​​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👩🏻‍🔬

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🥦

Тёмная сторона рынка мёда🍯

Текст про углеводы был некой подводкой к теме, которой мне хочется поделиться с вами. Пчеловодство и медовая промышленность являются яркими примерами того, как химия и различные методы анализа переплетаются с реальными объектами из нашей жизни. О том, из чего состоит мёд, откуда он берётся, как его подделывают и как распознают фальсификат, я постараюсь вкратце рассказать вам👩🏻‍🔬

Начнём с происхождения мёда и его химического состава. Пчёлы проделывают громадную работу, прежде чем нектар превратится в сладкое лакомство на нашем столе. Причём каждая стадия выполняется отдельными членами большой пчелиной семьи. Одни особи собирают нектар с растений-медоносов (цветы, кустарники, деревья) и доставляют его в улей. Другие принимают питательный нектар, заполняют им специальные ячейки и активно обдувают крыльями, чтобы испарить лишнюю влагу и получить густую консистенцию. В этот момент пчела добавляет в смесь ферменты своей слюны, чтобы более сложные углеводы разложились на простые сахара. Запечатанный в соты нектар созревает и со временем превращается в мёд🐝

Зачем пчёлы проделывают такую работу? Всё просто. Мёд — это питательный корм, который обеспечивает жизнь улья в период зимовки. Всякий раз, когда пасечник приходит за мёдом, он забирает часть пищи у всей пчелиной семьи, но обязательно оставляет то количество мёда, которого достаточно для её выживания👁

Мёд — это сахара, растворённые в небольшом количестве воды. С точки зрения химии в нём содержатся простые углеводы (фруктоза 38% и глюкоза 31%), вода (от 13 до 20%) и другие компоненты, среди которых можно выделить пыльцу, небольшое количество витаминов группы B и минеральные вещества🧬

Продажи мёда растут из года в год, что несомненно вызывает подозрения, потому что количество пчёл и колоний на планете непрерывно уменьшается. К сожалению, тенденция массовой гибели пчёл и разрушения колоний уже давно стала фактом по нескольким причинам. Хозяйственная деятельность людей (использование пестицидов и токсичных химикатов), изменение условий окружающей среды, паразитарные и вирусные заболевания самих пчёл — всё это уменьшает их численность с каждым годом на десятки процентов🦠

Откуда тогда на рынке берутся такие нереальные количества медовой продукции? Все так же очевидно. Фальсификация. Природный мёд разбавляют более дешевыми веществами: сахарный сироп, патока, крахмал и вода. Особенно ярко эта ситуация отразилась на рынке США, где мёд является третьим в списке часто фальсифицируемых продуктов. Тонны низкокачественного продукта пытаются проникнуть на рынок преимущественно из стран Азии🌏

Пока  методы фальсификации совершенствуются, учёные непрерывно работают над способами распознавать подделки. В мире функционирует множество лабораторий, занимающихся анализом медовой продукции. Помимо стандартных характеристик, таких как содержание воды и кислотность, химики разрабатывают новые методы анализа некачественного сырья. В настоящее время с помощью метода ядерного магнитного резонанса (ЯМР) лаборанты могут определить истинную страну происхождения мёда, а по строению пыльцы узнать сорт медоносного растения, с которого был собран нектар. Эти и другие показатели помогают отсеивать фальсификат от качественного продукта🔬

На этом примере я хотела показать, как химия тесно связана с нашей жизнью. И это лишь капля в море современной науки🧪

​​Зачем лёд посыпают солью?❄️

Каждую зиму мы наблюдаем, как на утро после ночных заморозков сотрудники коммунальных служб усиленно посыпают реагентами застывшие дороги и тротуары. Интуитивно мы понимаем, для чего они это делают, но химические процессы, стоящие за методом борьбы с гололёдом, вряд ли были известны... До настоящего момента👩🏻‍🔬

В свойствах многокомпонентных систем есть интересная закономерность: температура плавления смеси веществ ниже, чем температура плавления каждого из чистых компонентов по отдельности. Мы знаем, что температура плавления льда 0℃. Температура, при которой плавится твердый хлорид натрия NaCl около 800℃. А если к воде постепенно добавлять соль, то вода начнёт превращаться в лёд при температуре заметно ниже 0℃. И достигнув определенной пропорции мы получим раствор, который превращается в лёд только при -21℃ (смотри диаграмму). Ощутимо, правда? На этом и основан метод борьбы с гололёдом💡

