Химия в бутылочке⚗️

2022-05-17 21:00:03 Лучшие друзья девушек. И не только о бриллиантах

Сложно сказать, когда именно люди начали отождествлять красивые камни природного происхождения с признаками роскоши и богатства. Но одно можно отметить точно: редкость, яркий блеск, прозрачность, игра света и твердость драгоценных камней напрямую связана с их высокой стоимостью. Вот только химия драгоценных минералов не такая сложная, как может показаться

Сразу обозначим границы рассмотрения. В России действует официальный федеральный закон, который относит к драгоценным камням природные алмазы, изумруды, рубины, сапфиры, александриты, а также жемчуг в сыром или обработанном виде. Все иные камни относятся к категориям полудрагоценных или поделочных

Простейший химический состав имеет алмаз — это аллотропная модификация чистого углерода, самое твёрдое вещество в природе. Вот только вы бы вряд ли обратили внимание на свежедобытый минерал, потому что выглядит он, мягко говоря, невзрачно. Вся красота камня раскрывается только при правильной огранке Ювелиры создают на поверхности камня множество плоскостей, через которые преломляется попадающий внутрь кристалла свет. После многократного внутреннего отражения и преломления лучи, покидая камень, создают игру оттенков на его поверхности. Появляется тот самый притягательный блеск и сияние — огранённый алмаз становится бриллиантом. Разную окраску алмазам придают дефекты структуры и различные примеси — встречаются кристаллы жёлтого, розового, синего, зелёного и даже черного цветов. Причём каждый окрашенный камень — совершенно уникальное произведение природы

Небесно-голубые сапфиры и насыщенно-красные рубины являются разновидностями одного минерала — корунда, — представляющего кристаллическую модификацию оксида алюминия Al₂O₃. Казалось бы, откуда такие яркие цвета? Всё дело в тех же примесях: красная окраска обусловлена наличием хрома Cr, а синяя — железа Fe и титана Ti. И если стоимость природных рубинов и сапфиров соревнуется со стоимостью алмазов, то синтетические камни производят в громадных количествах — сотни тонн в год. Из них изготавливают стекла смартфонов и часов, микросхемы, уникальную оптику, лазеры и светодиоды

Изумруды и александриты так же относятся к одной группе берилловых минералов. Александрит представляет собой алюминат бериллия BeAl₂O₄ с примесями хрома Cr. Его кристаллы способны менять оттенки окраски в зависимости от освещения: от тёмно-зелёной при дневном свете до красно-малиновой при вечернем или искусственном освещении

Изумруд имеет уже более сложную формулу, которую можно не запоминать (Be₃Al₂Si₆O₁₈), но свой насыщенно зелёный цвет он приобретает за счет вкраплений оксидов железа Fe₂O₃, ванадия V₂O₃ и хрома Cr₂O₃. Крупные изумруды без дефектов ценятся значительно дороже алмазов

Чтобы в ювелирном салоне вы представляли массу драгоценных камней и металлов, хочу отметить, что она измеряется в особых единицах — каратах. 1 карат равен 200 мг (0,2 грамма)

Теперь вы знаете, какая химия скрывается за символами роскоши Открыть/Комментировать

2022-05-17 19:00:05 Поступайте на перспективную магистерскую программу «Биоинжинерия и биомедицина» от BIOCAD и СПХФУ! Вы можете принять участие в конкурсе на полную оплату обучения от компании.

Преимущества программы: 
1. Весь процесс обучения построен на реальных исследовательских проектах. 
Большая часть обучения проходит в R&D-центре BIOCAD в СПб или в Центре молекулярных и клеточных технологий в СПХФУ. 

2. Вы сможете работать в BIOCAD. 
Студенты программы смогут официально работать в компании уже с первого курса.

3. Вы будете участвовать в создании сложных препаратов. 
Работа в лабораториях подразумевает работу над реальными проектами разработки новых лекарственных препаратов для лечения тяжелых заболеваний. 

