Ян Вершье
Николя Гербер
Вы сказали «хим ия»?
В кухне, в спальне, за столом ... здесь м олекул полный дом !
Новая редакция
Перевод с французского Ю.Б. Капустюк
под редакцией Е.К. Белоглазкиной
ТЕХНОСФЕРА
Москва
2019

УДК 54
ББК 24
В37
В37 Вершье Ян, Гербер Николя
Вы сказали «химия»?
В кухне, в спальне, за столом... здесь молекул полный дом!
Новая редакция
Москва: ТЕХНОСФЕРА, 2019. – 176 c., ISBN 978-5 -94836-551-0
Химия окружает нас всюду: без нее не было бы бумаги данной книги,
печатной краски, лампы, о свещающей комнату. Она и внутри нас,
например в нервной системе, химические реакции которой позволяют
вам читать эти строки.
В новом издании книги исследуется наш дом от кухни до гостиной и
простыми словами объясняется, почему конфеты бывают шипучими,
почему духи пахнут, кремы увлажняют, а экраны светятся!
УДК 54
ББК 24
Originally published in France as:
Vous avez dit chimie? De la cuisine au salon,
des molécules plein la maison, by Yann
VERCHIER and Nicolas GERBER
© Dunod, Paris, 2014 for the second edition
Published in partnership with Universcience,
Paris and Palais de la Découverte, Paris
Illustrations by Rachid Maraï.
© 2019, АО «РИЦ «ТЕХНОСФЕРА», перевод на русский язык,
оригинал-макет, оформление
ISBN 978-5 -94836-551-0
ISBN 978-2 -10-071420-9 (фр.)

Вы сказали химия?
В кухне, в спальне, за столом...
здесь молекул полный дом!
Ян Вершье
Николя Гербер
Новая редакция

Данная книга была опубликована по случаю передвиж-
ной выставки «Вы сказали — химия?», которую подго-
товило и приняло музейно-выставочное объединение
Universcience. Авторы выражают благодарность посред-
никам из химического отдела Дворца открытий за по-
мощь и поддержку на всем протяжении данного проекта.
Иллюстрации в книге и на обложке: Рашид Мараи.
Все опыты, приведенные в данной книге,
должны выполняться в присутствии взрослых
В самом центре Парижа, в западном крыле Большого
дворца, расположился Дворец открытий, который с момента
основания в 1937 году следует одному принципу: показать
как делается наука, чем она живет – с помощью выставок,
эффектных опытов и рассказов команды аниматоров, кото-
рые в доступнойформе объясняют фундаментальные законы
астрономии, химии, физики, математики, наук о жизни,
о Земле... Дворец открытий использует все доступные сред-
ства, чтобы поделиться своей страстью к науке, пробудить к
ней интерес посетителей и возможно найти будущих ученых.

Содержание
1. Вы сказали — кирпичики?
7
Путешествие в сердце материи
8
Дом под названием «химия»:
как его построить, как им пользоваться
и как изучать
11
Внутри атома
17
Все усложняется...
20
2. Химия идет в гостиную
27
Яркий костер
27
Батарейки
33
От маркера до плазменного экрана:
флуоресценция
39
Полимеры в повседневной жизни
50
3. Молекулы на кухне
57
Чай или кофе?
57
Хлебопекарные дрожжи против
химического разрыхлителя...
63
Суфле не сыграло!
68
Хороший майонез
73
Соль на столе
78
Шипучие конфетки
81
4. Химия в ванной
85
Мыло — продукт с тысячелетней
историей
85
Косметика: химия в креме!
92
Отмыть белее белого
99
В
ы
ска
з
а
л
и
—
ХИ
М
И
Я
?

6
Вы сказали «химия»?
Аспирин, или Краткая история
великого препарата
106
5. Химия в спальне
121
Почувствуешь или нет?
121
Жидкие кристаллы: химия
во всех своих состояниях!
128
6. Химия в саду
141
Химия для биологии
141
Удобрения для растений
146
Создайте свое электричество!
151
Вода – «синее золото»
161
Хотите узнать больше?
171
Алфавитный указатель
172

7
Вы сказали — кирпичики?
1
Вы сказали —
кирпичики?
Приступая к строительству дома, не-
обходимо подумать о том, какие матери-
алы использовать. Кирпич или бетонные
блоки для стен, черепицу или шифер для
кровли, балки, чтобы поддерживать эта-
жи, гипсокартон для перегородок. Каждый
материал обладает особыми свойствами, благодаря кото-
рым ваше строение получится устойчивым к большим на-
грузкам, влажности, огню и многому другому!

8
Вы сказали «химия»?
Путешествие в сердце материи
Эти материалы отличаются друг от друга потому, что
имеют разный химический состав. Чтобы понять эти
различия, давайте представим, что мы становимся все
меньше и меньше, пока не попадем внутрь материи. Что
же мы там увидим? Нас будет окружать огромное количе-
ство маленьких шариков, находящихся очень близко друг
к другу. Эти шарики, называемые атомами, являются теми
кирпичиками, из которых построен дом под названием
«химия». Так, железный гвоздь состоит из атомов железа,
а цинковая водосточная труба – из астрономического ко-
личества атомов цинка. Все очень просто.
Атомы, или маленькие шарики, имеют размер десятой
части нанометра (нужно разделить метр на десять милли-
ардов)! Другими словами, на одном метре можно уместить
в линию десять миллиардов атомов. Так что эти атомы и
правда очень маленькие...
Атом
Какие же они
маленькие,
эти атомы!
Если бы мы могли проникнуть внутрь
материи, мы бы оказались окружены
маленькими шариками — атомами.

9
Вы сказали — кирпичики?
Научная информация
Сколько атомов железа в гвозде?
Громадное количество — это верно. Но сколько именно?
Возьмем для примера маленький гвоздь весом 4 г. Мас-
са атома железа составляет примерно 9,3×10–23 г, то есть
0,000000000000000000000093 г! Произведем расчет: число
атомов, содержащихся в железном гвозде, равно 43×1021
(43 и еще 21 ноль), то есть 43 000 миллиардов миллиардов
атомов!
Водород
Кислород
Молекула воды — это соединение трех
атомов: одного атома кислорода и
двух атомов водорода.
Однако не всегда все так просто.
Окружающая нас материя (кирпичи,
деревья, человеческое тело, пласти-
ковые или стеклянные бутылки и
т.д.) состоит из атомов не одного,
а нескольких элементов, связан-
ных между собой.

10 Вы сказали «химия»?
Итак, это соединение называют молекулой. Например,
если объединить один атом кислорода с двумя атомами
водорода, получится молекула воды!
Научная информация
Утонуть в стакане с молекулами
Сколько молекул содержится в стакане воды объ-
емом 200 мл? Громадное количество. Произведя бы-
стрый расчет, ученый докажет, что в стакане с водой
находится 66×1023 молекул воды, то есть это число 66, за
которым следуют 23 нуля! А в одной крошечной капле
воды, масса которой равна 0,05 г, содержится в среднем
1700 миллиардов миллиардов молекул. Представьте,
сколько их в стакане воды!
Окружающая нас материя состоит из 92 природных
элементов (два из которых присутствуют на Земле в бес-
конечно малом количестве). Все молекулы представля-
ют собой соединенные между собой атомы, напоминая
конструктор Lego, состоящий из маленьких кирпичиков.
Хотите получить спирт? Нет ничего проще! Достаточно
соединить атомы углерода, водорода и кис-
лорода.
Но давайте рассуждать здраво: при-
рода не позволит нам построить зда-
ние абы как. Не всякое сочетание
атомов может существовать, точно
так же как каменщик не может выпол-
нить свою работу небрежно: здание про-
сто рухнет. А химик к тому же сталкивается с до-
полнительной трудностью: атомы нельзя класть друг на
друга, как кирпичи.

11
Вы сказали — кирпичики?
Дом под названием «химия»: как его построить,
как им пользоваться и как изучать
Признаемся, что для большинства из нас химик — это
человек в халате, с копной растрепанных седых волос, ко-
торый с утра до ночи перемешивает зелья, одно ярче дру-
гого, дымящиеся и чаще всего взрывоопасные.
Стой!
Одежда еще
не делает тебя
химиком!
Лаборатория
Изменять материю
В реальности химия имеет множество обличий и таится
всюду вокруг нас, такая незаметная, что мы порой даже
не задумываемся о ней. Химия заполняет собой весь наш
дом — кухню, гостиную, ванную. Вся наша жизнь — это
химия. Но обратите внимание: химическое вещество не
всегда является опасным. Химическая промышленность
шагнула далеко вперед со времен катастроф в Се

везо
(Италия) в 1976 г. или в Бхопа

ле (Индия) в 1984 г., в обла-
сти химии сделано множество открытий, и от ее прогрес-
са выиграла медицина, косметическая промышленность,
энергетика, агропромышленная отрасль и многие другие.

12 Вы сказали «химия»?
Но вернемся к нашим баранам (они тоже химические,
поскольку состоят из атомов!). Заниматься химией озна-
чает изучать и изменять материю. Другими словами, са-
молет, построенный ребенком из кирпичиков Lego, мож-
но переделать в корабль, используя те же самые детали и
даже сохранив некоторые части неизменными. Осущест-
влять химические превращения — значит изменять ма-
терию, добавляя или отнимая от определенных молекул
атомы и соблюдая определенные правила.
Этот процесс, который называется химическим пре-
вращением, совершенно естественным и спонтанным
образом происходит во всех живых организмах на Земле.
В основе пищеварения, дыхания, выделения слез, реф-
лексов у животных и фотосинтеза у растений лежит
комплекс химических превращений. Эти процессы не-
прерывно осуществляются и в нашем теле, без нашего
ведома, представляя собой бесчисленное количество хи-
мических превращений. Значит, и мы — существа отчасти
химические, а жизнь — это набор химических процессов,
безупречно организованных природой.
Другая цель химии состоит в том, чтобы копировать
природу, которая так хорошо все умеет делать. Но может
быть, она делает это слишком медленно, или только в не-
которых случаях, или слишком дорогостоящим спосо-
бом? Тогда в игру вступает химик. Он пытается понять,
как мать-природа осуществляет то или иное превраще-
ние, а затем воспроизводит данные процессы в своей ла-
боратории.
Например, чтобы сделать духи, нужно получить эссен-
цию из цветов, которые перед этим необходимо вырас-
тить, высушить, подготовить и выжать
из них ароматное масло. Тогда как
в лаборатории химик имеет воз-
можность создавать важнейшие
молекулы, придающие аромат
духам, с помощью цепочки хи-
мических превращений.

13
Вы сказали — кирпичики?
Наконец, химия также служит для создания веществ,
не существующих в природе. То есть химик изменяет ве-
щество и получает новые молекулы и новые наборы уди-
вительных свойств (волокна для тканей, которые не про-
пускают влагу, но позволяют телу дышать, антипригарные
покрытия для сковородок) или создает химические со-
единения, которые мы постоянно используем в повсед-
невной жизни (топливо, медицинские препараты и т.д.).
Вся окружающая нас материя состо-
ит из мельчайших частиц — атомов.
Из атомов состоят химические
элементы. На сегодняшний день
известно 118 химических элемен-
тов, из которых 92 — природные,
а 26 — искусственные. Они пред-
ставлены в периодической системе
химических элементов (см. с. 16). Эти
элементы (железо, углерод, водород, азот,
уран и пр.), если их соединить между собой и скомбиниро-
вать в той или иной форме, позволяют описать окружаю-
щий мир с химической точки зрения. И, разумеется, понять
и объяснить, что происходит, когда материя подвергается
химическим превращениям или когда ее изменяют в резуль-
тате химических реакций.
Сплошные символы
Чтобы упростить химическое описание материи, химики
используют символы для обозначения различных элемен-
тов. Так, углерод обозначают символом С (от англ. Саrbon.
—
Примеч. ред.), кислород — символом О (от англ. Oxigen.
—
Примеч. ред.) и т.д . Логика довольно проста, не считая
нескольких исключений: например, символ азота — N.
Откуда взялась эта «аномалия»? Химический символ раз-
личных элементов очень часто связан с их историей или
с их открытием. Символ N, которым обозначают азот, вос-
ходит к латинскому слову nitrogenium, а оно, в свою очередь,
происходит от греческого nitron gennan, что означает «со-

14 Вы сказали «химия»?
здатель селитры». В Средневековье селитру (предшествен-
ницу современного напалма) применяли в военных целях в
составе горючей смеси, называя ее «греческим огнем».
Что касается натрия, которому соответствует химиче-
ский символ Na, нужно обратиться к латинскому названию
natrium. Это атом металла, входящий в состав различных
соединений, например соды. Другой случай, когда назва-
ния соединений связаны с реальными событиями (более
или менее достоверными). Это относится, например, к су-
рьме (фр. аntimoine). Когда-то в Средние века это ядовитое
вещество стало причиной смерти множества алхимиков.
А поскольку в те времена алхимики были по большей части
монахами (по-французски мoine), то и название вещества
обозначало в переводе с французского «против монахов»
или «антимонах». Правда, история науки доказала, что
в этой курьезной истории нет ни капли правды.
Меня зовут С,
аего—О
А у тебя какое
сокращенное
имя?
У
г
л
е
р
о
д
К
и
с
л
о
р
о
д
Но вернемся к нашим элементарным кирпичикам,
у которых есть названия — химические символы . Химиче-
ская формула кислорода, которым мы дышим, выглядит
как О2. Цифра справа внизу от буквы указывает на число
атомов в составе молекулы. Диоксид углерода, который
представляют собой выхлопные газы автомобиля (и ко-
торый мы выдыхаем, когда дышим), имеет химическую

15
Вы сказали — кирпичики?
формулу СО2. Следовательно, данная молекула состоит из
двух атомов кислорода и одного атома углерода. Немного
более сложный, зато очень полезный аспирин представ-
ляет собой молекулу с формулой С9Н8О4 (см. с. 108). Это
лекарство от головной боли состоит из атомов углерода
(9), водорода (8) и кислорода (4).
Атомы в полном порядке
Периодическая система появилась благодаря русскому
химику Дмитрию Ивановичу Менделееву, который в 1869 г.
создал классификацию всех известных на тот момент эле-
ментов. Элементы классифицировались в зависимости от
их массы, и Менделеев составил последовательность ато-
мов, расположенных по порядку от самых легких до самых
тяжелых. Сохраняя эту классификацию по растущей мас-
се, он решил разместить атомы с похожими химическими
свойствами друг под другом. В полученной таблице обра-
зовались пустые клетки, в которые предстояло вписать ато-
мы, еще неизвестные в ту эпоху. Эти пустоты со временем
стали успешно заполняться, по мере того как открывались
новые элементы. В 1955 г. в знак уважения к великому хи-
мику из Санкт-Петербургского университета, создателю
периодической системы элементов радиоактивный эле-
мент с номером 101 получил название «менделевий».
Сегодня говорят уже не о классификации по возрастаю-
щей массе, а о классификации по атомному номеру. Атом-
ный номер указывает на количество положительных заря-
дов в ядре атома, то есть на количество протонов. Таким
образом, в современной классификации атомы располо-
жены в ряду (или в периоде) по возрастанию атомных но-
меров. При этом атомы с похожими хи-
мическими свойствами располагаются
в одном столбце. Но чтобы понять, что
означают положительные заряды в ато-
мах, мы совершим путешествие в сердце
этих элементарных кирпичиков.

1
6
В
ы
с
к
а
з
а
л
и
«
х
и
м
и
я
»
?
H
Li
Na
Mg
K
Ca
Rb
Cs
Fr
Sr
Ba
Ra
Sc
Ti
Zr
Y
Hf
Rf
V
Nb
Ta
Db
Cr
Mo
W
Sg
Mn
Tc
Re
Bh
Fe
Ru
Os
Hs
Co
Co
Rh
Ir
Mt
Ni
Pd
Pt
Ds
Cu
Ag
Au
Rg
Zn
Cd
Hg
Cn
B
Al
Ga
In
Tl
Nh
C
Si
Ge
Sn
Pb
Fl
N
P
As
Sb
Bi
Ме
O
S
Se
Te
Po
Lv
F
Cl
Br
I
At
Ts
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Og
1
3
4
11
12
19
20
37
38
21
39
22
40
23
41
24
42
25
43
26
44
27
27
45
28
46
29
47
30
48
5
13
31
49
6
14
32
50
7
15
33
51
8
16
34
52
9
17
35
53
2
10
18
36
54
57‒71
89‒103
55
87
56
88
72
104
73
105
74
106
75
107
76
108
77
109
78
110
79
111
80
112
81
113
82
114
83
115
84
116
85
117
86
118
Водород
Литий
Бериллий
Углерод
Бор
Азот
Кислород
Фтор
Гелий
Неон
Лантаноиды*
Актиноиды**
Калий
Кальций
Рубидий
Цезий
Франций
Стронций
Барий
Радий
Скандий
Иттрий
Титан
Цирконий
Гафний
Резерфордий
Ванадий
Ниобий
Тантал
Дубний
Хром
Молибден
Вольфрам
Сиборгий
Марганец
Технеций
Рений
Борий
Железо
Рутений
Осмий
Хассий
Кобальт
Кобальт
Родий
Иридий
Мейтнерий
Никель
Палладий
Платина
Дармштадтий
Медь
Серебро
Золото
Рейнтгений
Цинк
Кадмий
Ртуть
Коперниций
Аллюминий
Галлий
Индий
Таллий
Нихоний
Кремний
Германий
Олово
Свинец
Флеровий
Фосфор
Мышьяк
Сурьма
Висмут
Московий
Сера
Селен
Теллур
Полоний
Ливерморий
Хлор
Бром
Иод
Астат
Теннессин
Аргон
Криптон
Ксенон
Радон
Оганесон
Натрий
Магний
1
13
3
4
5
6
7
8
9
101112
2
14
151617
18
Be
Периодическая система химических элементов
Атомный номер
Природные элементы
Атомный
номер
Название
элемента
Химический
символ
Химический символ
Искусственные элементы
Название элемента

17
Вы сказали — кирпичики?
Внутри атома
Продолжим наше путешествие в сердце материи. Что
отличает атом золота от атома свинца или углерода?
О строении атома выдвигались самые разные теории. Уче-
ные, философы, поэты... все они имели свои гипотезы .
А что? В те времена никто не мог их оспорить... Лишь
в начале XX в. были получены первые опытные доказа-
тельства строения атомов.
Протоны, нейтроны, электроны
Атом состоит из крошечного, но очень плотного и тя-
желого ядра, а ядро, в свою очередь, состоит из частиц:
протонов (положительно заряженных частиц) и нейтро-
нов. Вокруг ядра находятся электроны, они обладают
очень малой массой, но занимают бо

льшую часть про-
странства.
Электроны несут отрицательные электрические заря-
ды, в то время как в ядре содержатся, среди прочих, по-
ложительные электрические заряды. В ядре атома столько
же положительных зарядов, сколько и отрицательных,
которые несут в себе электроны, поэтому в общем и целом
атом является нейтральным. При первом рассмотрении
эти положительные и отрицательные заряды кажутся со-
вершенно бесполезными, однако они являются основой
самых разных свойств и явлений.
Итак, все атомы состоят из ядра (протонов и нейтро-
нов) и электронов. Атом золота отличается от атома свин-
ца лишь количеством этих частиц:
атом золота состоит из 118 нейтронов,
79 протонов и 79 электронов, а атом
свинца – из 125 нейтронов, 82 прото-
нов и 82 электронов. Именно число
этих элементарных частиц и опреде-
ляет свойства атома.

18 Вы сказали «химия»?
Атом золота (Au)
Электрон
Ядро
82 электрона
Атом свинца (Pb)
Модель атомов золота (символ Au)
и свинца (символ Pb)
Возьмите атом углерода (6 электронов, 6 протонов и
нейтроны), добавьте два протона, два электрона и не-
сколько нейтронов, и вы получите... атом кислорода. Ме-
няется число частиц — меняются свойства и название!
79 электронов

19
Вы сказали — кирпичики?
Проделайте это дома
Проводник или изолятор?
Некоторые твердые тела, такие как металлы
или графит (особая форма углерода,
которая чаще всего встречается
в карандашном грифеле), обла-
дают способностью проводить
электрический ток. Чтобы
это увидеть, проведем опыт.
Сделаем небольшую цепочку,
состоящую из батарейки, лампы и
нескольких проводов. Затем заменим
один провод карандашным грифелем (графитом) или
каким-нибудь некрашеным металлическим предметом — и мы
увидим, что лампа загорится.
Этим свойством обладают не все твердые тела: дерево, пла-
стик и стекло не проводят электрический ток. Они являются
изоляторами.
Откуда же берется эта способность,
общая для всех металлов?
Атомы металла, как и все атомы, состоят
из ядра и электронов. В металле каж-
дый атом имеет определенное
число электронов, которые
обладают необыкновенным
свойством: они могут пе-
ремещаться. Такое упоря-
доченное движение элек-
тронов принято называть
электрическим током, а
электроны — свободными,
ведь они пребывают в посто-
янном движении, в то время
как атомы занимают фиксирован-
ные положения.
Именно благодаря этим свободным электронам металлы
имеют неповторимый металлический блеск.

20 Вы сказали «химия»?
Все усложняется...
Атом может утратить свою электронейтральность после
приобретения или потери одного или нескольких элек-
тронов. Образующиеся при этом частицы называются ио-
нами. Следовательно, ион — это атом или группа атомов,
обладающая электрическим зарядом.
Электрон заряжен отрицательно, поэтому атом, теряя
электроны, теряет отрицательные заряды и становится
положительно заряженным ионом. Точно так же атом,
приобретающий электроны, внезапно получает переиз-
быток отрицательных зарядов и становится отрицательно
заряженным ионом!
Химическая формула иона идентична формуле атома,
которому он соответствует, только в верхнем правом углу
у его символа указывают соответствующее значение элек-
трического заряда. Возьмем для примера кальций, хими-
ческий символ которого Ca. Этот элемент часто встреча-
ется на Земле в виде положительного иона, то есть атома,
которому недостает двух электронов. Следовательно, хи-
мическая формула иона кальция выглядит как Ca2+
. Рас-
смотрим другой пример: хлор, с химической формулой Cl,
часто пребывает в виде отрицательно заряженного иона,
формула которого в результате приобретения одного до-
полнительного электрона выглядит как Cl–
.
Название
иона происходит от названия атома: ион кальция, хло-
рид-ион...

21
Вы сказали — кирпичики?
Атом
теряет один
электрон
Атом
приобретает
один электрон
Указывает на то, что ион
заряжен отрицательно
Указывает на то, что ион
заряжен положительно
Атом натрия Na
Атом хлора Cl
Ион хлорида Cl
Ион натрия Na
Са2+: 549 мг/л
Mg2+: 119 мг/л
Na+: 14 мг/л
NO5
—
: 4,3 мг/л
HCO3
—
: 384 мг/л
SO4
2+: 1530 мг/л
Ионы присутствуют в растворах. Некото-
рые из них хорошо известны в составе содер-
жащихся в воде минеральных солей. Так,
на этикетках бутылок с водой указаны
ионы, которые в ней содержатся, или под
своими названиями (кальций, магний,
натрий, хлорид), или в виде сокращен-
ной химической формулы (Ca2+
, Mg2+
,
Na+
,Cl
–
).
Термин «ион» появился около 1830 г.
в трудах Майкла Фарадея (1791–
1867) об электропроводности
некоторых жидкостей. В ходе
своих исследований электри-
ческой проводимости жидко-
стей Фарадей установил, что
некоторые жидкости, напри-
мер соленая вода или разбав-
ленный раствор соляной кисло-
ты, проводят электричество.

22 Вы сказали «химия»?
Это явление, однако, не наблюдается в чистой воде, то
есть в жидкости, в которой не содержится ничего, кроме
молекул воды. Фарадей объяснил появление электропро-
водности наличием химических веществ, которые он на-
звал «ионы», и пришел к заключению, что проводниками
электричества являются только ионные растворы, то есть
растворы, содержащие ионы.
Ой
11 марта 1978 г. певец Клод Франсуа скоропостижно скон-
чался в возрасте 39 лет от удара электрическим током, когда
решил поменять лампу, принимая ванну. Стоя в ванне, босы-
ми ногами в воде, идол 1960-х решил починить неправильно
закрепленный светильник-таблетку. Он приподнялся и про-
тянул руку, чтобы поправить лампу. Лампа, по-видимому,
была не очень хорошо изолирована. Электрический ток про-
шел по телу певца, через воду в ванне (и тело, и вода — про-
водники) и достиг земли. Вода из-под крана, как и жидкости
в нашем теле, содержат множество растворенных минераль-
ных солей и способны проводить электричество. Это плохие
проводники... но все же проводники.
К сожалению, печальный опыт Клода Франсуа — не еди-
ничный случай: каждый день во Франции от поражения элек-
трическим током погибает три человека!