Если посыпать лёд солью, температура его плавления понизится, и он начнёт таять. Стоит учитывать, что если температура воздуха ниже -21℃, то лёд так и останется в твёрдом состоянии, ведь даже в смеси с солью он находится при температуре ниже точки замерзания. Поэтому, если вы видите, как в лютые заморозки кто-то посыпает лёд солью, то знайте, что он делает это зря. Данный способ работает в мягких зимних условиях, когда столбик термометра не опускается ниже определенной температуры🌡

Точка на диаграмме, которая отражает минимум температуры замерзания смеси, называется точкой эвтектики, а сама температура — криогидратной. Необходимым условием существования эвтектической точки является наличие трёх фаз: твердая соль, лёд и раствор данного состава. Поэтому температура не будет достигать минимального значения, если исчезнет одна из фаз (растворится вся соль или растает весь лёд)🤔

Помимо поваренной соли в качестве добавки можно использовать другие вещества, причём криогидратная температура будет меняться. Смесь в определенных пропорциях воды с калиевой селитрой KNO₃ замерзает при -10,9℃, с хлоридом магния MgCl₂ — почти при -34℃, а с хлоридами кальция CaCl₂ и железа FeCl₂ — при -55℃. Вы можете себе представить водный раствор, который замерзает при такой температуре? ❄️

На этом основано действие охлаждающих смесей — смесей льда с солями. Они буквально высасывают тепло из окружения. Их используют для поддержания низких температур в условиях эксперимента, или чтобы быстро охладить напитки🍸 При работе с такими смесями можно получить холодовые травмы, поэтому нужно быть осторожным.

К сожалению, использование зимой соляных реагентов отрицательно сказывается как на нашей жизни, так и на экологической обстановке. Соль вызывает коррозию многих поверхностей (автомобили, мосты, исторические памятники), портит обувь и сильно раздражает подушечки лап домашних любимцев во время прогулок🐾 Хлориды в большом количестве попадают в сточные воды и почву, что оказывает токсичное влияние на растения и другие организмы

И пусть первая половина зимы в этом году выдалась не такой холодной и снежной, мы наверняка в полной мере ощутим её силу в ближайшее время🥶

​​Биотопливо🌱

В эпоху, когда мировое сообщество обеспокоено проблемой глобального потепления, исследуется множество способов уменьшить выбросы парниковых газов в атмосферу. Далеко не новым, но, возможно, эффективным решением является использование биотоплива🔋

Само слово биотопливо у многих на слуху, но мало кто действительно интересовался, из чего его производят. Биотопливо — топливо из растительного или животного сырья, из продуктов жизнедеятельности организмов или органических промышленных отходов. Различают несколько видов биотоплива:

• Твёрдое биотопливо🧱
Обычные дрова известны людям с древнейших времён и активно используются по сей день. Для их производства выращивают специальные энергетические леса, состоящие из быстрорастущих пород (тополь, эвкалипт, ива), и используют ту древесину, которая непригодна для строительства и декоративных целей. С развитием технологий появились топливные брикеты и гранулы (пеллеты), состоящие из спрессованных отходов деревообработки — опилок и шелухи. При их сгорании выделяется в полтора раза больше энергии, чем при сгорании обычных дров, но почти в два раза меньше, чем при сгорании каменного угля. В качестве источников дешевой энергии используют так же высушенный навоз, солому и торф. Твердое биотопливо составляет почти 60% от всего производимого биотоплива — около 38% населения использует его в бытовых целях🔥

• Жидкое биотопливо💧
Биоэтанол (этиловые спирт) служит альтернативой бензину, либо дополнением к нему для уменьшения количества выхлопных газов. В некоторых странах на законодательном уровне утверждено использование этанола в качестве добавки к бензину для сокращения потребления нефти. Ярким примером является Бразилия — лидер в производстве и использовании биоэтанола из сахарного тростника в качестве топлива🇧🇷 В США биоэтанол вырабатывают преимущественно из кукурузы. К категории жидкого биотоплива так же относятся метанол и бутанол, диметиловый эфир и биодизель — моторное топливо на основе жиров животного и растительного происхождения🌿