Срок подачи документов с 19 июня по 20 июля. Все подробности по ссылке https://bit.ly/3wqwWqA
Задать свои вопросы вы можете в чате программы https://t.me/+8Kjrh4UBqsljMjYy Открыть/Комментировать

2022-05-04 11:52:37 ​​Игра в конструктор. Как построить молекулу?

Со школы мы знаем, что молекулы образуются за счёт возникновения химических связей между атомами. Например, молекула воды H₂O существует благодаря ковалентным связям между атомами водорода H и кислорода O, в кристаллы поваренной соли NaCl сформированы за счет ионной связи между хлорид-ионами и натрием.

Но можно ли построить молекулу без химических связей? Неожиданный ответ — отчасти да, можно. Этой идеей загорелись ученые еще в прошлом веке — и у них получилось синтезировать молекулы, разные части которых удерживаются исключительно механически. Давайте посмотрим, что это за молекулы.

Первыми были получены катенаны. Представьте себе звенья цепи — кольца, соединенные друг с другом А теперь представьте молекулу, которая имеет аналогичное строение — две циклические структуры, продетые друг в друга. Длинная органическая цепочка состоит из атомов, соединенных химической связью, но между собой кольца соединены лишь механически — как два обруча, продетых друг в друга На картинке молекула катенана схематически изображена слева.

Первые синтезы катенанов опирались на принципы вероятности. Бралась реакционная смесь из длинных молекул, которые могли при определенных условиях образовывать кольцо, и надеялись: вдруг какая-то из них во время замыкания окажется продетой в уже существующий цикл и получится два звена, соединенных между собой. Чисто статистически катенаны действительно образовывались — их удавалось зафиксировать, но содержание было чрезвычайно мало (около 0,0001%).

Другой тип молекул — ротаксаны — представляет собой структуры, состоящие из гантели и надетного на нее обруча В данном случае соскользнуть с перекладины кольцу мешают массивные группы на концах На картинке модель молекулы ротаксана находится справа.

Первые синтезы ротаксана так же были предложены на основе статистики: какая-то доля циклических молекул в смеси могла замкнуться вокруг гантелевидных молекул.

Существуют катенаны с большим числом звеньев и ротаксаны с большим числом надетых колец, а так же другие типы молекул с механическим взаимодействием: узлы и молекулярные кольца. Синтез подобных веществ представляет собой интересную задачу. В настоящее время никто не надеется на авось — разработаны новые методы направленного синтеза.

Также хочу сказать пару слов о применении полученных экзотических соединений. Ротаксаны стали объектом внимания и биологов, и нанотехнологов. Современные ученые рассматривают такие структуры как элементы молекулярных машин — уже построены ротаксановые молекулярные переключатели, «молекулярные мышцы» и нанороботы. Наука не стоит на месте Открыть/Комментировать

2022-04-29 19:01:00 ​​Какие бывают ткани?

Текстильная промышленность является ярким примером использования химических знаний для решения бытовых проблем. Сегодня мы разберёмся вместе с вами, из чего шьют одежду

Все текстильные волокна делятся на три большие группы:

Натуральные волокна используются с древнейших времён и хорошо нам знакомы. Из растительного сырья производят хлопок, лён, пеньку и джут Волокна животного происхождения представлены шерстью и натуральным шёлком И существуют минеральные волокна, к которым относится асбест — собирательное название нескольких минералов, образующих тончайшие гибкие нити. Из асбеста изготавливают огнеупорные ткани, кровельные и строительные материалы

К сожалению, асбестовая пыль является сильнейшим канцерогеном — она повышает вероятность появления злокачественных опухолей при попадании в дыхательные пути. Поэтому изделия из асбеста в разных странах запрещены или частично, или полностью. В России разрешено около трёх тысяч видов продукции из наиболее безопасного асбестового минерала — хризотила. В них асбест находится в связанном состоянии с полимерами, цементом или смолой, поэтому безопасен

К химическим волокнам относят волокна, получаемые в заводских условиях. Из разделяют на искусственные и синтетические.