23
Вы сказали — кирпичики?
Проделайте это дома
Пройдет или не пройдет?
Теперь мы знаем, что некоторые
твердые тела, такие как металлы
или графит, проводят электриче-
ский ток. А как насчет жидко-
стей?
Чтобы, не подвергая себя
опасности, установить проводя-
щий или изолирующий характер
жидкостей, мы должны создать элек-
трический ток, как и при проверке элек-
тропроводимости твердых тел.
Вам потребуются:
—
карманный фонарик;
—
плоская новая батарейка на 4,5 В;
—
два больших железных гвоздя;
—
электрический провод,
чтобы собрать цепь, как показано ниже.
Карманный
фонарик
Лампа
Электропровод
Гвоздь (или
металлический прут)

24 Вы сказали «химия»?
Карманный
фонарик
Лампа
Электрический
провод
Гвоздь (или
металлический
прут)
Стекло
Раствор
Давайте в первую очередь проверим, насколько хорошо
работает наша экспериментальная установка: при соприкос-
новении двух гвоздей электрическая цепь должна замыкать-
ся, и лампа должна загораться. Если этого не происходит,
значит, либо контакт плохой, либо лампа повреждена, либо
батарейка села.
Жидкости (растворы) для опыта следует разлить по ма-
леньким стаканам.
Для начала возьмем:
—
деминерализованную воду, которую используют, напри-
мер, в утюгах для глажки. Ее можно найти в продаже, в отделе
товаров для дома. В крайнем случае такую воду можно взять
из резервуара сушильной машины для белья с конденсацион-
ным типом сушки;
—
сладкую воду (сахарный песок, растворенный в воде);
—
очень соленую воду (водный раствор хлорида натрия
(поваренной соли)).
В двух последних случаях очень важно тщательно переме-
шать сахар (или соль) так, чтобы кристаллы полностью рас-
творились. Вы как раз и готовите растворы: сахар и соль яв-
ляются растворенными веществами, а вода — растворителем.
Растворяемые вещества невидимы, но в их присутствии всег-
да можно убедиться: попробуйте оба ваших раствора, один
окажется сладким, а другой — соленым.

25
Вы сказали — кирпичики?
Затем поочередно присоедините
стаканы в электрическую цепь, как
показано на рисунке, следя за тем,
чтобы гвозди не соприкасались.
Внимание! Чтобы избежать неже-
лательного смешивания, не забывайте
после каждого эксперимента
протирать гвозди чистой впитывающей
салфеткой. Если химик по невнима-
тельности загрязнит раствор грязным
или плохо промытым инструмен-
том, он получит неверные результа-
ты, и раствор будет испорчен. Сле-
довательно, и наши с вами грязные
растворы приведут к ошибочным ре-
зультатам опыта. Если вы предприня-
ли все необходимые меры предосторож-
ности, результаты получатся такими.
Вода демине-
рализованная
Вода сладкая
Свечение
лампы
Не светит
Не светит
Светит
Изолятор
Изолятор
Проводник
Вывод
Вода соленая
Вот так сюрприз! Одни жидкости проводят электриче-
ский ток, а другие нет.
Чтобы понять этот феномен, нужно поближе взглянуть на
химический состав разных жидкостей:
—
деминерализованная вода — это чистое вещество: в ней
не содержится ничего, кроме молекул воды с химической
формулой Н2О. Заряженных частиц в этом растворе нет;
—
сладкая вода — это однородная смесь воды и сахара.
Значит, в ней присутствуют молекулы воды (Н2О), а также
молекулы сахара, чаще всего сахарозы (С12Н22О11). Эти моле-
кулы не обладают электрическим зарядом, поэтому данный
раствор не может проводить электричество;
Сахар
Соль

26 Вы сказали «химия»?
—
соленая вода содержит, помимо молекул воды, ионы
натрия (Na+) и хлорид-ионы (Cl–), получившиеся в резуль-
тате растворения соли, хлорида натрия (NaCl). Эти частицы
обладают электрическим зарядом. Раствор проводит электри-
чество.
Следовательно, раствор проводит электрический ток лишь
в том случае, если он содержит электрически заряженные хи-
мические вещества — ионы. Чистые вещества и молекулярные
растворы, которые содержат только нейтральные частицы,
являются очень плохими проводниками, и их называют изо-
ляторами.
Гвоздь
Раствор
Гвоздь
Вооружившись специальной камерой, мы могли бы по-
наблюдать за движением молекул воды и за ионами в на-
шем растворе. Мы бы увидели, что молекулы беспорядочно
движутся, в то время как ионы перемещаются в одном на-
правлении: положительно заряженные ионы направляются
к гвоздю, присоединенному к отрицательной клемме бата-
рейки, а отрицательно заряженные ионы движутся к гвоздю,
присоединенному к положительной клемме батарейки. Бла-
годаря этому передвижению растворы и обладают свойством
проводников.

27
Химия идет в гостиную
2
Химия идет
в гостиную
Гостиная, где собираются все члены семьи для обще-
ния, изобилует примерами химического прогресса. Рас-
слабиться в кресле рядом с камином, в котором потрески-
вают дрова, и посмотреть телевизор — нет ничего более
естественного... и ничего более химического!
Яркий костер
Обогреть дом или квартиру — основная
задача большинства очагов. В сельской
местности зачастую не используют со-
временные источники энергии, такие
как газ и электричество, и отаплива-
ют жилища дровами. Этот факти-
чески неисчерпаемый и эконо-
мичный источник энергии дает
возможность приятно провести
вечер перед камином, в кото-
ром горит красивый огонь и
уютно потрескивают поленья,
окутывая нас мягким теплом. Дан-
ное природное явление, называемое
горением, известно испокон веков, но и оно подчиняется
многочисленным химическим правилам.
Вы
с
к
а
з
а
ли
—
ХИМИЯ?

28 Вы сказали «химия»?
Горение — химические превращения
Чтобы развести огонь, нужно най-
ти, что сжигать (например, дрова), а
также источник горения — как прави-
ло, это огонь зажигалки или спички.
Но действительно ли нужно только
это?
Проделайте это дома
Загорится или не загорится?
Зажгите свечу. Подождите, пока пламя не станет красивым
и ровным, после чего накройте свечу перевернутым стаканом.
Через несколько мгновений пламя ослабнет, а затем и вовсе
потухнет. Этот опыт имеет целью доказать, что наличие сжига-
емого элемента и источника возгорания еще недостаточно для
поддержания огня. Похоже, что нужно еще какое-то вещество,
но какое?
Стакан
Свеча
Поддон

29
Химия идет в гостиную
Помимо дерева или воска и источника тепла, для запу-
ска процесса горения необходимо наличие другого хими-
ческого вещества. Это вещество содержится в воздухе.
Давайте представим себе другой опыт, который будет
гораздо сложнее провести дома. Этот опыт позволит нам
определить необходимую составляющую процесса горе-
ния. Возьмем три горящие свечи и поместим их в закры-
тые колбы: в колбе 1 будет чистый кислород, в колбе 2 —
воздух и в колбе 3 — чистый молекулярный азот. Результат
получится очень показательным: если сравнивать две дру-
гих свечи со свечой в колбе с воздухом (свеча горит нор-
мально), то мы увидим, что в колбе 1 (с кислородом) свеча
горит очень ярко, в то время как в колбе 3 (молекулярный
азот) горение сразу прекращается!
Кислород
Воздух
Молекулярный
азот
Горение очень
интенсивное
(1)
Свеча
для сравнения
(2)
Горение
немедленно
прекращается
(3)
Итак, кислород — это газ, необходимый для горения.
Молекулярный азот не позволяет свече гореть, а воздух
содержит кислород: значит, свеча будет гореть, но горе-
ние будет гораздо менее сильным и ярким, чем в среде,
состоящей только из кислорода.

30 Вы сказали «химия»?
Научная информация
Состав воздуха
Окружающий нас воздух — это смесь нескольких га-
зов: в нем содержится 21% кислорода (О2) и 78% молеку-
лярного азота (N2). Оставшийся 1% составляют различ-
ные газы, в том числе углекислый (CO2). Антуан Лоран де
Лавуазье, французский химик, впервые установил состав
воздуха в XVIII в.
78% молекулярный азот
21% кислород
1% другие газы, в том числе:
0,9% аргон, 0,038% углекислый газ
В обоих случаях, и в колбе с воздухом, и в колбе с кис-
лородом, свеча в конце концов потухнет. Однако останет-
ся воск: свеча выгорит не полностью. Просто закончится
кислород. Не нужно быть прорицателем, чтобы предска-
зать, что сначала потухнет свеча в колбе с воздухом, а за-
тем — свеча в колбе с кислородом!
1%
78%
21%

31
Химия идет в гостиную
Таким образом, в данном опыте расходуются два хими-
ческих вещества: воск и кислород. Вместо них образуются
новые вещества, среди которых можно обнаружить диок-
сид углерода (углекислый газ) — газ без цвета и запаха и
воду в виде пара. Следовательно, процесс горения — это
химическое превращение!
Основная польза горения — это то, что в процессе об-
разуется тепло: огонь камина обогревает дом, масло на-
гревает электрорадиатор, газ в плите или угли мангала
позволяют приготовить еду. Такие химические превраще-
ния называют экзотермическими, поскольку они сопро-
вождаются выделением тепла, интенсивность которого
варьируется в зависимости от топлива.
Человек открыл огонь,
но прошло еще очень много
времени, прежде чем он
изобрел...
Огнетушитель!

32 Вы сказали «химия»?
История треугольника...
Итак, чтобы наблюдать процесс горения, нужно объ-
единить три элемента:
• топливо, то есть вещество, способное гореть (дерево,
бумага, газ и пр.);
• вещество, поддерживающее горение, — вещество,
без которого горение невозможно и которое поглощается
в процессе химического превращения (в нашем случае —
кислород воздуха);
• источник высокой температуры, запускающий про-
цесс горения (спичка, электрическое короткое замыка-
ние, искра и т.д.) .
Таким образом, ученые говорят о треугольнике огня:
три его вершины соответствуют трем условиям, необхо-
димым для горения.
Активация
(пламя, искра, тепло)
Поддержание горения
(кислород воздуха)
Топливо
(газ, вещество, дерево и т.д .)
Именно на этом принципе основываются способы
борьбы с огнем: залить пламя водой, чтобы потушить по-
жар. Мы делаем это инстинктивно? Конечно. Но это не
всегда эффективно, поскольку все зависит от происхож-
дения огня.

33
Химия идет в гостиную
Батарейки
Огромному числу переносных приборов, использу-
емых в повседневной жизни, необходим собственный
источник энергии. Это относится к пультам дистанцион-
ного управления, радио, плеерам, а также к мобильным
телефонам, которые утратили бы всю свою мобильность,
если их пользователю придется сидеть, как на привязи, со
шнуром возле розетки.
Каждый день мы нуждаемся в источниках энергии
в виде аккумуляторов или обычных батареек. С научной
точки зрения все эти предметы относятся к разряду элек-
трохимических генераторов. Это умное слово означает,
что электроэнергия является результатом химического
превращения. Итак, батарейка — это прежде всего сово-
купность веществ (твердых или жидких), то есть реаген-
тов, которые вступают в превращения, обмениваясь элек-
тронами.
Батарейка

34 Вы сказали «химия»?
И Вольта ввел мир в курс дела!
Батарейки
существуют
благодаря
лягушкам!
Конечно же,
нет!
Открытие батареек началось с научного спора между
биологом Луиджи Гальвани (1737–1798) и физиком Алес-
сандро Вольта (1745–1827) в конце XVIII столетия. Пер-
вый, исследуя полученные при препарировании органы
лягушки, заметил, что прикосновение металлического
скальпеля к мышцам бедра вызывает судорогу конечности.
Нет контакта — нет судороги, но с каждым новым контак-
том спазм наблюдался снова. Так Гальвани пришел к за-
ключению, что существует «животная» энергия. Вольта,
полностью отрицавший такую трактовку, полагал, что су-
ществует внешний источник энергии, передаваемой мыш-
це лягушки. Он подтвердил свою теорию, доказав важность
использования металлических предметов в опыте: крючка
или металлической пластины. На крючок подвешивалась
отрезанная скальпелем (имеющим также металлическую
природу) мышца лягушки. По его мнению, именно кон-
такт двух металлов с солевым раствором (жидкости в ля-
гушке!) приводил к выработке электроэнергии.
Чтобы доказать свою теорию, Вольта построил баш-
ню из медных и цинковых пластин (с. 35). Но не простую
башню: поверх пластины из меди лежала прокладка сукна

35
Химия идет в гостиную
Положительный
полюс
Отрицательный
полюс
Медь
Цинк
Прокладка из
сукна, пропитанная
рассолом
(промокашка), пропитанная рассолом (очень концентри-
рованным раствором хлорида натрия — соленой водой),
затем пластина из цинка в непосредственном контакте
с медным диском, еще одна промокашка и так далее в том
же порядке. Между верхом и низом этой металлической
башни можно было измерить напряжение. Так Вольта
создал первую электрическую батарейку, получившуюся
при наложении друг на друга металлических пластин и
прокладок из сукна. Название возникло благодаря форме
(фр. рile – стопка, кипа, батарея. – Примеч. пер.).
Принцип устройства батарейки Вольта
Но где же тут химия...
Как мы уже упоминали, при некоторых химических
превращениях высвобождается энергия. Часто эта хими-
ческая энергия высвобождается в виде тепла, как в случае
с горением. В других случаях химическая энергия преоб-
разовывается в электрическую.
Металлы (как и все атомы) обладают электронами, не-
которые из которых более или менее легко оторвать.

36 Вы сказали «химия»?
Проделайте это дома
Батарейка из лимона
Возьмите кусочек цинка (от водосточного желоба или кро-
вельного материала) или металлическую скрепку, а также кусо-
чек очищенного от изоляции медного провода. Воткните эти
кусочки металла в свежий лимон и с помощью проводов присо-
едините их к светодиоду. Если лимон свежий, а контакты уста-
новлены правильно, диод будет слабо светиться. Так вы смасте-
рите свою первую батарейку!
Светодиод
Кусочек меди
Свежий
лимон
Кусочек цинка на
кончике скрепки
В случае таких металлов, как медь и цинк, возможен
спонтанный обмен электронами. Это явление, называ-
емое гальванической коррозией, означает, что один из
металлов разрушается (он перейдет в раствор в форме ио-
нов), а другой сохраняется.

37
Химия идет в гостиную
Если соединить два разных металла электрическим
проводом и лампой, электроны могут через них переме-
щаться от одного металла к другому. Так появляются элек-
троны, которые циркулируют во внешней цепи, то есть
течение электронов и, следовательно, электрический ток.
В этом и заключается суть электрического тока: электро-
ны движутся по проводам, свободно перемещаются, по-
кидают отрицательную клемму батарейки и перемещают-
ся к положительной клемме. На своем пути они проходят
через приемник, например лампу, в которой электроэнер-
гия преобразуется в свет.
Для циркуляции электронов нужно, чтобы цепь была
замкнута, то есть необходимо, чтобы два куска металла
были погружены в раствор-проводник (например, в ли-
монный сок).
Диод
Электрон
Химическое
превращение,
расходующее
электроны
Химическое
превращение,
высвобождающее
электроны
Электроны, отданные клеммой -, должны при-
соединиться к клемме + : они перемещаются по
электропроводу и проходят через диод.
Батарейки, которыми мы пользуемся, не содержат
лимона! Однако принцип их действия такой же. Всегда
необходимы два металла-проводника, контактирующие
через раствор-проводник. Например, в гальваническом
элементе Даниэля — Якоби используются медь и цинк,
опущенные в раствор, содержащий соответственно ионы
меди и ионы цинка.

38 Вы сказали «химия»?
Таким образом, химические превращения происходят
с каждым из металлов: цинк растворяется, а масса меди
увеличивается, и это сопровождается перемещением
электронов, то есть протеканием электрического тока.
В продаже мы видим главным образом солевые и ще-
лочные батарейки. Солевые батарей-
ки состоят из углеродного стерж-
ня-проводника (положительная
клемма батарейки), который
«купается» в геле на основе
оксидов марганца. Цинковый
корпус батарейки выполняет
функцию отрицательной клем-
мы. Оба элемента (углеродный
стержень + гель с одной стороны и цинк
с другой) отделены друг от друга гелем из смеси хлорида
аммония и хлорида цинка, который обеспечивает ионную
проводимость, как лимонный сок в самодельной батарей-
ке. Способные обеспечить напряжение 1,5 В, эти бата-
рейки не содержат неудобных при переноске жидкостей,
поэтому их называют сухими.
Металлическая кнопка
(клемма +)
Оксид марганца
(IV)
Углеродный стержень
Цинковый корпус
Гель хлорида
аммония
Металлический поддон (клемма –)
лимон

39
Химия идет в гостиную
По той же схеме сделаны и батарейки, называемые
щелочными или алкалиновыми: они содержат концен-
трированный щелочной гель (желеобразный карбонат ка-
лия KOH). У этих батареек более продолжительный срок
службы, чем у солевых, и они стоят дороже. В магазинах
представлено большое разнообразие батареек, которые
постоянно меняются, чтобы соответствовать современ-
ным требованиям. Так, литиевые батарейки, лишь немно-
го уступая в емкости обычным батарейкам, могут прослу-
жить в два раза дольше.
Ой
Сегодня во Франции продается более 950 миллионов ба-
тареек в год (то есть 27 000 тонн), из которых в переработ-
ку отправляется лишь треть — и это несмотря на огромное
число пунктов сбора. Для примера: одна-единственная ртут-
ная батарейка-таблетка, выброшенная на землю, отравляет
собой 1 м3 почвы и 1000 м3 воды на протяжении 50 лет! Это
загрязнение не безобидно для человека и может вызывать,
среди прочего, заболевания почек и дыхательных путей, не-
врологические заболевания. Поэтому ученые заняты разра-
боткой нового поколения батареек, которые будут содержать
менее опасные химические составляющие, чем ртуть, но при
этом обладать схожими характеристиками. Например, боль-
шая часть батареек в наших часах сегодня функционирует на
основе оксида серебра.
От маркера до плазменного экрана:
флуоресценция
Жидкокристаллические (см. с. 128)
или плазменные плоские экраны — не-
пременный атрибут последних несколь-
ких лет. Прощайте, тяжелые и объемные
катодные трубки — освобождайте место экс-
тра-плоским телевизорам, торжеству инноваций и но-
вых технологий. Однако, как и катодные трубки, этот
столь модный объект основывается на открытии XIX в. —
флуоресценции!

40 Вы сказали «химия»?
Почему мы не видим в темноте?
Если мы закроемся в комнате и плотно задернем зана-
вески, то перестанем различать предметы, за исключени-
ем эерана мобильного телефона, сравнимого с маленькой
лампой. Всем известно: чтобы увидеть предмет, нужно,
чтобы он был освещен, если, конечно, он сам не светится.
С
в
е
т
л
я
ч
к
и
:
е
с
т
е
с
т
в
е
н
н
о
е
о
с
в
е
щ
е
н
и
е
Чтобы увидеть предмет, нужно, чтобы исходящий от
него свет проникал в глаза наблюдателя. Если речь идет
о предмете, который светится сам, то все просто. Но для
большинства окружающих нас предметов нужно, чтобы
они были освещены, то есть отражали часть полученного
света во всех направлениях, и особенно в наши глаза.

41
Химия идет в гостиную
Великие открытия
Разноцветный белый свет...
В 1666 г. Исаак Ньютон (1643–1727), известность которо-
му принесла легенда о его отдыхе под яблоней, очень интере-
совался белым светом. Если пропустить пучок белого света
сквозь призму, то можно наблюдать на стене за вереницей
разноцветных огоньков. Итак, становится понятно, что бе-
лый свет состоит из множества цветов и представляет собой
все цвета радуги! Призма позволяет их разделить, поскольку
каждый цвет преломляется по-разному!
Ньютон проводил этот опыт несколько раз и пришел
к выводу, что разноцветные огоньки всегда появляются в од-
ном и том же порядке: красный цвет преломляется меньше
всего, а за ним следуют оранжевый, желтый, зеленый, голу-
бой, синий и фиолетовый. Этому разделению цветов Ньютон
дал название «спектр».

42 Вы сказали «химия»?
Открытие Ньютона позволяет проникнуть в сложную
природу света: предмет является зеленым потому, что он
отражает, или излучает, по направлению к глазу наблю-
дателя зеленый свет и поглощает или не излучает другие.
Таким образом, цвет предмета зависит прежде всего от
света, который его освещает. Направим на зеленое ябло-
ко красный свет — и яблоко покажется нам черным: наше
зеленое яблоко может отражать только зеленый свет. Если
на него падает красный свет, яблоко поглощает его и не
отражает в направлении нашего глаза вообще ничего!
Падающий
свет
Рассеиваемый
свет
Зеленый
Мозг
Глаз
Предмет (зеленое яблоко)
Зеленое яблоко, освещаемое белым светом,
поглощает все цвета, из которых состоит белый свет,
за исключением зеленого, который оно рассеивает
во всех направлениях, в том числе в направлении
нашего глаза.

43
Химия идет в гостиную
Флуоресценция — история щедрости
Первые работы, описывающие феномен флуоресцен-
ции, относятся к 1565 г. В то время испанский врач Ни-
колас Монардес (1493–1588) заметил, что настойка дре-
весных стружек Lignum nephriticum при определенных
условиях принимает синеватый оттенок. Несмотря на
многочисленные наблюдения, разгадать этот феномен не
удавалось.
Лишь в 1852 г. с появлением публикаций профессора
Кембриджа сэра Габриеля Стокса (1819–1903) была рас-
крыта тайна данного явления. С помощью призмы Стокс
расщепил в темном помещении солнечный свет и по-
местил пробирки с раствором хинина в разные области
спектра. Красный, затем оранжевый, желтый, зеленый и
синий... В этой части спектра раствор вел себя как вода.
Зато в фиолетовых цветах и за пределами фиолетового,
в той области, в которой наш глаз не различает световое
излучение, раствор хинина излучал синий свет!
ИК-спектр
УФ-спектр
Крас-
ный
к
о
ж
г
с
ф
С
и
н
и
й
з
Невидимое
Невидимое
Видимая область спектра
И
н
ф
р
а
к
р
а
с
н
о
е
У
л
ь
т
р
а
ф
и
о
л
е
т
Оран-
жевый
Жел-
тый
Зеле-
ный
Голу-
бой
Синий Фиоле-
товый

44 Вы сказали «химия»?
Так Стокс доказал, что это излучение света связано
с поглощением хинином ультрафиолетовых (УФ) лучей,
невидимых для нашего глаза. Поглотив ультрафиолетовое
излучение, хинин затем испускает свет в видимой области
спектра.
Ой
Газированные напитки называются тониками за харак-
терный горьковатый вкус, который им придает хинин. По-
мещенные под ультрафиолетовую лампу, эти напитки, бес-
цветные в белом свете, принимают синеватый оттенок, что
связано с флуоресценцией хинина. Это явление особенно
хорошо известно любителям ночных клубов.
Согласно принципу видения цветов предмет, который
не отражает никакого света, кроме зеленого, кажется зе-
леным при естественном освещении. Если помимо этого
отраженного света зеленый предмет может флуоресциро-
вать, испуская дополнительный свет в результате преоб-
разования ультрафиолетового излучения, он кажется нам
гораздо ярче, чем предмет того же цвета, но не флуорес-
центный. То есть наш флуоресцентный маркер очень
щедр!
Флуоресценция относится к процессам фотолюминес-
ценции, то есть излучения света после первоначального
светового возбуждения. В самом деле, флуоресценцию
можно наблюдать лишь тогда, когда предмет освещен:
чтобы казаться флуоресцентным, маркеру необходимо
поглощать свет. Поместите предмет в темноту — и вы его
совсем не увидите!

45
Химия идет в гостиную
Естественный
свет
Естественный
свет
Зеленый свет
Зеленый свет
Дополнительное
излучение
Зеленый предмет
Зеленый флуоресцентный предмет
Ой
Вопреки общепринятому мнению фтор не флуоресцентен!
В 1852 г. Стокс установил, что кристаллы флюорита, содержа-
щие фторид кальция, ведут себя как раствор хинина. Поэтому
он решил назвать этот феномен термином флуоресцентный.
На деле же флуоресценция флюорита связана с присутствием
примесей в кристаллах и не имеет никакой связи с наличием
фтора.

