромита.

хром — Хром — это название элемента переходного металла с атомным номером 24, обозначаемого символом Cr.

хромофор — Хромофор — это часть молекулы, которая поглощает или отражает свет. Хромофоры определяют цвет молекулы.

цепь — Цепь — это замкнутая цепь, по которой может течь электрический ток. Ток может течь в форме свободных электронов или ионов.

закрытая система — Закрытая система — это тип термодинамической системы, в которой масса сохраняется в пределах системы, но энергия может свободно входить или выходить из системы.

коагуляция — Коагуляция — это гелеобразование или слипание частиц, обычно в коллоиде. Этот термин обычно применяется к загустеванию жидкости или золя, обычно когда молекулы белка сшиваются.
Также известен как: коагулят, коагуляция
Примеры: Белки молока коагулируют, чтобы загустить смесь, из которой образуется йогурт. Тромбоциты свертывают кровь, чтобы закрыть рану. Пектин желирует (коагулирует) варенье. При охлаждении подливка сворачивается.

кобальт — Кобальт — это название переходного элемента с атомным номером 27, представленное символом Co.

кофермент — Коэнзим — это вещество, которое работает с ферментом, чтобы инициировать или помогать функции фермента. Коферменты не могут функционировать сами по себе и требуют присутствия фермента.
Пример: Витамины группы B служат в качестве коферментов, необходимых ферментам для образования жиров, углеводов и белков.

когезия — Сплоченность — это сила притяжения между подобными молекулами. Сплоченность — это мера того, насколько хорошо молекулы «слипаются» или группируются друг с другом.

коллаген — Коллаген — это группа белков, состоящая из аминокислот. Это наиболее распространенные белки, встречающиеся у людей и млекопитающих.

коллигативные свойства — Коллигативные свойства — это свойства растворов, которые зависят от количества частиц в объеме растворителя, а не от массы частиц.
Примеры: Давление пара и понижение точки замерзания являются примерами коллигативных свойств.

коллоид — Тип однородной смеси, в которой диспергированные частицы не оседают.
Примеры: масло, молоко, дым, туман, чернила и краска — все это коллоиды.

колумбий — Колумбиум было первоначальным названием элемента ниобий. Название колумбий до сих пор иногда используется в металлургии.

Закон о комбинированном газе — Закон о комбинированном газе объединяет три закона о газах: закон Бойля, закон Шарля и закон Гей-Люссака. В нем говорится, что соотношение произведения давления и объема, а абсолютная температура газа равно константе.
PV / T = k
, где
P = давление
V = объем
T = абсолютная температура
k = константа

реакция комбинации — Реакция комбинации — это реакция, в которой два реагента объединяются в один продукт.Общая форма комбинированной реакции:
A + B → AB
Пример: C + O2 → CO 2 , или сжигание углерода в присутствии кислорода с образованием диоксида углерода является комбинированной реакцией.

горение — Горение — это химическая химическая реакция, которая происходит между топливом и окислителем, производящим энергию, обычно в форме тепла и света.

реакция горения — Реакция горения — это тип химической реакции, при которой соединение и окислитель вступают в реакцию с образованием тепла и нового продукта.
Примеры:
2 H 2 + O 2 → 2 H 2 O + тепло и
CH 4 + 2 O 2 → CO 2 + 2 H 2 O + тепло обе реакции горения.

эффект общего иона — Эффект общего иона описывает эффект подавления ионизации электролита, когда добавляется другой электролит, который имеет общий ион.

общее имя — Общее имя — это историческое название соединения.
Примеры: Этиленгликоль — общее название этан-1,2-диола.Ацетон — это общее название пропанона. Пищевая сода — это общее название бикарбоната натрия.

Принцип дополнительности — Принцип дополнительности утверждает, что система может проявлять волновое поведение и поведение частиц, но ни один эксперимент не может продемонстрировать оба поведения одновременно.

полное сгорание — Полное сгорание — это реакция сгорания, при которой расходуются все топливные реагенты.

комплексный ион — Комплексные ионы — это ионы, в которых центральный ион металла связан с одной или несколькими молекулами или ионами.
Пример: Ион амина меди Cu (NH 3 ) 6 2+ представляет собой комплексный ион.

соединение — Соединение представляет собой химическое соединение, которое образуется при химическом соединении двух или более атомов с ковалентными или ионными связями.
Также известен как: молекула, хотя иногда различают типы связей в молекулах (ковалентные) и соединения (ионные).

композитный материал — композитный материал — это тип материала, состоящего из двух или более других различных материалов, которые остаются отличными друг от друга после соединения.
Пример: Бетон — это композитный материал, состоящий из цемента, воды и заполнителя.

компропорционирование — Компропорционирование — это химическая реакция между двумя реагентами, содержащими одинаковые элементы, но с разными степенями окисления, с образованием продукта. Компропорционирование — это реакция, обратная реакции диспропорционирования.
Также известен как: симпропорционирование

концентрированное — Концентрированное относится к относительно большому количеству вещества, присутствующему в единице количества смеси.

концентрация — количество вещества на определенное пространство. Концентрация обычно выражается в единицах массы на единицу объема.

конденсация — Конденсация — это изменение состояния вещества из газовой фазы в жидкую.

реакция конденсации — Реакция конденсации — это химическая реакция между двумя соединениями, одним из продуктов которой является вода или аммиак. Реакции конденсации также участвуют в производстве многих полимеров.
Также известна как: реакция дегидратации
Примеры: Реакции, в результате которых образуются ангидриды кислот, представляют собой реакции конденсации. Уксусная кислота (CH 3 COOH) образует уксусный ангидрид ((CH 3 CO) 2 O) и воду в результате реакции конденсации
2 CH 3 COOH → (CH 3 CO) 2 O + H 2 O

Конденсационный полимер — Конденсационный полимер — это тип полимера, образующийся в результате реакций конденсации между двумя мономерами.

