Химия в бутылочке⚗️

2022-07-25 20:30:03 Как парниковые газы влияют на качество нашего питания?

Установлено, что уровень содержания углекислого газа в атмосфере непрерывно растёт еще с начала промышлённой революции в середине XIX века. Основными поставщиками диоксида углерода в атмосферу были и остаются энергетическая промышленность, животноводство, транспорт. Колоссальные объемы CO2 выбрасываются при сжигании ископаемого топлива — угля, нефти, природного газа. С этими количествами даже не идут в сравнение те объёмы, которые выделяются в процессе дыхания человеком и другими живыми организмами.

Каждый из нас знает, что углекислый газ потребляется зелёными растениями в ходе процесса фотосинтеза. Они поглощают CO2 из атмосферы и используют его для синтеза и накопления питательных веществ. На этом устроен круговорот углерода в природе. Казалось бы, чем больше CO2 в воздухе, тем больше пользы для растений — они получают больше "строительного" материала. Но дело в том, что избыточный диоксид углерода растениям приходится использовать для синтеза простых углеводов, при этом содержание более важных и полезных веществ — белков, витаминов и минералов — заметно уменьшается. Растения как бы "переключаются" на синтез сахаров и крахмала, не уделяя внимания более сложным и важным соединениям.

На эту тему были проведены исследования.

В ходе эксперимента сравнивались два рисовых поля, одно из которых находилось в естественной атмосфере, а другое — искусственно обдувалось углекислым газом. В растениях со второго участка содержание белков уменьшилось на 10%, железа — на 8%, цинка — на 5%. Казалось бы, небольшие значения... Смотрим дальше. Содержание витаминов B1 и B2, участвующих во многих важных процессах жизнедеятельности, уменьшилось на 17%. Содержание фолиевой кислоты, необходимой для развития растущего организма, уменьшилось на 30%.

А теперь вспомним, что составляет большую часть нашего рациона? Верно, растительная пища — крупы, макароны, мучные изделия, овощи и фрукты. Даже если ты убежденный мясоед, стоит помнить, что питание выращиваемых животных состоит из тех же растительных культур. Наш естественный рацион обедняется полезными вещества — простые углеводы медленно вытесняют белки, витамины, макро- и микроэлементы. Если бы мы могли сравнить содержание питательных веществ в рационе наших предков с нынешним состоянием, то разница была бы неутешительна. Современная еда несомненно утоляет чувство голода, но она не способна в полной мере обеспечить наш организм необходимыми полезными веществами. И мы выяснили, что одной из причин этой проблемы являются избыточные выбросы углекислого газа. Открыть/Комментировать

2022-07-22 18:00:15 Какая кислота самая сильная?

Азотная HNO₃? А может быть серная H₂SO₄? Какие еще кислоты ты помнишь с уроков химии?

На самом деле, существуют соединения, кислотные свойства которых в тысячи раз сильнее концентрированной серной кислоты — их называют суперкислотами. Прочитав этот пост, ты узнаешь о некоторых из них.

Мы уже обсуждали меру кислотности — значение pH, — но при рассмотрении суперкислот бессмысленно опираться на водородный показатель, потому что он используется только для водных растворов и его диапазон строго ограничен. Для характеристики силы суперкислот была введена особая величина — параметр или функция кислотности Гаммета. Она и позволяет сравнивать свойства более экзотических соединений.

Для 100% серной кислоты функция кислотности составляет 11,93. Это значение является точкой отчёта — все вещества, для которых оно больше, относятся к суперкислотам

К таким соединениям относится хлорная кислота HClO₄. В чистом виде хлорная кислота является бесцветной дымящей жидкостью, но при длительном хранении она желтеет и становится взрывоопасной за счёт накопления оксида хлора Cl₂O₇. Соли хлорной кислоты используются в производстве взрывчатых веществ

Безводная фторсерная кислота HSO₃F еще сильнее чем серная и хлорная вместе взятые. Это желтая, едкая и токсичная жидкость, которая разрушает многие вещества, устойчивые под действием обычных кислот — органические волокна и металлические поверхности. Её водные смеси способны растворять даже стеклянную посуду

