​​Метастабильные состояния ⚗️

Все мы знаем, что вода встречается в трёх привычных нам агрегатных состояниях: твёрдом, жидком и газообразном. Но сегодня я хочу поделиться чем-то более экзотичным — рассказать вам о метастабильных состояниях🌊

Химические и физические системы в природе встречаются в нескольких типах состояний: стабильное, нестабильное и метастабильное. Каждая система из нестабильного состояния непременно стремится перейти в стабильное. В стабильном состоянии она может находиться сколь угодно долго🕰

Метастабильное состояние — это «псевдоустойчивое» равновесие, устойчивость которого нарушается при появлении внешнего воздействия⏳

Представьте себе сани, которые катятся с горки🛷 На её вершине у самого спуска сани находятся в нестабильном состоянии — они непременно начинают съезжать вниз. Но если посреди горки есть небольшое плато, скорее всего, сани остановятся на нём. Эту точку можно ассоциировать с метастабильным состоянием. Если подтолкнуть сани, они поедут дальше вниз по склону, пока не спустятся до конца и не остановятся, достигнув стабильного состояния🗻

А теперь к химии. Будем проводить мысленные эксперименты. Возьмём сосуд с водой и будем его нагревать. Мы знаем, что при атмосферном давлении вода закипает при 100℃ и немедленно превращается в пар. Но далеко не всегда бывает так. Из-за трудности фазового перехода — превращения жидкости в пар — мы можем получить перегретую жидкость, то есть такую, которая нагрета выше температуры кипения. В лабораторных условиях можно получать жидкую воду, нагретую до 200℃. Как только вода в этом метастабильном состоянии сталкивается с внешним возмущением, она немедленно и взрывообразно закипает. Перегретую жидкость можно получить, нагревая воду в  микроволновой печи. Это становится частой причиной ожогов: вода кажется некипящей, но после легкого толчка мгновенно вскипает💨

Теперь представим себе большой сосуд с поршнем, под которым находится водяной пар (вода в газообразном состоянии). Интуитивно понятно, что при высоком давлении, то есть при опускании поршня, газ будет сжиматься и превращаться в жидкость. Но если в сосуде отсутствуют посторонние частицы — центры конденсации — образование новой фазы будет затруднено, и мы не будем наблюдать капель воды💧 Полученный пар называется пересыщенным. Его еще называют переохлажденным, потому что в другом способе его получают путем охлаждения❄️

Пересыщенный пар применяют в камере Вильсона — устройстве для наблюдения траектории заряженных частиц. Когда в камеру, заполненную пересыщенным паром, влетает заряженная частица, она сталкивается с молекулами газа и вызывает их ионизацию. Полученные ионы становятся центрами конденсации — вдоль пути полёта частицы образуются мельчайшие капельки жидкости, которые фиксируются прибором. Мы наблюдаем траекторию её движения🌠

Если мы возьмём кристально-чистую воду, поместим её в не менее чистый сосуд и охладим до температуры ниже 0℃, то можем получить другое метастабильное состояние — переохлаждённую жидкость🌡. Казалось бы, при отрицательной температуре вода превращается в лёд, но в нашем случае отсутствуют центры кристаллизации, и данный переход затруднен. Экспериментально установлено, что воду можно переохладить до −48℃. Очередные фокусы: как только мы потревожим нашу переохлаждённую жидкость, просто взболтнув её или бросив песчинку, она мгновенно начнёт замерзать и превращаться в лёд🥶

С переохлаждённой водой проводят эффектные эксперименты — струя жидкой воды превращается в лёд пока вытекает из бутылки💦

​​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⚗️

​​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👍🏻

Как исследуют реальные объекты?🔬

Вполне очевидно, как проводятся эксперименты с лабораторными реактивами — просто берём раствор в баночке с полки и смешиваем его в колбе с другим реактивом🧪 Но проблема возникает, когда речь заходит о реальных объектах. Вы вряд ли что-то сможете определить, засунув  кусок торта, ломтик колбасы или горсть земли в пробирку🍰

Чтобы провести анализ, необходимо перевести объект в подходящую форму, и обычно такой формой является раствор. Причем необходимо учитывать, желаем мы определить конкретный элемент (содержание серы S в нефтепродуктах), соединение (примесь метанола CH₃OH в этиловом спирте) или целую группу веществ (общая кислотность вина), потому что часть из них может улетучиваться в виде газов, реагировать между собой с образованием побочных продуктов или распадаться вовсе⚗️

Проще говоря, способ разложения выбирается индивидуально для решения конкретной химической задачи. Главное — перевести в раствор все определяемые компоненты и не допустить их потерь👩🏻‍🔬

Издавна способы разложения пробы делятся на «сухие»🔥 и «мокрые»💧

Под «мокрыми» методами разложения понимается растворение пробы в растворителях, преимущественно в кислотах и их смесях при нагревании. Идеальным вариантом является чистая вода, но зачастую вещество не будет растворяться в ней💦