сокращенная формула — Краткая формула молекулы, в которой символы атомов перечислены в том виде, в каком они появляются в структуре молекулы, с опущенными или ограниченными штрихами на связях.
Пример: Гексан представляет собой шестиуглеродную углеводородную цепь с молекулярной формулой C 6 H 14 . Сводная формула: CH 3 (CH 2 ) 4 CH 3 .

проводник — Проводник — это материал, через который проходит энергия.Материал, который пропускает поток заряженных частиц, — это электрический проводник. Материал, который позволяет передавать тепловую энергию, является проводником тепла или проводником тепла.
Также известен как: электрические проводники, проводники тепла и проводники тепла — это все формы проводников.

конформация — Конформация относится к различным формам, которые молекула может достигать, когда группы атомов вращаются вокруг одинарной связи.

конформер — Конформер — это изомер молекулы, который отличается от другого изомера вращением одинарной связи в молекуле.

конгенер — Конгенер — это группа элементов в одной группе периодической таблицы.
Пример: Калий и натрий являются родственниками друг друга.
Конгенер может также относиться к классу соединений с подобными структурами и подобными химическими свойствами.
Пример: класс химических веществ, называемых полихлорированными бифенилами (ПХБ), насчитывает более 200 конгенеров.

конъюгат — В химии конъюгат относится к соединению, образованному соединением двух или более химических соединений, или термин конъюгат относится к кислоте и основанию, которые отличаются друг от друга протоном.

конъюгированная кислота — Конъюгированная кислота является кислотным членом, HX, пары соединений, которые отличаются друг от друга усилением или потерей протона. Конъюгированная кислота может выделять или отдавать протон.

основание конъюгата — Основание конъюгата является членом основания, X , пары соединений, которые превращаются друг в друга, приобретая или теряя протон. Основание конъюгата получает или поглощает протон в химической реакции.
Пример: химическая реакция между сопряженной кислотой и сопряженным основанием: HX + H 2 O X + H 3 O + .

сопряженная система — Сопряженная система представляет собой систему связанных делокализованных электронов в молекуле с чередующимися одинарными и кратными связями. Сопряженные системы образуются, когда пи-связи образуются через промежуточную сигма-связь. Пи-связи перекрывают друг друга, и электроны больше не принадлежат какому-либо конкретному атому в системе. Неподеленные пары, карбокатионы и радикалы также могут участвовать в сопряженной системе. В более крупных атомах сопряжение также может включать перекрывающиеся d-орбитали.

Сохранение энергии — Сохранение энергии — это закон, который гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена, но может быть изменена из одной формы в другую.

сохранение массы — Закон сохранения массы — это соотношение, согласно которому в химической реакции масса продуктов равна массе реагентов.

постоянная переменная — Управляемая переменная — это переменная, которую исследователь поддерживает постоянной (контролирует) во время эксперимента.Он также известен как постоянная переменная.
Пример: Температура — это общая регулируемая переменная. Если во время эксперимента температура поддерживается постоянной, ее можно контролировать.

непрерывный спектр — Непрерывный спектр — это широкий диапазон световых частот. Самый распространенный диапазон — это спектр видимого света в виде белого света.

вносящая структура — способствующая структура — это структура Льюиса, которая является основным компонентом резонансного набора структур Льюиса, описывающих делокализованные электроны.

управляемая переменная — Еще один термин для постоянной переменной. См. Определение выше.

конвекция — Конвекция — это передача тепловой энергии за счет движения нагретого материала.
Пример: конвекционные печи готовят пищу, нагревая воздух вокруг нее. Нагретый воздух конвекцией передает тепло пище.

коэффициент преобразования — коэффициент преобразования — это числовое отношение, выражающее измерение из одной единицы в другую.
Пример: Чтобы изменить измерение времени с часов на дни, коэффициент преобразования 1 день = 24 часа.
время в днях = время в часах x (1 день / 24 часа)
Часть уравнения (1 день / 24 часа) является коэффициентом пересчета.

координационная связь — Координационная связь — это ковалентная связь между двумя атомами, при которой один из атомов обеспечивает оба электрона, образующие связь.
Также известен как: координационная ковалентная связь, диполярная связь, дативная связь

координационный комплекс — Координационный комплекс или комплекс металла — это химическая составляющая, состоящая из центрального атома или иона, связанного с окружающими молекулами или ионами.Центральный атом координационного комплекса обычно представляет собой катион металла. Различные лиганды или комплексообразующие агенты могут окружать центральный атом координационного комплекса.
Также известно как: комплекс металла, координационное соединение

координационное соединение — Координационное соединение — это соединение, содержащее одну или несколько координационных связей, которое является связью между парой электронов, в которой оба электрона передаются одним из атомов. .
Примеры: большинство комплексов или соединений металлов, кроме сплавов.Конкретные примеры включают гемоглобин и Ru 3 (CO) 12 .

Координационное число — Координационное число атома в молекуле — это количество атомов, связанных с этим атомом.
Пример: Углерод имеет координационное число 4 в молекуле метана (CH 4 ), поскольку с ним связано четыре атома водорода.

copernicium — Copernicium — это название элемента переходного металла с атомным номером 112 и обозначается символом Cn.Прежнее название Copernicium было унунбиум (символ Ууб).

сополимер — Сополимер — это полимер, полученный из двух или более различных мономеров.

медь — Медь — это название элемента переходного металла с атомным номером 29, обозначаемого символом Cu.

коррозия — Коррозия — это необратимое повреждение или разрушение живой ткани или материала в результате химической или электрохимической реакции.

коррозионный — Коррозионный — это вещество, способное вызвать необратимые повреждения или разрушить другое вещество при контакте.
Примеры: Сильные кислоты и щелочи вызывают коррозию.

кулон — Кулон — производная единица измерения электрического заряда в системе СИ. Кулон — это количество заряда, перемещаемое электрическим током в один ампер за одну секунду. Символ кулона — заглавная буква C.
Пример: электрон несет заряд -1,6 x 10 -19 кулонов.