46 Вы сказали «химия»?
Научная информация
Эксперты ведут расследование
Вымысел это или реаль-
ность, но нередко можно
увидеть, как полицейски-
е-криминалисты, наце-
пив на нос оранжевые
очки, тщательно изу-
чают место престу-
пления с ультрафи-
олетовой лампой. В
их арсенале есть и флу-
оресцентные порошки, позволя-
ющие обнаружить отпечатки пальцев. Детали отпечатков,
увиденных под ультрафиолетовой лампой, получаются
более точными, чем отпечатков, полученных с помощью
классического порошка углерода. Оранжевые очки позво-
ляют отфильтровать голубую флуоресценцию, которую
имеют носители отпечатков (бумага, белье) благодаря при-
сутствию оптического отбеливателя, а также усилить кон-
трастность и защитить глаза.
Неоновая трубка и плазменный экран:
та же битва!
Принцип работы плазменных экранов действительно
относительно прост: каждый пиксель — это как будто на-
бор из трех крошечных флуоресцентных ламп, каждая из
которых излучает один из основных цветов: красный, зе-
леный или синий. Смешивая эти три цвета, мы получаем
множество оттенков.
П
Р
Е
Д
М
Е
Т

47
Химия идет в гостиную
К
р
а
с
н
ы
й
З
е
л
е
н
ы
й
С
и
н
и
й
Здесь применяется тот же принцип, что и во флуорес-
центных трубках, которые также называют неоновыми.
Стеклянные
трубки, покрытые
флуоресцентными
порошками и
содержащие пары ртути
Электрод
Пары ртути находятся в запаянной стеклянной трубке,
на краях которой располагаются маленькие металличе-
ские стержни — электроды. Если приложить к этим элек-
тродам сильное электрическое напряжение (несколько
сотен вольт), пары ртути превратятся в плазму, или иони-
зированный газ.
Ой
Неоновые трубки белого цвета уже давно содержат не
неон, а только пары ртути. Но историческое название оста-
лось, ведь речь, в конце концов, идет об общепринятом тер-
мине!

48 Вы сказали «химия»?
Научная информация
Что такое плазма?
При обычных обстоятельствах газ, например воздух
или пары ртути, является очень хорошим электрическим
изолятором. Под действием сильного электрического
напряжения от атомов, из которых состоит газ, отрыва-
ются электроны: получается ионизированный газ, то есть
смесь, содержащая свободные электроны и положитель-
ные ионы. Такой газ (ионизированный) похож на жид-
кость с отличными качествами проводника. Такую жид-
кость называют плазмой.
Под действием сильного электрического напряжения
плазма перемешивается: отрицательные электроны дви-
жутся к положительной клемме трубки, а положительные
ионы, напротив, притягиваются отрицательным электро-
дом. Прикладываемое к электродам напряжение меняет
свой знак с плюса на минус 50 раз в секунду. Такое напря-
жение называют переменным. Электроды поочередно ме-
няют знак: плюс, затем минус, затем снова плюс и т. д.

49
Химия идет в гостиную
Поскольку электроны и положительные ионы меняют
направление движения при каждой резкой смене поляр-
ности электродов, плазма непрерывно перемешивается.
В процессе перемещений частицы ударяются друг о друга.
При соударении ион приобретает энергию, которую утра-
тил вследствие выброса фотона, то есть света.
Аэтоутебя
какая диета?
К сожалению, свет, выделяемый плазмой, невидим:
здесь речь идет об ультрафиолетовых лучах. Преобра-
зовать это невидимое излучение в видимое? Нет ничего
проще — нужно лишь воспользоваться флуоресценцией!
В случае с бытовыми трубками стенки неонового
устройства (неоновой лампы) покрыты порошком, чув-
ствительным к ультрафиолетовым лучам, который излу-
чает белый свет. Этот порошок представляет собой смесь
трех флуоресцентных веществ: одно светится красным,
второе — зеленым и третье — синим . Под воздействием
ультрафиолетового излучения вещества испускают эти
три цвета, что и дает визуальное ощущение белого.
В случае с плазменным экраном флуоресцентные по-
рошки, или сцинтилляторы, не смешаны между собой,
а помещены рядом друг с другом в крошечные полости,

50 Вы сказали «химия»?
каждая из которых имеет два электрода. Используемый
газ состоит не из паров ртути, а из ксенона (символ Xe),
относящегося к классу инертных газов. Под воздействием
мощного переменного напряжения в полостях образуется
плазма. Она испускает ультрафиолетовые лучи, которые
попадают на сцинтилляторы, расположенные вглубине
каждой полости. Таким образом излучается окрашенный
свет, который проходит через стекло, и его видит потре-
битель.
Лицом к экрану
Электрод
Электрод
Плазма
Плазма
Плазма
Электрод
Электрод
Электрод
Электрод
Стекло
Пиксель
(или сцинтиллятор)
красный
Пиксель
(или сцинтиллятор)
зеленый
Пиксель
(или сцинтиллятор)
синий
Три цвета в плазменном экране
Полимеры в повседневной жизни
ПЭ, ПЭТ, ПВХ, ПП, ПС... Сколько же аббревиатур
мы находим на многочисленных предметах повседневно-
го обихода! Мы уже даже не обращаем на них внимания,
ведь эти пластиковые материалы окружают нас со всех
сторон. Упаковка, водопроводные трубы, автомобильные
запчасти, компьютеры, диски, емкости, банковские кар-
ты, одежда. Наш быт — это сплошной пластик. И боль-
шинство этих пластиковых предметов являются проду-
манными творениями и созданы в лабораториях...

51
Химия идет в гостиную
П
Э
П
Э
Т
П
В
Х
П
П
П
С
C
л
о
в
а
р
ь
История пластика
С 1950 г. химическая промышленность по производ-
ству пластика не прекращает своего развития. В начале
2000-х гг. пластиковых материалов производилось боль-
ше (140 миллионов тонн во всем мире), чем, например,
алюминия (26 миллионов тонн во всем мире). В то время
как производство стали переживает застой, производство
пластика вступило в эру бурного роста в основном благо-
даря разным сферам деятельности, жаждущим заполучить
этот неиссякаемый материал.
Но история пластика началась не в 1950 г. Первым ис-
кусственно созданным синтетическим пластиком был по-
ливинилхлорид (ПВХ). Его несколько раз открывали слу-
чайно, но в 1838 г. отцом этого пластикового материала
назвали Анри-Виктора Реньо (1810–1878), французского
химика и физика. Открытие долго не использовалось, и
лишь в 1880 г. было по-настоящему налажено производ-
ство ПВХ. Вслед за этим в 1890 г. было начато произ-
водство вискозы из хлороформа и ацетата целлюлозы,
в 1900-х гг. – целлофана, в 1930-х – винилового полимера
метилметакрилата, более известного как Plexiglas®, а так-
же полистирола и полиамида.

52 Вы сказали «химия»?
Научная информация
Нейлон может все
Нейлон — это полимерный
материал из семейства поли-
амидов. Открытое в 1940-х гг.1
в США, это соединение поначалу
использовалось для производства
зубных щеток, а позднее одежды,
например знаменитых нейлоно-
вых чулок. С началом войны в
США из нейлона, легкой и плот-
ной материи, стали создавать па-
рашютные ткани.
Полимеры и их синтез
Как видно из названия, пластмассы — это «поли-что-
то-там». В химии этот класс соединений называют общим
термином полимеры. С этимологической точки зрения
это указывает на то, что они состоят из многочисленных
(поли) частиц или оснований (меры), то есть последо-
вательности мономеров. Если использовать аналогию
с конструктором Lego, то мономер — это кирпичик, ко-
торый присоединяют к другим похожим кирпичикам
громадное число раз. Получившаяся длинная цепь — это
полимер, состоящий из одного и того же основания, по-
вторяющегося многие десятки и тысячи раз. Природа по-
лимера искусственная, следовательно, его физические и
химические свойства зависят от используемого мономера:
стирола в случае полистирола, винилхлорида в случае по-
ливинилхлорида и т.д .
Нейлон
1
Неточность оригинала. Синтез 66-монополимера (нейлон) впервые
был проведен 28 февраля 1935 года У. Карозерсом, главным хими-
ком исследовательской лаборатории американской компании DuPont
(«Дюпон»). Широкой общественности об этом было объявлено 27 ок-
тября 1938 года.

53
Химия идет в гостиную
Проделайте это дома
Биополимеризация
Молоко, которое мы пьем каждый день, можно исполь-
зовать в качестве исходного вещества для синтеза полиме-
ров. Вопрос состоит в превращении этого вещества.
Смешайте в салатнице 100 мл обезжиренного молока и
10 мл уксусной кислоты (лучше всего уксус из белого вина).
Под воздействием кислоты молочный белок затвердеет
(выпадет в виде плотного осадка). Чтобы ускорить это хи-
мическое превращение, осторожно нагревайте смесь, пока
не появится достаточное количество плотных фрагментов.
С помощью марли или обычного тонкого носового плат-
ка профильтруйте смесь. Нас интересует только плотный
осадок. Выжмите из него как можно больше жидкости.
Полученный полимер — галалит
—
затвердеет в процессе
высыхания. Для этого кухонной скалкой раскатайте по-
лученную массу по тарелке и поставьте тарелку в духовку
(80 °С) на час (пока полимер не станет сухим и твердым).
Полученный материал можно нарезать, отполировать, рас-
красить и даже покрыть лаком! Вы создали свой собствен-
ный биополимер!
Фабрика
биополимеров
В
х
о
д
д
л
я
п
е
р
с
о
н
а
л
а

54 Вы сказали «химия»?
Используемые мономеры — это маленькие молекулы,
с химической точки зрения достаточно гибкие, которым
требуется лишь маленький толчок, чтобы заставить их
присоединиться к другим мономерам. Эти реакции про-
ходят как в присутствии другого химического вещества,
которое служит активатором полимеризации, так и при
высоких температурах или в ходе фотохимической реак-
ции (облучение светом дает системе достаточно энергии,
чтобы вызвать реакцию) для фотополимеризации.
Полученные таким образом полимеры обладают эла-
стичными свойствами, то есть их можно деформировать.
Чаще всего полученные полимеры затем термоформуют
(придают желаемую форму при высокой температуре),
экструдируют (раздувают по стенкам формы, получая по-
лую форму, как бидон), вспенивают (как полистирол, из
которого делают более или менее крупные шарики, пред-
назначенные для упаковки) или прессуют (чтобы получить
компактные и легкие пленки, например для изоляции).
Био-
полимер

55
Химия идет в гостиную
Проделайте это дома
Когда свет информирует о химическом составе!
Расщепление света (света Солнца, лампы накаливания,
флуоресцентной трубки и пр.) дает информацию о химическом
составе источника света. Данная техника анализа, широко рас-
пространенная среди астрономов, впервые была использова-
на в 1865 г. двумя немецкими учеными, Робертом Бунзеном
(1811–1899) и Густавом Кирхгофом (1824–1887), с целью опре-
делить химический состав Солнца. Спектр можно получить
как с помощью призмы, так и с помощью круга. Такие радуж-
ные круги создают микронити CD и DVD.
Как создать спектроскоп с помощью CD?
Возьмите картонную коробку из-под печенья и чистый
CD. С одного края коробки с помощью канцелярского ножа
и в присутствии взрослых сделайте надрез, который пропустит
в устройство тонкий луч света. С другого края коробки сделай-
те надрез под углом 60°, как показано на рисунке, чтобы вста-
вить в него CD, а отверстие сверху большего размера позволит
вам наблюдать за происходящим.
Отверстие
для света
Чистый CD
Отражающая
сторона (нижняя
сторона CD)
Наблюдайте спектр, на который разложится естественный
свет. Не наводите устройство прямо на Солнце — просто по-
ложите спектроскоп внешней стороной к нему в ясную погоду.

56 Вы сказали «химия»?
Также проведите опыт, положив перед отверстием для света
флуоресцентную лампу дневного света, так называемую энер-
госберегающую лампочку. Сравните оба спектра.
Интерпретация спектра флуоресцентной лампы
Спектр естественного света непрерывный: как и в историче-
ском опыте Ньютона, мы наблюдаем ряд цветных полос в по-
рядке цветов радуги.
Красный
Красный
Желтый
Синий
Синий
Голубой
Зеленый
Зеленый
Оранжевый
Что касается спектра флуоресцентной лампы дневного све-
та, то он показывает лишь красные, зеленые и синие полосы!
Это дискретный (периодический) спектр, представляющий
собой чередование «черных» и цветных полос.
Если свет, излучаемый энергосберегающими лампами,
кажется белым, это не имеет ничего общего с белизной есте-
ственного света. Это лишь смешение трех цветов света: крас-
ного, зеленого и синего. Флуоресцентные компактные лампы
работают по тому же принципу, что и неоновые трубки, кото-
рые мы уже хорошо знаем. Таким образом, белый порошок, ко-
торый мы видим на стеклянной трубке флуоресцентных ламп,
на самом деле результат сочетания трех цветов, и как только
мы начнем разлагать этот кажущийся белым свет на составля-
ющие, то получим три световых луча со свойствами порошка,
который и составляет это сочетание.

57
Молекулы на кухне
3
Молекулы
на кухне
Производство мороженого, приготовление маринада,
выпечка пирога в духовке... И здесь снова почти все —
химия. Наша кухня представляет собой разновидность
научной лаборатории, а рецепты — подробное описание
этапов, необходимых для правильного протекания хими-
ческих превращений.
Чай или кофе?
Каждое утро один и тот же обряд: сонные, мы стоим
напротив кофе-машины, чтобы приготовить себе завтрак.
Мы осторожно меняем фильтр в кофеварке с молотым
кофе или кладем капсулу с кофе в кофе-машину. Каким
бы ни был метод, выбранный для приготовления кофе,
ароматы и кофеин, столь высоко ценимые потребителя-
ми, попадают в нашу чашку химическим путем.
Во Франции кофе традиционно готовится с помощью
фильтрации. Горячая вода медленно циркулирует внутри
фильтра, наполненного молотым кофе, стекает под воз-
действием гравитации и собирается под фильтром в ко-
фе-машине. Эта процедура позволяет извлекать из кофе
вещества, растворимые в воде (ароматические вещества,
кофеин), полностью сохраняя в фильтре нерастворимые
частицы молотого кофе. Таким образом, здесь речь идет
о свежем фильтрованном кофе.

58 Вы сказали «химия»?
Чай или
кофе?
Ой
Поначалу в качестве фильтра для кофе использовали но-
сок, откуда и пошло выражение «сок из носка» — так фран-
цузы говорят о плохом кофе.
Эта техника, хорошо знакомая химикам, напоминает
фильтрацию, которую они используют, чтобы отделить
различные компоненты неоднородной смеси, то есть сме-
си, компоненты которой можно различить невооружен-
ным глазом.
Научная информация
Как отделить?
Декантация — является методом гравитационного раз-
деления. Неоднородная смесь отстаивается, при этом ее
составляющие, более плотные, чем вода, опускаются на дно
(гравий), а более легкие всплывают на поверхность (масло,
нефть). Эта техника применяется в лабораториях и на заво-
дах по обработке сточных вод (отделение масел, песка).

59
Молекулы на кухне
Декантация грязной воды
Частицы во взвешен-
ном состоянии
Частицы в осадке
Что касается фильтрации, то в этом случае смесь, кото-
рую следует профильтровать, медленно протекает сквозь
бумажный фильтр. Мелкие плотные частицы задерживают-
ся в фильтре. Чтобы запустить процесс фильтрации, нужно,
чтобы хоть один из компонентов был твердым.
Бумажный фильтр
Осадок
Фильтрат
Воронка
Пробирка
Пробирка
Раствор
для фильтрации

60 Вы сказали «химия»?
Также вы можете приготовить кофе
с помощью техники настаивания, а за-
тем декантации. Этот метод (ве-
роятно, самый древний из всех)
пережил в последние годы воз-
рождение благодаря популяр-
ности френч-пресса. Кофе
помещается во френч-пресс и
заливается кипятком. Со вре-
менем частицы кофе медленно
опускаются на дно колбы. Для
ускорения этого процесса ис-
пользуют поршень. Состоящий
из очень тонкой металлической
решетки, он позволяет быстрее от-
делять напиток от гущи или кофе от
осадка.
Различные варианты эспрессо (от итал. espresso; во
французском «выжатый под давлением») получаются
с помощью инфильтрации (просачивания) под высоким
давлением. Вещества извлекаются из кофе водой под дав-
лением, что обеспечивает быстрое приготовление кофе.
Эспрессо известен своим крепким ароматом. Все дело
в пене: микропузырьки воздуха, из которых состоит пена
эспрессо, наполнены летучими ароматами, которые про-
буждают наше обоняние даже прежде, чем мы попробуем
кофе на вкус.

61
Молекулы на кухне
Кофе содержит почти 800 молекул, ответственных за
ароматы, а также кофеин. Отлично растворимая в воде,
эта смесь обладает, среди прочего, стимулирующими свой-
ствами. Именно по этой причине данный напиток чаще
всего пьют с утра или в рабочие часы. Декофеинизирован-
ный кофе, или кофе без кофеина, позволяет наслаждаться
вкусом кофе без стимулирующего эффекта, поскольку су-
щественная часть кофеина из него извлечена.
Научная информация
Кофеин — молекула с «изюминкой»!
Молекула кофеина состоит из
8 атомов углерода (С), 10 атомов
водорода (Н), 4 атомов азота (N)
и 2 атомов кислорода (О). Ее
химическая формула выглядит
так: С8Н10N4O2.
Молекула кофеина
Во время приготовления кофе уровень вытяжки кофеи-
на возрастает по мере увеличения продолжительности кон-
такта с водой. Таким образом, при одних и тех же услови-
ях и в противоположность бытующему мнению, эспрессо
возбуждает меньше, чем фильтрованный кофе, поскольку
продолжительность контакта кофе с водой меньше.
Зато если увеличить площадь контакта кофе с водой,
например, используя более мелкий помол кофе, уровень
кофеина в полученном кофе окажется выше.

62 Вы сказали «химия»?
Итак, чтобы получить хороший кофе без
излишков кофеина, необходимо одновре-
менно следить и за продолжительностью
приготовления, и за площадью контакта
с водой. Вода между частицами молотого
кофе должна циркулировать как можно
быстрее, и поверхность контакта между
этими двумя элементами должна быть мак-
симальной. Этот метод чаще всего применя-
ется в кофеварках, которые известны тем, что позволяют
получить самый лучший кофе, который часто квалифи-
цируется как «лучший кофе из кофейни».
Что касается растворимого, или сублимированного,
кофе, предпочитаемого некоторыми потребителями, то
его готовят с помощью обезвоживания. Чтобы лучше со-
хранить аромат, кофе очень мелкого помола смешивают
с водой, а затем фильтруют. Полученный таким образом
фильтрат, содержащий воду, ароматические вещества и
кофеин, замораживается и сублимируется: вода перехо-
дит из твердого состояния сразу в газообразное. В кофе
остаются лишь вещества, представляющие интерес, кото-
рые и оказываются в чашке в результате простого раство-
рения в горячей воде...
А как приготовить чай?
Чтобы приготовить чай, требуется лишь
его настоять: листья чая или фрагменты
листьев в пакетике помещают в чашку,
заливают кипятком и оставляют на от-
носительно долгое время. В процессе
настаивания вода медленно остывает, и
душистые вещества, содержащиеся в ли-
стьях чая, постепенно растворяются в воде.

63
Молекулы на кухне
Ой
Теин, открытый в 1827 г., является одной из самых извест-
ных составляющих чая. Лишь в 1898 г. ученые заметили, что на
самом деле речь идет о той же молекуле, что и кофеин, – моле-
куле из семейства алкалоидов.
Удивительно, но при одинаковом весе чай содержит боль-
ше кофеина, чем кофе.
Огромная часть кофеина, содержащегося в чае, не ус-
ваивается организмом, поскольку в чае в очень большом
количестве присутствуют танины (макромолекулы, со-
держащиеся в овощах), замедляющие усвоение кофеина.
Хлебопекарные дрожжи против
химического разрыхлителя...
Пекарь и его дрожжи...
Пекарь хорошо известен своим вкусным хлебом и вос-
хитительными плюшками с корицей, а также хлебопе-
карными дрожжами. Чтобы приготовить тесто, которому
предстоит подняться, а затем поджариться, они использу-
ют определенное количество дрожжей. То, что наш уме-
лец добавляет в тесто, на самом деле является грибками
(saccharomyces cerevisiae) из большой биологической се-
мьи дрожжей.
Чтобы жить, эти дрожжи поглощают глюкозу (сахар),
способствуют ее распаду (деградации) и превращают ее
в энергию. В процессе деградации глюкозы дрожжи вы-
рабатывают этанол (спирт, который улетучится во время
выпечки) и газ — диоксид углерода.

64 Вы сказали «химия»?
Чтобы ускорить работу «свежих» дрожжей, используе-
мых в кухне, можно применить маленькую хитрость: по-
местить их в сладкую воду. Там они будут окружены глю-
козой и вступят в реакцию гораздо быстрее.
Ой
Первые шаги пастеризации...
Луи Пастер (1822–1895) начал свою научную карьеру
с изучения кристаллографии (пространственное расположе-
ние и свойства кристаллов) и с подробного изучения класса
соединений, называемых тартраты (соли винной кислоты).
Однажды на поверхности образцов он заметил плесень.
С этого момента область его интересов изменилась: он обра-
тился к изучению самостоятельного мира реакций, не только
химических, но и биологических. Так Пастер встал на путь,
ведущий к открытию ферментации, а позднее и пастериза-
ции.
На практике — как дрожжи делают
тесто воздушным?
Это довольно просто. Дрожжи, эти маленькие грибки,
если тесто хорошо перемешать, равномерно распределя-
ются по всей смеси. Газ, возникающий в процессе фер-
ментации, выделяется в виде мелких пузырьков, которые
разрыхляют тесто и создают огромное число крошечных
полостей. Тесто становится воздушным, хотя в шариках
содержится не воздух, а углекислый газ!
Наконец, выпечка хлеба — это смертный приговор
дрожжам, которые не выдерживают температуру в 180 °С.

65
Молекулы на кухне
Проделайте это дома
Хлебопекарные дрожжи: вот так пена!
Дрожжи из пакетика смешайте с теплой водой и неболь-
шим количеством меда или сахара и поставьте в теплое место
в кухне (наверх мебели, поскольку теплый воздух поднимается
вверх, или на батарею). Через несколько минут вы заметите,
что на поверхности образуется пена — а это верное доказатель-
ство того, что дрожжи вступили в реакцию!
Добавьте в эту заготовку муки и воды, и через несколько
часов вы получите очень хорошо поднявшееся тесто, полное
крупных отверстий.
Теплая вода
с сахаром
+
Хлебопекарные
дрожжи
Батарея
Несколько минут
Пена

66 Вы сказали «химия»?
Дрожжи химиков — химические!
Химия пришла на помощь поварам, скопировав фер-
ментацию, происходящую в природе. Но в пакетиках
с химическими дрожжами (разрыхлителем теста) нет
никаких грибков! В них содержится смесь бикарбоната
натрия (питьевой соды) и пирофосфата натрия. Первый
из них хорошо известен (бикарбонат натрия, или питье-
вая сода, — щелочной компонент), в то время как второе
вещество знают только ученые (это кислота). Так как же
химический разрыхлитель может заставить подняться
тесто для пирога? Принцип действия тот же самый, что
и в случае с хлебопекарными дрожжами. Нужно, чтобы
в тесте образовался газ, тогда оно наполнится воздухом и
поднимется. Пакетик с химическими дрожжами сам со-
бой не раздуется, лежа в шкафчике на кухне, поскольку
в сухом состоянии никаких химических превращений не
происходит. Газ (диоксид углерода) появляется только
тогда, когда два порошкообразных химических компо-
нента намокают и получают возможность встретиться.
Воду, необходимую для этого первого и крайне важного
этапа, поставляют ингредиенты, используемые в рецепте.
В отличие от «живых» хлебопекарных дрожжей, здесь не
нужен сахар, и в тесте не вырабатывается спирта.
Ой
Пакетик с влажными химическими дрожжами способен
сотворить целых два литра углекислого газа. Представьте
себе объем теста для пирога!
В реальности пирог не «взорвется», поскольку газ исчез-
нет сразу после того, как тесто для пирога поднимется.

67
Молекулы на кухне
Если пекарь правильно использовал смесь пирофос-
фата натрия и бикарбоната натрия, то эти два реагента
к концу реакции должны полностью прореагировать. По-
сле того как в тесте для пирога произойдет химическое
превращение, среда станет полностью нейтральной. Хи-
мические дрожжи не вызывают никакого изменения во
вкусе и запахе пирога: он не становится ни более кислым,
ни более пресным.
Другим преимуществом химических дрожжей является
то, что реакция начинается немедленно, как только по-
рошок намокает. В то время как грибки в хлебопекарных
дрожжах реагируют более медленно.
Проделайте это дома
Когда химические дрожжи производят газ...
Высыпьте химические дрожжи из паке-
тика в маленькую пластиковую бутылку.
Добавьте воды и сразу заткните гор-
лышко бутылки надувным резино-
вым шариком. Осторожно встрях-
ните и наблюдайте...
Вы увидите, как на поверхно-
сти жидкости начнет выделяться
газ. Мало-помалу вырабатывае-
мый газ надует шарик. Это отлич-
ное доказательство того, что данное
химическое превращение происхо-
дит с выделением газа!