Например, многие сульфидные руды растворяют при нагревании в соляной кислоте HCl с добавлением азотной HNO₃. Зачастую добавляют окисляющие реагенты (перекись водорода, бром и др.), которые ускоряют процесс растворения и переводят вещество в удобную для анализа форму. Избежать потерь серы в виде газа сероводорода H₂S при анализе серосодержащих руд можно с помощью концентрированной азотной кислоты и брома, которые сразу окисляют сульфиды до сульфатов💥

Мокрый способ разложения используется при определении содержания белков в пищевых продуктах методом Кьельдаля. Например, овсяную или гречневую крупу растворяют в концентрированной серной кислоте с добавлением катализатора и при нагревании. И только после разложения пробы проводят анализ🍪

Для растворения полимерных материалов используют органические растворители: спирты, эфиры, жидкие углеводороды и хлорорганику🧽

«Сухие» способы разложения используются реже — в тех случаях, когда проба не растворяется или содержит сложные органические примеси. В таких ситуациях пробу прокаливают над пламенем горелки, в муфельной печи или токе кислорода. Зачастую для вскрытия пробы используются различные твёрдые плавни (например, карбонат и пиросульфат натрия) и добавляются окислители (нитраты и хлораты)🌡

Внимательно нужно относиться к выбору посуды для сухого разложения. Сплавление необходимо проводить в тугоплавких керамических, графитовых или платиновых тиглях. При щелочном разложении нельзя использовать стеклянную или керамическую посуду, потому что входящие в её состав оксиды кремния SiO₂ будут постепенно растворяться в щелочи😱

Современное оборудование позволяет проводить разложение пробы в герметичных сосудах — автоклавах. Использование автоклавов позволяет избежать улетучивания и разбрызгивания компонентов, а также ускорить сам процесс минерализации, потому что разложение протекает при высоком давлении (10-20 атмосфер)🧭

Всё шире и шире используется современное оборудование для минерализации реальных объектов — специальные микроволновые печи. Принцип работы у них такой же, как у бытовых микроволновок, только размер и мощность побольше.  По сравнению с традиционными лабораторными методами разложения, использование микроволновых минерализаторов ускоряет процесс почти в 20 раз⏳

​​Как делали первые фотографии?📸

Сейчас мы не можем представить свою жизнь без новых селфи в инстаграме, фотографий с друзьями во время редких встреч и фотосессий на рекламных постерах. Но путь к цифровой фотографии и её массовому распространению был очень сложен и интересен. А начиналось всё, как и положено, с химии👩🏻‍🔬

Еще в 1727 году немецкий химик Шульце обнаружил чувствительность солей серебра к свету — они темнели на свету и оставались без изменений в темноте💡Например, белый хлорид серебра темнел под действием света за счёт образования металлического серебра:
AgCl + свет → Ag + Cl₂

Вскоре был предложен способ закрепить полученное изображение с помощью раствора аммиака NH₃, который растворял не засвеченный хлорид серебра:
AgCl + NH₃ → Ag(NH₃)₂Cl
Поскольку хлорид серебра удалялся, дальнейшее действие света никак не влияло на изображение🙅‍♀️

Следующим этапом в развитии фотографии стало появление дагеротипии — фотопроцесса на основе светочувствительности йодида серебра AgI. В качестве основы под фотографию использовалась серебряная пластинка, обработанная парами йода. Её помещали в прототип фотоаппарата — камеру-обскура🎥

Что из себя представляла камера-обскура? Простой светонепроницаемый ящик с маленьким отверстием (от 0,1 до 5 мм в зависимости от фокусного расстояния), через которое внутрь проникали лучи света и попадали на экран с противоположной стороны🎇

Свет, падая на пластинку, покрытую йодидом серебра, вызывал его разложение по уже знакомой нам схеме:
AgI + свет → Ag + I₂
Полученное изображение было настолько слабым и незаметным, что человеческий глаз не мог его разглядеть, поэтому его называли скрытым🔍

Чтобы проявить скрытое изображение пластинку помешали в камеру, наполненную парами ртути Hg, которые образовывали амальгаму серебра. Изображение усиливалось за счёт увеличения массы, то есть происходило его проявление👁

Чтобы «закрепить» изображение, нужно было удалить светочувствительный йодид серебра с поверхности. Для этого со временем стали применять тиосульфат натрия Na₂S₂O₃, который быстро растворял йодид серебра:
AgI + Na₂S₂O₃ → Na₃Ag(S₂O₃)₂ + NaI

В результате засвеченные места пластинки, покрытые сплавом ртути и серебра, рассеивали отражённый свет, а в теневых участках отражались окружающие предметы, как в зеркале. Расположив готовый дагерротип напротив чёрного бархата, получали позитивное изображение — чёрно-белую картинку, где тени, как и положено, были черные, а светлые участки — белыми🔘