Закон Кулона — Закон Кулона — это закон, устанавливающий, что сила между двумя зарядами пропорциональна величине заряда на обоих зарядах и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
F ∝ Q 1 Q 2 / r 2
где
F = сила между зарядами
Q 1 и Q 2 = количество заряда
r = расстояние между двумя зарядами.

ковалентная связь — Ковалентная связь — это химическая связь между двумя атомами, в которой между ними распределяются электроны.
Пример: существует ковалентная связь между кислородом и каждым водородом в молекуле воды (H 2 O). Каждая из ковалентных связей содержит два электрона — один от атома водорода и один от атома кислорода.Оба атома разделяют электроны.

ковалентное соединение — Ковалентное соединение представляет собой молекулу, образованную ковалентными связями, в которой атомы разделяют одну или несколько пар валентных электронов
Примеры: Вода, сахароза и ДНК являются ковалентными соединениями.

ковалентный радиус — Ковалентный радиус относится к размеру атома, который образует часть ковалентной связи. Ковалентный радиус выражается в пикометрах или ангстремах. Теоретически сумма двух ковалентных радиусов должна равняться длине ковалентной связи между двумя атомами, но на практике длина связи зависит от химического окружения.

крекинг — Крекинг — это процесс разрыва ковалентных связей в углеводородах с образованием более мелких углеводородов.

crenation — Crenation — это термин, используемый для описания объекта, имеющего зубчатый край или зубчатый край. В химии зубчатость описывает то, что происходит с клеткой или другим объектом, когда они подвергаются воздействию гипертонического раствора. В биологии и зоологии этот термин относится к организму, имеющему форму (например, лист или раковину).

критическая масса — Критическая масса — это минимальная масса делящегося материала, необходимая для поддержания цепной ядерной реакции.

критический молярный объем — Критический молярный объем — это объем одного моля элемента или соединения при его критической температуре и критическом давлении.
Также известен как: удельный молярный объем

критическая точка — Критическая точка или критическое состояние — это точка, в которой две фазы вещества изначально становятся неотличимыми друг от друга.
Также известен как: критическое состояние
Пример: мениск между паром и водой исчезает при температуре выше 374 ° C и давлении выше 217.6 атм, образуя так называемую сверхкритическую жидкость.

критическое давление — Критическое давление вещества — это давление в критической точке вещества.
Пример: Критическое давление водорода между жидкой и газовой фазами составляет 12,8 атм или 1300 кПа.

критическая температура — Критическая температура вещества — это температура в критической точке вещества.
Пример: критическая температура водорода между жидкой и газовой фазами составляет -239.95 ° С (33,2 К).

поперечная связь — поперечная связь — это связь, которая соединяет одну полимерную цепь с другой.

краун-эфир — краун-эфир представляет собой циклическое соединение, состоящее из эфирных групп. Краун-эфиры получили свое название от того, как молекулы прикрепляются к ионам металлов, как корона на голове металла.

сырая нефть — Сырая нефть или нефть — это любая встречающаяся в природе легковоспламеняющаяся смесь углеводородов, обнаруженная в геологических формациях, например в пластах горных пород.Большая часть нефти представляет собой ископаемое топливо, образующееся в результате воздействия сильного давления и высокой температуры на погребенный мертвый зоопланктон и водоросли. Технически термин «нефть» относится только к сырой нефти, но иногда он применяется для описания любых твердых, жидких или газообразных углеводородов. Нефть состоит в основном из парафинов и нафтенов с меньшим количеством ароматических углеводородов и асфальтов. Точный химический состав — это своего рода отпечаток пальца источника нефти.

cyrogenics — Криогеника — это исследование свойств вещества при очень низких температурах.

криогенный газ — Криогенный газ — это газ, охлажденный до жидкого состояния ниже 150 Кельвинов.
Пример: Жидкий азот — это криогенный газ.

кристалл — Кристалл — это вещество, в котором составляющие атомы, молекулы или ионы упакованы в регулярно упорядоченный повторяющийся трехмерный узор. Большинство кристаллов твердые.
Примеры: Кварц, леденец, галит — все кристаллы.

Расщепление кристаллического поля — Расщепление кристаллического поля — это разница в энергии между d-орбиталями лигандов.Число расщеплений кристаллического поля обозначается заглавной греческой буквой Δ. Расщепление кристаллического поля объясняет разницу в цвете между двумя подобными комплексами металл-лиганд. Δ имеет тенденцию увеличиваться с увеличением степени окисления и увеличивается по группе в периодической таблице.
Также известен как: расщепление поля лиганда

кристаллизовать — Кристаллизация — это медленное осаждение кристаллов из раствора вещества. Кристаллизация может также относиться к технологии разделения твердой и жидкой фаз и очистки, при которой происходит перенос массы из жидкого раствора в чистую твердую кристаллическую фазу.

кристаллизационная вода — Кристаллизационная вода — это вода, стехиометрически связанная в кристалл. Кристаллические соли, содержащие кристаллизационную воду, называются гидратами.
Также известен как: кристаллизационная вода, гидратная вода
Пример: Коммерческие корневые убийцы часто содержат кристаллы пентагидрата сульфата меди (CuSO 4 · 5H 2 O). Пять молекул воды называются кристаллизационной водой.

кристаллов серебра — Кристаллы серебра — это устаревший химический термин для соединения нитрата серебра, AgNO 3 .
Также известен как: Лунные кристаллы — еще один устаревший термин для обозначения нитрата серебра.

кубический сантиметр — Кубический сантиметр — это единица объема, заключенная в куб со сторонами в один сантиметр. Кубические сантиметры обозначаются сокращенно cc или cm 3 .
Также известен как: кубический сантиметр

меди — Медь — устаревший термин для обозначения иона меди (II). Соединения меди — соединения, содержащие медь в степени окисления +2.

Медь — Медь — устаревший термин для обозначения иона меди (I).Соединения меди — это соединения, содержащие медь в степени окисления +1.

купрум — Медь — старое латинское название элемента меди. Медь является источником символа Cu для меди в периодической таблице.