68 Вы сказали «химия»?
Суфле не сыграло!
Поднимется или нет? Ожидание —
тяжкая пытка для повара, который
с нетерпением наблюдает за своим
суфле в духовом шкафу, в то время
как гости усаживаются за стол. Од-
нако проще простого получить пре-
красное пышное суфле, если знаешь его
химические секреты: успех гарантирован!
Чтобы получить суфле, приготовьте сначала соус беша-
мель на основе сливочного масла, муки и молока (веще-
ство, очень сложное в плане химии, но содержащее воду)
и добавьте к нему яичные желтки и тертый сыр. Затем
переходите к более деликатному этапу, который состоит
в добавлении к охлажденной смеси (бешамель готовится
теплым) трех взбитых белков.
Проделайте это дома
Посмотрите, что прячется под яичной скорлупой
Мы сможем увидеть то, что находится внутри яйца, опу-
стив его в стакан со спиртовым уксусом. Осторожно! Нужно
проявить терпение и подождать примерно 24 часа! Кислота,
содержащаяся в уксусе, постепенно реагирует с кальцием, из
которого состоит скорлупа. Со временем скорлупа полностью
растворится, обнажив содержимое яйца.
Пффф

69
Молекулы на кухне
Давайте внимательнее взглянем на жидкий яичный бе-
лок, который может превращаться в пену, густую и плот-
ную после запекания.
Яичные белки в основном состоят из воды и протеинов
(молекул белка), закрученных вокруг самих себя. Протеи-
ны — это очень длинные молекулы, состоящие из многих
тысяч атомов, которые обладают гидрофильной (влаго-
любивой) и гидрофобной (которая не любит воду) частью.
Чтобы взбить белки, мы энергично работаем венчиком,
что обеспечивает проникновение в смесь воздуха. В то же
время это механическое воздействие разворачивает моле-
кулы белка, которые тут же располагаются вокруг шари-
ков воздуха. Часть молекулы белка, которая любит воду,
остается в белке, в то время как та часть, которая воду
ненавидит, проваливается в шарик воздуха. Получается
что-то вроде сетки между различными шариками, кото-
рую образуют молекулы белка. Так воздух распределяет-
ся в матрице протеина (имеется в виду яичный протеин
альбумин).
Вода
Гидрофильные
частицы
Воздух
Гидрофобные
частицы
Полуразрушенный
альбумин
Чем больше будет маленьких пузырьков воздуха, тем
тверже окажется белок.

70 Вы сказали «химия»?
Можете добавить немного лимонного сока: содержа-
щаяся в нем лимонная кислота позволит быстрее раз-
вернуть протеины. Другая хитрость: когда яичные белки
перестанут подниматься, начните постепенно добавлять
воду в небольших количествах. В поднятии белков уча-
ствуют три компонента: вода, протеины и воздух. Запас
воздуха неограничен, а протеинов в яичном белке очень
много. Так что ограничивающим фактором в данной опе-
рации является вода.
Поэтому в процессе можно получить кубический метр
взбитого белка — из белка лишь одного яйца!
Хорошо приподнявшееся суфле
Чтобы ускорить выпечку, нужно пред-
варительно разогреть духовку до 180 °С.
При этой температуре вода, содержаща-
яся в суфле, легко превратится в пар.
Здесь имеет место процесс под назва-
нием испарение. При обычных услови-
ях (то есть стандартном давлении, равном
1 атмосфере) температура испарения чистой воды состав-
ляет 100 °С. Духовка разогрета до гораздо более высокой
температуры: часть энергии, которую она выделяет в фор-
ме тепла, то есть термическая энергия, используется для
превращения воды, содержащейся в суфле, в газ.
Водяной пар, как и воздух, содержащийся в нашем
суфле благодаря взбитым белкам, формируют маленькие
кармашки и поднимают тесто прежде, чем исчезнуть в ду-
ховом шкафу.

71
Молекулы на кухне
Научная информация
Вещество во всех своих состояниях
На микроскопическом уровне три состояния материи
(твердое, жидкое и газообразное) различаются располо-
жением молекул.
• В твердом состоянии молекулы расположены близ-
ко друг к другу и образуют между собой связи. Они не мо-
гут перемещаться относительно других молекул. В макро-
скопическом масштабе, масштабе наших наблюдений,
твердое вещество обладает своей собственной формой и
собственным объемом, которые трудно изменить.
Молекулы
расположены
близко друг к другу
и связаны между
собой
Молекулы удалены
друг от друга
и перемещаются
во всех
направлениях
Твердое состояние
• В жидком состоянии молекулы также расположены
близко друг к другу, но они слабее связаны между собой
и не упорядочены. Они могут перемещаться относитель-
но друг друга. Говорят, что у жидкости есть собственный
объем, но нет собственной формы. Если перелить литр
жидкости в бутылку, а затем в миску, мы увидим, что фор-
ма изменилась, а объем остался прежним.
Жидкое состояние

72 Вы сказали «химия»?
• В газообразном состоянии все немного усложняется:
молекулы, из которых состоит газ, пребывают в постоян-
ном и беспорядочном движении и очень сильно удалены
друг от друга. Таким образом, газ не обладает ни соб-
ственной формой, ни собственным объемом: наполните
воздухом шприц, заткните внешнее отверстие и нажмите
на поршень. Можно значительно сократить состоящий из
молекул объем воздуха внутри шприца...
Молекулы
расположены
близко, они слабее
связаны между собой
и не упорядочены
Газообразное состояние
Движение молекул в газе зависит от температуры этого
газа: чем она выше, тем подвижнее молекулы.
Это беспорядочное и беспрерывное движение приво-
дит к увеличению площади, которую занимает газ: давле-
ние газов внутри нагретого суфле способствует тому, что
пузырьки становятся все больше.
Итак, чем больше воздуха содержат белки, тем больше
суфле поднимется под действием высокой температуры.
Чтобы получить еще более пышное суфле, можно ги-
дроизолировать поверхность и тем самым удержать пар
внутри. Например, перед помещением в духовку можно
присыпать суфле тертым сыром: сыр расплавится и соз-
даст пленку, которая будет удерживать газ внутри теста го-
раздо дольше. В результате суфле поднимется еще больше!

73
Молекулы на кухне
Внимание! Нельзя открывать дверцу духовки, пока не
закончится процесс выпекания: это приведет к тому, что
температура резко упадет, газы исчезнут, и вода, имевшая
изначально газообразную форму, снова станет жидкой
(сжижение). Суфле, которое еще не пропеклось и не «за-
твердело», сразу обмякнет...
Хороший майонез
Каждый скажет, что вода и масло
друг друга не переносят: они не сме-
шиваются. Можете перемешивать
их сколько угодно — ничего не про-
изойдет. Эти две жидкости всегда
будут располагаться в два слоя, один
над другим, представляя собой гетеро-
генную смесь. Таким образом, вода и мас-
ло — две жидкости, которые совершенно точно никогда
между собой не перемешаются!
Но почему они не перемешиваются? Чтобы ответить
на этот вопрос, стоит обратить внимание на молекулы, из
которых состоят эти два вещества. Если в общем и целом
молекула воды имеет нейтральный электрический заряд,
то в реальности она обладает электрическими зарядами,
отрицательными и положительными, которые распреде-
ляются по различным атомам.
Если энергично потереть пластиковую линейку о тряп-
ку, а потом поднести ее к тонкой струйке воды из крана,
то станет видно, как струя воды потянется в сторону ли-
нейки. Когда мы трем линейку о тряпку, от тряпки отры-
В
о
д
а
?
М
а
с
л
о
?

74 Вы сказали «химия»?
ваются электрические заряды. Часть молекулы воды будет
скорее положительной, а другая — скорее отрицательной,
то есть можно говорить о полярности молекулы воды. Это
делает ее чувствительной к электрическим силам, возник-
шим из зарядов линейки. Поэтому линейка и притягивает
струю воды.
Пластиковая
линейка,
потертая
о тряпку
Струя воды
Масла, являющиеся жирами, содержат молекулы, ко-
торые по большей части состоят из атомов углерода и во-
дорода, упорядоченных в форме длинных цепочек.
Из-за большой длины этих молекул у них нет малень-
ких местных электрических зарядов, и они полярны
в очень малой степени, если вообще полярны. Их назы-
вают аполярными.
Таким образом, молекулы воды и масла не имеют меж-
ду собой сходства: они не могут взаимодействовать и сме-
шиваться. Молекулы воды остаются сами с собой, со сво-
ими местными электрическими зарядами.
Но... что происходит в майонезе, в котором желток, со-
стоящий наполовину из воды, связывается с маслом, соз-
давая ровный и однородный желтый крем?
Чтобы смешать эти две жидкости, нужна третья моле-
кула, которую называют поверхностно-активным веще-
ством и которая обладает и полярной частью, как вода,
и аполярной, как масло. Короче говоря, молекула, при-

75
Молекулы на кухне
надлежащая к обеим категориям молекул, способна объ-
единяться с водой и маслом: полярная часть, также на-
зываемая гидрофильной головкой (которая любит воду),
взаимодействует с водой, в то время как аполярная часть,
или гидрофобный хвост (который не любит воду), взаи-
модействует с маслом.
Гидрофильный
Гидрофильный
Гидрофобный
Гидрофобный
Поверхностно-активные вещества могут иметь один
или несколько гидрофобных хвостов.
Помимо воды, в желтке содержится другое важное ве-
щество под названием лецитин, а также многочисленные
протеины, которые являются природными поверхност-
но-активными веществами: длинные молекулы, состоя-
щие из гидрофильной головки и гидрофобного хвоста.
Своими хвостами эти молекулы присоединяются
к маслу, создавая масляные капли, окруженные поверх-
ностно-активными молекулами. Что касается любящих
воду головок молекул, то они остаются в контакте с мо-
лекулами воды яйца и направляются наружу. Полученные
таким образом структуры ученые называют мицеллами.

76 Вы сказали «химия»?
Во время приготовления майонеза к желткам добавля-
ют много масла и энергично размешивают. Формируют-
ся многочисленные жировые мицеллы; они оказываются
тесно прижатыми друг к другу и больше не могут двигать-
ся, так что образуется густая липкая масса.
Итак, перед нами два несмешивающихся вещества, об-
разующие стабильную смесь, то есть речь идет об эмуль-
сии. Одного-единственного желтка хватит, чтобы приго-
товить литры и литры майонеза. Протеинов и лецитина
в желтке так много, что к ним вполне можно добавить не-
сколько литров масла, при условии, что будет достаточно
воды для формирования эмульсии.
А вы знали, что можно приготовить майонез на основе
яичного белка?
В яичном белке тоже содержатся протеины (альбумин),
которые также обладают гидрофильными и гидрофобны-
ми частями. Поэтому альбумин из белка вполне может
заменить протеины и лецитин из желтка. Однако такой
майонез получится очень бледным и пресным.
Также можно приготовить майонез без яиц, только на
основе воды и масла, при условии, что вы добавите туда
поверхностно-активное вещество, например горчицу.
Ой
Поверхностно-активные вещества
борются с нефтяной пленкой
Если побережье затягивается нефтяной пленкой, организ-
мы, ответственные за борьбу с загрязнителями, действуют
по принципу смешивания гидрофильного и гидрофобного
вещества: на нефтяную скатерть выпускают агента-мицелло-
образователя (поверхностно-активное вещество). Естествен-
ное движение моря смешивает агента-мицеллообразователя
с нефтью, что приводит к формированию мелких капелек. Со
временем поверхностно-активное вещество перемешивается
с нефтью, и капельки становятся все меньше. Поверхность
водно-нефтяного обмена увеличивается, и биологическое
разложение углеводорода происходит легче и быстрее.

77
Молекулы на кухне
Великие открытия
Как определить размер молекулы?
В 1774 г. под Лондоном Бенджамин Франклин (1706–
1790) проделал на берегу водоема следующий опыт: он вы-
лил в воду ложку оливкового масла (примерно 2 мл) и за-
метил, что масло расплылось по большой поверхности и
сформировало тонкую пленку площадью около 2000 м2.
Длину молекулы масла Франклин не определил, по-
скольку не знал о ее существовании. Лишь век спустя, вос-
произведя этот опыт в уменьшенном масштабе, лорд Рэлей
сумел определить порядок величины размера молекулы
масла. Он предположил, что масляная пленка, сформиро-
вавшаяся на поверхности воды, состояла из единственного
слоя молекул масла, стоявших вертикального в ряд, причем
их головки были погружены в воду, а длинные хвосты тяну-
лись к небу.
На основании площади распространения пленки и объема
выделенного масла Рэлей вывел формулу толщины масляно-
го слоя:
Vвыделенного масла
= площадь масляного слоя ×
× толщина слоя
и получил, таким образом, порядок величины длины мо-
лекул оливкового масла.
И хотя обоснование принадлежит лорду Рэлею, данный
опыт известен сегодня под названием «опыт Франклина».

78 Вы сказали «химия»?
Соль на столе
Соль — это твердые кристаллы,
которые более чем на 95% состоят
из хлорида натрия. Это смесь ио-
нов натрия (Na+) и хлорид-ионов
(Cl–), откуда и название — хлорид
натрия. Хлорид натрия обладает
периодической кубической структу-
рой, то есть в его основе лежит одна и
та же маленькая кубическая элементарная
схема, которая повторяется огромное число раз. Кристал-
лы соли в микроскопическом масштабе имеют одну и ту
же структуру: кристалл соли и в форме куба, и в форме
пирамиды всегда будет состоять из этих маленьких про-
стых кубов!
В микроскопическом масштабе все кристаллы соли
имеют элементарную кубическую структуру.

79
Молекулы на кухне
Но откуда же берется соль?
Соль, эта странная приправа, известна с доисториче-
ских времен как специя и пищевой консервант.
Каждому из нас приходилось разок-другой глотнуть
воды во время купания в море. И мы тут же понимали: она
соленая! Почти вся соль, которая стоит у вас сегодня на
столе, добывается из морской воды.
Именно в соленых морях это и происходит: не считая
нескольких исключений, все соляные копи располага-
ются на берегу моря. Это небольшие углубления, бассей-
ны, в которых медленно циркулирует морская вода. Вода
естественным образом, под воздействием ветра и солнца,
испаряется, соль кристаллизуется и оседает на слегка по-
логих стенках бассейна.
Здесь мы встречаемся с одним из любопытных хими-
ческих явлений: вскипятив соленую воду, вы увидите, что
вода перейдет в газообразное состояние, а соль останется
на дне кастрюли. Именно на этом принципе и основаны
соляные копи.
Затем соль постепенно кристаллизуется на стенках бас-
сейнов, образуя на их поверхности сероватый слой. Кон-
центрация соли в морской воде все увеличивается, вода
насыщается и больше не может растворять всю соль, со-
держащуюся в бассейне. Соли не остается ничего иного,
как постепенно кристаллизоваться.
Из этой толстой корки, содержащей множество при-
месей и загрязняющих веществ, в процессе переработки
извлекается известная нам поваренная соль.
Отборная мелкокристаллическая соль занимает особое
место. Этот продукт пользуется большим уважением, яв-
ляется одним из самых дорогих в своей категории и тре-
бует под этим предлогом особого обращения. В отличие
от обычной соли, которую собирают раз в год с использо-
ванием техники, когда соляные копи высыхают, отборная
мелкокристаллическая соль собирается с поверхности
бассейнов ежедневно вручную. Затем ее отфильтровыва-
ют и сушат на солнце в течение года.

80 Вы сказали «химия»?
Проделайте это дома
Чтобы узнать, богата ли вода ионами, достаточно налить
ее в стакан и поставить его на батарею. После того как вся
вода испарится, в стакане останется лишь сухой осадок, то
есть минеральные соли, содержавшиеся в воде. Вы можете
проделать этот опыт с другой водой (родниковой, минераль-
ной, из-под крана) и сравнить результаты.
До испарения
После испарения
Осадок из
кристаллизованных
минеральных
солей
Минеральная
вода

81
Молекулы на кухне
Шипучие конфетки
Какое странное ощущение — чувствовать, как конфета
шипит на языке... Мы сейчас не говорим о конфетах, ко-
торые жгут язык! Нет-нет! Мы говорим о тех удивитель-
ных конфетах, которые, оказавшись на языке, начинают
шипеть, как газированная вода, и делают это в течение
нескольких секунд.
Такие конфеты содержат лимонную кислоту и ще-
лочь — бикарбонат натрия. Между двумя
химическими веществами происходит кис-
лотно-основная реакция. В результате
выделяется углекислый газ — он содер-
жится также в шипучих напитках, гази-
ровке и минеральной воде. Это тот же газ,
который образуется, когда вы используете
химические дрожжи. Следовательно, би-
карбонат натрия и лимонная кислота в данном
превращении являются реагентами: они химически взаи-
модействуют, образуя новое газообразное вещество – ди-
оксид углерода.
Нет ничего проще, чем понаблюдать за этим химиче-
ским превращением: положите в чашку полную ложку
пищевой соды, которую можно купить в любом магазине,
и залейте ее кислотой вроде уксуса или лимонного сока.
Вы увидите пузырьки газа: это диоксид углерода. Через
несколько мгновений все закончится. Химическая реак-
ция поглотит бикарбонат натрия и лимонную кислоту;
как только один из реагентов закончится, химическое
превращение больше не сможет осуществляться... и угле-
кислый газ перестанет вырабатываться.

82 Вы сказали «химия»?
Что это ты тут
вскрываешь?
Конфетку, которая
шипит!
Реагент, который заканчивается первым и знаменует
завершение химического превращения, называют огра-
ничивающим реагентом. Если химик проведет свою ра-
боту безукоризненно, он введет реагенты в таком количе-
стве, что они «выдохнутся» одновременно: ни один из них
не закончится первым. Тогда реакция будет проходить,
как говорят, в стехиометрических условиях, и понятие
ограничивающего реагента к данной ситуации будет не-
применимо!
Чтобы химическая реакция с шипучей конфеткой
прошла успешно, важно, чтобы продукты растворились
в жидкости. В случае с нашей конфетой эту роль испол-
няет слюна: лимонная кислота и бикарбонат натрия,
содержащиеся в конфете в виде порошка с момента
производства, растворяются в слюне и начинают взаимо-
действовать. Очевидно, что, когда одного из этих реаген-
тов или даже двух начинает не хватать, реакция останав-
ливается, и конфета больше не шипит...

83
Молекулы на кухне
Проделайте это дома
О химии в печенье
Испечь печенье — значит осуществить серию химиче-
ских превращений. Однако же рецепт, или руководство
к действию, очень прост.
Вам потребуется:
—
100 г сливочного масла;
—
100 г муки;
—
75 г сахара;
—
разрыхлитель теста (химиче-
ские дрожжи);
—
одно яйцо;
—
ванильный сахар или ванильный
экстракт.
Рецепт
Растопите сливочное масло и тщательно перемешайте
его с сахаром. Смесь постепенно побледнеет. Затем добавьте
в нее яйцо. Смесь станет более пышной благодаря жиру, со-
держащемуся в яйце. Его молекулы — поверхностно-актив -
ные вещества! Они объединят жир из масла с водой, привне-
сенной в большом количестве из яйца.
Для вкуса можете добавить ванильный сахар или экс-
тракт ванили.
Чтобы приготовить тесто для печенья, нужно прежде
всего очень хорошо все перемешать, чтобы смесь стала од-
нородной, то есть чтобы состав теста был одинаковым во
всех точках.
Настало время добавить муку и разрыхлитель. Но осто-
рожно! Дозировка должна быть тщательно изучена, посколь-
ку если разрыхлителя будет слишком много, он вступит
в реакцию не полностью, а оставшиеся фрагменты неувлаж-
ненного разрыхлителя в закоулках теста приведут к тому, что
некоторые печенья станут игристыми и шипучими!
Именно поэтому как можно более тщательно переме-
шайте, просеивая, муку и разрыхлитель. Но вернемся к до-
зировке. На пакетике с разрыхлителем указана следующая
информация: «Один пакетик на 500 г муки». В нашем случае
нам потребуется меньше пятой части пакетика, а это при-
мерно одна кофейная ложка.

84 Вы сказали «химия»?
Теперь добавьте муку, приправленную разрыхлителем,
к подготовленной заранее смеси. И снова все тщательно пе-
ремешайте до однородного состояния. Смоченный водой
разрыхлитель в смеси может начать действовать!
Приготовление
На противне с антипригарным покрытием разложите ма-
ленькие шарики теста так, чтобы между ними оставалось до-
статочно места: в процессе выпекания вязкость смеси умень-
шится, и она «потечет».
Каждая партия будет выпекаться около десяти минут при
температуре 180 °С . Как только печенье приобретет золоти-
стый оттенок, самое время доставать его из духового шкафа.
Но вернемся к химическому аспекту процесса. Если съесть
печенье, едва достав его из духовки, оно будет очень мягким,
так что следует немного подождать, пока оно не станет твер-
дым и хрустящим. Это происходит из-за того, что вода, со-
держащаяся в тесте, испаряется во время выпекания, и сразу
по окончании процесса выпечки печенье наполнено парами
воды. Немного подождав, вы позволите печенью подсохнуть,
поскольку водяные пары будут уходить. А еще благодаря хи-
мии можно узнать, почему у печенья такой особенный цвет —
золотисто-коричневый. Дело в том, что пузырьки, сформи-
рованные химическими дрожжами, делают тесто пористым и
позволяют протеинам (состоящим из аминокислот) и сахару
подниматься на поверхность. Эти компоненты все вместе
вступают в реакцию и создают коричневый осадок в соответ-
ствии с химическими реакциями Майяра.
А где же шоколад? Хорошо, давайте добавим в рецепт не-
много шоколадной крошки — и дело в шляпе!
Четверка по английскому. Тройка по
французскому. Двойка по биологии?
Зато золотое печенье
по химии!

85
Химия в ванной
4
Химия
в ванной
В наши дни нет ничего более естественного, чем вос-
пользоваться куском мыла или флаконом с жидким мы-
лом, чтобы вымыть руки. Но откуда же взялся этот неза-
менимый, но такой знакомый всем продукт? Настолько
знакомый, что мы перестаем его замечать?
Ой
Во Франции каждый год производится более 130 000
тонн мыла... Очень много? Вовсе нет! Мыло составля-
ет лишь 10% от производства твердых и жидких моющих
средств, объем которого достигает 1,3 миллиона тонн!
Мыло — продукт с тысячелетней историей
Как производство, так и использование мыла известно
на протяжении уже многих тысячелетий. Древние руко-
писи, найденные в Египте и на Ближнем Востоке, дока-
зывают, что мыло появилось на свет примерно в 4500 году
до н.э. Немного позднее началось производство мыла на
основе растительных масел и соды, а также алеппского
мыла на основе оливкового масла (традиционное сирий-
ское мыло родом из города Алеппо, где уже более двух
тысяч лет вручную изготавливается его жителями. – При-
меч. пер.) .