В дальнейшем была изобретена калотипия — способ получения изображения с использованием бумаги, пропитанной йодидом серебра. А уже потом стали использовать фотоэмульсии — смеси галогенидов серебра и фотографического желатина🎞

Дальнейшие открытий позволили ускорить и упростить процесс получения изображений, что в итоге привело к тиражированию и появлению моментальных фотографий🖨 Такие снимки не требовали манипуляций в лаборатории, а светочувствительное покрытие обрабатывалось встроенными химреактивами📷 После «полароидных» снимком наступила эра цифровой фотографии, развитие которой мы наблюдаем по сей день👀

И это лишь очень малая часть всей предыстории, скрытой за миниатюрными мощнейшими фотокамерами в наших смартфонах📱

​​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👍🏻

Из чего состоит мыло?

Ежедневно мы используем данное средство, однако даже не догадываемся, из чего оно состоит. Большинству известно только то, что это щелочной продукт и всё. Поэтому сегодня подробно разберём, из чего же состоит мыло.

Начнём с того, что мыло - смесь солей жирных кислот, чаще всего его получают воздействием щелочи на жиры. Именно благодаря открытию этой реакции, в прошлом человечество победило многие эпидемии. Да что там прошлое, на сегодняшний день гигиена для африканских племен, оказывает на здоровье больший эффект, чем лекарства.

🛁Главная характеристика мыла - щелочность. Чем выше pH, тем агрессивнее ведет себя мыло по отношению к коже. Но это не плохо, поскольку так мыло лучше отмывает. Проверить pH можно индикаторной бумажкой: >9 - щелочное, 5-9 - нейтральное. Если вы изучали в школе химию, то скорее всего проводили эксперименты с помощью этих индикаторов. Они моментально меняют цвет в зависимости от среды.

🛁Отмывающий эффект основан на том, что молекулы Поверхностно-Активных Веществ, из которых состоит мыло (те самые соли жирных кислот), «обволакивают» частицы грязи и жира, делая их более растворимыми в воде.

🛁"Хозяйственное" мыло по ГОСТ моет лучше всего, но содержит больше всего щелочи. Отмыть руки от масла - лучше не придумаешь, но пользоваться постоянно нежелательно. Оптимальный баланс эффективность / агрессивность, чаще всего, у детского мыла. Кстати, оно моё любимое. Рекомендую обратить особое внимание именно на него.

🛁Мыло, сделанное только из мылящихся растительных экстрактов, не вредит коже, но моет не очень хорошо. Жидкое мыло более удобно и гигиенично, чем твердое, но, по статистике, оно расходуется намного быстрее. Добавки эфирных масел и трав приятны, но малоэффективны - мыло само их и смоет. Поэтому многие дерматологи советуют после использования жидкого мыла, наносить на сухую кожу крем.

🛁А вот любимое многими антибактериальное мыло я не советую использовать.  Оно может нарушить баланс микроорганизмов на коже и вызывать экзему. Или даже хуже: создать бактерию, устойчивую к антибиотикам. Триклозан убивает 99,9% бактерий, а остальные 0,1% уже его не боятся и нападают на владельца.😕 Любое щелочное мыло надежнее во много раз. В сотый раз убеждаюсь, что всё что нам говорят по телевизору - это полная ерунда. Однако большинство людей, увы, доверяют рекламе по ТВ.

Какие бывают углеводы?🍭

Вы наверняка слышали о «быстрых» и «медленных» углеводах, они же простые и сложные. Одни люди целенаправленно выбирают в супермаркете продукты с медленными углеводами, другие ищут что-то сладенькое в кондитерском отделе. В любом случае, отрицать удовольствие от съеденного лакомства не имеет смысла. Давайте рассмотрим химические аспекты, скрывающиеся за надписью «углеводы» в строке пищевой ценности👩🏻‍🔬

Углеводы — это название целого класса органических соединений, содержащих определенные функциональные группы (карбонильную =С=O и гидроксильную —ОН группы, если быть точным). Представители этого класса сильно отличаются друг от друга по свойствам, но объединяет их важный факт — углеводы содержатся в клетках и тканях всех живых организмов и выполняют в них множество функций☘️

Все углеводы состоят из отдельных единиц — мономеров. Их них, как их звеньев цепи, складываются длинные молекулы полимеров, имеющих сложное разветвлённое строение⛓

Простейшие углеводы называются моносахаридами. К ним относятся, например, глюкоза и фруктоза, которые представляют самые простые формы сахаров и не дают при разложении других молекул. Попадая в кровь, глюкоза становится основным источником энергии для обеспечения процессов в нашем организме🍫

Когда молекула глюкозы соединяется с молекулой фруктозы, мы получаем дисахарид, получивший название сахароза. Это тот самый сахар, который мы добавляем в чай, получаемый из сахарной свёклы или тростника☕️ Другим дисахаридом является молочный сахар — лактоза. Как уже понятно из названия, он содержится в молоке и молочных продуктах. В нашем организме расщеплением лактозы занимается особый фермент, и в ситуациях, когда он отсутствует или его производится недостаточно, возникает непереносимость лактозы🥛