кюри — Кюри (Ки) — внесистемная единица измерения радиоактивности.
1 Ки = 3,7 x 10 10 беккерелей или распадов в секунду.

Точка Кюри — Точка Кюри — это температура, выше которой ферромагнитный материал теряет свой ферромагнетизм.

кюрий — Кюрий — это название актинидного элемента с атомным номером 96, представленное символом Cm.

ток — Ток — это скорость потока электроэнергии. Единицей измерения тока является ампер (А), который определяется как 1 ампер = 1 кулон в секунду.

цианат — Цианат — это название функциональной группы -O-C≡N. Цианат также относится к аниону [OCN] .

цианид — Цианид — это ион с зарядом -1, который содержит один атом углерода, связанный с одним атомом азота.Цианид также относится к любому соединению, которое содержит ионы CN .
Пример: цианид натрия NaCN, цианистый водород HCN

циклоалкан — Циклоалкан — это алкан, содержащий кольцо углерод-углеродных связей.

циклоалкен — Циклоалкен представляет собой алкен, атомы углерода которого связаны в кольца.

cys — Cys — это сокращение от аминокислоты цистеина. Цистеин также сокращенно обозначается как C.

цистеин — Цистеин представляет собой природную аминокислоту, характеризующуюся наличием группы -SH на боковой цепи.
Распространенные орфографические ошибки: цистеин — это аминокислота, отличная от цистина.

цистин — Цистин — это встречающаяся в природе аминокислота, характеризующаяся дисульфидной мостиковой группой (-S-S-) на боковой цепи. Цистин образуется в результате конденсации двух остатков цистеина.

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

Углерод (C) — химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду

Его плотность колеблется от 2,25 г / см³ (1.30 унций / дюйм³) для графита и 3,51 г / см³ (2,03 унции / дюйм³) для алмаза. Температура плавления графита составляет 3500ºC (6332ºF), а экстраполированная точка кипения составляет 4830ºC (8726ºF). Элементарный углерод — инертное вещество, нерастворимое в воде, разбавленных кислотах и ​​щелочах, а также в органических растворителях. При высоких температурах он связывается с кислородом с образованием окиси или двуокиси углерода. С помощью горячих окислителей, таких как азотная кислота и нитрат калия, получается метиловая кислота C 6 (CO 2 H) 6 .Из галогенов только фтор реагирует с элементарным углеродом. Большое количество металлов соединяется с элементом при высоких температурах с образованием карбидов.

Он образует три газообразных компонента с кислородом: монооксид углерода, CO, диоксид углерода, CO 2 , и недокись углерода, C 3 O 2 . Два первых являются наиболее важными с промышленной точки зрения. Углерод образует соединения с галогенами с CX 4 в виде общей формулы, где X — фтор, хлор, бром или йод.При температуре окружающей среды тетрафторид углерода является газом, тетрахлорид — жидкостью, а два других соединения — твердыми веществами. Известны также смешанные тетрагалогениды углерода. Наиболее важным из всех может быть дихлордифторметан, CCl 2 F 2 , называемый фреоном.

Углерод в окружающей среде

Углерод и его компоненты широко распространены в природе. По оценкам, углерод составляет 0,032% земной коры. Свободный углерод находится в больших резервуарах, таких как каменный уголь, в аморфной форме элемента с другими сложными соединениями углерода-водорода-азота.Чистый кристаллический углерод встречается в форме графита и алмаза.
Атмосфера Земли содержит постоянно увеличивающуюся концентрацию углекислого газа и окиси углерода, образующих сжигание ископаемого топлива, и метана (CH 4 ), образующих рисовые поля и коров.

Нет элемента более важного для жизни, чем углерод, потому что только углерод образует прочные одинарные связи с самим собой, которые достаточно стабильны, чтобы противостоять химическому воздействию в условиях окружающей среды. Это дает углероду способность образовывать длинные цепи и кольца из атомов, которые являются структурной основой многих соединений, составляющих живую клетку, наиболее важной из которых является ДНК.

Углерод в больших количествах находится в виде соединений. Углерод присутствует в атмосфере в виде углекислого газа в количестве 0,03% по объему. Некоторые минералы, такие как известняк, доломит, гипс и мрамор, содержат карбонаты. Все растения и живые животные состоят из сложных органических соединений, в которых углерод сочетается с водородом, кислородом, азотом и другими элементами. Остатки живых растений и животных образуют месторождения: нефти, асфальта и битума. Залежи природного газа содержат соединения, образованные углеродом и водородом.

Приложение

У бесплатного элемента есть множество применений, в том числе для украшения бриллиантов в ювелирных изделиях или черного пигмента дыма в автомобильных дисках и чернил принтера. Другая форма углерода, графит, используется в высокотемпературных тиглях, сухих электродах и электродах легкой дуги, для наконечников карандашей и в качестве смазки. Растительный углерод, аморфная форма углерода, используется в качестве поглотителя газа и отбеливающего агента.

Углеродные соединения имеют множество применений. Двуокись углерода используется для газирования напитков, в огнетушителях и, в твердом состоянии, в качестве охладителя (сухой лед).Окись углерода используется в качестве восстановителя во многих металлургических процессах. Тетрахлорметан и сероуглерод являются важными промышленными растворителями. Фреон используется в системах охлаждения. Карбид кальция используется для получения ацетилена; он используется для сварки и резки металлов, а также для приготовления других органических соединений. Другие металлические карбиды находят важное применение в качестве жаропрочных материалов и фрез для резки металла.

Влияние углерода на здоровье

Элементарный углерод имеет очень низкую токсичность.Представленные здесь данные об опасностях для здоровья основаны на воздействии сажи, а не элементарного углерода. Хроническое вдыхание сажи может привести к временному или необратимому повреждению легких и сердца.

Пневмокониоз обнаружен у рабочих, занятых на производстве технического углерода. Также сообщалось о кожных заболеваниях, таких как воспаление волосяных фолликулов и поражения слизистой оболочки полости рта в результате воздействия на кожу.