• Газообразное биотопливо💨
При брожении биологической массы выделяется большое количество биогаза — смеси метана и оксида углерода, — который так же используется в качестве топлива для бытовых и промышленных нужд. Так же распространён метод получения биоводорода при действии бактерий на биомассу🦠

Казалось бы, решение многих экологических проблем связано с отказом от минерального сырья и переходом на биотопливо... Но не всё так очевидно. Несомненно, при сгорании биотоплива не выделяется токсичных выхлопных газов, а выбросы CO₂ ощутимо меньше, чем при использовании угля или нефти. Существует даже представление об «углеродной нейтральности», согласно которому получение энергии из растений не приводит к увеличению общего количества СО₂ в экосистеме. Но все эти доводы подвергаются разумной критике.🤔

Если говорить об использовании дров, то представление об углеродной нейтральности рушится в краткосрочной перспективе. CO₂ моментально образуется в процессе сжигания древесины, а извлечение его из атмосферы происходит при росте новых деревьев в течение десятков и сотен лет. Эту временную задержку обычно называют «углеродным долгом», а для европейских лесов он может достигать двухсот лет🌳

В той же Бразилии для производства жидкого биотоплива в колоссальных количествах вырубаются естественные леса в пользу плантаций сахарного тростника и сокращаются территории, занятые пищевыми и кормовыми культурами, что в совокупности наносит большой вред экологии и увеличивает цены на продовольственные товары🌎

К тому же, переход на использование биотоплива требует технических модификаций⚙️ На биоэтаноле могут работать только так называемые «Flex-Fuel» автомобили с модифицированным двигателем внутреннего сгорания и гибким выбором топлива🚘

Может быть, за биотопливом стоит будущее... Но пока мы выяснили, что полный переход на топливо из растительного и животного сырья связан с множеством трудностей👩🏻‍🔬

​​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💦

​​Пересыщенные растворы🧂

Могу поспорить, что хоть раз в своей жизни вы натыкались на наглядные инструкции, как вырастить кристаллы в домашних условиях из обычной поваренной соли NaCl или медного купороса CuSO₄. А если такие тексты не попадались вам на глаза, то советую посмотреть несколько ссылок на странице соответствующего поискового запроса. Вещь занятная и легко воспроизводимая с помощью подручных материалов. А вот какие химические процессы стоят за растущими кристаллами мы рассмотрим здесь🔬

Важной характеристикой неорганических и органических соединений является их растворимость, которая показывает, сколько вещества способно раствориться в определенном объёме жидкости. Чаще всего в качестве растворителя рассматривают обычную воду💦

Например, растворимость NaCl в воде при комнатной температуре составляет около 36 г/100 мл. Это означает, что мы можем ложкой отсыпать 36 граммов поваренной соли и полностью растворить их в 100 мл воды🥄

Условно различные неорганические соединения делят на растворимые и малорастворимые. Но стоит отметить, что абсолютно нерастворимых веществ не существует. В той или иной степени все вещества способны растворяться, пусть даже в совершенно незначимых количествах. Поваренная соль относится к хорошо растворимым соединениям. А вот какой-нибудь сульфид ртути HgS — к малорастворимым или практически нерастворимым. В 100 мл воды вы не сможете растворить даже одной молекулы HgS — всё вещество будет осадком лежать на дне😱 Может быть, взяв объем воды побольше, вам и удастся перевести одну молекулу в растворенную форму, но разве это имеет хоть какое-то значение?🤔

Вернёмся к нашей соли. Если при комнатной температуре мы добавим к воде больше NaCl, чем может раствориться в данном объеме воды, то этот избыток будет лежать на дне в виде кристалликов. Раствор, находящийся в равновесии с твёрдым нерастворившимся веществом, называется насыщенным.