Карборановые кислоты являются одними из самых сильных суперкислот, известных человеку, — эти соединения сильнее серной кислоты почти в десятки тысяч раз. Первые карборановые кислоты синтезировали в 2005 году в университете Калифорнии при участии сотрудников Российской академии наук. Карборановые кислоты обладают структурой икосаэдра — многогранника с 20 гранями — и за счёт этого являются стабильными веществами, которые можно хранить и использовать в лабораторных условиях

«Магическая кислота» — смесь уже упомянутой фторсерной кислоты HSO₃F и фторида сурьмы SbF₅. Эта смесь получила своё название после того, как на новогодней вечеринке один из сотрудников показал фокус с исчезновением свечи — он растворил её в «магической кислоте» . Исследование показало, что кислота настолько сильная, что способна расщепить молекулы парафинов, из которых состоит свеча. Оказалось, что она более чем в миллион раз сильнее, чем серная.

Существуют и многие другие суперкислоты, каждая из которых представляют интерес для науки и производства. С их помощью удаётся запустить те реакции, которые или не идут совсем , или требуют экстремальных условий .

Желаю тебе отличного дня! И помни, что серная кислота далеко не самая сильная Открыть/Комментировать

2022-07-13 22:20:26 Оловянная чума

По мнению учёных, этот недуг сыграл решающую роль в нескольких особо важных исторических моментах. Звучит интригующе? Давай внимательно изучим причины и симптомы оловянной чумы, чтобы избежать её последствий

Начнём с понятия аллотропии — способности одного химического элемента образовывать два и более простых веществ, отличающихся друг от друга по свойствам. На примерах проще, поэтому сразу перейдем к ним.

Вам хорошо известны два вещества — графит и алмаз. Одно из них довольно-таки мягкое, блестяще-чёрного цвета и находится в грифеле карандаша а другое является самым твёрдым кристалльно-прозрачным веществом и используется в роскошных ювелирных изделиях Несмотря на такие отличия, графит и алмаз образованы одним химическим элементом — углеродом — и являются его аллотропными модификациями. Разница обусловлена различным строением кристаллической решётки.

Аллотропия характерна для многих химических элементов, в том числе и для олова. При обычных условиях олово представлено белой модификацией — серебристый, мягкий и пластичный металл. Но если охладить белое олово до температуры ниже 13℃, то оно перейдёт в другую модификацию — серое олово. Из-за различий в кристаллической структуре данный переход сопровождается необычными явлениями — металл рассыпается и крошится, теряя пластичность и мягкость. И чем ниже температура, тем быстрее процесс

Соприкосновение серого олова и белого приводит к «заражению» последнего, то есть к ускорению аллотропного превращения. Совокупность этих явлений и была названа «оловянной чумой»

Оловянная чума — одна из причин гибели экспедиции Скотта к Южному полюсу в 1912 году. Путешественники осталась без горючего из-за того, что топливо просочилось из заянных оловом баков, поражённых «оловянной чумой»

Некоторые историки указывают на оловянную чуму как на одну из причин поражения армии Наполеона в России в 1812 году — сильные морозы привели к превращению оловянных пуговиц на солдатских мундирах в порошок

Кроме того, оловянная чума превратила в труху многие коллекции оловянных солдатиков

Со временем учёные разработали способы борьбы с чумой — были найдены вещества, стабилизирующие белое олово, например, висмут Bi.

Вот так, зная химическую природу заболевания, можно найти эффективные методы борьбы с ним Открыть/Комментировать

2022-07-13 20:20:06 Йод vs Зелёнка

Несмотря на то, что в настоящее время широко используются более эффективные антисептические препараты, из нашей памяти никогда не уйдут пятна от зелёнки во время ветрянки и йодная сетка при кашле или простуде. Давайте разберёмся, что из себя представляют два самых популярных на постсоветском пространстве антисептика и чем они отличаются друг от друга

Антисептики — это вещества, предназначенные для предотвращения процессов гниения на поверхности открытых ран. Также они применяются для обработки рук медицинского персонала и инструментов перед контактом с пациентами Некоторые антисептики действительно способны уничтожать микробов, в то время как другие являются бактериостатическими и только предотвращают или подавляют их рост

С точки зрения химического состава с медицинским йодом всё легко. Привычная для нас коричневатая жидкость в бутылочке представляет 5%-ный раствор йода I₂ в этиловом спирте с добавлением йодида калия KI, который увеличивает растворимость свободного йода