Канцерогенность — Технический углерод был включен Международным агентством по изучению рака (IARC) в Группу 3 (агент не классифицируется по его канцерогенности для человека).

Некоторые простые соединения углерода могут быть очень токсичными, например, оксид углерода (CO) или цианид (CN-).

Углерод 14 является одним из радионуклидов, участвующих в атмосферных испытаниях ядерного оружия, которые начались в 1945 году с испытания в США и закончились в 1980 году с испытания в Китае. Это один из долгоживущих радионуклидов, которые привели и будут вызывать повышенный риск рака в ближайшие десятилетия и столетия. Он также может проникать через плаценту, органически связываться с развивающимися клетками и, следовательно, подвергать опасности плод.

Большая часть того, что мы едим, состоит из соединений углерода, общее потребление углерода составляет 300 г / день. Пищеварение заключается в расщеплении этих соединений на молекулы, которые могут адсорбироваться на стенке желудка или кишечника. Там они переносятся кровью в места, где они используются или окисляются для высвобождения содержащейся в них энергии.

Воздействие углерода на окружающую среду

О негативном воздействии на окружающую среду не сообщалось.

Графитовые бриллианты

Вернуться к периодической таблице элементов

Для получения дополнительной информации о месте углерода в окружающей среде перейдите к углеродному циклу.

Поиск химической формулы

Пожалуйста, следуйте инструкциям ниже, чтобы
проведите поиск (Помощь):


Справка по поиску химических формул

Правила химических формул

(Вернуться к поиску)

  • Введите последовательность символов элементов, за которыми следуют цифры.
    чтобы указать количество желаемых элементов (например, C6H6).
  • Используйте правильный регистр для символов элементов. Если правильный случай
    не используется, формула может быть неоднозначной и интерпретация
    выбранный может оказаться не желаемым.
  • Элементы могут быть в любом порядке.
  • Если требуется только один из заданных атомов, вы можете опустить
    число после символа элемента.
  • Для группировки атомов можно использовать скобки.
  • Будет добавлено несколько спецификаций для атома.
    Это означает, что Ch4 (Ch3) 4Ch4 будет
    лечится так же, как C6h24 .
  • Чтобы указать один или несколько заданных атомов, используйте
    вопросительный знак (?) после символа элемента.
  • Указать любое количество (включая ноль) заданных
    элемента используйте звездочку (*) после символа элемента.
  • Чтобы явно указать ион, поместите заряд в
    конец формулы. Если заряд больше, чем
    один заряд должен быть включен после +
    или символ - (например, C60-2 ).

Примеры химических формул

(Вернуться к поиску)

Химическая формула Поисковая спецификация
C2h5 Виды с двумя C и четырьмя H.
Ch3Ch3 Виды с двумя C и четырьмя H.
Ch4CH Виды с двумя C и четырьмя H.
(Ch3) 2 Виды с двумя C и четырьмя H.
C2H * F? Виды с двумя C, нулем или несколькими H и одним или несколькими F.

Параметры поиска (шаг 2)

(Вернуться к поиску)

Точно соответствуют указанным изотопам
Если этот флажок установлен, это означает, что поиск
должны соответствовать изотопам, указанным в формуле поиска.Например, если этот параметр не отмечен, поиск по
h3 будет соответствовать видам, содержащим
атомы дейтерия и трития. Если эта опция была отмечена,
дейтерий и тритий будут исключены из поиска.
Разрешить элементы, не указанные в формуле
Если этот флажок установлен, этот параметр указывает, что вид
содержащие элементы, не указанные в формуле
также будут сопоставлены. Например, поиск
Te2 найдет все виды, которые
содержат ровно два атома теллура и любое количество
другие атомы.Проверка только этой опции эквивалентна
к ранее доступному «частичному поиску формулы»
с этого сайта.
Этот параметр указывает на то, что виды, содержащие больше
атомы, чем указано для данного элемента, будут сопоставлены.
Например, поиск Te только с
эта опция включена, будет найден весь теллур, дителлур,
трителлур и др.
Исключить ионы из поиска
Когда эта опция отмечена, поиск не будет
сопоставлять ионы, если заряд явно не указан в
формула.

Правила для типов данных (шаг 4)

(Вернуться к поиску)

  • Если один или несколько типов данных проверены,
    поиск будет ограничен видами, которые
    содержат хотя бы один из указанных типов данных.
  • Если ни один из типов данных не проверен, там
    не будет ограничений на поиск.

Химия углерода

Неорганическая химия
углерода

Неорганический
Углерод

Более 200 лет химики разделяют соединения на
две категории.Те, которые были изолированы от растений или животных
назывались органических , а те, что извлекались из руд и
минералы были неорганические . Органическая химия часто
определяется как химия углерода. Но это определение
включают карбонат кальция (CaCO 3 ) и графит, который
больше напоминают неорганические соединения. Поэтому мы будем
определяют органическую химию как изучение соединений, таких как
муравьиная кислота (HCO 2 H), метан (CH 4 ) и
витамин C (C 6 H 8 O 6 ), которые содержат
как углерод, так и водород.

В химическом составе углерода преобладают три фактора.

1. Углерод образует необычно прочные одинарные связи C-C, C = C двойные.
связи и тройные углерод-углеродные связи.

2. Электроотрицательность углерода ( EN = 2,55) слишком велика.
небольшой, чтобы позволить углероду образовывать ионы C 4- с большинством
металлов и слишком велики, чтобы углерод мог образовывать ионы C 4+ , когда
реагирует с неметаллами. Таким образом, углерод образует ковалентные связи.
со многими другими элементами.

3. Углерод образует прочные двойные и тройные связи с числом.
прочих неметаллов, включая N, O, P и S.

Элементные формы
углерода: графит, алмаз, кокс и технический углерод

Углерод встречается в виде множества аллотропов. Есть два
кристаллические формы алмаза и графита, а также ряд аморфных
(некристаллические) формы, такие как древесный уголь, кокс и технический углерод.