Думаю, вы замечали, что соль в кастрюле с водой лучше растворяется при нагревании. Всё верно, с увеличением температуры увеличивается растворимость. При 100℃ в 100 мл воды растворяется уже почти 40 граммов NaCl🌡

Собственно, на этом и основано выращивание кристаллов. В горячей воде мы растворяем избыток соли, а при охлаждении он начинает кристаллизоваться на затравке, подвешенной за нитку, потому что растворимость снижается💎

Но если мы добьемся, чтобы в нашем сосуде не было центров кристаллизации (пылинок и различных неоднородных примесей), то при охлаждении избыток соли не будет выпадать в осадок, а мы получим пересыщенный раствор. Такие системы неустойчивы (метастабильны) — избыток растворенного вещества легко кристаллизуется при встряхивании или возникновении неоднородностей👏🏻

Если в случае с поваренной солью увеличение растворимости при нагревании не так ощутимо, то для других солей, например ацетата натрия, числа принимают более весомые значения (124 г при 20°C и 170г при 100°C на 100 мл воды)📈

И вот что будет с пересыщенным раствором, если его потревожить👀

​​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🔮

Не забывайте тыкать на эмодзи, если вам понравился пост ❤️

​​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📱

​​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🥑

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😂

#лучшее

Химия волос 🙋🏼‍♀️

Наши волосы под микроскопом🔬 выглядят как чешуйчатые полосочки. На первый взгляд структура волоса кажется простой, но это не так. Каждая волосинка состоит из трёх слоёв. Верхний слой называется кутиколой. Он нужен для того, чтобы защищать структуру волоса. Именно наружный слой образует своего рода чешуйки, которые накладываются друг на друга. Следующий слой это кортекс. Данное вещество отвечает за прочность и эластичность волос. В состав кортекса входит меланин, вещество отвечающее за цвет волос.
Внутри каждого волоса есть мозговое вещество, оно состоит из мягких кератиновых клеток и воздушных полостей. Для чего нужен этот слой никто не знает, но есть предположение, что по нему проходят необходимые для жизни волос питательные вещества.

Наши волосы на  78% состоят из белка альфа — кератина, обогащенного микроэлементами и витаминами, на 15% из воды, на 6% из липидов. Поскольку кератин это белок, то его составляющими являются аминокислоты. Аминокислотные цепи связаны между собой поперечными мостиками аминокислотных остатков. Поперечные связи придают кератину плотность и эластичность.

Волосы растут постоянно, а старые и ослабшие волосинки выпадают. Волосы падают абсолютно у всех людей. В норме в день должно падать не больше 100 волосинок. Если больше, значит существует какое-то повреждение структуры или болезнь.

К сожалению, рано или поздно любые волосы начинают седеть это происходит из-за прекращения синтеза меланина. Многие почему-то считают, что седина зависит от возраста человека, чем старше, тем больше шансов, что он будет полностью седой. Моя бабушка например в свои 63 года имела лишь пару седых волос, а вся остальная её причёска была каштанового цвета.  На самом деле причин появления седины может быть множество начиная от генетических до метаболических. Поэтому связывать этот процесс со старостью некорректно. Ускорение появления седины у людей с конца XX века связывают со стрессами и загрязнением экосистемы.

#лучшее

​​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😉

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🐸

​​Серебро. Так ли оно полезно? 👽

Наверняка вы вспомните, как бабушки и дедушки клали в кувшин с водой ложки, кольца и другие серебряные изделия, чтобы обеззаразить воду и придать ей целебные свойства. Попробуем выяснить, насколько этот метод является эффективным 🍶  

Серебро — драгоценный металл, которому уже давно было найдено применение в медицине. До середины прошлого века нитрат серебра AgNO₃ использовался в качестве наружного антисептика под названием ляпис. Было обнаружено, что небольшие его концентрации подавляют жизнедеятельность микробов, прижигают рану и устраняют воспаления. Концентрированные растворы представляют опасность, так как способны вызвать глубокий химический ожог 😰  Эти свойства обусловлены разложением нитрата серебра на свободное серебро Ag, оксид азота NO₂ и молекулярный кислород O₂.

Однако в настоящее время ляпис почти не используется из-за своей токсичностью. Ему на смену быстро пришли более эффективные антисептики💊

Другой интересной с медицинской точки зрения формой серебра является коллоидный раствор, то есть мельчайшие частицы серебра размером от 1 нанометра, равномерно распределенные в воде. Такой раствор является своеобразным генератором ионов серебра, потому что частички металла постепенно окисляются кислородов воздуха и переходят в растворимую форму.