Антисептическое действие раствора йода основано на повреждении им клеточной стенки патогенных микроорганизмов. Он образует с белками клетки бактерий особые соединения — йодамины, — которые вызывают гибель микроорганизмов. Благодаря этому йод также уменьшает воспаления мягких тканей

Использование йодной сетки основано на место-раздражающем действии раствора йода — после нанесения его на кожу сосуды расширяются, кровь начинает более активно циркулировать, что приводит к облегчению боли и снятию отёка и воспаления. Например, йодную сеточку рисуют на местах многочисленных внутримышечных инъекций для ускорения рассасывания «шишек» после уколов

Об антисептических свойствах зелёнки узнали только в следующем столетии после её открытия Изначально бриллиантовый зелёный был синтезирован в 1879 году как краситель для химической отрасли. Когда этим веществом попробовали окрасить микропрепараты, обнаружилось, что он вызывает гибель микробов

Химическая формула зелёнки выглядит громоздко, но достаточно знать, что в основе механизма её действия лежит способность вытеснять водород из соединений, необходимых для обеспечения жизни бактерий. Так зелёнка блокирует дальнейший рост и развитие гнилостных микроорганизмов

Если сравнивать раствор йода и бриллиантового зелёного между собой, то проявляется ряд существенных отличий. Йод эффективен в отношении широкого спектра бактерий, а зелёнка губительна лишь для грамположительных микроорганизмов. В то же время, у раствора йода больше противопоказаний к применению, а при избыточном нанесении он подсушивает и даже сжигает мягкие ткани. Зелёнка больше подходит для чувствительной кожи и почти не имеет противопоказаний, за исключением аллергических реакций

Что немаловажно, раствор йода быстро впитывается и почти не оставляет следов, в то время как зелёнка способна оставить яркие акценты на вашей коже на ближайшие несколько дней Открыть/Комментировать

2022-07-13 17:43:27 Как исследуют физику атмосферы и океана? Чего мы не знаем из биографии Эйнштейна?

На эти и другие интересные вопросы мира науки можно будет получить ответы на лектории Кью и Свободного университета. Свои любимые темы раскроют статусные ученые и преподаватели, и попасть на лекцию можно бесплатно. Для этого нужно завести аккаунт на Яндекс Кью и вступите в сообщество лектория.

Кстати, первая лекция уже сегодня, на ней пойдет речь об алгебраических уравнениях — от шумерских землемеров до Нобелевской премии по химии, присоединяйтесь: https://wow.link/88t1 Открыть/Комментировать

2022-07-11 19:16:00 Тяжелая вода Опасна ли она для нашего организма?

Думаю, все слышали о том, что вода может быть «тяжелой». А кто-то до сих пор боится несколько раз кипятить воду в чайнике, якобы она постепенно превращается в яд. Давайте разберёмся, чем этот опасный тяжеловесный зверь отличается от обычной воды и развеем главный миф

Начнём с важного понятия. В природе у химических элементов существуют изотопы — разновидности атомов, которые имеют одинаковый заряд ядра и число протонов, но у этих разновидностей разное количество нейтронов в ядре и следовательно разная масса. Изотопы не отличаются друг от друга с точки зрения химии, то есть вступают в одинаковые реакции, но отличаются с точки зрения физики — у изотопов разные температуры кипения, энергии связи с другими атомами и стабильность — все мы слышали о радиоактивных изотопах, но об этом поговорим в другой раз.

Вернемся к нашей жидкости. Дело в том, что водород, входящий в состав молекулы воды имеет три изотопа, каждый из которых получил собственные названия: H — протий, D — дейтерий и T — тритий (радиоактивен). Ядро самого распространённого изотопа — протия H — состоит из единственного протона. Ядро тяжелого водорода — дейтерия D состоит уже из одного протона и одного нейтрона, то есть его масса почти в два раза больше. Этот эффект разницы в массе особенно заметен только в случае водорода. Радиоактивный тритий мы пока опустим, но по аналогии можно догадаться, что его ядро состоит так же из одного протона, но к нему прибавляется уже два нейтрона, масса увеличивается втрое.

Дейтерий естественным образом встречается в природе, вот только его содержание ничтожно мало — на 6500-9100 атомов привычного протия H приходится всего один атом экзотического дейтерия D.