86 Вы сказали «химия»?
Быстро став незаменимым, мыло немедленно пересек-
ло Средиземное море, и его производство стало разви-
ваться в городе Массалия (современный Марсель). Мыло
стало настолько популярным, что некоторые регионы
Галлии, в которых не было оливковых деревьев, стали
производить его на основе животных жиров.
Как бы то ни было, производство мыла требует двух
реагентов: масла или жира и щелочного вещества, такого
как сода или поташ (углекислый калий).
Омыление
Химическое превращение, в результате которого полу-
чается мыло, называется омылением. Оно представляет
собой медленную реакцию гидроксида ионов OH– (ще-
лочное вещество) с молекулами жира. Оба вещества явля-
ются реагентами. В результате образуются два продукта:
мыло и спирт.
Жир, один из участников данного
превращения,
—
очень необычный
сложный эфир. И не простой эфир,
а тройной, поскольку его молеку-
ла состоит из трех идентичных
длинных цепочек, скреплен-
ных между собой. Эта моле-
кула относится к семейству
триглицеридов (или три-
эфиров глицерина), то
есть к разновидности
жиров, содержащихся
в растительных маслах
(оливковом, миндаль-
ном, пальмовом, масле
авокадо и пр.) .
Гидроксид-ионы поставля-
ет сода (гидроксид натрия) или
поташ (гидроксид калия), которые
являются щелочными в химическом плане.
Триглицериды

87
Химия в ванной
Эти вещества, формулы которых соответственно NaOH
и KOH, можно получить в результате кальцинирования
растений или сбора пепла.
Медленное и трудное превращение
Гидроксид-ионы
—
это заряженные химические веще-
ства, которые очень хорошо чувствуют себя в воде. На-
против, триглицерид не несет электрического заряда и
почти не растворяется в воде.
Эти вещества не смешиваются. Как и в случае с водой и
маслом, мы наблюдаем два жидких слоя, расположенные
один под другим. Поэтому говорят, что есть две разные
фазы.
Теперь ясно, почему реакция протекает так медлен-
но: для того чтобы химическое превращение состоялось,
нужно, чтобы реагенты встретились. Они вступают в эф-
фективное соударение, как два автомобиля, которые мчат
по улице навстречу друг другу. Если они проедут мимо друг
друга, все пройдет хорошо, и никакого превращения не
будет. Если они врежутся друг в друга, произойдет резуль-
тативное соударение, и автомобили деформируются. В хи-
мии также требуются результативные соударения между
различными реагентами.
А я-то думал, что эти два
вещества не смешиваются!
Гидроксиды
Триглицериды

88 Вы сказали «химия»?
В случае омыления реагенты находятся в жидкостях,
которые не смешиваются: они контактируют лишь на
стыке двух жидкостей. Встречи происходят редко. Реак-
ция протекает медленно.
Поверхность контакта между двумя реагентами:
только в этом слое может иметь место омыление.
Катализаторы межфазного переноса
Чтобы устранить эту тех-
ническую проблему, можно
подогреть смесь, энергично ее
перемешать или использовать
компоненты, которые игра-
ют роль посредников между
двумя
несмешивающимися
жидкостями. Эти компоненты
называются катализаторами
межфазного переноса.
Приготовленное таким об-
разом мыло затем выпадает
в осадок (формирование твер-
дого вещества) при добавле-
нии соленой воды в ходе этапа
под названием «выделение»,
а затем фильтруется и высу-
шивается.
Жир
(Триглицерид)
Гидроксид-ионы
Омыление
Вода

89
Химия в ванной
Почему мыло моет?
Очищающие свойства мыла обеспечиваются карбок-
силат-ионами . Эти ионы состоят из длинной углеродной
цепи (атомы углерода, соединенные между собой и при-
соединенные в разных местах к атомам водорода), кото-
рая не обладает никаким притяжением к воде, и заряжен-
ной полярной головки, которая, напротив, очень любит
воду. И снова перед нами поверхностно-активное веще-
ство (см. «Молекулы на кухне», с. 57).
Длина углеродной цепи зависит от вида жира, исполь-
зуемого для того, чтобы сделать реакцию более эффектив-
ной. Оливковое и пальмовое масла различаются своими
химическими формулами, а также количеством атомов
углерода, из которых состоит их скелет: из них получается
мыло с разной структурой.
В воде молекулы мыла создают мицеллы – соедине-
ния нескольких молекул (см. с. 75). Это маленькие сфе-
ры, центральная часть которых образуется объединением
гидрофобных частиц, при этом гидрофильные головки
расположены с внешней стороны мицелл и контактируют
с водой.
Когда мы намыливаемся под душем, частицы жира,
покрывающие нашу кожу, оказываются из-за своего ги -
дрофобного характера пленницами мицелл. В процессе
мытья эти мицеллы оттягиваются водой, и кожа обезжи-
ривается.

90 Вы сказали «химия»?
• Этап 1: в воде мыло имеет структуру мицелл.
• Этап 2: мицелла окружает жир своими липофильны-
ми (гидрофобными) частицами.
• Этап 3: жир смывается с кожи водой, захваченный
гидрофобной частью мыла.
Мицеллы
Мицеллы
Мицеллы
Жир
Жир
Жир
Кожа
Кожа
Кожа

91
Химия в ванной
Ой
Почему мыло пузырится?
Существование мыльных пузырей связано с особыми
качествами «молекул мыла» — поверхностно-активных ве -
ществ, но не только с этим: чтобы сделать мыльные пузыри,
нужен еще и воздух! Когда воздух проникает в мыльную воду
(если ее потрясти или подуть в нее), поверхностно-активные
вещества «вонзают» в воздух свою гидрофобную часть, а ги-
дрофильная часть остается в воде. Мыльный пузырь — это,
по сути, воздушный карман, окруженный двойным слоем
поверхностно-активных веществ, в центре которого заклю-
чена тонкая пленка воды. Пузырь рвется, когда этот слой
воды исчезает под действием испарения или перемещается
под действием собственного веса (вода покидает верхушку
пузыря, который лопается). Что же касается мыльной пены,
то она представляет собой множество очень маленьких пу-
зырьков...
Молекулы мыла
Молекулы мыла
Мыльный пузырь
Вода

92 Вы сказали «химия»?
Проделайте это дома
Докажите щелочной характер мыла
В стакан с горячей водой положите три кофейные ложки
карри в порошке и энергично перемешивайте в течение не-
скольких секунд. К раствору добавьте три кофейные ложки
тертого мыла, равном (используйте кусок недорогого мыла
и обычную терку!). Снова все перемешайте. Карри, который
поначалу окрасил раствор в желтый цвет, станет теперь крас-
но-коричневым.
Содержащаяся в карри куркума — это химическое веще-
ство, меняющее цвет под воздействием кислой среды (см.
опыт на с. 118). Желтый цвет при рH ниже 10 быстро переходит
в красно-коричневый, если рH превышает 10. Полученная та-
ким образом красная окраска показывает, что мыло, исполь-
зованное в данном опыте, является щелочным (рH выше 10).
Косметика: химия в креме!
В некоторых ванных комнатах
можно встретить шкафы, забитые тю-
биками с самыми разными кремами.
Эти препараты, как самые дорогие, так
и не очень, призваны увлажнять, защи-
щать, успокаивать нашу кожу, замедлять ее ста-
рение и даже придавать ей загар! Но знаете ли вы, что эти
кремы — настоящее средоточие химии?
Прямо под солнцем
Люди все чаще пользуются солнцезащитными кремами.
Сегодня нас очень часто предупреждают о том, как опас-
но солнце и «солнечные ожоги».

93
Химия в ванной
Ой
Свет мой, зеркальце...
Много лет назад в продаже появились средства против
морщин и самые разные лосьоны. Не проходит и дня, чтобы
в журналах или по телевизору не появилась реклама, обеща-
ющая нам новый чудотворный ингредиент, цель которого —
избавить нашу кожу от признаков времени.
На практике морщины, как и маленькие темные пятныш-
ки на руках и лице, связаны со старением кожи. Эти два яв-
ления вызваны плохой работой клеток, из которых состоят
разные слои кожи. Старея, кожа становится менее эластич-
ной на уровне внутренних слоев эпидермиса, и на ней появ-
ляются углубления — морщины, напоминающие увядающие
стенки сдувшегося воздушного шарика.
Этого не очень привлекательного эффекта можно избе-
жать, применив радикальный метод — все подтянуть. Химия
тут ни при чем, поскольку данное вмешательство относится
к области эстетической хирургии. Другой выход — замедлить
старение кожи. И тут на сцену выходит косметическая химия.
Клетки кожи стареют под воздействием солнечного света.
Реакции, вызванные световой радиацией, приводят к образо-
ванию свободных радикалов — очень реакционноспособных
химических веществ, которые могут исказить другие моле-
кулы реакциями в цепи. Чтобы избежать этого разрушения
в крупном масштабе, можно поймать радикалы в ловушку,
столкнув их с ароматическими (в химическом плане) моле-
кулами, такими как витамины А (ретинол), Е и др. Для этого
нужно лишь закрепить эти витамины (очень реакционноспо-
собные) внутри крема.

94 Вы сказали «химия»?
Как мы уже знаем, солнечный свет состо-
ит из огромного числа различных видов
излучения разного цвета с большей или
меньшей энергией. Этот свет, который
ученые называют белым, состоит из цвето-
вых излучений (видимой части света), а так-
же ультрафиолетового (УФ) и инфракрасного
(ИК) излучений, невидимых невооруженным глазом.
Падая на кожу или предмет, часть видимого света и
часть инфракрасного излучения превращаются в тепло.
Это вызывает ощущение тепла, которое мы испытываем
каждый раз, когда подставляем лицо солнцу. Впрочем,
в некоторых ванных комнатах имеются дополнительные
обогреватели, основанные на том же принципе. Предна-
значенные для того, чтобы быстро нагреть воздух в поме-
щении, они состоят из одной или нескольких специаль-
ных ламп, излучающих инфракрасные лучи.
Если долго пребывать на солнце, то УФ лучи сделают
кожу коричневой. Они делятся на два основных семей-
ства: UVA (альфа-лучи) и UVB (бета-лучи). Бета-излуче-
ние, имеющее непрерывный спектр энергии, проникает
глубоко в кожу, в отличие от альфа-лучей, обладающих
меньшей энергией, которые достигают лишь внешне-
го слоя кожи (эпидермиса). В ответ на вторжение кожа
защищается, создавая макромолекулы темного оттенка
(меланин). Эти особенные молекулы способны остано-
вить УФ лучи. Загореть — значит выставить защиту про-
тив солнечных агрессоров. Однако количество произве-
денного меланина зависит от типа кожи. Светлая кожа
производит мало меланина, она незащищена, легко сго-
рает и краснеет — это солнечный ожог. Под солнечным
ожогом, этим видимым поверхностным свидетельством,
могут скрываться вредные глубокие повреждения. Бога-
тые энергией лучи, которые проникают в глубину различ-
ных слоев кожи, могут вызвать сбой на клеточном уровне
и стать причиной меланом.

95
Химия в ванной
Солнцезащитные кремы под лупой
Кремы были созданы для того, чтобы защищать по-
верхность кожи от воздействия солнца.
Химики, совместно с биологами, черпают вдохновение
в природе: как и в случае меланина, им требуется лишь
фильтр, чтобы заблокировать солнечные лучи! Так на свет
появляются кремы, способные поглощать альфа- и бе-
та-лучи.
Альфа-лучи
Бета-лучи
Крем
Кожа
Первые кремы создавались на основе жиров. В нача-
ле XX века по инициативе компании Nivea их заменили
эмульсии (капли масел, взвешенные в воде). Эти эмуль-
сии, которые часто называют молочком, с трудом смыва-
ются с рук и ног, но при этом не слишком липкие! Как
показывает практика, люди более щедро используют не-
жирный крем, чем жирный. И все же количество нано-
симого на кожу солнцезащитного крема имеет большое
значение.

96 Вы сказали «химия»?
Ой
Индекс солнечной энергии
Индекс защиты крема от солнца (или SPF –
Sun Protection Factor, солнцезащитный фактор)
указывает на защитную способность
продукта против солнечных ожо-
гов. Этот индекс обозначается
одинаково во всех европейских
странах и прошел все необходимые
испытания, в ходе которых сравнива-
ли реакцию кожи на пребывание на солнце
с защитным кремом и без него. Крем с индексом SPF-15 оз-
начает, что после нанесения его на кожу потребуется пример-
но 150 минут, чтобы получить солнечный ожог, при условии,
что крем будет нанесен в достаточном количестве. Правда,
некоторые типы кожи гораздо более чувствительны к солнцу,
чем другие, и индекс защиты от солнца дает лишь частичную
информацию о защите от ультрафиолета. Тем не менее он по-
зволяет потребителю выбрать продукт, наиболее подходящий
его типу кожи.
Что это ты
слушаешь?
Летний хит!
с
о
л
н
ц
е
з
а
щ
и
т
н
ы
й
к
р
е
м
А
н
т
и
-
У
Ф

97
Химия в ванной
Но как отфильтровать или ограничить попадание на
кожу солнечных альфа- и бета-лучей? Существует два ва-
рианта. Некоторые кремы содержат молекулы (например,
бензохинон-3), способные поглощать ультрафиолет по
тому же принципу, что и меланин. Другие кремы содержат
наночастицы (частицы размером в миллиардную долю
метра), которые, будучи нанесены на кожу, отражают УФ
лучи, а сами проникнуть внутрь кожи не могут. В настоя-
щее время люди часто пользуются защитными средствами
на основе наночастиц оксида цинка и диоксида титана.
Альфа- и бета-лучи
Крем
Кожа
Производители часто рекомендуют наносить крем на
тело повторно по истечении определенного времени. Но
тут все зависит от того, как быстро крем удалится с кожи.
Потоотделение и частое купание играют свою роль и сни-
жают эффективность крема!

98 Вы сказали «химия»?
Когда загореть рифмуется со сгореть
Закончим с послужным списком кремов и поинтересу-
емся кремами для искусственного загара, предназначение
которых — придать коже легкий загар. Отложим в сторо-
ну кремы, которые содержат краску и
окрашивают поверхность кожи, но
полностью утрачивают свой эф-
фект под душем или в результате
снятия макияжа. Когда наносят
автозагар, цвет появляется не сра-
зу, зато держится несколько дней.
Здесь имеет место достаточно медлен-
ная химическая реакция, которая происходит между нано-
симым продуктом и поверхностными слоями кожи. Реак-
ция, в результате которой появляется коричневый оттенок,
странным образом похожа на реакцию на поверхности пи-
рога во время выпечки в духовом шкафу. Но не беспокой-
тесь: в случае с кремом кожа не подгорит.
На кухне реакции, приводящие к появлению коричне-
вого оттенка и называемые реакциями Майяра (см. с. 84)
являются химическими превращениями, которые проис-
ходят между молекулами белка, содержащимися в пище-
вых компонентах и сахарах. Эти реакции окрашивания
происходят очень быстро при высокой температуре, но
возможны и при комнатной температуре.
Ой
Совершенно случайно французский химик
Луи-Камиль Майяр обнаружил, что белковые ве-
щества (состоящие из аминокислот) становятся ко-
ричневыми при повышенной температуре и в при-
сутствии сахаров. Об этом открытии он упомянул
в 1911 г. в работе под названием «Действие сахаров и
аминокислот». Однако Майяр умер в неизвестности
в 1936 г., так и не завершив своей работы о белках и
не узнав, в каких сферах пригодилось бы его откры-
тие: кулинария, борьба с диабетом, старение и даже
нефтяная промышленность...

99
Химия в ванной
Основное активное вещество автозагара — натураль-
ный сахар, выделенный из коры каштана или полученный
с помощью химического превращения из производного
глицерина, содержащегося в свекле или рапсе (дигидрок-
сиацетона). Этот сахар вступает в реакцию с кератином —
волокнистым протеином, расположенным в роговом слое
клеток кожи. Как и на кухне, коричневый цвет появляет-
ся постепенно, придавая коже загорелый вид.
В отличие от естественного загара, который держится
долгое время, молекулы, придающие «химический» цвет
коже, расположены в ее поверхностном слое. Этот уча-
сток, состоящий из мертвых клеток, ежедневно отшелу-
шивается в процессе мытья и трения об одежду. В резуль-
тате нанесенный цвет быстро смывается: участки кожи,
ставшие коричневыми благодаря действию автозагара,
приобретают изначальный цвет. Эффект автозагара дер-
жится лишь несколько дней...
Отмыть белее белого
Еще белее!
Еще белее!
Еще белее!
Сколько раз в неделю приходится за-
пускать стиральную машину? И этот
бесконечный цикл образования пятен
и их очистки повторяется снова и снова.
Здесь не обойтись без всем известных
стиральных порошков, которые соперничают в эффек-
тивности при низких и высоких температурах и обещают
отстирать вещи, сделать их белее белого или же придать
ткани мягкость и шелковистость.
История стиральных порошков не молода1 огромное
число промышленников осознали пользу, которую пред-
ставляет собой этот чудесный продукт. В давние времена
прачки в прачечной стирали белье золой или марсель-
ским мылом. Уже тогда эти два основных компонента
были хорошо известны и применялись для борьбы с пят-
нами жира.
1 См. «Мыло — продукт с тысячелетней историей», с. 85

100 Вы сказали «химия»?
Белье такое грязное, что его
приходится бить!
С тех пор все не так уж сильно изменилось. Принцип
стирки остался, по сути, прежним, но ученым, занимаю-
щимся этим вопросом, удалось разгадать тайну прачек,
которые неустанно и самоотверженно трясли и колотили
белье. Как мы уже знаем (см. с . 87), моющие средства, на-
пример мыло, состоят из молекул, которые одновременно
и любят, и ненавидят воду. Поверхностно-активные веще-
ства (см. с . 90) помещают часть своей молекулы в жирную
зону, создавая мицеллы, как когда мы принимаем душ:
жирное пятно покрывается слоем поверхностно-актив-
ных молекул и вытягивается водой при смывании. Вра-
щение барабана стиральной машины или ручное отбива-
ние белья (вспомним наших предков) создает движение,
необходимое для того, чтобы вытянуть мицеллы и убрать
пятна.

101
Химия в ванной
Труды ученых позволили
значительно повысить эф-
фективность стиральных по-
рошков, которые уже не имеют
ничего общего с простым куском
мыла. Теперь поверхностно-актив-
ные вещества тщательно подбираются
таким образом, чтобы действовать на пятна разного про-
исхождения. Производители изучают жиры, присутству-
ющие в пищевых продуктах, в качестве источников пятен,
чтобы проверить на них все разновидности поверхност-
но-активных веществ. Пищевые привычки со временем
меняются, и вполне вероятно, что в будущем стиральные
порошки не будут иметь ничего общего с порошками, ко-
торыми мы пользуемся сегодня!
Главный враг поверхностно-активных веществ, пода-
вляющий их моющие способности, — это ионы, которые
содержатся в воде для стирки. Речь идет о жесткости воды.
«Жесткая» вода содержит огромное число ионов каль-
ция и магния. Эти ионы вступают в реакцию с электри-
чески заряженными головками поверхностно-активных
веществ. Как только они нейтрализуются, поверхност-
но-активные вещества теряют часть своих двойственных
свойств (гидрофильных и гидрофобных), и стиральный
порошок отстирывает уже не так эффективно.
Долгое время рассматривается вариант добавлять в по-
рошки сложные действующие вещества, или осадители,
цель которых — отлавливать эти вредные ионы. Одним из
наиболее часто используемых является ЭДТА (этиленди-
аминтетраацетат). Этот токсичный, хотя и очень эффек-
тивный компонент все больше вытесняется полимерами
или другими веществами, такими как цеолит (микропо-
ристый природный материал).
П
я
т
н
о

102 Вы сказали «химия»?
Проделайте это дома
Оцените жесткость воды
Проходя под землей, вода из-под крана, как и
родниковая или минеральная вода, насыщается
ионами. Чем жестче вода, тем больше в ней ио-
нов кальция или магния.
Чтобы определить большую или мень-
шую жесткость воды, налейте в пробирку или
в высокий стаканчик несколько сантиметров
воды и добавьте несколько капель жидкого
мыла. Плотно закройте пробирку или стакан-
чик и встряхните. Чем плотнее будет становиться
пена на поверхности, тем менее жесткая вода. Как и в случае
стиральных порошков, пенящееся качество мыла (формиро-
вание мелких пузырьков) подавляется присутствием ионов
с положительным зарядом. Очень жесткая вода не «пенится»!
Так можно сравнить воду из-под крана со слегка минерализо-
ванной водой, которую продают в бутылках.
Сейчас применяются другие биологические компонен-
ты, чтобы убрать пятна, но при этом не сильно испортить
ткань. В 1969 г. одна известная фирма по производству
стиральных порошков предложила идею «прожорливых
энзимов» — маленьких пузырьков с большими зубами,
роль которых заключалась в том, чтобы уничтожать пятна
путем биологических реакций.
После провала этого продукта (домохозяйки испуга-
лись, как бы энзимы не съели их белье!) промышленные
химики подождали несколько лет, после чего снова ввели
в стиральные порошки энзимы. Эти энзимы, называемые
липазами, протеазами, амилазами или целлюлазами, вы-
полняли несколько ролей, главная из которых — атако-
вать пятна биологического происхождения. Они также
убирали волокна хлопка, которые появлялись на текстиле
в процессе изнашивания. В ходе биологического действия

103
Химия в ванной
эти энзимы удаляли лишние волокна, ниточки и ворсин-
ки, придававшие одежде, например свитерам, поношен-
ный вид. Как и все живое, энзимы должны были работать
при надлежащей температуре, чтобы эффективность их
биохимических реакций достигла своего максимума.
Помимо появления пятен, чистое белье имеет склон-
ность со временем тускнеть или желтеть. Проверенный спо-
соб вернуть белью первоначальный цвет заключался в том,
чтобы стирать белое белье в воде с отбеливателем. Этот хи-
мический компонент содержит ионы гипохлорита, очень
мощные окислители. Химические вещества, называемые
окислителями, примечательны тем, что умеют отключать
молекулы, ответственные за окраску. Разрушая эти молеку-
лы, отбеливатель не удаляет их, а просто делает бесцветны-
ми. Таким образом, избавляя одежду от пятен с помощью от-
беливателя, мы не удаляем пятна, а делаем их невидимыми.
Некоторые называют их чистыми пятнами.
Лежать, энзим-обжора!
Лежать!
П
я
т
н
о
Ням-ням!

104 Вы сказали «химия»?
Проделайте это дома
Отбеливатель в чае
Положите в чашку пакетик с черным чаем и залейте
кипятком. Когда чай остынет, добавьте в чашку несколько
капель отбеливателя или любого бытового химического сред-
ства, содержащего хлор. Через несколько секунд вы заметите,
что чай начинает терять свой цвет и в конце концов стано-
вится совершенно бесцветным. Вот прекрасная иллюстрация
обесцвечивающих свойств отбеливателя! Разумеется, пить
чай после этого не стоит...
Капельку молока
в ваш чай?
Просто каплю
отбеливателя.
Однако эти эффективные способы применимы лишь
к цветным пятнам. Они обесцвечивают ткани, но в дол-
госрочной перспективе могут портить волокна. Также ис-
следованиям подвергались стиральные порошки, содер-
жащие предшественников перекиси водорода (которая
обладает окисляющим и обесцвечивающим свойством,
что, например, используется для осветления волос). В по-
рошках применяется перкарбонат натрия, поскольку он
высвобождает перекись водорода в процессе стирки.
А теперь перейдем к оптическим отбеливателям. Уже
давно красильщики заметили, что пожелтевшее от вре-

105
Химия в ванной
мени белье можно привести в порядок, слегка подкрасив
ткань в голубой цвет. Этот феномен объясняется тем, что
желтоватое белье поглощает голубую часть белого света
(который поступает из солнца и содержит излучения всех
цветов). Достаточно восстановить эту «голубую часть»,
чтобы придать белью белый цвет или, по крайней мере,
светло-серый.
Оптические отбеливатели содержат бесцветные флуо-
ресцентные молекулы, которые оседают на белье. Они
поглощают часть солнечного света в области ультрафио-
лета и испускают свет с длиной волны, соответствующей
голубому цвету. Следовательно, ткань не окрашивается и
не обесцвечивается, она просто притягивает свет, пока не
станет белее белого.
Ой
В полной безопасности...
Какими бы ни были химические вещества (натуральными
или полученными с помощью синтеза), большинство из них
небезопасны для человека и окружающей среды. Поэтому не-
обходимо ознакомиться с возможными рисками. Это первый
шаг на пути к разумному применению некоторых средств,
которое включает в себя и сохранение окружающей среды, и
предупреждение несчастных случаев в быту. Для этого ученые
используют маленькие предупреждающие символы (пикто-
граммы). Обязательно ознакомьтесь с условиями применения
продукта на этикетках. Вы будете немало удивлены: наш дом
изобилует опасными продуктами, которыми мы пользуемся
ежедневно.

106 Вы сказали «химия»?
Предупреждающие символы
Я взрываюсь
Я горю
Я воспламеняюсь
Я под давлением Я разъедаю
Я убиваю
Я наношу
большой
вред здоровью
Я наношу вред
здоровью или
озоновому
слою
Я загрязняю
Аспирин, или Краткая история
великого препарата
Принять аспирин при первых при-
знаках головной боли? Легко: развести
порошок, растворить таблетку или раз-
жевать... Но эквивалентны ли все эти
формы?Увсехлиуниходнаитажеме-
дицинская цель?

