УГЛЕКИСЛОТА

УГЛЕКИСЛОТА (СО₂), правильнее, углекислый газ, двуокись углерода, ангидрид угольной кислоты, - газообразный продукт полного окисления углерода или углеродистых соединений кислородом С+О₂=СО₂+94 ккал.

У. - бесцветный газ со слегка кисловатым запахом и вкусом, тяжелее воздуха приблизительно в 1,5 раза, почему в спокойной атмосфере скопляется внизу (в припочвенном слое воздуха, у пола хранилищ и т. п.). При давлении ок. 60 атм. и обычной темп-ре У. превращается в жидкость с уд. в. 0,77 и темп-рой кипения - 78°. Жидкую У. выпускают в стальных баллонах ("бомбах"). При испарении, т. е. при кипении жидкой У., она превращается в снегообразную твёрдую У., которая постепенно испаряется ("возгоняется"), сильно охлаждая воздух и окружающие предметы. Прессованная твёрдая У. ("сухой лед") широко применяется в холодильном деле и при нек-рых взрывных работах. В промышленности У. получают при обжиге известняков и из топочных газов. В атмосфере У. в среднем содержится 0,03% по объёму, или ок. 0,6 г в 1 м³; в почвенном воздухе 0,3 - 2% по объёму, или от 6 до 40 г на 1 м³; в силосных ямах содержание её доходит до 76%.

У. довольно хорошо растворима в воде; при обычных условиях 1 объём воды может поглотить приблизительно 1 объём газообразной У. Растворимость повышается при понижении темп-ры, при повышении давления или увеличении концентрации У. в воздухе и от добавления в воду извести или доломита. Поэтому в почвенном растворе растворимость У. гораздо больше, чем в обычной воде.

Часть растворённой У. образует с водой очень слабую и непрочную угольную ("карбоновую" ) кислоту: СО₂+Н₂О

Н₂СО₃, которая широко распространена в природе. Она играет огромную роль в хим. выветривании горных и материнских пород, в процессах почвообразования, в усвоении р-ниями труднорастворимых минеральных соединений почвы. Угольная кислота выщелачивает из минералов основания в виде растворимых солей угольной кислоты, так наз. карбонатов и бикарбонатов (кислых углекислых солей). Карбонаты и бикарбонаты натрия [безводная - "кальцинированная" сода Na₂CО₃, питьевая сода NaHCO₃, кристаллическая сода Na₂CO₃-10H₂O, карбонат калия (поташ К₂СО₃ и КНСО₃) и карбонат аммония (NH₄), CО₃] растворимы в воде; карбонаты же кальция СаСО₃ и магния MgCО₃ практически не растворяются, но бикарбонаты Са(НСО₃), и Mg(HCО₃)₂ растворимы.

Наибольшее количество углерода земной коры связано в виде карбонатов как нерастворимых (известняки, мрамор, доломит и т. п.), так и растворимых (карбонаты и бикарбонаты) в речной и морской воде.

Несмотря на исключительную приспособленность р-ний извлекать У. из атмосферы, повышение концентрации углекислоты в воздухе, окружающем р-ния, приводит к повышению урожаев, если р-ние обеспечено всеми другими условиями жизни. Поэтому уже давно начали применять удобрение У., сперва в закрытом грунте (в теплицах, оранжереях), а в последнее время и в полевых условиях. Удобрение У. наиболее необходимо в часы самой интенсивной ассимиляции её р-ниями. Интенсивность фотосинтеза у р-ний повышается прямо пропорционально увеличению концентрации У. вплоть до 1,5%, т. е. при увеличении "естественной" концентрации в 50 раз. Но р-ния переносят и более высокие концентрации.

Неиссякаемым источником У. служит почва. Почвенная У. биологического происхождения; считается, что примерно ²/₃ её дают почвенные микроорганизмы и ок. ¹/₃ получается за счёт дыхания корней. Так. обр., почва непрерывно восполняет убыль У. в припочвенном слое. Увеличивать содержание ее в приземном слое воздуха можно предварительным обогащением почвы органическим веществом (навозом и др.), использованием почв, богатых органическими веществами (поймы, торфяники, тучные чернозёмы), и созданием условий для его разложения в период вегетации р-ний.

В процессе фотосинтеза р-ния могут ассимилировать не только У., поступающую через листья, но и У., поступающую из почвы через корни и вместе с водой доставляемую в листья. Ещё в 1918 - 21 советский учёный А. Ф. Лебедев показал, что грибы (т. е. незелёные р-ния) могут усваивать У., и высказал предположение, что такой способностью обладают все бесхлорофилльные организмы. В последнее время установлено, что не только грибы и бактерии, но и лишённые хлорофилла органы высших р-ний (напр., корни) способны усваивать У., присоединяя её к ранее образованным в процессе фотосинтеза органическим веществам и затем вовлекая в общий обмен веществ. При этом корнями лучше усваивается углекислый газ, чем растворённые карбонаты. Зелёные части р-ний также, повидимому способны усваивать какие-то количества углекислоты в темноте, т. е. не за счёт солнечной энергии, а за счёт энергии обмена веществ. Акад. Н. Г. Холодный доказывает, что в углеродном питании р-ний определённое место занимают газообразные органические вещества, выделяемые из почвы, что подтверждает важную роль почвы как источника углерода для растений.

И. Гунар

Литература: Глинка Н., Общая химия, 6 изд., М.-Л., 1954; Константинов Н., Влияние углекислоты на рост и развитие растений, М., 1950; Красинский Н., Удобрение углекислотой, как прием повышения урожая овощей, [М.], 1945; Некрасов Б., Курс общей химии, 11 изд., М., 1954.

Источники:

1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 5 (Т - Я)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, М. 1956, с. 663