Тяжёлая вода вместо двух атомов обычного водорода H содержит два атома его тяжёлого изотопа. Формула тяжёлой воды обычно записывается как D₂O. Внешне такая вода выглядит как обычная — бесцветная, без вкуса и запаха. Отличия проявляются на уровне физико-химических свойств: лёд из тяжелой воды тает почти при +4°С, а закипает при +101°С. Также все реакции в среде тяжелой воды протекают ощутимо медленнее. Это является причиной, почему её считают ядовитой

Да, погибла не одна мышь, которую поили тяжелой водой в лабораторных испытаниях. Когда 25% воды в организме млекопитающего замещалось на тяжелую, животное становилось стерильным, при больших концентрациях — погибало. В испытаниях с человеком установлено, что без особого вреда для здоровья можно выпить три стакана чистой дейтерированной воды, которая выведется из организма через несколько дней

А теперь хочу напомнить, насколько ничтожно мало естественное содержание тяжелого изотопа водорода — ни о каком негативном влиянии таких концентраций не идёт речи.

А теперь развеем миф, который многие из вас наверняка слышали При длительном кипячении концентрация дейтерия в воде увеличивается, что делает такую воду ядовитой. Численное опровержение этой гипотезы: чтобы повысить естественное содержание дейтерия в воде всего в десять раз нужно выпарить столько тонн вод, что в этом числе будет 30 нулей. Это в сотни миллионов раз больше содержания воды на Земле в целом Вкус воды если и меняется после кипячения, то не из-за накопления дейтерия, а из-за разрушения различных примесей.

Да и к тому же, если бы можно было так легко синтезировать тяжелую воду, она бы не стоила так дорого. 1 грамм дейтерированной воды стоит 1 евро. Немалая сумма выходит за стаканчик.

Не забывайте ставить :) Открыть/Комментировать

2022-06-28 16:57:46 Чем мы чистим зубы?

С детства нас учили тому, что утром и вечером нужно чистить зубы . Следуя правилам и привычкам, ежедневно два раза в день, мы это делаем. При этом мало кто из нас обращает внимание на состав зубной пасты. Мы слепо верим рекламе и даже не пытаемся выяснить, действительно ли данное средство защищает зубы от налёта, кариеса и прочих проблем.

Интересный факт. Наши далекие предки , которые даже не знали про существование "быстрых" углеводов, жили без кариеса до 30-40 лет. Сегодня же кариес появляется даже у детей до 5 лет.

Любая зубная паста состоит из четырех видов компонентов: абразивные, поверхностно-активные, связующие и вспомогательные. Абразивные вещества - одни из самых главных, они убирают налёт, в котором обычно размножаются бактерии. Когда-то для этих целей использовали зубной порошок, однако из-за того, что у большинства людей чувствительная эмаль, его запретили.

Сегодня эффект своеобразной "терки" создаётся благодаря полимерным силикатам. Секрет "отбеливающих" паст заключается в обыкновенной пищевой соде. Поэтому если вы любитель отбеливающей пасты, рекомендую использовать её не чаще трёх раз в неделю. Кристаллы соды довольно твёрдые, поэтому могут повредить эмаль.

Содержащиеся в зубных пастах ПАВ отвечают за пенообразование , чистящий эффект и уменьшение вероятности появления микроцарапин на эмали. По статистике, люди больше любят пенящиеся зубные пасты. Поэтому практически в каждом тюбике есть ПАВ.

Связующие компоненты, вроде карбоксиметилцеллюлозы, нужны для того, чтобы паста была именно пастой, а не жидкостью . Так что можем считать данный ингредиент своего рода загустителем.

У любой зубной пасты есть 2 главные задачи - стерилизация полости рта и реминерализация зубов. За первое отвечают различные экстракты трав , за второе - соединения кальция и фтора. По последним исследованиям, кальций в зубной пасте бесполезен, а вот ионы фтора, действительно, успевают проникнуть в эмаль и ее укрепить.

Лучше не использовать пасты с антибиотиками, часть всегда попадает в желудок и убивает наших симбионтов. Кроме того, бесконтрольное использование бактерицидов ускоряет эволюцию бактерий, а так можно вывести совсем неубиваемого микроба. Прямо у себя во рту .