107
Химия в ванной
Шумеры в XIX веке
Все началось несколько тысячелетий назад, когда лю-
дей лечили с помощью бальзамов, мазей и других сна-
добий на основе природных трав. Так, шумеры для об-
легчения боли использовали листья ивы. К 400 г. до н.э .
греческий врач Гиппократ, которого считают основопо-
ложником современной медицины, применял препарат
на основе коры белой ивы.
Использовать листья и кору ивы для избавления от
жара и боли продолжали вплоть до XIX в., когда химиче-
ский прогресс в области экстракции и анализа позволил
выделить и определить активный компонент — салицин.
Затем салицин преобразовался в салициловую кислоту,
очень эффективное вещество, которое можно было син-
тезировать в лаборатории. Различные производные этой
молекулы применяются как средство против высокой
температуры.
Открытие аспирина как лекарственного препарата
приписывается химическому отделу немецкой фирмы
Bayer AG. В 1897 г. Феликсу Хоффману пришла идея за-
менить салициловую кислоту, горькую на вкус и очень
раздражающую желудок, новым веществом, которое ему
удалось получить синтетически, — ацетилсалициловой
кислотой. В 1899 г. появилась марка ASPIRIN®. Аспирин
родился!
Ой
На сегодняшний день аспи-
рин — самый покупаемый препа-
рат в мире. В год его потребляют
более 40.000 тонн, то есть около
80 миллиардов таблеток по 500 мг.
АСПИРИН

108 Вы сказали «химия»?
Молекула аспирина
Молекула аспирина состоит из 9 атомов углерода,
8 атомов водорода и 4 атомов кислорода. Таким образом,
ее химическая формула выглядит так: С9Н8О4. Давайте
мельком взглянем на структуру данной молекулы. Атомы
углерода расположены по особому кругу (химики называ-
ют его бензольным кольцом), в котором рядом находятся
две ветви, одна из которых придает молекуле кислотный
характер.
Кислотная
функция
Бензольное кольцо

109
Химия в ванной
Научная информация
Кислоты и основания
В химии существует множество определений кислот,
и одно из них, сформулированное Брёнстедом в 1923 г.,
гласит: кислота — это химическое вещество, способное
потерять один или несколько ионов водорода (Н+), кото-
рый чаще всего называют протоном. Напротив, вещество,
способное присоединить один или несколько протонов,
называется основанием. Кислота, потерявшая протон
(Н+), становится основанием, поскольку стремится вер-
нуть себе потерянный протон, а значит, способна и его
присоединить.
Другое определение звучит так: в воде кислота — это
химическое вещество, способное образовывать ионы Н+
,
а основание — это химическое вещество, способное обра-
зовывать ионы ОН– (гидроксид-ионы). Это менее распро-
страненное определение позволяет хорошо понять кис-
лотный, основный или нейтральный характер водных
растворов. Таким образом, кислотный характер раствора
возникает благодаря большому числу ионов Н+
,втовре-
мя как основный (щелочной) характер связан с преиму-
щественным присутствием ионов ОН–
. Что касается ней-
трального раствора, то он содержит очень незначительное
количество ионов Н+ и ОН– в равном количестве.
Кислотность или основность раствора измеряется
водородным показателем pH, значение которого варьи-
руется от 0 до 14. У кислотных растворов рН ниже 7, у
основных — выше 7, а у нейтральных (ни кислотных, ни
основных) рН равняется 7.
Кислотные растворы
Щелочные растворы
Нейтральные растворы
Н+ намного
больше по
сравнению
с ОН—
ОН— намного
больше по
сравнению
сН+
Н+иОН—
очень малочис-
ленны и сосуще-
ствуют в равном
количестве

110 Вы сказали «химия»?
Чем меньше значение рН, то есть чем оно ниже 7, тем
кислотнее раствор. Чем больше значение рН, то есть чем
оно выше 7, тем раствор более щелочной.
Каждый день мы используем и употребляем и кислот-
ные, и основные вещества. Так, рН апельсинового сока
(лимонная кислота) и напитка кола (который содержит
фосфорную кислоту) равняется 2, а минеральной воды
Perrier равен 5. Все эти растворы кислотные. рН воды из-
под крана, очищаемой с помощью хлорно-щелочных уста-
новок, равняется 13, а рН стирального порошка равняет-
ся 10. Эти растворы являются основными.
Великие открытия
В 1971 г. Джон Вейн (1927–
2004), английский исследователь и
врач, доказал, что аспирин снижа-
ет температуру, сокращая выработ-
ку простагландинов в гипоталаму-
се, области мозга, регулирующей,
помимо прочего, и температуру.
Он также доказал, что снижение
боли было связано с блокировкой
выработки молекул, ответственных за сообщения, от-
правляемые болевым рецепторам. Эти работы принесли
ему и двум другим ученым, Суне Бергстрёму и Бенгту
Самуэльсону, Нобелевскую премию по физиологии и
медицине в 1982 г.

111
Химия в ванной
От молекулы к лекарству
С момента изобретения аспирина в 1897 г.
ученые только и делали, что пытались его усо-
вершенствовать, соединяя порошок аце-
тилсалициловой кислоты с химическими
веществами и высвобождая активные
компоненты в зависимости от желае-
мого эффекта. Речь идет о галеновых
формах, названных так в честь Клав-
дия Галена, отца фармацевтики (II в.
н.э.). Каждая из этих форм аспирина
создана с определенной целью и имеет
свои преимущества. Но внимание: то,
что может быть преимуществом в од-
ном случае, рискует стать недостатком
в другом!
Научная информация
Функции аспирина
Сегодня аспирин выполняет четыре значимые функ-
ции, он используется как:
—
болеутоляющее (снижение боли);
—
жаропонижающее (снижение жара);
—
противовоспалительное (борьба с четырьмя при-
знаками воспаления: боль, покраснение, жар и отек);
—
антиагрегант тромбоцитов (предотвращает воз-
никновение тромбов).

112 Вы сказали «химия»?
Второстепенные вещества, добавляемые к активному
компоненту, называются вспомогательными веществами и
перечисляются в инструкции по применению препарата
после активного (основного) вещества. Их особенность
в том, что они не оказывают на организм никакого воз-
действия.
Сделайте таблетку аспирина
Нет ничего проще! Достаточно засыпать порошок
аспирина в маленькую лунку пресса, предварительно из-
мерив его объем (доза активного веще-
ства должна составлять 500 мг), и
с помощью пресса давить, давить
и давить, уплотняя порошок. Под
давлением крупинки аспирина со-
единятся, и он примет форму твердой
таблетки спрессованного порошка
аспирина. Поэтому не зря фарма-
цевты говорят о... сжатой таблетке
(фр. сomprimе

—
сжатый, сдавлен-
ный; таблетка.
—
Примеч. пер.)
аспирина.
Порошок
аспирина
А
С
П
И
Р
И
Н

113
Химия в ванной
Глядя в инструкции на состав таблеток аспирина, вы за-
метите, что, помимо ацетилсалициловой кислоты, в них
содержится крахмал, который способствует разрыхлению
и лучшей распадаемости таблетки в воде.
Крупинка
аспирина
Частица
крахмала
Крахмал, выделяемый из кукурузы
или, например, картофеля, — это ги -
дрофильное вещество (любит воду).
Он составляет от 10 до 20%
общей массы таблетки.
Когда таблетка оказывает-
ся в стакане с водой, частицы
крахмала впитывают воду и рассы-
паются. Таблетка трескается и разва-
ливается, крупинки аспирина отде-
ляются друг от друга и рассеиваются.
Крахмал — не активное вещество,
а вспомогательное: его добавляют
в таблетку аспирина, чтобы она
растворилась в воде.
Научная информация
Действующее законодательство
Законодательство обязывает производителя указывать
на упаковках с лекарствами название и дозу активного ве-
щества. Другие входящие в состав компоненты (вспомо-
гательные) указываются по желанию — либо на упаковке,
либо в инструкции. Иногда еще используется сокращение
«q.s.p .», которое означает «количество, достаточное для
единицы лекарства».
Растворенный в воде порошок постепенно распадает-
ся в процессе пищеварения. После этого молекулы могут
пройти сквозь стенки желудка или кишечника и попасть
в кровь.

114 Вы сказали «химия»?
Что до желудка, то он может подвергаться негативному
воздействию, поскольку молекулы аспирина агрессивны
для его слизистой оболочки.
Таблетка в оболочке, или Как защитить желудок!
Чтобы избежать контакта крупинок аспирина с желуд-
ком, специалисты придумали покрывать таблетки обо-
лочкой. Такая «упаковка» растворяется не в кислой среде
(в кислой среде желудка рН < 2), а только в кишечнике,
то есть в гораздо менее кислой среде (8 > рН > 6). Таким
образом, эта оболочка определяет место высвобождения
активного вещества. В 1960-х гг. считалось, что благодаря
этому проблема побочных эффектов решена навсегда!
В реальности же через несколько лет после этого было
доказано, что активное вещество все равно добирается до
стенок желудка через кровь, вызывая дисфункцию ки-
шечника. Существуют и другие интересные формы аспи-
рина, которые растворяются в воде: растворимая в воде
таблетка и порошок в пакетике.
Когда аспирин пузырится...
Как и шипучие конфетки1, растворимая
таблетка аспирина выделяет в воде —
диоксид углерода. Вспомогательные
вещества, отвечающие за это растворе-
ние, — бикарбонат натрия (щелочное ве-
щество) и лимонная кислота. В результате
химического превращения этих двух веществ
выделяется углекислый газ. Заболевший человек иници-
ирует это химическое превращение, бросив свою таблетку
в стакан с водой.
1 См. «Шипучие конфетки», с. 81 .
А
С
П

115
Химия в ванной
1 См. «Химия в саду», с. 141.
Значит, при хранении таблетки
нужно избегать любого ее контакта
с водой, в том числе с присутствую-
щими в воздухе1 водяными парами.
Поэтому в баночках с растворимы-
ми таблетками содержится жадное
до воды вещество, осушающее воз-
дух внутри упаковки. Оно спрятано
в толстой пробке.
Углекислый газ обеспечивает рас-
пыление гранул аспирина и их рас-
творение в воде. Такой аспирин — это
полностью растворимое вещество. Лекарство готово
к всасыванию и подействует очень быстро.
В этой разновидности таблеток вспомогательные веще-
ства составляют примерно 80% от общей массы таблетки,
вот почему они гораздо больше остальных.
О растворимом порошке...
А
С
П
И
Р
И
Н
Пакетики с растворимым порошком
подчиняются другому правилу: если
порошок залить водой, он полно-
стью и быстро растворится. Давай-
те измерим рН раствора — и вот он,
сюрприз! Этот раствор не является
кислотным! В пакетиках с порошком
содержится не ацетилсалициловая
кислота, а ее соль — ацетилсалицилат
лизина. В отличие от ацетилсалициловой
кислоты эта соль растворяется в воде. Смешивая поро-
шок с водой, мы получаем щелочной раствор с ионом
ацетилсалицилата. Полностью растворимое в воде, это
вещество быстро попадает в кровь и мгновенно облегчает
симптомы заболевания.

116 Вы сказали «химия»?
Микрокапсулы в желатиновой оболочке
В 1990-х гг. исследования аспирина были по большей
части сосредоточены на поиске антиагрегантов, то есть
веществ, которые уменьшают свертываемость крови и
препятствуют образованию тромбов. Этот эффект осо-
бенно важен пациентам, кровеносные сосуды которых
могут закупориться. Чтобы сделать лекарство эффектив-
ным, нужно было найти способ, при котором аспирин
медленно поступал бы в кровь на протяжении долгого
времени — чтобы кровь оставалась жидкой весь день.
Так была придумана форма желатиновой капсулы. В ней
крупинки аспирина завернуты в пористую пленку, то есть
в пленку с отверстиями, через которые медленно про-
сачиваются молекулы аспирина. Так эти микрокапсулы
обеспечивают постепенное высвобождение аспирина на
протяжении всего дня.
Микрокапсула
Стенка капсулы
с отверстиями
Крупинки аспирина
Крупинки аспирина
медленно просачиваются
сквозь стенки капсулы

117
Химия в ванной
Разные формы таблеток
Итак, в конечном итоге все эти разные формы содержат
один и тот же самый активный компонент (или его произ-
водный). Другие терапевтические воздействия связаны
исключительно со вспомогательными, неактивными
с медицинской точки зрения веществами, которые позво-
ляют контролировать скорость высвобождения (выхода)
активного вещества.
Галеновые формы
Время всасыва-
ния (у всех людей
разное)
Назначение
Простая таблетка
Нормальный выход
в организм,
примерно 40 мин
«Нормальное» дей-
ствие, не использу-
ется для быстрого
снятия симптомов
Отложенное дей-
ствие, лекарство
длительного
действия
Быстрое действие.
Идеально для об-
легчения головной
боли и лихорадки
Длительное проти-
вовоспалительное
тромбоцитное
действие. Позво-
ляет обеспечивать
текучесть крови
на протяжении
нескольких часов
Замедленный вы-
ход, около 80 мин
Быстрый выход,
примерно
15—20 мин
Постепенный
выход
Таблетка
в оболочке
Желатиновая
капсула
Раство-
римые
формы
Растворимая
таблетка
Пакетик с по-
рошком для
растворения
Этот принцип применим к очень многим лекарствам:
терапевтические молекулы идентичны, но вспомогатель-
ные вещества разные, из-за чего воздействие на организм
тоже разное.

118 Вы сказали «химия»?
Проделайте это дома
Кислотное, щелочное или нейтральное?
Многие натуральные вещества обладают свойством ме-
нять цвет под воздействием кислой среды. Так, чай светлеет,
если в него добавить лимон (лимонную кислоту), а некоторые
цветы, например гортензии, меняют цвет с розового на голу-
бой, попав в кислую почву. Заметив это, химики много лет
назад пришли к выводу, что вещества способны менять цвет
в зависимости от того, в какую среду они попадают — кислот -
ную, щелочную или нейтральную. Такие вещества называют
цветовыми индикаторами.
Сок из краснокочанной капусты — натуральный
цветовой индикатор
Сок из краснокочанной капусты является цветовым ин-
дикатором благодаря присутствию в нем молекул семейства
антоцианов — натуральных красителей, содержащихся во
многих фруктах красного цвета (клубника, ежевика, вишня,
черника и пр.). Эти молекулы обладают способностью менять
структуру в зависимости от кислотности среды и таким обра-
зом изменять цвет (красный, синий, бесцветный и желтый —
в зависимости от значения рН окружающей среды). В со-
ответствии с рН раствора можно получить единственную из
этих структур (например, красный цвет раствора) или смесь
из нескольких форм (например, зеленый окрас, смесь «си-
ней» формы и «желтой»).
Подготовка цветового индикатора
—
Подогрейте в кастрюле 1 л воды (минеральной, с ней-
тральным рН).
—
Разрежьте половину кочана краснокочанной капусты на
мелкие кусочки и опустите их в воду. Чтобы облегчить себе
задачу, воспользуйтесь электрическим измельчителем. (Вни-
мание! Попроси взрослого тебе помочь.)
—
Когда вода закипит, уменьшите огонь и продержите ка-
пусту в горячей воде еще 15 мин.
—
Извлеките кусочки капусты, процедите раствор с помо-
щью фильтра для кофе и воронки.

119
Химия в ванной
La chimie dans la salle de bain
Нарезанные
кусочки
краснокочанной
капусты
Фильтр
для кофе
Воронка
Стакан
Капустный сок
Полученный таким образом фильтрат является цветовым
индикатором. В нужной концентрации у него должен быть
достаточно насыщенный фиолетовый цвет. Антоцианы, при-
сутствующие в краснокочанной капусте, растворимы в воде и
являются экстрактами, полученными с помощью выварива-
ния. Вываривание позволяет добиться более полного извле-
чения активных компонентов, чем настаивание (поскольку
жидкость подвергается кипячению), но может применяться
лишь к веществам, мало чувствительным к температуре.
Кислота?
Прежде чем проверять разные растворы, нужно изучить
эталонную шкалу для рН, то есть узнать, как окрашивается
индикатор в различных средах. Изменение окраски индика-
тора происходит из-за превращения одной формы индика-
тора (молекулярной) в другую (ионную). Например, оттенки
красного, розового и фиолетового соответствуют кислой сре-
де, а оттенки сине-зеленого и желтого
—
щелочной.

120 Вы сказали «химия»?
Возьмите пять пробирок или
маленьких стаканчиков, залейте
в каждую из них около 5 мл сока
краснокочанной капусты, а затем,
следуя таблице, добавьте веще-
ства, наблюдая за изменениями
цвета...
Пробирка 1 Ничего не добавляйте: это пробирка-эталон
Пробирка 2 1–2 капли лимонного сока. Взболтайте
Пробирка 3
1–2 капли белого уксуса (этановая кислота).
Взболтайте
Пробирка 4
Щепотку пищевой соды (бикарбонат натрия).
Хорошенько взболтайте
Пробирка 5
Несколько кусочков таблетки для посудо-
моечной машины или стирального порошка.
Осторожно взболтайте
Лимонный сок, белый уксус, сода и стиральные порош-
ки — это вещества с самым разным уровнем рН, поэтому
цвета растворов будут варьироваться от розового до желтого,
проходя через синий. Не бойтесь повторить этот опыт с дру-
гими продуктами.
У
к
с
у
с

121
Химия в спальне
5
Химия
в спальне
Почувствуешь или нет?
Даже если мы не всегда отдаем себе в этом отчет, наша
повседневная жизнь, как и наша спальня, наполнены
запахами. Ароматы для поднятия настроения, моющие
средства, косметика, свечи, туалетная вода — нас посто-
янно окружают молекулы, называемые ароматизаторами.
Природа в этой области тоже не отстает. Пахучие мо-
лекулы она часто применяет для общения. Растения и
животные выделяют огромное количество молекул, пе-
редающих послания. Они или успокаивают, или запуги-
вают (например, «иди ко мне», «это моя территория», «я
ищу партнера») и принимаются и интерпретируются на
инстинктивном уровне. Эти химические сообщения —
очень летучие вещества, то есть они легко переходят в со-
стояние газа и переносятся с помощью ветра. Среди них
как пахучие молекулы, которые мы ощущаем, например,
возле кустов роз, так и феромоны — химические
вещества, которые способны определить и
обнаружить лишь представители опреде-
ленного вида.

122 Вы сказали «химия»?
Мы купаемся во вселенной запахов, натуральных и ис-
кусственных, и реагируем на них.
Проделайте это дома
«Почувствуйте» распыление молекул
Откройте флакон с духами или ароматическими маслами и
оставьте его открытым на несколько секунд в углу комнаты. Вы
тут же почувствуете, как запах распространится по всей комнате,
т.к. означает, что пахучие молекулы очень летучие и легко разле-
таются во все стороны. На микроскопическом уровне вещество
в газообразном состоянии пребывает в постоянном движении,
молекулы сталкиваются и перемещаются во всех направлени-
ях пространства. Поэтому запах можно ощутить даже вдали от
источника.

123
Химия в спальне
Как мы ощущаем запахи?
Обонятельная
зона
Обонятельные
реснички
Носовая
полость
Вдыхаемый
воздух
Язык
Обонятельный
нерв
Мозг
Вещество будет восприниматься как пахучее, только
если оно способно затрагивать особые рецепторы, распо-
ложенные на обонятельных ресничках в верхней части на-
шего носа, в носовой полости. При обнаружении
молекулы информация немедленно передается
в мозг в форме нервного импульса. Нетрудно
догадаться, что для того, чтобы достичь рецеп-
торов, расположенных в очень специфичной
зоне носа, молекулы должны быть очень под-
вижны, то есть являться летучими веществами.
Чтобы лучше понять этот принцип летучести,
возьмем для примера спирт. Помещенный
в миску, легко и быстро сменит свое агрегат-
ное состояние и превратится в газ. То есть
станет очень летучим: молекулы этанола
распространятся по всей комнате, и
она пропитается запахом спирта.

124 Вы сказали «химия»?
Ой
В нашем организме почти 350 разновидностей
обонятельных рецепторов. Только представьте,
сколько разных молекул мы способны определять и
различать! Более того, рецепторы у всех людей раз-
ные, поэтому о запахах не спорят!
Откуда берутся вещества для изготовления духов?
Многие пахучие вещества, применяемые в элитной
парфюмерии, и сегодня все еще имеют природное проис-
хождение. Для этого из растений извлекаются преслову-
тые эссенции — маслянистые вещества, богатые пахучими
молекулами. Подобный процесс очень дорогостоящий,
поскольку нужно собрать сырье (например, цветы) и под-
вергнуть его многоступенчатой обработке, основным эта-
пом которой будет экстракция (вытяжка). Вытяжку мож-
но осуществлять с помощью гидродистилляции, также
называемой вытяжкой паром.
Эфирные
масла
Вода
Для этого нагревают смесь из воды и цветов (1). Под
воздействием тепла клетки растений лопаются и выделя-
ют содержащиеся в них вещества.
1
2
3

125
Химия в спальне
Эти летучие вещества втягиваются парами воды (2) и
отделяются от остальной части растения. Затем хладагент
остужает пары — они становятся жидкими и начинают
течь (3). В результате получается не одна жидкость, а две:
снизу — большой объем слегка ароматизированной воды,
а сверху — менее плотная маслянистая жидкость, которая
всплывает на поверхность.
Эту маслянистую жидкость и называют эссенцией или
эфирным маслом. К счастью для химиков, оно не смеши-
вается с водой, и разделение двух фаз проходит легко.
Проделайте это дома
Извлеките эфирное масло из апельсина
Зажгите свечу и дву-
мя пальцами возьмите
кусочек апельсиновой
корки. Апельсиновую
корку согните попо-
лам, внешним краем
направив к свече. Плотно
сожмите кожуру: на ней выступят капель-
ки и загорятся при контакте со свечой. Вокруг
распространится сильный запах апельсина.
Эти маленькие капли, которые загорелись от огня, состо-
ят из эфирных масел, содержащихся в кожуре. Под давлением
ваших пальцев клетки, в которых находились эти пахучие мо-
лекулы, лопнули, и масла вырвались наружу в виде маленьких
капелек.
Корка апельсина содержит эфирное масло, представляю-
щее собой смесь различных компонентов, главный из кото-
рых — лимонен. Эта молекула с химической формулой С10Н16
в значительной степени ответственна за неповторимый аромат
цитрусовых, в особенности апельсина. Эфирные масла — это
жиры, летучие и воспламеняющиеся, которые не смешиваются
с водой.

126 Вы сказали «химия»?
Другой способ добычи экстрактов пахучих веществ ос-
нован на их притяжении к жирам. Эта техника называется
холодным анфлеражем и применяется в случае, если цве-
ты очень хрупкие, и их молекулы, которые нужно извлечь,
могут повредиться под воздействием тепла. Жир без запа-
ха наносят на пластину, а затем по ней распределяют цве-
ты или лепестки, из которых хотят извлечь эссенцию.
Это сливочное
масло пахнет
лавандой?
Это масло
из Прованса,
мадам!
Вы, несомненно, замечали, что сливочное масло, поле-
жавшее рядом с пахучим источником, быстро впитывает
его аромат. Последствия этого явления могут быть очень
неприятны, например, если кусочек масла начнет пах-
нуть, как сыр, капуста или любой другой продукт из холо-
дильника. Дело в том, что пахучие молекулы химически
родственны жирам. Именно на этом принципе и основа-
на техника анфлеража.

127
Химия в спальне
Постепенно пахучие молекулы цветов оказывают-
ся в ловушке жирного слоя, после чего их извлекают из
жира. Долгое время этот метод использовался для лепест-
ков жасмина, очень чувствительных к нагреванию.
Великие открытия
Грас — город тысячи запахов
Город Грас (Прованс) часто
называют мировой столицей
парфюмерии. Своей репу-
тацией он обязан много-
численным кожевенным
заводам. Незадолго до
XVII в. (когда коже-
венное производство
пошло на спад) ремес-
ленникам, специализи-
ровавшимся на выдел-
ке кожи, приходилось
проявлять изобре-
тательность, пы-
таясь перекрыть
ее крайне непри-
ятный запах. Жан де Галимар, известный кожевник, приду-
мал ароматизировать кожаные перчатки. Одну пару таких
перчаток он преподнес Екатерине Медичи. Эта инновация
быстро прижилась при дворе и в кругу высшей буржуазии,
что придало городским ремесленникам статус перчаточни-
ков-парфюмеров. Со спадом кожевенной промышленности
в XVII в. Грас естественным образом переключился на пар-
фюмерную промышленность. В наши дни в городе ведутся
работы по добыче экстрактов из сырья и созданию концен-
тратов. Такие парфюмерные дома, как Chanel, имеют в Грасе
собственные плантации жасмина и роз.