Когда десятки, сотни или тысячи моносахаридов объединяются в одну молекулу, образуется полисахарид. Самыми яркими представителями таких сложных углеводных структур являются крахмал, гликоген и целлюлоза (она же  клетчатка). Первый накапливается в растениях в результате фотосинтеза, второй запасается в мышцах и печени животных и людей, из третьего состоит хлопок, древесина и другие механические ткани растений🌿

Как можно заметить, с изменением числа структурных единиц кардинально меняются свойства углеводов. И если моносахариды и дисахариды могут обладать ярко-выраженным сладким вкусом, то вряд ли вы почувствуете его, попробовав крахмал или бумагу🤔

Моносахариды и дисахариды легко усваиваются — организму почти не нужно прикладывать усилий, чтобы «развалить» сахар на две простые молекулы. Такие углеводы называют «быстрыми» — они быстро всасываются в кровь, повышая в ней содержание глюкозы. Съев сладкий кусочек торта, шоколадки или печенья, мы почти сразу чувствуем насыщение из-за попадания сахара в кровь, но это насыщение так же быстро сходит на нет🍰

Чтобы усвоить длинные полимерные структуры, нашему организму требуется больше времени и энергии. Поэтому полисахариды относят к «медленным» углеводам. Продукты, богатые сложными углеводами, постепенно повышают содержание глюкозы и дают более длительное чувство насыщения. К ним относятся крупы, большинство овощей и зелени, макароны из твёрдых сортов пшеницы🥦

Немного интересных фактов:

▪️Ботву от семейства пасленовых (томаты, болгарский перец, картофель, перец чили, баклажаны и т.д.) теоретически можно курить, потому что она содержит никотин. В растениях он используется как химическое оружие – убивает колорадских жуков

▪️Химики-пищевики используют потовые кислоты (да-да, те, что содержатся в нашем поту, только вряд ли их выделяют из пота, не пугайтесь) для создания различных ароматов в йогуртах

▪️Бананы радиоактивны! ☢️ Они содержат в себе изотоп калия-40. В ядерной энергетике есть даже «банановый эквивалент» – понятие, характеризующее активность радиоактивного источника. Также природный уровень радиации выше среднего у картофеля, бобов, орехов и т.д. Вот и живите теперь с этим, любители натурального:)

▪️Кислород – это тоже пищевая добавка! Е949, используется для упаковки товаров.

Что такое pH? Или зачем нужен тоник для лица.

Думаю, каждый из нас натыкался на рекламу уходового средства, где говорилось о его pH, близком к коже лица и тела. Давай разбираться, почему водородный показатель — так еще расшифровывается сочетание pH — имеет большое значение не только в уходе за кожей, но и в нашей жизни.

рН — это мера кислотности водных растворов. Запомним главное — чем меньше его значение, тем более кислый перед нами раствор. Также важно знать, что в водных системах значение водородного показателя изменяется от 0 до 14. Нейтральной среде соответствует pH = 7. Соответственно, всё, что больше 7 - это щелочная среда, а всё что меньше — кислая.

А теперь немного о том, какая среда у растворов в нашей жизни.

Свежая дистиллированная вода имеет нейтральный pH, равный 7. Но при стоянии на воздухе она поглощает углекислый газ, который, растворяясь, образует слабую кислоту, pH понижается до 5-6.
Сок лимона имеет кислую среду за счёт содержания лимонной кислоты, рН равен 2.
Желудочный сок еще кислее, чем лимонный. Его pH приближается к 1.
Обычное мыло даёт щелочную реакцию — pН достигает 11. Теперь вы интуитивно можете представить, какие растворы будут кислыми, а какие — щелочными. Кислоты обладают кисло-горьким вкусом, а щелочи на ощупь будут мыльными и скользкими.
Вода из-под крана имеет слабо-щелочную среду — pH приблизительно равен 8. Это связано с наличием ионов металлов, которые мы обсуждали в тексте про жесткость.
Отбеливатели и средства для прочистки труб —  это сильные щелочи, их pH достигает 13. Поэтому работать с этими веществами обязательно нужно в перчатках!

У кожи лица среда слабо-кислая, pH колеблется в районе 5. И это очень важно! Большое количество дерматологических проблем связано с нарушением уровня pH.

Смещение баланса в щелочную среду приводит к разрушению естественной липидной мембраны на поверхности и способствует размножению бактерий. Здоровая кожа способна самостоятельно восстанавливать баланс, но и ей нужна поддержка. В качестве такой помощи могут выступать тоники для лица. После умывания рекомендуют пользоваться тоником, который, помимо действующих компонентов, имеет кислую среду. Тоник нейтрализует остатки слабо-щелочной воды из-под крана и нормализует рН кожи лица. К тому же, все дальнейшие стадии ухода становятся более эффективными — кожа лучше впитывает крема и сыворотки.