Было установлено, что гарантированно убивать некоторые бактерии способны растворы с концентрацией ионов серебра свыше 150 мкг/л, что в три раза больше предельно допустимой концентрации для человека... Получается, что концентрированные растворы могут не только расправиться с микробами, но и нанести ощутимый вред нашему организму 🦠

Более того, серебро — это ядовитый тяжёлый металл, никак не участвующий в метаболизме и способный накапливаться в органах. При длительном поступлении в организм избыточных доз серебра развивается аргирия (аргироз) — болезнь, при которой кожа принимает серебристый или синевато-серый оттенок  😨

Получается, что риск подвергнуться токсическому воздействию серебра превышает возможную антибактериальную эффективность. Поэтому распространение коллоидных серебряных продуктов регулируется, а препараты на его основе назначаются лишь в исключительных случаях 🔬

Но спешу обрадовать. Серебряная ложка, залегающая на дне кувшина, никогда не поднимет концентрацию ионов серебра в воде до значимого уровня 🍴 Поэтому вреда от такой воды никакого. Ровно, как и пользы

И напоследок предлагаю взглянуть на главный симптом аргироза — сине-фиолетовую пигментация. Вот к чему приводит накопление серебра в организме ⬇

​​Что происходит с алкоголем в организме?🍸

Для одних 14 февраля — день всех влюбленных, для других — долгожданная пятница. В любом случае сегодняшний день — отличная возможность встретиться с друзьями или провести вечер наедине с собой и своими мыслями. А для кого-то и бокал вина не будет лишним🍷

Поэтому предлагаю разобраться, какие химические превращения происходят со спиртом при попадании в организм человека? Почему наступает похмелье? И какими лекарствами лечат алкоголизм?👩🏻‍🔬

Думаю, формула этанола вам хорошо знакома — CH₃CH₂OH. При попадании алкоголя в организм, спирт окисляется сразу тремя ферментами. Самое активное действие в этом процессе принимает алкогольдегидрогеназа. Попробуйте хоть разок прочитать это длинное название😉В дальнейшем будем использовать сокращение АЛДГ.

В результате действия ключевого фермента спирт превращается в уксусный альдегид. Его формулу CH₃CHO можно представить, как этиловый спирт, от которой отщепилась одна молекула воды. Именно уксусный альдегид становится причиной похмелья и всех токсических эффектов.

К счастью, альдегид является промежуточным продуктом расщепления, и дальше за дело берётся другой фермент – ацетальдегидрогеназа (АДГ). Если с первого взгляда вам показалось, что это длинное название не отличается от упомянутого выше, то прочитайте их еще раз и вы заметите разницу.

АДГ превращает уксусный альдегид в относительно безопасную уксусную кислоту CH₃COOH, которая в дальнейшем на клеточном уровне окисляется до углекислого газа CO₂ и воды H₂O и выводится из организма.

При избытке алкоголя в крови ферменты не справляются с полным превращением альдегида в уксусную кислоту, в результате он накапливается в организме. Причем альдегид в десятки раз в 10—30 токсичнее самого этилового спирта. Когда к утру организм не успевает расправиться с ацетальдегидом, наступает похмелье🥴

А теперь представьте себе такое вещество, которое будет блокировать действие АДГ. Фермент перестанет выполнять свою функцию по обезвреживанию вредного альдегида — его концентрация в организме выпившего человека вырастает в несколько раз, чем обычно при такой же дозе алкоголя. При этом гарантированно начнется рвота, головокружение и острая головная боль — все самые неприятные симптомы похмелья🤮

Таким веществом является дисульфирам, который используют при медикаментозном лечении алкоголизма. Пациенту, принимающему дисульфирам, под контролем врача дают выпить небольшое количество спиртного.  Так как ферменты окисления этанола заблокированы, в организме накапливается ацетальдегид и возникает острая интоксикация, которая сопровождается неприятными, болезненными ощущениями🤢 В результате формируется условно-рефлекторная реакция отвращения к вкусу и запаху этанола.

Помимо лечения алкогольной зависимости, исследуется эффективность дисульфирама и его производных в качестве противоопухолевых препаратов💊 В ряде исследований обнаружено, что в сочетании с некоторыми металлами дисульфирам ускоряет естественный процесс смерти клеток, приостанавливая рост опухоли и метастаз

Теперь вы имеете представление о том, какой путь проделывает алкоголь после попадания в организм. Лучше получайте удовольствие от живого общения без лишних бокалов  с напитками🥂

​​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 🏭