Ссылки на характеристическую твердость алмаза (из
Греческий адамас , «непобедимый») датируются по крайней мере
2600 лет. Однако только в 1797 году Smithson Tennant
смог показать, что алмазы состоят исключительно из углерода. В
свойства алмаза замечательны. Это один из наименее
известные летучие вещества ( MP = 3550 o C, BP
= 4827 o C), это также самое твердое вещество из известных, и
при нагревании он расширяется меньше, чем любой другой материал.

Свойства алмаза являются логическим следствием его
состав. Углерод с четырьмя валентными электронами образует ковалентную форму.
связывает четыре соседних атома углерода, расположенных к
углы тетраэдра, как показано на рисунке ниже. Каждый из
эти sp 3 -гибридизованные атомы затем связываются с
четыре других атома углерода, которые образуют связи с четырьмя другими атомами углерода
атомы и так далее. В результате можно подумать об идеальном бриллианте.
как единая гигантская молекула.Сила индивидуального C-C
связи и их расположение в пространстве рождают необычные
свойства алмаза.

В некотором смысле свойства графита аналогичны свойствам
алмаз. Оба соединения кипят, например, при 4827 o ° C.
Но графит тоже сильно отличается от алмаза. Бриллиант (3,514
г / см 3 ) намного плотнее графита (2,26 г / см 3 ).
В то время как алмаз — самое твердое вещество из известных, графит — одно из самых твердых.
из самых мягких.Diamond — отличный изолятор, с небольшими или
нет тенденции проводить электрический ток. Графит такой хороший
проводник электричества, в котором используются графитовые электроды.
электрические ячейки.

Физические свойства графита можно понять из
структура твердого тела показана на рисунке ниже.

Графит состоит из вытянутых плоскостей sp 2 -гибридизированных
атомы углерода, в которых каждый углерод прочно связан с тремя другими
атомы углерода.(Прочные связи между атомами углерода внутри
каждая плоскость
объясняет исключительно высокую температуру плавления и
температура кипения графита.) Расстояние между этими плоскостями
атомами, однако, намного больше, чем расстояние между
атомы внутри планов. Поскольку связи между плоскостями
слабые, твердое тело легко деформировать, допустив одну плоскость
атомы двигаться относительно друг друга. В результате графит получается мягким.
Достаточно для использования в карандашах и в качестве смазки в моторном масле.

Карандаши «Свинцовые», кстати, не содержат свинца.
(Это удачно, потому что многие люди жуют карандаши и грифель.
соединения токсичны.) Грифельные карандаши содержат графит или
«черный свинец», как его когда-то называли, который смешан с
глина (от 20% до 60% по весу), а затем обожженная, чтобы сформировать керамический стержень.
Увеличение процентного содержания глины делает карандаш более твердым, поэтому
тем меньше графита осаждается на бумаге.

Характерные свойства графита и алмаза могут
заставляют вас ожидать, что алмаз будет более стабильным, чем
графит.Это не то, что наблюдается экспериментально. В
стандартная энтальпия образования алмаза ( H o f
= 2,425 кДж / моль) немного больше энтальпии образования
графита, который является наиболее стабильной формой углерода при 25 o C
и давление 1 атм. При очень высоких температурах и давлениях,
алмаз становится более устойчивым, чем графит. В 1955 г. генерал
Компания Electric разработала процесс производства алмазов промышленного класса.
обработка графита металлическим катализатором при температуре 2000 г.
до 3000 К и давления выше 125000 атм.Примерно 40%
бриллианты промышленного качества теперь являются синтетическими. Хотя
могут быть синтезированы алмазы ювелирного качества, связанные с этим затраты
непомерно.

И алмаз, и графит представляют собой кристаллы с регулярной упаковкой.
Другие формы углерода: аморфный , в них отсутствует
регулярная структура. Древесный уголь, технический углерод и кокс — все это
аморфные формы углерода. Древесный уголь в результате нагрева
древесина при отсутствии кислорода. Сделать технический углерод ,
природный газ или другие углеродные соединения сжигаются в ограниченном
количество воздуха для образования густого черного дыма, содержащего
чрезвычайно мелкие частицы углерода, которые могут быть собраны при
газ охлаждается и проходит через электростатический
осадитель. Кокс имеет более регулярную структуру.
материал, более близкий по структуре к графиту, чем уголь или уголь.
технический углерод, который производится из угля.

Карбиды:
Ковалентная, ионная и межстраничная

Хотя углерод практически инертен при комнатной температуре, он
реагирует с менее электроотрицательными отрицательными элементами при высоких
температуры с образованием соединений, известных как карбидов .Когда углерод вступает в реакцию с элементом аналогичного размера и
электроотрицательностью образуется ковалентный карбид .
Карбид кремния, например, получают путем обработки диоксида кремния.
из кварца с избытком углерода в электропечи при
2300 К.

SiO 2 ( с ) + 3 C ( с ) SiC ( с ) + 2 CO ( г )

Ковалентные карбиды имеют свойства, аналогичные свойствам алмаза.И SiC, и алмаз инертны к химическим реакциям, за исключением
очень высокие температуры; оба имеют очень высокие температуры плавления; а также
оба являются одними из самых твердых известных веществ. SiC был первым
синтезирован Эдвардом Ачесоном в 1891 году. Вскоре после этого,
Ачесон основал компанию Carborundum, чтобы продавать этот материал.
Тогда, как и сейчас, материалы этого класса чаще всего использовались в качестве
абразивы.

Соединения, содержащие углерод и одно из наиболее активных
металлы называются ионными карбидами .

CaO ( с ) + 3 C ( с ) CaC 2 ( с ) + CO ( г )

Об этих соединениях полезно думать так, как если бы они
содержали отрицательно заряженные ионы углерода: [Ca 2+ ] [C 2 2- ]
или [Al 3+ ] 4 [C 4-] 3 .Эта модель полезна, потому что она объясняет, почему эти карбиды лопаются
в огонь при добавлении в воду. Ионные карбиды, формально
содержат ион C 4-, вступающий в реакцию с водой с образованием метана,
который воспламеняется теплом, выделяемым в этой реакции.