К искусственным относят волокна на основе целлюлозы и ее производных. Например, вискозу вырабатывают из целлюлозы, полученной из древесины ели, пихты или сосны. После химической обработки целлюлозы (обработка сероуглеродом в щелочной среде) из неё формируют тонкие нити, пропуская через специальные аппараты со множеством мелких отверстий — фильеры. Из вязкой жидкости мы получаем тонкие нити вискозы. Ткани из вискозы хорошо впитывают воду и пропускают воздух, отличаются высокой прочностью и мягкостью, а благодаря характерному блеску порой ассоциируются с искусственным шёлком

К искусственным также относятся ацетатные и триацетатные волокна, получаемые из обработанного уксусной кислотой хлопка. Ацетатные волокна менее распространены из-за ряда недостатков: высокая электризуемость, низкая устойчивость к истиранию и высоким температурам

Синтетические волокна получают путём синтеза из низкомолекулярных продуктов переработки нефти, каменного угля и природного газа (фенол, этилен, ацетилен, метан). На выходе образуются длинные цепочки полимеров

К тканям из синтетических волокон относятся нейлон, капрон, лавсан, акрил, лайкра, спандекс и многие другие

Капрон обладает высокой прочностью, эластичностью и, в отличие от натурального шёлка, не гниёт и не слёживается. Благодаря этому капрон пришёл на смену шёлку в производстве парашютов. Нейлон и лавсан используются не только в качестве тканей — модифицированные волокна используются в машиностроении, производстве техники и пластиковой тары

Большинство синтетических волокон зарегистрировано под своими торговыми названиями. Каждый вид представлен несколькими модификациями для устранения определенных недостатков и решения конкретных производственных задач

Поэтому не стоит пугаться непривычных названий в составе ткани при выборе одежды. Как мы выяснили, многие химические волокна по своим свойствам превосходят натуральные. Надпись «хлопок 100%» уже давно не является гарантом высочайшего качества. Большинство дешёвых хлопковых изделий изготавливается из низкокачественных продуктов переработки

Только правильное сочетание натуральных, искусственных и синтетических волокон оправдает ваши ожидания от новой одежды Открыть/Комментировать

2022-04-29 18:00:08 Что будет, если светлые головы получат шанс реализовать свои идеи? Настоящий технологический прорыв!

Программа «Химия инноваций» от Фонда «Сколково» и Акселератора Менделеев тому подтверждение. На протяжении нескольких месяцев эксперты отбирали лучшие технологические проекты, которые выведут химическую отрасль на новый уровень. Среди призов — возможность реализовать пилотный проект на производстве, прямой контакт с заинтересованными в проектах лидерами химической отрасли, Fast Track для получения статуса участника «Сколково» и денежные призы.

Из 405 проектов — это и цифровые технологии, и проекты по сокращению антропогенного воздействия, и прорывные химические технологии — в финал прошли 75. Жюри нашли потенциал почти в каждом 5 проекте. Дальше — подготовка к «защите», где решалась судьба стартаперов. Готовиться финалистам помогали менторы и эксперты.

Демо-день завершился, а что нахимичат победители — пока загадка. О чем судить можно уже сейчас? В первую очередь о том, что химическим инновациям быть! Открыть/Комментировать

2022-04-10 14:29:02 ​​Как сделать бомбы для ванны своими руками?

Если вы любите устраивать домашние спа-процедуры, принимать расслабляющие ванны, или просто фанатеете от бомбочек из Lush, но не готовы выкладывать за них предложенную цену, то данный пост будет для вас актуальным. Он в любом случае будет полезным, потому что всё, что связано с химией — это интересно

Прогуливаясь в торговом центре мимо стендов со средствами для душа, я обратила внимание на бомбы для ванны. Вернее, на ту цену, за которую предлагают приобрести довольно-таки примитивную химическую смесь, учитывая, что её можно приготовить из «кухонных» реактивов. Хотя поспорить не могу, пахнут они потрясающе и в воде выглядят эффектно

Основа любой бомбочки для ванны — это два компонента. Пищевая сода и лимонная кислота. Именно благодаря их взаимодействию получается тот самый бурлящий и пузырящийся эффект