128 Вы сказали «химия»?
Сегодня анфлераж больше не применяется. Чтобы вы-
делить аромат из хрупких растений, специалисты идут на
хитрость. Пахучие молекулы жасмина, например, нельзя
извлекать с помощью водяного пара, поскольку они не
выдерживают столь высокой температуры (около 100 °С).
Поэтому в процессе участвует не вода, а растворитель, ко-
торый кипит при более низкой температуре. Этот метод
называется «экстракция летучими растворителями».
Основным неудобством подобных методов является их
стоимость. Добывать натуральные ароматы очень доро-
го, и на это есть несколько причин: количество этапов,
через которые нужно пройти во время обработки; ред-
кость применяемого сырья, неважно — растительного
или животного. Поэтому на помощь приходят химики!
Определив молекулы, ответственные за «приятный за-
пах», они пытаются их создать (или синтезировать) в ла-
боратории на основе недорогих химических компонен-
тов. Так получаются синтезированные ароматы, которые
присутствуют почти во всех косметических продуктах.
Однако имейте в виду: эфирное масло может содержать
до нескольких сотен различных молекул, в то
время как в синтезированном парфюме их
не так много. Химики создают составы,
которые имитируют натуральный запах,
но содержат меньше «ингредиентов»
и являются менее утонченными.
1 См. «Вещество во всех своих состояниях», с. 71–72.
Жидкие кристаллы: химия
во всех своих состояниях1!
Кто бы мог подумать, что кристаллы станут жидкими!
Термин «жидкий кристалл» — это оксюморон, однако

129
Химия в спальне
он наилучшим образом определяет состояние материи,
которая одновременно сочетает качества, свойственные
и жидкости, и твердым кристаллам. Электронные часы,
экраны смартфонов и компьютеров — жидкие кристаллы
всюду вокруг нас! Но что представляют собой эти жид-
кие кристаллы, в чем их особенность и почему
им удалось завоевать всеобщую популярность?
И как это работает?
Как мы уже знаем, можно выделить три со-
стояния материи, опираясь на организацию
атомов: твердое (упорядоченное), жид-
кое (беспорядочное) и газообразное
(рассеянное). К сожалению, на практи-
ке все сложнее, и эта упрощенная классифика-
ция не описывает многочисленных состояний,
которые нарушают границы: стекло, плазма,
эмульсии, гели, муссы, гранулированная среда
или жидкие кристаллы.
Великие открытия
Из лаборатории в промышленность —
100 лет истории!
В 1905 г. известный и уважаемый кристаллограф Отто
Леман (1855–1922) после многочисленных споров опре-
делил состояние жидких кристаллов как полноправное
состояние материи. После нескольких пробных названий
(текучие кристаллы (1889) и кристаллическая жидкость
(1890)) он в начале XX в. остановился на термине «жидкие
кристаллы».

130 Вы сказали «химия»?
Научная информация
Песок и сахарный песок — твердое вещество,
жидкое или газ?
Эти вещества, которые можно описать как твердые
в мелких гранулах, состоят из крупинок. Такое состо-
яние ученые называют гранулярным. В природе оно
очень распространено: это песок и сахарный песок,
манная крупа, тальк (пудра), цемент и др. Гранулярная
среда состоит из компонентов, которые делают ее не
поддающейся классификации. Например, сахарный пе-
сок не является твердым телом. Однако, если мы слег-
ка наклоним банку с сахаром, ничего не произойдет,
форма не изменится, то есть он все же очень похож на
твердое тело. Но если мы наклоним банку еще больше,
сахар начнет высыпаться на поверхность, таким обра-
зом, его верхний слой выступает в роли жидкости. Но
это все равно не совсем жидкость, поскольку, как только
вы поставите банку на стол, уровень сахара не вернется
в горизонтальное положение.
Из-за этих запутанных наблюдений некоторые уче-
ные пришли к выводу, что необходимо определить но-
вое состояние материи — между твердым и жидким.
Поэтому ученые называют жидкие кристаллы мезомор-
фной фазой, или мезофазой, поскольку они представляют
собой новое промежуточное состояние между твердым и
жидким.
Исторически жидкие кристаллы по степени моле-
кулярной упорядоченности разделяют на два подвида.
В 1920-х гг. Жорж Фридель (1865–1933), французский
кристаллограф, предложил выделить три крупные фазы:
нематическая, холестерическая и смектическая.

131
Химия в спальне
1. Нематическая 2. Холестерическая 3. Смектическая
1. Нематическая — молекулы параллельны друг другу,
какая-либо другая специфичная структура отсутствует.
2. Холестерическая — молекулы параллельны друг другу,
но расположены в разных плоскостях по отношению друг
к другу.
3. Смектическая — молекулы параллельны друг другу,
но расположены слоями.
Ой
Смектическая фаза обязана своим названием механиче-
ским свойствам, близким к мыльной пене (мыло по-грече-
ски smectos), в то время как холестерическая фаза названа
так потому, что была открыта в производных холестерина.

132 Вы сказали «химия»?
На что похожи молекулы жидких кристаллов?
Все молекулы жидких кристаллов, используемых
в производстве компьютерных и телевизионных экранов,
относятся к типу нематических. Полученные с помощью
синтеза, эти молекулы благодаря воображению химиков
представляются преимущественно в виде вытянутых па-
лочек. С точки зрения химии это органические молекулы
(в основе их строения лежат атомы углерода), у которых
есть не менее двух разновидностей, отличающихся по
структуре и качествам.
Так, молекула гептилоксицианобифенила, более из-
вестная как молекула 7 OЦБ (7 означает число углеродов
в молекуле гептана), состоит из линейной цепи (часть 1) и
из последовательности циклов, которые можно сравнить
с циклами в молекуле аспирина (часть 2).

133
Химия в спальне
Часть 1: гептан
(линейная молекула)
Часть 2: цианобифенил
(циклическая молекула)
Фактически эта молекула представляет собой соеди-
нение двух молекул, очень разных и связанных между со-
бой атомом кислорода: гептана и цианобифенила. Гептан
сохраняет жидкое состояние при температуре от –91 до
+98 °C (часть 1), а цианобифенил твердеет при температу-
ре ниже +88 °C (часть 2). Следовательно, переход из твер-
дого состояния в жидкое осуществляется не как обычно,
а создает при температуре от 54 до 74 °C промежуточ-
ное состояние между жидким и твердым — мезофазу.
Ниже этого интервала мы имеем дело с твердым телом,
а выше — с жидкостью! Таким образом, при описании
частей этой молекулы ученые говорят о жестком ядре и
гибкой боковой цепи.
Молекула 7 ОЦБ Твердое
состояние
Жидкое
состояние
Мезофаза
Переход из твердого состояния в жидкое происходит
в промежуточной фазе, мезофазе, которую чаще образно
называют фазой жидких кристаллов.

134 Вы сказали «химия»?
Великие открытия
Большое французское приключение
жидких кристаллов
Физик Пьер-Жиль де Жен (1932–2007) получил
в 1991 г. Нобелевскую премию в том числе и за свои
работы о жидких кристаллах. В начале 1970-х гг. он
сумел возродить эту забытую тему научных француз-
ских исследований 1920-х гг. Убежденные его мотива-
цией и страстью к этой сфере исследований, семь ла-
бораторий университета Орсе, в котором он работал,
пустились в эту авантюру вместе с ним. Увлеченные
ученые-филантропы совершили ошибку, не запатен-
товав свои открытия. Франция, ставшая двигателем
фундаментальных исследований в этой области, об-
ладает сегодня лишь малой частью патентов для про-
мышленного применения данных открытий, столь
популярных сегодня!
Как создают жидкокристаллические экраны?
1 См. «От маркера до плазменного экрана: флуоресценция», с. 39.
Плоский жидкокристаллический экран состоит из
мозаики простых точек, которые могут загораться или
затухать, формируя таким образом изображение1. Экран
состоит из жидкого кристалла в нематической фазе, за-
жатого между двумя пластинами поляризованного стекла.
Стекло сзади и стекло спереди имеют разные направле-
ния поляризации, смещенные на 90°. Поляризованное
стекло не пропускает свет, если только он не светит в под-
ходящем направлении (свет обладает несколькими ком-
понентами, которые колеблются в разных направлениях).
Так, свет, входящий сзади экрана, не может выйти спе-
реди, если только он время от времени не подвергается
воздействию, в результате которого меняет направление
поляризации. Тут и вступают в работу молекулы, из кото-
рых состоит жидкий кристалл...

135
Химия в спальне
Напряжение
Все эти молекулы во время производства экрана распо-
лагаются по спирали. Это особое расположение позволяет
быстро изменять направление поляризации света по мере
того, как он проходит сквозь пиксель, так, чтобы он мог
пройти сквозь расположенное спереди поляризованное
стекло. Тогда пиксель загорается.
Молекулы
жидкого
кристалла
Стекло-
проводник
Поляризатор
План
поляризации
света
Деталь пикселя
Приложенное напряжение (справа) вызывает
колебание молекул, и экран гаснет.
Я создаю
плоские
экраны!

136 Вы сказали «химия»?
Таким образом, с помощью электрического напряже-
ния можно изменять расположение молекул жидких кри-
сталлов по отношению друг к другу. Хотя молекулы жид-
кого кристалла в общем и целом нейтральны, они могут
иметь локальные электрические заряды1 (молекулы, от-
рицательные с одного конца и положительные с другого).
Помещенные в электрическое поле, они перемещаются и
направляются вертикально к краям стекла. «Запутанная»
спиралевидная структура исчезает, и свет больше не доби-
рается до грани перед пикселем при правильном направ-
лении. И пиксель остается потухшим.
Проделайте это дома
1 См. «Хороший майонез», с. 73.
2 См. «От маркера до плазменного экрана: флуоресценция», с. 39.
Телевизоры с жидкими кристаллами...
или плазма2?
Чтобы узнать, сделан ли
экран вашего телевизора
из жидких кристаллов,
потребуется провести
небольшой
экспери-
мент. Поскольку пик-
сель изготовлен из по-
ляризованных линз, лишь
часть света может пройти и
достичь глаза наблюдателя. Найдите солнечные
очки, у которых тоже будут поляризованные линзы: дан-
ная информация обычно отмечена на стекле или на оправе.
Сядьте лицом к включенному экрану телевизора, надев эти
очки, и наклоните голову на 90°. Если освещенность резко
изменится, значит, ваши очки блокируют часть света, кото-
рому удалось проникнуть сквозь пиксели. Следовательно,
экран телевизора сделан из жидких кристаллов!

137
Химия в спальне
О жидком кристалле говорят, что он играет роль «про-
водника света», вынуждая свет принять желаемое направ-
ление.
Проще говоря, каждый пиксель можно рассматривать
как окно, за которым находится источник света. Под воз-
действием электрического тока жидкий кристалл спосо-
бен открывать и закрывать створку окна, таким образом,
пропуская или не пропуская свет для формирования кар-
тинки.
В случае цветных экранов каждый пиксель подразделя-
ется на три подпикселя, каждый из которых закрыт филь-
тром, окрашенным в красный, зеленый или синий цвет.
Смешение этих трех основных цветов позволяет получать
цветную картинку.

138 Вы сказали «химия»?
Проделайте это дома
Чернила всех цветов
В нашей одежде содержится огромное количество
красителей — и это снова химия!
Желтый, красный, зеленый, а также фиолетовый,
оранжевый или черный — существуют фломастеры всех
цветов. Чтобы получить такое разнообразие цветов,
специалисты бросили вызов воображению, не побояв-
шись смешать многочисленные молекулы. Итак, чер-
нила фломастеров и маркеров — это гомогенные смеси.
Разные цвета, из которых состоят чернила фломасте-
ра, можно разделить благодаря технике, которую хими-
ки называют хроматографией.
Бумажная полоска
Бумажная
полоска
Следы
чернил
Фильтр
для кофе
2см
Вырежьте бумажные полоски из фильтра для кофе, прове-
дите карандашом линию в 2 см от нижнего края полоски. На
этой черте фломастерами разных цветов поставьте 2–3 точки.
Пятна чернил, примерно 0,5 см в диаметре, не должны со-
прикасаться.

139
Химия в спальне
Когда пятно от фломастера хорошо высохнет, поместите
бумажную полоску в стакан, в котором налито примерно 1 см
воды (полоску следует держать в стакане вертикально). С по-
мощью скотча и карандаша зафиксируйте бумажную полоску
так, чтобы она была слегка погружена в воду. Внимание: сле-
дите за тем, чтобы нарисованные точки оставались над поверх-
ностью воды.
Скотч
Карандаш
Бумажная
полоска
Вода
1см
Вода начнет медленно подниматься по бумажной по-
лоске (капиллярный эффект). Вы быстро заметите, что
вода постепенно забирает молекулы из чернильного пят-
на, и чернила растворяются в воде. Через несколько минут
сформируются подтеки цветов: различные составляющие
чернил окажутся разделенными.

140 Вы сказали «химия»?
Как мы уже видели, молекула воды является полярной1.
На самом деле, она способна создавать связи с другими по-
лярными молекулами, в данном опыте — молекулами, из ко-
торых состоят чернила. По мере того как вода поднимается
по бумажной полоске, она увлекает за собой молекулы чер-
нил (их количество зависит от их полярности) и оставляет их
одну за другой на своем пути. Более полярные молекулы ока-
зываются на бумажной полоске сверху, в то время как менее
полярные остаются внизу.
Зеленые
чернила
Синие
чернила
Желтые
чернила
Проведите этот опыт с фломастерами разных цветов и
сравните химический состав чернил. Фломастер какого
цвета обладает наибольшим числом составляющих?
1 См. «Хороший майонез», с. 73.

141
Химия в саду
6
Химия
в саду
А как насчет химии в саду? Конечно, скажете вы: удо-
брения, фильтры для бассейна, садовая мебель, на кото-
рой вы нежитесь целыми днями... Все это — сплошная
химия. Но и это еще не все! Химия прячется там, где ее
совсем не ждут, и многочисленные естественные процес-
сы также являются процессами химическими.
Итак... натуральное или химическое? Этот спор открыт
уже долгое время, и он очень обширный, но в то же вре-
мя ошибочный, поскольку правильнее было бы сформу-
лировать вопрос так: натуральное или искусственное? Но
химическое — в любом случае!
Химия для биологии
Продуктами для людей химия не ограничивается. Что-
бы это понять, достаточно оглядеться вокруг: творения
матери-природы тому подтверждение. Наверняка, каж-
дый из вас хотя бы раз в жизни задавался вопросом, поче-
му большинство растений имеют зеленый цвет или поче-
му растения не растут без света.

142 Вы сказали «химия»?
Незаменимый хлорофилл...
В отличие от человека, которому для выживания при-
ходится, помимо всего прочего, усваивать органические
вещества, находящиеся в еде, растения обладают способ-
ностью самостоятельно вырабатывать соединения, не-
обходимые им для развития (такие как глюкоза, то есть
сахар). Для этого они используют молекулы воды и угле-
кислого газа. Но как это возможно — создать глюкозу из
этих двух веществ? Стоит ли нам говорить о химическом
превращении или о синтезе глюкозы из других соедине-
ний?
Передай мне
глюкозу,
пожалуйста!
Раскрыть эту тайну нам позволит молекула под назва-
нием хлорофилл. Хлорофилл гнездится внутри клеток под
названием хлоропласты. Молекулы хлорофилла фоточув-
ствительны, то есть способны улавливать часть выделяе-
мого Солнцем светового излучения (в особенности крас-
ного и фиолетового), за исключением зеленого, который
они отправляют обратно, поэтому листья и кажутся нам
зелеными. Энергию этого света они затем используют для
синтеза глюкозы.

143
Химия в саду
Хлоропласт — это в некотором роде биологический
механизм, который позволяет преобразовывать световую
энергию в химическую (глюкоза). Ученые называют этот
процесс фотосинтезом.
Великие открытия
Открытие хлорофилла
Задолго до того, как
молекулам хлорофил-
ла приписали фо-
тосинтетическую
активность,
на-
чиная с 1700-х гг.
многие биологи
уже задумыва-
лись о важности
света и воздуха
в процессе раз-
вития растений.
Однако лишь
в 1817 г. молекула
хлорофилла была
выделена француз-
скими химиками Пье-
ром Жозефом Пеллетье и Жозефом
Бьенеме Каванту.
Структура
молекулы
хлорофилла
Клетки растений,
содержащие
хлоропласты
Хлорофилл внутри
хлоропластов
Ядро

144 Вы сказали «химия»?
Проделайте это дома
Понаблюдайте за флуоресценцией
С помощью миксера измельчите несколько свежих
листьев шпината или салата (зеленого!) и залейте их
кипящим спиртом. Тщательно перемешайте, затем про-
цедите с помощью фильтра для кофе. Так вы получите
раствор зеленого цвета, который содержит выжатый из
растений хлорофилл.
Затем поставьте стакан с данным раствором напро-
тив мощного источника света (например, галогенной
лампы) и посмотрите на цвет раствора не в нем самом
(он зеленый!), а в его отражении (с освещенной сторо-
ны). В растворе вы заметите красные пятна: возбужден-
ный световой энергией, хлорофилл может возвращать
часть поглощенных лучей. Явление флуоресценции,
которое вы наблюдаете, показывает, что молекулы хло-
рофилла взаимодействуют с солнечным светом.
Зачем нужна световая энергия?
Фотосинтез — сложный процесс, во время которого
происходит множество реакций. Их можно разделить на
два важных этапах. На первом этапе поглощенная свето-
вая энергия позволяет хлорофиллу разложить молекулы
воды (Н2О) на ионы водорода (Н+) и молекулы кислоро-
да (О2).

145
Химия в саду
Научная информация
Как записать химиче-
ское превращение?
Ученые, предпочита-
ющие точные формулы,
уже давно взяли за пра-
вило записывать химиче-
ские превращения в виде
символов. Эти символы
передают одновременно и ха-
рактер превращения (каковы исходные продукты
реакции, каков результат), и число участвующих
атомов разного рода. Таким образом, речь идет о хи-
мическом уравнении. В нашем случае химическое
уравнение разложения воды выглядит так:
2Н2О→4Н+
+ 4 электрона + О2
Исходный
продукт реакции
Результат
Направление стрелки указывает, что ионы водорода,
кислорода и электроны получаются из воды.
Знающие люди сразу заметят, что для того, чтобы об-
разовать 4 иона водорода (Н+) и 1 молекулу кислорода
под действием световой энергии, необходимы 2 молеку-
лы воды. На схеме реакции также видно, что это химиче-
ское превращение высвобождает четыре электрона.
На втором этапе содержащийся в воздухе диоксид угле-
рода вступает в реакцию с ионами водорода и электрона-
ми, полученными во время разложения воды. Это второе
химическое превращение приводит к образованию саха-
ров и высвобождает в том числе «биологическую» энер-
гию, более известную как аденозинтрифосфат, или АТФ
(топливо живых клеток). Сахар используется растением
для роста и развития, а АТФ служит для запуска всего био-
логического механизма.

146 Вы сказали «химия»?
Световая
энергия
Первый этап
Второй этап
электроны
+
ионы водорода
+
кислород
сахара
+
АТФ
+
...
электроны
+
ионы
водорода
+
углекислый
газ
Вода
Хлоро-
пласты
Хлоро-
пласты
производят
производят
Биологический
реактор
Биологический
реактор
Удобрения для растений
На протяжении долгих лет сельское хозяйство нара-
щивало свои мощности, чтобы максимально эффектив-
но использовать обрабатываемые фермерами земли. Для
этого химическая индустрия предложила свои решения, и
сегодня уже не составляет проблемы выращивать культу-
ры без удобрений и гербицидов, использование которых,
зачастую неразумное, наносило вред окружающей среде.

147
Химия в саду
Как мы уже видели, растению для роста требуются пи-
тательные вещества. Эти питательные элементы обычно
присутствуют в почвенной воде в виде ионов и поглоща-
ются корнями, а затем в растворенном виде доставляются
в каждую клеточку растения.
Научная информация
Удобрения во Франции
Каждый год во Франции сельским хозяйством исполь-
зуется несколько миллионов тонн удобрений. Чтобы убе-
речь грунтовые воды, мы пытаемся постоянно снижать
количество разбрасываемых по полям удобрений. Так, за
последние десять лет количество удобрений, используе-
мых во Франции, сократилось с 6 миллионов до 4,8 мил-
лионов тонн в год.
Растению для роста необходимы три основных элемен-
та: азот (N), калий (К) и фосфор (Р). Эти элементы мож-
но вносить в почву искусственно с помощью жидких или
твердых удобрений.
Жидкое удобрение состоит по большей части из воды,
в которую добавляются питательные вещества, – получа-
ются водные растворы. Твердые удобрения представляют
собой гранулы, в которых содержатся те же самые пита-
тельные вещества, которые растворяются в воде во время
орошения.

148 Вы сказали «химия»?
Инструкция к применению
Химия позволяет создавать дозированные смеси, кото-
рые содержат важнейшие для роста растений компонен-
ты. На каждой банке или пакете с удобрениями описан
состав смеси. Он указывается в виде трех букв: N, K и P.
Это три основных химических элемента, из которых со-
стоит удобрение. К ним добавляется последовательность
из трех чисел, которые уточняют пропорции данных эле-
ментов. Например, удобрение NKP 18-6 -12 содержит 18%
азота, 6% калия и 12% фосфора, а остальная часть, то есть
64%, состоит главным образом из нейтральных элемен-
тов. Другими словами, на килограмм удобрения прихо-
дится 180 г азота, 60 г калия, 120 г фосфора и 640 г других
элементов.
В действительности элемент азот, который естествен-
ным образом присутствует в воздухе в состоянии газа (N2)
или в форме соединений в почве, добавляется в удобрение
в виде производного аммиака (аммиачный азот) или мо-
чевинного азота (в составе мочевины). То же самое отно-
сится к калию и фосфору. Помимо основных компонен-
тов, биохимики добавляют в состав удобрения и другие
микроэлементы, которые выполняют незаменимую роль
в питании растений, но в очень малых количествах (как у
человека). К таким микроэлементам относятся бор, медь
и цинк, полезные для определенных видов растений.
В
ы
с
к
а
з
а
л
и
—
Х
И
М
И
Я
?

149
Химия в саду
Ой
Железо в шпинате?
На протяжении многих лет родители
заставляли маленьких детей проглаты-
вать шпинат, напоминая им о моряке
Попае (моряк Попай — герой амери-
канских комиксов и мультфильмов.
Известен тем, что ел шпинат, чтобы
стать сильным. –
Примеч. пер.). Зеле-
ные листья этого растения стали зна-
менитыми благодаря тому, что они очень
богаты железом. Но это вовсе не так! В 1870 г.
один врач умножил количество железа в шпинате на
10, допустив ошибку в расчетах и нечаянно переместив запя-
тую. Лишь в 1930-х гг. немецкие химики исправили ошибку,
заново измерив количество железа в шпинате. Но искоре-
нить общепринятое мнение бывает очень трудно — и по сей
день некоторые считают, что шпинат богат железом.
С биологической точки зрения азот незаменим для раз-
вития всех надземных частей растения. Весна — благо-
приятный момент для удобрения почвы азотом, ведь в это
время все живое начинает расти. Фосфор же играет роль
в развитии корней и повышает сопротивляемость расте-
ний определенным болезням. Наконец, калий участвует
в цветении и созревании фруктов. Из-за этого в продаже
имеются удобрения с разными составами.
Ложечку за...
У
д
о
б
р
е
н
и
е

150 Вы сказали «химия»?
Садовник-«эколог», не решающийся использовать по-
купные удобрения, может использовать природные, по-
скольку природа уже предусмотрела все необходимые пи-
тательные вещества. Остается лишь извлечь азот, калий и
фосфор из определенных растений или минералов, о ко-
торых известно, что они содержат это вещество в большом
количестве. Например, при замачивании в воде крапивы
получается раствор, богатый азотом. Зола, остающаяся
после сжигания дров, позволит обогатить растения ка-
лием, а порошок из костей (вряд ли вы приготовите его
сами!) является источником фосфора. Химия уступает ме-
сто биологии!
Проделайте это дома
Ускорьте прорастание и рост чечевицы
В наших силах ускорить рост чечевицы, добавив в почву
правильное количество удобрений. Для этого приготовьте две
миски, на дно которых положите пропитанную водой вату, во
вторую миску добавьте удобрение (подойдет жидкое удобре-
ние для комнатных растений). Через 4–6 дней чечевица про-
растет, но в миске с удобрением она будет расти быстрее! За
вашу чечевицу!
Чечевица
Чечевица
Вата, пропитанная водой
Вата, пропитанная водой
4–6 дней
4–6 дней
Удобрение

151
Химия в саду
Энергия незаменима во всех своих формах — чем бы
мы были без энергии? Мы редко обращаем на нее вни-
мание, но каждый день ее потребляем:
садимся в машину или в автобус, чтобы
доехать до нужного места, используем
электрическую газонокосилку, чтобы
привести в порядок сад, или проращи-
ваем семена в обогреваемой теплице —
для всего этого требуется энергия. Порой
потребление энергии скрывается там, где мы совсем не
ожидаем этого. Например, рекламные буклеты, которые
мы находим в почтовых ящиках, тоже энергоемкий про-
дукт: на производство бумаги, печать и распространение
используют энергию в той или иной ее форме.
Среди всех форм энергии, которые мы используем
ежедневно, электроэнергия занимает особое место: эко-
номичная и доступная в любое время, она создает впечат-
ление чистой энергии, то есть не оказывающей никакого
воздействия на окружающую среду. Однако...
Создайте свое электричество!
Ой
Каждый год средний француз
потребляет количество энергии, эк-
вивалентное 4 тоннам бензина. В пла-
нетарном масштабе это соответ-
ствует 9,7 миллиарда тонн бензина,
потребленного в течение года.