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🐸

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.

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🕶

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 ❤️ :)

​​Как работают брекеты?Как работают брекеты?🦷

Можете ли вы представить, что некоторые вещества обладают памятью? Если нет, то сегодня мы познакомимся с одним интереснейшим свойствами и его применением в нашей жизни👩🏻‍🔬

У некоторых материалов, преимущественно сплавов различных металлов, наблюдается эффект памяти формы — явление возврата к первоначальной форме при нагревании💾

Как это работает? Представим себе скрепку 📎 изготовленную из сплава с эффектом памяти формы. Изогнём её произвольным образом. И как только мы нагреем её над пламенем свечи или поместим в горячую воду — металлическая проволока примет изначальную форму скрепки.

Почему так происходит? Изделию из материала с эффектом памяти в заводских условиях при высокой температуре задают необходимую форму. После охлаждения внутренняя структура сохраняется и принимается за исходную. Мы можем представить себе, что проволока из такого сплава состоит из мельчайших квадратных ячеек. При деформации одни слои вытягиваются, другие наоборот сжимаются. Как только мы нагреваем материал, в слоях появляется внутреннее напряжение, которое стремится вернуть структуру в исходное состояние. Вытянутые ячейки сжимаются, а сплюснутые растягиваются — материал принимает изначальную конфигурацию⚙️

Лидером среди материалов с памятью формы по применению и изученности является никелид титана TiNi — нитинол. Помимо того, что изделия из этого сплава способны возвращать исходную форму после деформации, они обладают очень высокой прочностью, коррозийной стойкостью и хорошей биологической совместимостью💪

Но нитинол не лишён недостатков. Так как сплав состоит из титана, он легко реагирует с азотом и кислородом при высоких температурах, поэтому при производстве используется вакуум и инертная атмосфера. Высокая прочность вызывает проблемы во время обработки и изготовления деталей. А совокупность этих факторов отражается на цене изделий из никелида титана — в прошлом столетии их стоимость была чуть ниже изделий из серебра💰

Современный уровень развития промышленности позволил использовать сплавы с эффектом памяти формы для решения множества задач. Из нитинола изготавливают специальные втулки, с помощью которых осуществляют прочное и герметичное соединение в тех случаях, когда сварка невозможна или нежелательна (авиация, космическая техника, подводные кабели)🔩

Специальные проволоки из нитинола используются в большинстве тепловых датчиков (пожарная сигнализация, регуляторы температуры)🧭

Но особое место нитинол занимает в медицине. Высокая совместимость с тканями организма позволяет изготавливать из него специальные расширители для полых органов (артерии, пищевод, кишечник), фильтры для кровеносных сосудов, искусственные мышцы, хрящи и другие ортопедические импланты🧤

Главной частью брекет-систем является дуга из нитинола. Врач-ортодонт задаёт дуге форму в соответствии с конкретным клиническим случаем. После этого она помещается в специальные пазы брекетов, наклеенных на каждый зуб. Под влиянием тепла в полости рта дуга стремится вернуть себе первоначальную форму. За счёт этого возникает давление, которое постепенно выравнивает зубной ряд😁

А еще иллюзионисты используют гвозди из нитинола для своих трюков🎩С применением грубой силы они сгибают металлические гвозди, а потом якобы силой мысли возврашают им первоначальную форму. Но мы теперь знаем, что вся магия заключается в тепле человеческого тела и химических процессах🔮

​​Жирные кислоты. Зачем они нужны?🐟

Если вы интересуетесь здоровым питанием и периодически заглядываете на iHerb в поисках витаминов и БАДов, то наверняка натыкались на такую биодобавку, как омега-3. Даже если эта тема раньше обходила вас стороной, это не значит, что знать о ней необязательно. Потому что жирные кислоты непосредственно входят в рацион каждого человека. А вот для чего они нужны и в каком виде, мы сейчас разберёмся👩🏻‍🔬

Как можно понять из названия, жирные кислоты поступают в наш организм вместе с жирами из пищи🍳 Они же после ряда биохимических преобразований входят в состав всех липидных клеточных мембран и выполняют важные функции. От того, какие жирные кислоты и в каком количестве мы получаем из пищи, напрямую зависит наше здоровье: от состояния кожи и сердечно-сосудистой системы до развития плода во время беременности❤️

С точки зрения химического строения, жирные кислоты представляют длинную углеродную цепочку🧬 Начинается она с карбоксильной группы -COOH, отвечающей за кислотные свойства, от которой тянется зигзагообразный хвост, заканчивающийся метильным фрагментом -CH₃. Число групп в хвосте варьируется от 4 до 24. Когда три таких огромных молекулы объединяются в одну с помощью простого глицерина, мы получаем полноценную молекулу жира💦

Начало углеродной цепочки принято обозначать первой буквой греческого алфавита α «альфа», а ее конец —  ω «омега». Если жирные кислоты содержать только одинарные простые связи, то такие кислоты называются насыщенными. Они не так полезны для нашего организма, но поговорить о них можно в другой раз.