Пищевая сода — это кислая соль угольной кислоты с формулой NaHCO₃. В составах ей приписывают разные наименования: бикарбонат натрия, гидрокарбонат натрия, натрий двууглекислый или пищевая добавка под номером E500 (ii). Это всё названия одного и того же вещества

Лимонная кислота — это слабая органическая кислота, используемая как консервант и регулятор кислотности в пищевой промышленности. При взаимодействии с пищевой содой она вытесняет гидрокарбонат-ион в виде угольной кислоты, которая не устойчива в растворе и мгновенно распадается на углекислый газ CO₂ и воду H₂O. Наверное, это один из самых простых типов взаимодействия, который только можно представить. Выделяющийся углекислый газ как раз и образует мелкие пузырьки и шипение

На этой реакции основано использовании бикарбоната натрия в пищевой промышленности в качестве разрыхлителя Хозяйки добавляют соду в тесто, а содержащиеся в нём кислые компоненты (уксус и молочная кислота) аналогичным образом взаимодействуют с гидрокарбонатом натрия. Выделяющийся углекислый газ вспучивает тесто и делает его пористым и воздушным

А теперь к методике изготовления бомбочек для ванны. В качестве базы используем смесь 2 частей пищевой соды и 1 части лимонной кислоты (можно перемолоть сухие компоненты, чтобы избежать попадания крупных кусков). А дальше включаем фантазию

Можно добавить к смеси несколько капель пищевых красителей, создавая узоры на самой бомбочке. Тогда непосредственно во время использования мы получим цветную пену и окрашенную воду

Приятным дополнением будет несколько капель эфирных масел с вашим любимым ароматом. Какую-то глобальную пользу для кожи они вряд ли принесут, но приятный запах в ванной уж точно обеспечат

За ароматическое сопровождение спа-процедуры могут отвечать сухие измельченные травы или натуральные компоненты: мёд, цедра лимона или апельсина, масло какао, молотый кофе, сухое молоко или сливки

После создания неповторимой рецептуры смесь стоит утрамбовать в шарообразные формочки, при необходимости сбрызнуть водой из пульверизатора для лучшего склеивания и оставить на 4-5 часов в сухом месте. После полного затвердевания бомбы можно отложить на пару дней или использовать сразу по назначению

Уверена, бомбы для ванны у вас получатся не хуже, чем на полках в магазине, а сам процесс принесет удовольствие и позволит почувствовать себя в роли химика-технолога, разрабатывающего рецептуру нового средства для ухода за телом Открыть/Комментировать

2022-04-04 14:29:13 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

2022-03-29 13:53:16 Большинство людей думают, что боль в мышцах происходит из-за молочной кислоты. Однако это не верно.

Лактаты, т.е. соли молочной кислоты (МК) всегда образуются в организме при распаде глюкозы. Не важно, тренируетесь вы в аэробном (средней интенсивности) или анаэробном режиме (тренировка высокой интенсивности).

Ацидоз (закисление мышц при тренировке) вызывает не МК/лактаты, а протоны фосфорной кислоты, выделяющейся при расходовании энергии, запасенной в АТФ, по схеме: АТФ+H2O->АДФ+H3PO4+Q(энергия)

️‍♂️Лактаты, наоборот, превращаясь в МК, связывают часть кислоты. МК выходит из клеток, компенсируя ацидоз, что порой снижает усталость. Но при интенсивной работе лактатов не хватает, накапливается не окисленная кислородом воздуха МК. Потому ее и винили в усталости.

Так что, если у вас болят мышцы спустя 2-3 дня после тренировки, то это не из-за молочной кислоты. Дело в том, что её уровень снижается до нормы спустя час или два после нагрузки. Основная причина - воспаление из-за микроповреждений мышечных волокон: кислотой, механическими нагрузками и продуктами метаболизма. Открыть/Комментировать

2022-03-12 20:07:00 Откуда берется накипь в чайнике. Что нужно знать про жесткость воды

Жёсткость — это важное свойство воды, которое зависит от содержания в ней растворенных солей кальция (Са2+) и магния (Mg2+). Эти элементы поступают в воду в результате процессов растворения и химического вымывания горных пород.

