Химия, изучаемая в школе, мне больше напоминала математику: вычисление валентности, массовой доли вещества, бесконечное составление формул химических реакций, и т.д. и т.п. Нет, эти знания полезны, но согласитесь, если ваша профессия не связана с химией, использовать их вы не будете, и они вскоре вовсе забудутся. Физику я любил потому, что явления, изученные на ней можно проследить и увидеть в реальной жизни: мы каждый день сталкиваемся со светом, звуком, агрегатными состояниями веществ, электричеством и тепловыми явлениями. Чем химия хуже? Ведь она тоже окружает нас ежедневно и постоянно используется в быту. Поэтому сегодня мы с точки зрения химии будем разбирать вещества, используемые всеми людьми, изучим их свойства и происхождение, поехали!
В статье: соль поваренная, сода пищевая, кислота лимонная, а также спирт этиловый и его действие на организм.
Соль:
У всех людей есть химическая лабаратория, и имя ей кухня. Зайдем сюда. Здесь много интересных веществ, но первое, сразу бросающееся в глаза – конечно же поваренная соль, или говоря научным языком хлорид натрия (хим. формула NaCl) Разберем вещества, из которых она состоит:
Свой путь NaCl начинает с газа хлороводорода (HCl). Это очень токсичное вещество, вызывающее воспаление носоглотки и дыхательных путей, отек легких при попадании внутрь, ожоги на коже. 19 грамм хлороводорода убьёт среднестатистического человека. Однако HCl хорошо растворим в воде (500 объемов на 1 объем воды), в результате растворения получается соляная кислота (хим. формула та же). Не имеет цвета, прозрачна. Переходит в твердое состояние уже при -30°, кипит при 48°. Вещество все еще токсичное, вызывающее ожоги при попадании на кожу. Не смотря на это, содержится в желудке человека в концентрации 0,05%. HCl в желудке необходима для работы фермента пепсина, переваривающего белки, в свою очередь, для того чтобы соляная кислота не разъедала стенки желудка, в желудочном соке растворены гидрокарбонаты (соли угольной кислоты). HCl активное вещество – реагирует со всеми металлами, стоящими в ряду активности после водорода. Продукты реакции мы все прекрасно знаем – соли, получившие названия хлоридов.
Прежде чем рассмотреть сам хлорид натрия, познакомимся с еще одним элементом, его составляющим – натрием (Na). Натрий – светлосеребристый метал, отличающийся сильной пластичностью и мягкостью. В природе в чистом виде не существует, но содержится в соединениях некоторых минералов (как пример полевой шпат), и конечно же в хлориде натрия, в большом количестве растворенном в водах морей и океанов. Натрий легко окисляется до оксида натрия на воздухе, поэтому для хранения помещается в керосин. В организме человека содержится в межклеточной жидкости, совместно с калием используется для образования мышечных сокрашений, и некоторых других функций.
Давайте же теперь рассмотрим продукт реакции соляной кислоты и натрия – хлорид натрия.
NaCl представляет из себя твердое вещество, образующее прозрачные кристаллы. C° плавления – 800°, кипения – 1465°, плотность – 2,165 г/см куб. Как уже было упомянуто, в огромных количествах растворен в морской воде. Кроме того, составляет минерал галит, содержащийся в осадочных горных породах, по берегам соленых озер, а также на стенках кратеров вулканов. Галит входит в состав каменной соли – горной породы, впрочем на 90% состоящей из него. Вещество прозрачно, или имеет белый цвет, но часто окрашено глинами и оксидами железа. Помимо хлорида натрия содержит соли калия, кальция и магния. Хлорид натрия конечно же содержится и в морской соли, образующейся при выпаривании морской воды. Состоявляет однако только 77% от вещества, и помимо NaCl, в соли содержится хлорид магния MgCl2 и сульфат магния MgSO4, а также другие вещества. Каменная и морская соль, использующиеся в быту, носят название поваренной соли. Концентрация хлорида натрия в ней достигает от 97 до практически 100%, поэтому поваренная соль почти полностью чистое вещество – NaCl. Суточная доза соли, необходимая человеку в умеренном климате – в среднем 5 грамм, однако в более жарких условиях возрастает в несколько раз. Среднестатистический человек в день употребляет 13 грамм соли, поэтому у нас, живущих в достаточно прохладном климате, недостаток данного вещества в организме редкость. NaCl необходима для водного обмена, поддержания концентрации соляной кислоты в желудке, для формирования костной и мышечной ткани.