Если в углеродной цепочки есть двойные связи, то такие жирные кислоты называются ненасыщенными, и к ним как раз относятся омега-3,-6,-9. Цифра в названии говорит о том, где находится двойная связь. Например, в омега-6 двойная связь расположена на 6 атоме углерода, если начинать отсчёт от омега-конца. Положение двойных связей очень важно, потому что от этого зависят свойства👁

Пожалуй, с сухой теорией мы разобрались. Теперь к более жизненным моментам

Омега-3 относится к незаменимым жирным кислотам, то есть наш организм самостоятельно не может их вырабатывать — они должны поступать с пищей. Основным источником в рационе является морская рыба: рыбий жир, сельдь, лосось, печень трески, красная и черная икра🐟

Омега-6 также относится к незаменимым жирным кислотам, однако мы можем получить достаточное её количество из рациона. Омега-6 содержится в растительных маслах, семенах, некоторых овощах и мясе🥩

Омега-9 не являются незаменимыми, в отличие от омега-3 и омега-6. Иными словами, наш организм не испытывает дефицита омега-9, так как в нужных количествах сам способен синтезировать её из других жирных кислот🍗

Большинство людей получают из рациона в 15-25 раз больше омега-6, чем омега-3, и это плохо отражается на здоровье. В лабораторных испытаниях доказано, что достаточное количество омега-3 обладает противовоспалительным действием, улучшает состояние кожи, уменьшает риск заболеваний сердца, эффективно при депрессивных состояниях и очень важно для нормального роста детей👩🏻‍⚕️

Будем честны, большинство из нас не ест жирную рыбу необходимые два раза в неделю, поэтому омега-3 не поступает в нужном количестве вместе с пищей. А отсюда все последствия дефицита, которые вы можете подчеркнуть из абзаца выше🤔

Хорошо, что в настоящее время существует большой выбор одноименных биодобавок, которые способны поддерживать уровень омега-3, но перед их применением нужно обязательно проконсультироваться со специалистом💊

Поэтому важно обращать внимание на то, что мы едим🥑

​​Химия жемчуга🐚

В любом правиле есть исключения😉 Так и среди драгоценных камней, определенных федеральным законом, затаилась белая ворона. Жемчуг не является минералом. Его относят к биогенным соединениям — веществам, представляющим продукты жизнедеятельности живых организмов. Но хоть природный жемчуг и не добывают в шахтах, он является драгоценным камнем в одном ряду с алмазами, изумрудами и другими сверкающими минералами💍

Как формируется жемчужинка и из чего она состоит? Образование жемчуга является защитной реакцией организма моллюска на любое инородное тело, попавшее в раковину. Теоретически, все виды моллюсков, имеющих раковину, могут создавать жемчуг, но коммерческой ценностью обладают только перламутровые жемчужинки, а их образуют лишь двустворчатые и некоторые брюхоногие виды🐚

Моллюски имеют особую складку тела — мантию, — которая состоит в том числе из множества железистых клеток, вырабатывающих различные слои раковины. В норме эти клетки вырабатывают перламутр — особое вещество с характерным нежным разноцветным отливом, образующее внутренний слой раковины. Но как только внутрь раковины попадает песчинка, моллюск старается обезопасить себя и обволакивает инородное тело перламутром, давая начало будущей жемчужине. Она может срастись со створкой раковины или, если инородное тело попадает внутрь мантии, образовать свободную округлую жемчужину🔘

Сам по себе перламутр состоит одновременно из минерального и органического вещества. Тончайшие пластинки карбоната кальция CaCO₃ (в форме минерала арагонита) разделяются слоями эластичного рогового вещества — смеси биополимеров (хитин и шелкоподобные белки). Блеск и игра света на жемчуге обусловлены тонкой структурой перламутровых слоёв✨

Природный жемчуг встречается во множестве оттенков: от белого или кремово-розового до черного. Голубые являются самыми редкими и наиболее привлекательными за счёт свинцово-серого отлива. Окраска определяется видом моллюска и условиями, в которых созревала жемчужина: солёность воды и температура🌊

Как известно, жемчуг можно выращивать в промышленных масштабах. Для этого создают искусственные условия, внедряя раздражители в тело моллюска и провоцируя образование жемчужин. И если природный жемчуг преимущественно состоит из множества тончайших слоёв перламутра, то в культивируемом внутренний объем по большей части занят специальной затравкой. Эта разница обуславливает различия в стоимости природного жемчуга и специально выращенного💸

Хочу также отметить, что жемчужины могут «стареть». С течением времени органическое вещество в составе слоев перламутра разрушается, и жемчужина теряет структуру и характерный блеск. К счастью, для этого требуется не одно столетие. Но всё же ювелирные украшения из жемчуга, особенно музейные экспонаты, стараются хранить в подходящих условиях👩🏻‍🔬