Суммарное содержание в воде солей кальция и магния называют общей жесткостью. А она разделяется на временную и постоянную. Давай разбираться, в чем разница.

Временная жёсткость связана с наличием в воде гидрокарбонатов кальция и магния. У этих соединений есть характерное свойство — при нагревании они осаждаются в виде нерастворимых карбонатов и удаляются из раствора. Это и есть накипь, которую мы наблюдаем в чайнике. Лайфхак: чтобы избавиться от нее, прокипяти воду с лимонной кислотой, она растворит твердый налёт.

Постоянная жесткость связана с наличием других кальциевых и магниевых солей сильных кислот (сульфаты, хлориды, нитраты). Эти соединения остаются в растворенном виде даже после кипячения, поэтому такую жёсткость называют постоянной.

Умеренно жесткая вода не опасна в гигиеническом отношении — с водой в организм поступает 20-30% кальция, который нужен для нормального обмена веществ.

А вот высокая жесткость ухудшает органолептические свойства: вода выглядит мутной, можно разглядеть взвесь растворенных солей, появляется горьковатый привкус. Если заметили, что овощи развариваются хуже, а от моющих средств плохо образуется пена — это значит, что вода жесткая.

В промышленности жесткость воды строго контролируется. Такая вода непригодна для питания паровых котлов и для охлаждения оборудования из-за образования плотных слоев накипи.

А я уже вижу, как вы побежали проверять, хорошо ли намыливается губка от мыла Открыть/Комментировать

2022-03-12 14:27:59 ​Электроны Ким Кардашьян можно найти где-то рядом с тобой

Кликбейт? Нет, только научный факт.
Давай разбираться. А я помогу тебе в этом. Это самый важный пост, который выходил на этом канале. Потрать 3-4 минуты на чтение — и ты поймешь одну из самых красивых научных теорий.

Вспомните уроки химии в 8 классе, когда учитель на доске рисовал ядро, вокруг которого по орбитам вращались электрончики. «Кекс с изюмом», планетарная модель, электронные облака... Знакомые слова? Круто!

Лучше всего строение и описание атома объясняет квантовая механика. Это новый раздел теоретической физики, который занимается описанием свойств систем с электронно-ядерным строением. Поведение атомов, электронов, фотонов и элементарных частиц... в общем, всё то, с чем плохо справляется физика в рамках классической механики.

Как и многие другие научные дисциплины, вся квантовая механика опирается на несколько главных постулатов, одним из следствий которых является уравнение Шрёдингера.

Важный нюанс. В рамках квантовой механики микроскопические объекты при одних условиях проявляют свойства частицы, а при других — волны.

И для описания такой двойственности в микромире было выведено уравнение Шрёдингера, которое выглядит пугающе, поэтому мы не будем отбирать хлеб у физиков, занимаясь его решением. Запомним только, что решение уравнения Шрёдингера представляет собой волновую функцию, смысл которой заключается в вероятности обнаружить электрон в той или иной точке пространства. Все, волновая функция, запомнили :)

Для наглядного толкования рисуют график радиального распределения электронной плотности. На оси Y откладывается величина, пропорциональная вероятности обнаружить электрон в точке пространства, а на оси X — расстояние от центра атома.

И самое интересное. По мере удаления от центра атома вероятность найти электрон уменьшается (логично, да). Приближается к нулю... Но она никогда его не достигает! То есть даже на бесконечно большом расстоянии от атомного ядра существует ненулевая вероятность обнаружить электрон, связанный с этим ядром!

И это факт, подтвержденный учёными, которые занимаются решением квантовых задач на мощнейших суперкомпьютерах. Другое дело, что вероятность обнаружить электрон после определенного расстояния ничтожно мало :)

Но ты только представь, что рядом с тобой можно найти частички преподавателя, который рассказывает лекцию в другом конце аудитории. Электрон от любой знаменитости, сториз которой ты иногда смотришь в Инстаграме. Или электрон от девушки или парня напротив тебя в метро. Мысль об этом сводит меня с ума!

Не забывайте тыкать на эмодзи, если вам понравился пост Открыть/Комментировать