С 4- + 4 H 2 O Канал 4
+ 4 ОН

Ионные карбиды, формально содержащие C 2 2-
ион реагирует с водой с образованием ацетилена, который воспламеняется
тепло реакции.

С 2 2- + 2 H 2 O С 2 В 2 + 2 ОН

Когда-то горняки горели от горящих
ацетилен, полученный реакцией карбида кальция с
вода.

Карбиды внедрения , такие как карбид вольфрама (WC),
образуются, когда углерод соединяется с металлом, имеющим промежуточное звено.
электроотрицательность и относительно большой атомный радиус. В этих
соединения, атомы углерода упаковываются в отверстия (пустоты)
между плоскостями атомов металлов. Межузельные карбиды, которые
включают TiC, ZrC и MoC сохраняют свойства металлов. Они
действуют как сплавы, а не как соли или ковалентные соединения.

Оксиды
Углерод

Хотя различные формы углерода по существу инертны
при комнатной температуре они соединяются с кислородом при высоких
температуры для образования смеси окиси углерода и углерода
диоксид.

2 C ( с ) + O 2 ( г ) 2 CO ( г ) H или
= -110,52 кДж / моль CO
C ( с ) + O 2 ( г ) CO 2 ( г ) H или
= -393.51 кДж / моль CO 2

CO также может быть получено при обработке раскаленного углерода
готовить на пару.

C ( с ) + H 2 O ( г ) CO ( г ) + H 2 ( г )

Поскольку эта смесь газов образуется в результате реакции
древесный уголь или кокс с водой его часто называют водой
газ
.Он также известен как городской газ , потому что он был
когда-то производился в городах для использования в качестве топлива. Водяной газ, или
городской газ, был обычным топливом как для домашнего, так и для промышленного использования
до того, как стал доступен природный газ. Модель H 2
горит с образованием воды, а CO окисляется до CO 2 .
В конце концов, когда наши запасы природного газа истощатся, он будет
стать экономичным, заменив природный газ другими видами топлива, такими как
как водяной газ, который может быть произведен из наших обильных запасов
каменный уголь.

CO и CO 2 — оба бесцветные газы. CO закипает при
-191,5 o C, и CO 2 сублимируется при -78,5 o C.
Хотя CO не имеет запаха или вкуса, CO 2 имеет слабый
резкий запах и отчетливо кислый вкус. Оба опасны
вещества, но с очень разными уровнями воздействия. Воздуха
загрязненный всего лишь 0,002 грамма CO на литр может быть
смертельный, потому что CO прочно связывается с гемоглобином и миоглобином
которые переносят кислород через кровь.CO 2 не смертельный
пока концентрация в воздухе не приблизится к 15%. В таком случае,
он заменил так много кислорода, что человек, который пытается
дышать этой атмосферой задыхается. Опасность CO 2
отравление усугубляется тем фактом, что CO 2 примерно
В 1,5 раза плотнее воздуха в нашей атмосфере. Таким образом, CO 2
может скапливаться на дне резервуаров или колодцев.

CO 2
В атмосфере

CO 2 влияет на температуру атмосферы
через парниковый эффект, который работает следующим образом.CO 2
поглощает часть более низкой энергии, более длинноволновую инфракрасную
излучение от солнца, которое иначе было бы отражено назад
с поверхности планеты. Таким образом, CO 2 в
атмосфера удерживает тепло. Хотя есть и другие факторы,
Стоит отметить, что Венера, в атмосфере которой
содержание CO 2 , имеет температуру поверхности примерно 400 o C,
тогда как Марс, с небольшой атмосферой или без нее, имеет поверхность
температура -50 o С.

В атмосфере много источников CO 2 .
В геологическом масштабе времени крупнейшим источником были вулканы.
В течение последнего столетия сжигание нефти, угля и
природный газ внес значительный вклад в атмосферное
уровни CO 2 (см. рисунок ниже). Между 1958 и
1978 г., средний уровень CO 2 в атмосфере
увеличился на 6%, с 315,8 до 334,6 промилле.

В одно время количество CO 2 выпущено в
атмосфера не вызывала беспокойства, потому что естественные процессы
удаление CO 2 из атмосферы может компенсировать
для CO 2 , вошедшего в атмосферу.Обширный, огромный
большая часть CO 2 высвобождается в результате вулканической деятельности, для
например, был захвачен оксидом кальция или оксидом магния с образованием
карбонат кальция или карбонат магния.

CaO ( с ) + CO 2 ( г ) CaCO 3 ( с )
MgO ( с ) + CO 2 ( г ) MgCO 3 ( с )

CaCO 3 встречается в виде известняка, мрамора или смеси
с MgCO 3 в виде доломита.Количество CO 2
в месторождениях карбонатных минералов не менее нескольких тысяч
раз больше, чем количество в атмосфере.

CO 2 также до некоторой степени растворяется в воде.

H 2 O
CO 2 ( г ) CO 2 ( водн. )

Затем он реагирует с водой с образованием угольной кислоты H 2 CO 3 .

CO 2 ( водн. ) + H 2 O ( л ) H 2 CO 3 ( водн. )

В результате этих реакций в море содержится около 60
раз больше CO 2 , чем в атмосфере.

Может ли море поглотить больше CO 2 из атмосферы, или
близок ли он к уровню насыщения? Скорость, с которой море
поглощает CO 2 больше, чем скорость, с которой мы
добавляя это в атмосферу? Наблюдаемое увеличение
концентрация CO 2 в последние годы предполагает
пессимистические ответы на эти два вопроса.Постепенное потепление
земная атмосфера может возникнуть в результате продолжающегося увеличения
CO 2 уровней с неблагоприятным воздействием на климат и
следовательно, сельское хозяйство по крайней мере в северном полушарии.