Как исследуют реальные объекты?🔬

Вполне очевидно, как проводятся эксперименты с лабораторными реактивами — просто берём раствор в баночке с полки и смешиваем его в колбе с другим реактивом🧪 Но проблема возникает, когда речь заходит о реальных объектах. Вы вряд ли что-то сможете определить, засунув  кусок торта, ломтик колбасы или горсть земли в пробирку🍰

Чтобы провести анализ, необходимо перевести объект в подходящую форму, и обычно такой формой является раствор. Причем необходимо учитывать, желаем мы определить конкретный элемент (содержание серы S в нефтепродуктах), соединение (примесь метанола CH₃OH в этиловом спирте) или целую группу веществ (общая кислотность вина), потому что часть из них может улетучиваться в виде газов, реагировать между собой с образованием побочных продуктов или распадаться вовсе⚗️

Проще говоря, способ разложения выбирается индивидуально для решения конкретной химической задачи. Главное — перевести в раствор все определяемые компоненты и не допустить их потерь👩🏻‍🔬

Издавна способы разложения пробы делятся на «сухие»🔥 и «мокрые»💧

Под «мокрыми» методами разложения понимается растворение пробы в растворителях, преимущественно в кислотах и их смесях при нагревании. Идеальным вариантом является чистая вода, но зачастую вещество не будет растворяться в ней💦

Например, многие сульфидные руды растворяют при нагревании в соляной кислоте HCl с добавлением азотной HNO₃. Зачастую добавляют окисляющие реагенты (перекись водорода, бром и др.), которые ускоряют процесс растворения и переводят вещество в удобную для анализа форму. Избежать потерь серы в виде газа сероводорода H₂S при анализе серосодержащих руд можно с помощью концентрированной азотной кислоты и брома, которые сразу окисляют сульфиды до сульфатов💥

Мокрый способ разложения используется при определении содержания белков в пищевых продуктах методом Кьельдаля. Например, овсяную или гречневую крупу растворяют в концентрированной серной кислоте с добавлением катализатора и при нагревании. И только после разложения пробы проводят анализ🍪

Для растворения полимерных материалов используют органические растворители: спирты, эфиры, жидкие углеводороды и хлорорганику🧽

«Сухие» способы разложения используются реже — в тех случаях, когда проба не растворяется или содержит сложные органические примеси. В таких ситуациях пробу прокаливают над пламенем горелки, в муфельной печи или токе кислорода. Зачастую для вскрытия пробы используются различные твёрдые плавни (например, карбонат и пиросульфат натрия) и добавляются окислители (нитраты и хлораты)🌡

Внимательно нужно относиться к выбору посуды для сухого разложения. Сплавление необходимо проводить в тугоплавких керамических, графитовых или платиновых тиглях. При щелочном разложении нельзя использовать стеклянную или керамическую посуду, потому что входящие в её состав оксиды кремния SiO₂ будут постепенно растворяться в щелочи😱

Современное оборудование позволяет проводить разложение пробы в герметичных сосудах — автоклавах. Использование автоклавов позволяет избежать улетучивания и разбрызгивания компонентов, а также ускорить сам процесс минерализации, потому что разложение протекает при высоком давлении (10-20 атмосфер)🧭

Всё шире и шире используется современное оборудование для минерализации реальных объектов — специальные микроволновые печи. Принцип работы у них такой же, как у бытовых микроволновок, только размер и мощность побольше.  По сравнению с традиционными лабораторными методами разложения, использование микроволновых минерализаторов ускоряет процесс почти в 20 раз⏳

​​Диффузия. Как распространяются запахи? 👃

А еще почему смешиваются краски двух разных цветов? Благодаря чему мы дышим и получаем питательные вещества из пищи? Как промышленные отходы попадают в атмосферу и водоёмы?  

Всё это происходит благодаря диффузии — процессу проникновения молекул одного вещества между молекулами другого 💢

Основной причиной диффузии является постоянное движение молекул и стремление к равновесию. Когда в одной области появляется избыточная концентрация частиц, молекулы стремятся перейти в области с меньшей концентрацией. Концентрация выравнивается за счёт взаимного проникновения частиц.

Диффузия может протекать в разных агрегатных состояниях: газ, жидкость, твёрдое тело. И в каждой среде скорость смешивания частиц увеличивается при нагревании — чем выше температура, тем быстрее движутся частицы🌡 Также скорость диффузии можно увеличить за счёт внешнего воздействия — чтобы сахар быстрее растворился в чае, мы размешиваем его ложкой☕  

Диффузия в газах происходит быстрее всего 💨  Частицы газа далеко удалены друг от друга. Между ними существуют огромные промежутки, сквозь которые легко и быстро перемещаются молекулы другого вещества. Поэтому запах освежителя воздуха за считанные секунды распространяется по комнате, а новые парфюм коллеги ощущается по всему офису уже с порога.