Поэтому стоматологи и химики рекомендуют использоваться зубные пасты с экстрактами трав . Помимо запаха они могут обладать противовоспалительным и бактериостатичным эффектом: десны быстрее успокаиваются и бактерии хуже размножаются. Открыть/Комментировать

2022-06-23 12:00:04 ​Делимся лучшими фильмами про химиков и хорошей новостью для студентов

Начнём с фильмов: Антиматерия (2016), Аврил и поддельный мир (2015), Формула 51 (2001), Белокурая Венера (1932), Обезьяньи проделки (1952).

А теперь к новости: для доступа к фильмам и музыке студенты теперь могут оформить Яндекс Плюс на 30 дней бесплатно, а потом по специальной цене — 99 рублей в месяц. Нужно лишь сфотографировать студенческий, а потом заполнить форму на сайте. Открыть/Комментировать

2022-06-16 18:56:00 Йод vs Зелёнка

Несмотря на то, что в настоящее время широко используются более эффективные антисептические препараты, из нашей памяти никогда не уйдут пятна от зелёнки во время ветрянки и йодная сетка при кашле или простуде. Давайте разберёмся, что из себя представляют два самых популярных на постсоветском пространстве антисептика и чем они отличаются друг от друга

Антисептики — это вещества, предназначенные для предотвращения процессов гниения на поверхности открытых ран. Также они применяются для обработки рук медицинского персонала и инструментов перед контактом с пациентами Некоторые антисептики действительно способны уничтожать микробов, в то время как другие являются бактериостатическими и только предотвращают или подавляют их рост

С точки зрения химического состава с медицинским йодом всё легко. Привычная для нас коричневатая жидкость в бутылочке представляет 5%-ный раствор йода I₂ в этиловом спирте с добавлением йодида калия KI, который увеличивает растворимость свободного йода

Антисептическое действие раствора йода основано на повреждении им клеточной стенки патогенных микроорганизмов. Он образует с белками клетки бактерий особые соединения — йодамины, — которые вызывают гибель микроорганизмов. Благодаря этому йод также уменьшает воспаления мягких тканей

Использование йодной сетки основано на место-раздражающем действии раствора йода — после нанесения его на кожу сосуды расширяются, кровь начинает более активно циркулировать, что приводит к облегчению боли и снятию отёка и воспаления. Например, йодную сеточку рисуют на местах многочисленных внутримышечных инъекций для ускорения рассасывания «шишек» после уколов

Об антисептических свойствах зелёнки узнали только в следующем столетии после её открытия Изначально бриллиантовый зелёный был синтезирован в 1879 году как краситель для химической отрасли. Когда этим веществом попробовали окрасить микропрепараты, обнаружилось, что он вызывает гибель микробов

Химическая формула зелёнки выглядит громоздко, но достаточно знать, что в основе механизма её действия лежит способность вытеснять водород из соединений, необходимых для обеспечения жизни бактерий. Так зелёнка блокирует дальнейший рост и развитие гнилостных микроорганизмов

Если сравнивать раствор йода и бриллиантового зелёного между собой, то проявляется ряд существенных отличий. Йод эффективен в отношении широкого спектра бактерий, а зелёнка губительна лишь для грамположительных микроорганизмов. В то же время, у раствора йода больше противопоказаний к применению, а при избыточном нанесении он подсушивает и даже сжигает мягкие ткани. Зелёнка больше подходит для чувствительной кожи и почти не имеет противопоказаний, за исключением аллергических реакций

Что немаловажно, раствор йода быстро впитывается и почти не оставляет следов, в то время как зелёнка способна оставить яркие акценты на вашей коже на ближайшие несколько дней Открыть/Комментировать

2022-06-16 17:55:00 Пироги и плюшки для химиков

Как подобрать стипендиальную программу? Как не пропускать ничего в научной области? Как написать и опубликовать статью? Ответы на эти и многие другие важные вопросы можно узнать на курсе-конференции «Пироги с наукой».

Курс стартует 17 июня в закрытом сообществе на Яндекс Кью, где вы сможете общаться с коллегами во время и после обучения.

Ознакомьтесь с программой, спикерами и зарегистрируйтесь по ссылке: https://wow.link/7Ur1 Открыть/Комментировать