Сода:
Что еще интересного есть на нашей кухне? Очевидно – сода. Это кстати тоже соль натрия, но только не хлорид, а гидрокарбонат, или кислая соль угольной кислоты (NaHCO3). Напомню, что кислые соли это вещества, в которых атомы водорода заменились на атомы метала в ходе хим. реакции лишь частично. Так, мы можем заметить наличие одного атома водорода в формуле соды.
Гидрокарбонат натрия, повсеместно используемый в кулинарии представляет из себя кристаллический порошок белого цвета. Плотность – 2,165 г/см куб. В природе встречается как минерал нахколит в содовых озёрах. Одно из содовых озер – Селитряное расположилось в Забайкальском крае, недалеко от Читы. Бессточно, в озеро впадает лишь одна пересыхающая речка. Глубина 6,5 метра. Имеет очень большую минерализацию, главным образом представленную карбонатом, гидрокарбонатом и хлоридом натрия. До середины 20 века использовалось для добычи вышеупомянутых веществ, а сейчас является памятником природы. Сода реагрует со многими кислотами, в ходе реакции образуется соответствующая натриевая соль (например при реакции с соляной кислотой – знакомый нам хлорид натрия), а также угольная кислота, распадающаяся на угл. газ и воду.
Лимонная кислота:
Заглянем в холодильник. Что здесь есть интересного? Ну, например лимоны, а точнее их кислота – лимонная. Как и положено всем органическим соединениям, имеет вот такой “скромный” набор атомов в молекуле: C6H8O7. Может показаться, что лимонная кислота это жидкость, однако на самом деле это твердое вещество, в чистом виде представляющее кристаллы белого цвета.
Плавится она лишь при температуре 153°. Поэтому в лимонах заключен раствор этой кислоты, ее растворимость очень высока: 133 грамма на 100 грамм воды! Как и любая другая кислота, лимонная образует соли – цитраты. Цитраты натрия, калия и кальция, образующие белые и прозрачные кристаллы, используются, как и сама лимонная кислота, в качестве пищевых добавок в промышленной кулинарии.
Этиловый спирт:
Выйдем с кухни и достанем аптечку. Конечно, это еще целая химическая лабаратория с большим количеством интересных веществ, но нам интересно именно вещество под названием этиловый спирт (C2H5OH).
Бесцветная жидкость, с плотностью 0,78 т.е. чуть легче воды, плавится уже при -114° (поэтому с внутренним употреблением даже в самые сильные морозы где нибудь на Таймыре суровым полярником, проблем не возникает), закипает при 78°. Спирт горюч, продукты реакции горения – углекислый газ и вода. Конечно, часто находит употребление как растворитель и антисептик, но не менее широко известен как незаменимый компонент горячительных напитков, и именно из за него происходит процесс опьянения, давайте рассмотрим почему:
Этиловый спирт или этанол всасывается в кровь в желудке и кишечнике. Он разрушительно действует на оболочки клеток эритроцитов, в результате они склеиваются, образуя тромбы, в том числе и в головном мозге, из за чего начинается легкое кислородное голодание. Помимо этого, этанол действует на нейроны в мозгу, заставляя вырабатывать дофамин, делающий человека веселым и активным. При увеличении дозы спиртного в мозге активируется гаммо-аминомасляная кислота, обладающая успокаивающим действием. Самые слабые могут уже заснуть на этой стадии. Последующее, и уже явно не желательное добавление дозы этанола просто “взрывает” нейроны, делая поведение человека или агрессивным, или удрученным, склонным к странным идеям и мыслям. К слову, количество принятого не всегда совпадает с количеством попавшего в кровь – еда, одновременно употребляемая со спиртным, препятствует его всасыванию в кровь, поэтому с виду благородное и безобидное шампанское в красивой упаковке без закуски в сравнительно небольшой дозе опьянит даже бывалого и крепкого мужчину на казалось бы культурном корпоративе, а гораздо большее количество водки, скажем с жирной курочкой (жир очень сильно препятствует всасыванию этанола в кровь, обволакивая стенки кишечника), может произвести совсем небольшой эффект. Поэтому мужики после работы спокойно посидели до вечера, попили водки и поели курицы, придя домой во вполне разумительном состоянии, а на корпоративе все начали буянить и попали в СИЗО (просто юмор, автор не склоняет к употреблению ни того, ни другого).