Диффузия в жидкостях протекает ощутимо дольше 💦 В зависимости от температуры и плотности вещества, на смешивание может понадобиться от пары минут до нескольких часов. Это связано с тем, что промежутки между соседними молекулами жидкости меньше размеров самих молекул — частицы не бегают свободно от столкновения до столкновения, как в газе, а колеблются около одного положения или перескоками меняются местами с соседними молекулами. Поэтому мы можем наблюдать, как медленно растекается капля краски в стакане с водой, оставляя потрясающие объемные узоры🌀

Из-за большой плотности твердых тел диффузия в них протекает очень медленно — без внешнего воздействия на появление первых признаков смешивания уйдёт несколько лет. Промежутки между частицами в кристаллической структуре очень маленькие, поэтому другим веществам трудно проникнуть между ними. В одном из экспериментов друг на друга были положены две пластины — свинцовая и золотая. Спустя пять лет было обнаружено, что золото незначительно проникло в свинцовую пластину, а атомы свинца — в золотую. Но не более, чем на один миллиметр 🔬

Поэтому диффузию в твердых телах ускоряют в условиях высокой температуры и механического воздействия. Мы довольно-таки быстро можем смешать два куска разноцветного пластилина, переминая их в руках👐 Но если просто прижать их друг к другу и оставит, то на смешивание уйдут годы 🤔

Диффузия играет главную роль во многих биологических процессах. Благодаря ей осуществляется газообмен в лёгких, всасывание веществ в кишечнике, навигация животных по запаху и поиск пищи плотоядными рыбами в воде🐟

И так же быстро благодаря диффузии выхлопные газы попадают в атмосферу, а реки, озера и моря загрязняются токсичными отходами производства 🏭

​​Эмульгаторы. Для чего их добавляют в продукты?🥛

Лецитин, сорбит, гуаровая или ксантовая камедь... Вы наверняка встречали эти компоненты в составе продуктов питания или косметических средств. Сегодня мы выясним, что скрывается за загадочными названиями👩🏻‍🔬

Одними из самых популярных пищевых добавок являются эмульгаторы — вещества, обеспечивающие создание эмульсии из несмешивающихся жидкостей🚰

Что же такое эмульсия? Если по-научному, то эмульсия — это дисперсная система, то есть смесь из нескольких жидкостей, не способных раствориться друг в друге или химически взаимодействовать, а потому сохраняющихся в виде мельчайших капель💦 А если по-бытовому, то эмульсия — это однородная смесь воды и жидкостей (масло, жир), которые не растворяются в воде🍺

Проще всего эмульсию представить и понять на примере молока — самой распространённой природной эмульсии🐄 В молоке капли молочного жира равномерно распределены в воде. Если оценивать эмульсию невооружённым взглядом, то такая система не отличается от однородной жидкости, потому что капли нерастворённого вещества имеют микроскопический размер🔬

А теперь давайте сами приготовим эмульсию. Добавим к стакану воды чуть поменьше стакан растительного масла. Как бы мы не старалась и не перемешивали нашу смесь, она останется двухфазной: слой масла будет находиться над слоем воды🥃

И вот тут нам помогут эмульгаторы. Добавляя верно подобранный эмульгирующий компонент при постоянном перемешивании, мы можем добиться однородной жидкой смеси, в которой масло равномерно распределено в воде👍🏻

Сами по себе эмульгаторы выполняют роль поверхностно-активных веществ, которые уменьшают поверхностное натяжение на границе раздела масла и воды. Благодаря этому слой масла разделяется на множество мельчайших капель и равномерно распределяется в воде💧

В том же молоке помимо воды и молочного жира присутствует третий компонент — комплекс белка и лецитина, — который выступает в роли эмульгатора и отвечает за привычную консистенцию🥛

В промышленных масштабах эмульгаторы получают как из природного сырья🌱, так и синтетическим путём🧪

Например, пектин, используемый в производстве десертов, майонеза и молочных продуктов, получают из яблочных и цитрусовых выжимок🍏 Лецитин, добавляемый к шоколаду и выпечке, получают из соевого масла, а различные полисорбаты — из кокосового и пальмового🥥

К синтетическим эмульгаторам относятся производные жирных кислот, глицерина и продукты их этерификации⚗️

Помимо продуктов питания, эмульгаторы являются неотъемлемым компонентом косметики и лекарственных препаратов — они позволяют делать жидкие смеси из тех компонентов, которые сами по себе не смешиваются друг с другом💄💊

Не стоит бояться натуральных эмульгаторов в пищевых изделиях — большинство из них не несут никакого вреда, за исключением случаев индивидуальной непереносимости. Синтетические эмульгаторы наш организм воспринимает аналогично натуральным, поэтому они безопасны в тех количествах, в которых их добавляют к продуктам питания😉