Химия
карбонатов: CO
3 2-
и HCO
3

Яичная скорлупа состоит из почти чистого карбоната кальция.CaCO 3
также можно найти в панцирях многих морских организмов и в
как известняк, так и мрамор. Тот факт, что ни одно из этих веществ
растворяться в воде предполагает, что CaCO 3 в норме
не растворим в воде. Карбонат кальция растворяется в воде.
насыщен CO 2 , однако, поскольку газированная вода
(или угольная кислота) реагирует с карбонатом кальция с образованием кальция
бикарбонат, растворимый в воде.

CaCO 3 ( с ) + H 2 CO 3 ( водн. ) Ca 2+ ( водн. ) + 2 HCO 3 ( водн. )

Когда вода, богатая диоксидом углерода, проходит через известняк
образования, часть известняка растворяется.Если CO 2
выходит из этой воды, или если часть воды испаряется,
твердый CaCO 3 переотложен. Когда это происходит как вода
проходит по крыше пещеры, сталактитов , которые
свисают с крыши пещеры, образуются. Если вода падает
перед повторным осаждением карбоната сталагмитов , которые
вырастают из пола пещеры, образуются.

Углекислый газ, растворенный в воде, представляет собой химический состав.
основа индустрии безалкогольных напитков.Первый искусственно
газированные напитки были представлены в Европе в конце
девятнадцатый век. Газированные безалкогольные напитки сегодня состоят из
газированная вода, подсластитель (например, сахар, сахарин,
или аспартам), кислота для придания кислого или терпкого вкуса, ароматизатора
агенты, красители и консерванты. Целых 3,5 литра
газообразного CO 2 растворить в литре безалкогольного напитка. В
CO 2 способствует характерному прикусу, связанному с
с газированными напитками.

Химия карбонатов играет важную роль в других частях
пищевая промышленность. Пищевая сода или бикарбонат
соды, это бикарбонат натрия, NaHCO 3 , слабое основание,
который добавляют в рецепты для нейтрализации кислотности других
ингредиенты. Разрыхлитель — смесь пищевой соды.
и слабая кислота, такая как винная кислота или водород кальция
фосфат (CaHPO 4 ). При смешивании с водой кислота
реагирует с ионом HCO 3 с образованием CO 2
газ, который заставляет тесто подниматься.

HCO 3 ( водн. ) + H + ( водн. ) H 2 CO 3 ( водн. ) H 2 O ( л ) + CO 2 ( г )

До появления коммерческих разрыхлителей повара
получили тот же эффект, смешав примерно чайную ложку выпечки
сода с стаканом простокваши или пахты.Кислоты, дающие
простокваша и пахта своим характерным вкусом также реагируют
с ионом бикарбоната с образованием CO 2 .

Фуллерены

В 1985 году Ричард Смолли и его сотрудники из Университета Райса сделали
уникально стабильная форма углерода за счет испарения графита с
лазер. Аппарат, в котором проводился этот эксперимент, был
предназначены для создания небольших молекул, представляющих собой кластеры атомов.В этом кластерном генераторе импульс газообразного гелия проходил через
поверхность графита при возбуждении лазером. В
смесь атомов гелия и углерода, испарившаяся из
поверхность графита охлаждалась по мере расширения газа, и молекулы с
формула C 60 , которые имеют структуру, которая
имеет симметрию футбольного мяча. Поскольку эта структура
напоминает геодезический купол, изобретенный Р. Бакминстером Фуллером, C 60
был назван бакминстерфуллерен , или «бакиболл».
коротко.

Хотя формально это была новая форма чистого углерода, C 60
казалось не более чем лабораторной диковинкой до 1990 года,
когда Вольфганг Крачмер и Консантинос Костиропулос, в
Институт Макса Планка в Гейдельберге сообщил, что этот материал
может быть получен нагреванием графитового стержня в атмосфере
гелий до испарения графита. Когда-то было известно, что C 60
могли быть синтезированы в больших количествах, исследователи искали,
и нашел его в таких общих источниках, как пламя закопченного
свеча.Его даже нашли в черной саже, которая собирается на
стеклянная ширма перед камином.

Некоторые из тех волнений, которые испытали химики, когда C 60
был синтезирован, можно понять, сопоставив эту форму
чистый углерод с алмазом и графитом. C 60 уникальный
потому что он существует в виде отдельных молекул, а не расширенных массивов
атомы. Не менее важно, что C 60 можно получить как
чистое вещество, тогда как поверхности алмаза и графита
неизбежно загрязнены атомами водорода, которые связываются с углеродом
атомы на поверхности.

C 60 теперь известен как член семьи
соединения, известные как фуллерены . Другие соединения в
это семейство включает C 32 , C 44 , C 50 ,
C 58 и C 70 . К 60

может быть самым важным из фуллеренов, потому что он
наиболее симметричная молекула, вращающаяся в твердом теле.
со скоростью более 100 миллионов раз в секунду.Из-за
их симметрии, молекулы C 60 упаковываются так же регулярно, как
Мячи для пинг-понга. Полученное твердое тело обладает необычными свойствами.
Изначально он мягкий, как графит, но при сжатии на 30%,
он становится тверже алмаза. Когда это давление сбрасывается,
твердое тело возвращается к своему первоначальному объему. С 60
поэтому имеет замечательное свойство: он возвращается в норму, когда
выстрелил по металлической поверхности на больших скоростях.

C 60 также обладает замечательной способностью формировать
соединения, в которых это изолятор, проводник,
полупроводник или сверхпроводник.Сам по себе C 60 является
полупроводник. При смешивании с достаточным количеством калия для получения
соединение с эмпирической формулой K 3 C 60 ,
он проводит электричество как металл. Когда избыток калия
добавлено, это твердое тело становится изолятором. Когда K 3 C 60
охлаждается до 18 К, в результате получается сверхпроводник. Потенциал
химии фуллерена как для практических материалов, так и для
Лабораторные курьезы достаточно велики, чтобы объяснить, почему это
молекулу можно охарактеризовать как «экзохармическую», она выделяет
очарование.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.