152 Вы сказали «химия»?
Вопрос первичной энергии
Чтобы получить электричество, в первую очередь
требуется электростанция. Это очевидно? Конечно. Но
именно в этом и кроется суть проблемы. Электроэнер-
гия — это энергия вторичная, то есть она не берется из
природы напрямую.
Чтобы получить электричество, нужно исходить из
энергии в другой форме: уголь, нефть, уран. Эти разно-
видности сырья существуют в натуральном состоянии
в окружающей среде. Затем данные первичные источники
энергии преобразовываются на электростанциях в элек-
троэнергию.
Первичная
энергия
Вторичная
энергия
Электростанция
Уголь
Газ
Нефть
Электричество
В противоположность общепринятому мнению элек-
тростанция ничего не производит: она лишь преобразо-
вывает одну форму энергии в другую!
Это преобразование зачастую наносит вред окружаю-
щей среде: во время горения уголь, нефть и газ выделяют
диоксид углерода — газ, приводящий к возникновению
парникового эффекта. Уран оставляет после себя мно-
гочисленные отходы, которые перестают быть радиоак-
тивными лишь спустя несколько сотен лет, не говоря уже
о рисках аварии.

153
Химия в саду
Научная информация
Ископаемые источники энергии
Нефть, природный газ и уголь относятся к разно-
видности ископаемого топлива: это источники энер-
гии, использование которых долгое время не требо-
вало больших затрат, отчего они и приобрели такой
успех. Ископаемые виды топлива возникли в ре-
зультате разложения в почве растений и животных
на протяжении миллионов лет. Однако их запасы не
бесконечны. Мы используем их в самых разных ситу-
ациях: сжигаем бензин в автомобилях, газ в бойлере...
Это так называемые невозобновляемые виды энер-
гии, в отличие от солнечной энергии или энергии
ветра, которые не потребляют сырье (солнце и ветер).
Возобновляемые источники энергии
Столкнувшись с проблемой потепления климата и
истощения ископаемых источников энергии, ученые под
давлением политиков пытаются использовать первичные
источники энергии, которые меньше загрязняют окружа-
ющую среду и могут использоваться бесконечное коли-
чество раз, такие как ветер, вода и солнце. Так рождается
концепция возобновляемой энергии...
Во Франции производство электроэнергии является
по большей части ядерным, но существуют также огром-
ные плотины — единственный источник возобновляемой
энергии, эффективно используемый на протяжении мно-
гих лет для производства электричества.
Современная тенденция — это развитие солнечной
энергетики. Все больше частных лиц, воодушевленных
государственной пропагандой, устанавливают солнечные
батареи в своих домохозяйствах.

154 Вы сказали «химия»?
Солнце, солнце...
Солнечную энергию легко использовать в саду для по-
догрева воды и производства энергии. Нередко можно за-
метить солнечные установки на крышах домов, особенно
в южных регионах.
Немного
левее!
В реальности существует не один тип солнечных уста-
новок, а два. Они отличаются типом преобразования
солнечной энергии. Установки первого типа используют
преобразование «свет-тепло» и называются тепловыми
установками, а вторые – «свет-электричество», за что по-
лучили название фотогальванических панелей. Тепловые
установки соединяются с резервуарами с водой, которые,
в свою очередь, подключаются к источнику воды в доме.
Солнечные лучи проходят сквозь стекло датчика тепло-
вой установки и нагревают в ней воздух, как в парнике.
Помимо воздуха в тепловой установке содержится обо-
гревательный змеевик — что -то вроде маленькой трубки,
которая покрывает всю поверхность теплового датчика и
заполнена жидким теплоносителем. Так ученые называют
жидкости, единственная функция которых — передавать
тепло.

155
Химия в саду
Тепловой
датчик
Жидкий горячий
теплоноситель
Жидкий
теплоноситель
«холодный»
Горячая
вода
Баллон
для хранения
Змеевик,
содержащий
жидкий
теплоноситель
Холодная
вода
Змеевик делают из материала, который очень хоро-
шо проводит тепло, для облегчения теплообмена между
внешней средой и жидкостью.
Научная информация
Калория
Калория — это единица энергии, получившая свое
определение в 1824 г. благодаря химику Николя Кле-
ману. Предложенная в то время формулировка гласит:
«калория — это количество тепла, необходимое для
того, чтобы поднять температуру 1 г воды на 1 °С».
Эта единица измерения, хоть и очень часто приме-
няемая химиками, никогда не входила в Международ-
ную систему единиц (СИ), которая в качестве единицы
энергии предпочитает использовать джоуль (Дж).

156 Вы сказали «химия»?
Змеевик помещают в резервуар с водой, и она, в свою
очередь, нагревается в результате теплового обмена. Та-
ким образом, можно получить воду с температурой до
70 °С. Жидкий теплоноситель циркулирует по замкнутому
кругу: после того как он пройдет через резервуар и пере-
даст накопленную энергию, он возвращается к тепловому
датчику, и цикл начинается сначала.
Ой
Тепловые датчики поглощают не только солнечные лучи,
но и рассеянное тепло. Они иногда работают, будучи закры-
тыми, и их можно без проблем устанавливать в северных ре-
гионах, где прямые лучи солнца менее интенсивны.
Теплового датчика площадью 1 м2 достаточно, чтобы
удовлетворить ежедневные потребности одного человека
в горячей воде.
Проделайте это дома
Какого цвета тепловой датчик?
Возьмите две пластико-
вые бутылки и покрасьте
одну из них в черный цвет,
а другую в белый. Как толь-
ко краска полностью высох-
нет, наполовину наполните
обе бутылки водой, закройте
крышкой и оставьте на солн-
це на несколько часов. С по-
мощью термометра измерьте
температуру в каждой бутыл-
ке. К какому заключению вы
пришли? В какой цвет нужно
красить тепловые датчики,
чтобы они работали макси-
мально эффективно?
Термометр
Вода
Черная
бутылка
Белая
бутылка

157
Химия в саду
Фотогальванические солнечные
панели позволяют преобразовы-
вать световую энергию солнечных
лучей в электричество. Солнечная
панель — это множество фотоэлек-
трических ячеек. Фотогальваниче-
ская ячейка имеет два отдельных
слоя, обычно состоящих из крем-
ния.
Ой
Кремний — второй по распространенности элемент на
Земле после кислорода: он содержится примерно в 40% при-
родных ископаемых.
Первый слой фотоэлектрической ячейки состоит из
атомов кремния (Si). На своей внешней оболочке атом
кремния имеет четыре электрона. Некоторые из атомов
кремния заменены атомами фосфора, которые имеют на
внешней оболочке пять электронов. Этот слой называют
слоем кремния, легированного фосфором.
Поскольку у атома фосфора на его внешнем энерге-
тическом уровне на один электрон больше, чем у крем-
ния, слой кремния, легированного фосфором, обладает
большим числом электронов (отрицательных), чем тот же
слой до легирования. Ученые называют это n-легирова-
нием, или отрицательным легированием.
«Лишний»
электрон

158 Вы сказали «химия»?
Второй слой также состоит из атомов кремния, но
на этот раз он легирован бором (В). Бор — химический
элемент, который имеет на своей внешней оболочке три
электрона. Слой, легированный бором, испытывает де-
фицит электронов по сравнению с тем же слоем кремния
до легирования. Здесь речь идет о положительном р-леги-
ровании.
Эти два слоя разделены зоной, содержащей одновремен-
но и бор, и кремний, и фосфор; эту зону называют нейтраль-
ной. Она позволяет разделить два легированных слоя, разре-
шив переход электронов с одного слоя на другой.
Таким образом, мы имеем структуру, напоминающую
классическую электрохимическую батарейку, в кото-
рой с одной стороны наблюдается избыток электронов
(отрицательный полюс), а с другой стороны — дефицит
электронов (положительный полюс). Но в отличие от
классической батарейки здесь, чтобы заставить электро-
ны циркулировать, недостаточно поместить между двумя
полюсами связующее звено. В данном случае фотон (вы-
сокоэнергетическая частица, содержащаяся в солнечном
свете) «снимет» пятый электрон атома фосфора. Осво-
божденный, этот электрон пройдет по связующей нити
и присоединится к положительному слою, где имеется
дефицит электронов, обеспечивая функционирование
электрической цепи.
«Полость»
из-за отсутствия
электрона

159
Химия в саду
Легирование
фосфором n
Легирование
бором
Что касается места, которое осталось свободным, оно
сразу заполнится другим электроном, также снятым фо-
тонами. Этот процесс начался одновременно с появле-
нием света.
Теперь мы знаем, что электроны циркулируют всегда
в одном направлении: фотогальваническая ячейка, как
батарейка, вырабатывает постоянный ток.
Верх ячейки,
освещаемый
солнцем
Низ
ячейки

160 Вы сказали «химия»?
Во Франции считается, что эффективность одного сол-
нечного элемента (фотоэлемента) составляет примерно
10%, то есть 10% пойманной солнечной энергии преоб-
разуется в электроэнергию. В настоящее время ученые
в ходе многочисленных исследований пытаются повы-
сить это значение.
Научная информация
Фотоэлемент и окружающая среда
Солнечные элементы, или солнечные батареи, хотя
и используют для производства электричества энергию
Солнца, не на 100% экологически чистые: их производ-
ство и эксплуатация являются источниками загрязне-
ния. Они содержат кремний — металл, для получения и
очистки которого затрачивается огромное количество
энергии. Кроме того, фотоэлементы обычно используют
совместно с батареями. Солнечные элементы производят
электричество только при наличии солнца, и этот свет не-
обходимо накапливать, чтобы использовать для ночного
освещения. У таких батарей ограниченный срок службы
(около шести лет) и они содержат очень токсичные веще-
ства, такие как свинец или литий. Их утилизация имеет
жизненно важное значение, поскольку в противном слу-
чае использование солнечной энергии становится еще
более вредным для окружающей среды, чем электриче-
ство, получаемое на классических электростанциях!

161
Химия в саду
Вода — «синее золото»
Вода, которую вы употребляете каж-
дый день, прошла долгий путь, прежде
чем добралась до крана или оказалась в
бутылке. Где же она хранится на Земле
и как мы можем ее добыть, обработать и
тем более сохранить?
На Земле большие запасы воды расположены в
местах, называемых резервуарами. Первый резервуар со-
стоит из морей и океанов, которые покрывают более 70%
территории нашей планеты. Также это «синее золото»
можно найти на уровне поверхностных вод (озера, реки)
и подземных вод (грунтовые воды и подземные озера). За
ними следуют менее заметные хранилища: атмосфера,
в которой содержится вода, и вода в газообразном состо-
янии.
атмосфера
(0,001%)
ледники
(2,1%)
реки и озера
(0,01%)
моря и океаны
(97,2%)
подземные
воды
(0,6%)
Крупные хранилища воды на Земле
При определенных условиях, а именно при нужной
температуре и давлении, содержащийся в воздухе водяной
пар (газ) конденсируется и формирует облака, из которых
потом могут выпадать осадки (дождь, снег, град). То, что
мы воспринимаем как облако, — это жидкое состояние
или потенциально твердое, поскольку вопреки общепри-
нятому мнению водяной пар невидим.

162 Вы сказали «химия»?
Большая часть облаков состоит из микрокапель воды
во взвешенном состоянии. Эта вода даже может оставать-
ся жидкой вплоть до температуры -40 °С, что удивитель-
но, поскольку эта температура гораздо ниже температуры
плавления воды (0 °С). Это называется понижением точ-
ки замерзания. Вода из этих микрокапель, кристаллизо-
вавшись и превратившись в снежинки, выпадает в виде
снега. При нижней температуре –40 °С облака сформиро-
ваны из микрокристаллов льда во взвешенном состоянии.
В холодных или полярных регионах можно найти воду
в твердой форме в ледниках, во льду водоемов или в айс-
бергах.
Ой
Пресная или соленая?
Наконец, хранилище воды, которому не так легко дать
определение, представляют собой растения и животные,
которые более чем на 65% состоят из воды!
Таким образом, вода присутствует на Земле повсе-
местно во всех трех состояниях: твердом, жидком и газо-
образном. Количество воды в каждом резервуаре почти не
меняется, но молекулы воды при этом под воздействием
условий окружающей среды непрерывно переходят из од-
ного резервуара в другой.
На полюсах лед формируется зимой,
когда температура морской (соленой)
воды опускается до –1,8 °С. Тогда
она затвердевает и образует слой
льда, в 6–7 раз менее соленый, чем
изначальная морская вода. Слой
льда может достигать двух метров
в толщину. Что касается айсбергов,
они представляют собой большие глыбы
льда, возникшие вследствие разрушения расположенных на
суше ледников. Это гигантские кубики льда, сформирован-
ные из прессованного снега!
— Сладкое
или соленое?
Сладкое или
соленое?

163
Химия в саду
Снег
Дождь
Дождь
Водяной
пар
Водяной
пар
Облака
(капельки воды)
Ледник
Озеро
Вода
Ручей
Река
Океан
Круговорот воды в природе
Разогретая с помощью солнечной энергии, вода, из ко-
торой состоят моря и океаны, испаряется и поднимается
в атмосферу в виде водяного пара. На большой высоте
водяной пар переходит в жидкое состояние и превраща-
ется в крошечные капельки жидкой воды. Собираясь вме-
сте, эти бесчисленные капельки создают облака. В обла-
ке крошечные капельки превращаются в более крупные
капли, которые, наконец, падают на землю под действи-
ем силы тяжести. Эта дождевая вода попадает на скалы и
стекает в озера, реки, а затем в океаны или просачивается
в почву, где пополняет собой грунтовые воды. Это назы-
вается круговоротом воды в природе: молекула воды, ког-
да-то потерянная посреди океана,
в конце концов возвращается туда
по завершении цикла. Так что до-
исторические люди потребляли те
же молекулы воды, что и мы. Моле-
кулы, которые мы, в свою очередь,
передадим будущим поколениям!

164 Вы сказали «химия»?
Проделайте это дома
Принцип грунтовых вод
Разрежьте пластиковую бутылку на две части и проделайте
в днище маленькие отверстия. Горлышко заполните землей,
закройте крышкой (слегка примните землю) и вставьте днище
бутылки в горлышко, перевернутое вверх дном (слой воздуха
должен быть заметен). Положите землю во внешнюю часть и
осторожно налейте воды. Она просочится в верхнюю часть и
соберется в промежуточном пространстве. Вы только что по-
няли принцип грунтовых вод!
Вода
Уровень
залегания
водоносного
слоя
Земля
А что, если собирать дождевую воду?
Чтобы существенно сэкономить и в то же время со-
вершить поступок во благо окружающей среды, можно
для полива сада собирать дождевую воду. Именно этим
и занимаются многие садоводы, стремясь поливать свои
культуры с минимальными затратами. Для этого они в ка-
честве поверхности для сбора воды используют крышу
своего дома и ставят под водосток сборный бак.

165
Химия в саду
Однако собранная таким образом вода совершенно не-
пригодна для бытового использования, поскольку если
мы измерим ее рН, то заметим, что она на удивление кис-
лая. И снова за этот феномен ответственен не кто иной,
как человек, деятельность которого имеет тяжелые по-
следствия для окружающей среды.
В результате промышленного производства и другой
деятельности человека в атмосферу попадают побоч-
ные продукты производства и выбросы в виде газов. Эти
компоненты переносятся ветрами в верхние слои атмо-
сферы, в которых содержится вода. Среди таких загряз-
няющих веществ — двуокись серы (SO2) и оксиды азота,
выделяемые вместе с выхлопными газами из автомобиля.
Выхлопные газы относятся к группе NOx (NOx
—
собира-
тельное название оксидов азота NO и NO2, образующихся
в результате химических реакций в атмосфере и при го-
рении. — Примеч. пер.), поскольку существует несколько
разновидностей оксида азота (NO, NO2).
Диоксид серы и различные NOx вначале вступают в ре-
акцию с кислородом воздуха, в ходе которой получаются
химические вещества, неустойчивые, но способные реа-
гировать дальше, образуя при наличии воды серную кис-
лоту (H2SO4) и азотную кислоту (HNO3).
Сбор дождевой
воды

166 Вы сказали «химия»?
Научная информация
Химия кислотных дождей:
случай диоксида серы
Вначале кислород из воздуха вступает в реакцию
с диоксидом серы, образуя неустойчивое вещество —
триоксид серы:
Образовавшаяся вода всегда выпадает на землю в виде
осадков — только кислотных!
Диоксид
серы
(загрязнитель)
Кислород
(атмосфера)
Вода
(атмосфера)
Серная
кислота
Триоксид
серы
(нестабильный)
При контакте с водой триоксид серы
образует серную кислоту:
Вредные
выбросы
Рассеи-
вание
Химическая
реакция
Результат
Солнце
Ветер
Дождь
Влага
Кислотные
дожди
Вторичное
загрязнение
Загрязняющие
вещества
Городское
загрязнение

167
Химия в саду
Прежде в некоторых промышленных районах целые
лесные массивы погибали из-за кислотных дождей. Такие
дожди не только воздействуют напрямую на листву, но и
проникают в почву, делая ее кислой. В такой почве многие
растения больше не могут развиваться. Тогда приходится
перерабатывать землю, снова делать ее нейтральной — и
тут за дело берется химия! Мы оказываемся в сфере кис-
лотно-основных реакций. Когда почва слишком кислая,
в нее, чтобы выровнять рН среды, можно добавить золу,
в которой содержится калий, известь или калийный шлак
(богатая калием вулканическая порода), то есть щелоч-
ные компоненты. Но и здесь все сводится к правильной
дозировке.
Ой
Кислотные дожди
В Европе рН кислотных дождей составляет в среднем
4,5, в то время как рН чистой воды равен 7. Эта разница
означает, что вода кислотных дождей содержит в сто раз
большую концентрацию кислоты! Удивительно, но страны,
отвечающие за производство атмосферных загрязнителей,
не страдают от кислотных дождей больше других. Частицы,
вызывающие кислотные дожди, подчиняются движению
воздушных масс, перемещаются в атмосфере и не ведают
границ. Так что производство в одной стране может выбра-
сывать в атмосферу диоксид серы, а ее ближайший сосед бу-
дет пожинать экологические последствия: нечестно?

168 Вы сказали «химия»?
Проделайте это дома
Изготовление компоста
Компост — это альтернатива
находящемуся в продаже удо-
брению. Создать свой компост
—
значит помочь окружающей
среде и сократить количество
поступающих в почву искус-
ственных компонентов. Это также
позволяет значительно снизить объем
мусора, сжигание которого на мусорной свалке
является источником парниковых газов.
Постройте компостер
Возьмите четыре столбика, металлических или деревян-
ных, и отрезок металлической решетки. Решетка будет состав-
лять тело компостера, а вкопанные в землю столбики удержат
его на месте. Подберите подходящее, защищенное от ветра и
солнца место, вкопайте в землю столбики по углам квадрата,
следя за тем, чтобы вам хватило решетки для огораживания
намеченного участка. Так вы за несколько минут соорудите
простой и прочный компостер.

169
Химия в саду
Рецепт компостирования
Наполните ваш компостер органической материей: опав-
шими листьями, скошенной травой, ботвой, кофейной гущей,
яичной скорлупой и т.д . После этого подождите 8–12 меся-
цев — и вы получите качественный компост, который снабдит
ваш огород всеми питательными веществами, необходимыми
для роста и развития.
Компост можно периодически поливать и проветривать,
а также перемешивать вилами или граблями — это ускорит
разложение растений. Следите за температурой: как только
она стабилизируется, прекратите полив, но продолжайте ре-
гулярно переворачивать компост. Чтобы сделать его более
питательным, можно добавить в него немного золы.
Химия компоста — задача микроорганизмов!
Все растения разлагаются в природе есте-
ственным образом благодаря работе ми-
кроскопических грибов и бактерий. Эти
микроорганизмы разделяют молекулы,
из которых состоят растения, на
более мелкие молекулы. При этом они вы-
рабатывают молекулы, богатые углеродом,
азотом и фосфором, а это и есть основные
питательные вещества, которые мы нахо-
дим в удобрении.

170 Вы сказали «химия»?
Таким образом, цель владельца ком-
поста — поместить эти микроорга-
низмы в оптимальные условия для
разложения отходов!
Существует два способа разложения рас-
тений: в присутствии кислорода (воздуха),
то есть в результате аэробного разложения,
или без кислорода, в результате
анаэробного разложения. В зави-
симости от этого в процессе участвуют
разные микроорганизмы, и продукты
разложения тоже получаются раз-
ные. В случае с компостом садовод
прибегает к аэробному разложе-
нию органической материи: чтобы об-
легчить доступ воздуха в центр компоста, требу-
ется регулярно его перемешивать и проветривать.
Аэробное разложение разделяется на две ос-
новные фазы. В фазе ферментации (брожения)
бактерии разлагают биоразлагаемые компоненты, то
есть свежие материалы. Этот этап характеризуется по-
вышением температуры (она может достигать 70 °С), что
способствует гигиенизации компоста (уничтоже-
ние бактерий, паразитов и пр.). Интенсивная
работа бактерий, сопровождающаяся повы-
шением температуры, протекает со значитель-
ным потреблением кислорода и воды. Поэтому
компост необходимо поливать и проветривать,
чтобы удовлетворить потребности микроорга-
низмов. Затем наступает фаза под названием до-
минантное созревание: активность снижается, и теперь ми-
кроорганизмы атакуют материи, которые
разлагаются труднее. На протяжении
этого этапа температура выравнивает-
ся и, наконец, может понизиться. На
этом этапе требуется меньше орошений
и проветриваний, и в результате получается
стабильный продукт — компост.

171
Хотите узнать больше?
Хотите узнать
больше?
L’Affaire des cristaux jaunes et autres énigmes, Thomas Waddell et Thomas
Rybolt, Dunod, 2006.
L’Encyclopédie visuelle des sciences, Collectif, Gallimard, 2004.
Je découvre la science, Comprendre un univers passionnant, Collectif, Parragon,
2009.
Le Parfum de la fraise, Peter W. Atkins, Dunod, 2005.
La Police scientifique méne l’enquкte, 50 crimes élucidés par la science, Steven
A. Koelher, Dunod, 2010.
La Physique en 18 mots clés, Collectif, Dunod / La Recherche, 2009.
Oh la chimie!, Paul Depovere, Dunod, 2008.
La Science par le petit bout de la lorgnette, Vincent Bugeat, Dunod, 2009.
Les Secrets de la casserole, Hervé This, Belin, 1993.
Un chimiste en cuisine, Raphaёl Haumont, Dunod, Paris, 2013.
Dróle de chimie, Pierre Laszlo, collection «Manifestes», Le Pommier, Paris, 2011.
La chimie est un jeu. Petit laboratoire de chimie en 100 jeux et questions,
Alexandra Berder et Catherine Rabbe, collection «Memo est un jeu», Librio,
Paris, 2011.
Le roman des éléments, I Nechaev et G. W. Jenkins, collection «Regards», Belin-
Pour la science, Paris, 2005.
La chimie des desserts. Tout comprendre pour mieux réussir, Christina Blais et
Ricardo Larrivée, La Presse, Montréal, 2007.
Le Surprenant cycle de l’eau, Vazken Andréassian et Julien Lerat, Le Pommier,
2007.
Lumiиre et luminescence, Ces phénomиnes lumineux qui nous entourent, Bernard
Valeur, Belin, 2005.
Revue du Palais de la découverte:
«Cosmétiques d’hygiéne á travers les époques», n° 354, janvierfévrier 2008.
«L’aspirine, cette sacrée coquett», n° 243, décembre 1996.
«Le médicament : un comprimé de chimie?», numéro spécial 46, décembre 1995.
www.universcience.tv
La web tv scientifique hebdo de la Cité des sciences et de l’industrie et du Palais
de la découverte, rubrique : «Mathématiques – Physique – Chimie».

172 Вы сказали «химия»?
Алфавитный
указатель
А
альфа-лучи 94, 95 ,97
анфлераж холодный 126
аспирин 106, 111
атом 8, 17
Б
батарейка 33
батарейка из лимона 36
батарейки щелочные 39
бета-лучи 94, 95, 97
биология 141
В
ванная 85
вода 161
воды грунтовые 164
Вольта Алессандро 34
вспомогательное вещество
112
Г
газ 67, 130
газообразное состояние 72
галалит 53
Гален Клавдий 111
галеновые формы 111, 117
гидродистиляция 124
гидрофильный 69
гидрофобный 69
глаз 42
горение 28
горчица 76
Грас 127
Д
датчики тепловой
установки 154
декантация 58
Джон Вейн 110
дожди кислотные 166
дрожжи 63
дрожжи пекарские 65
духи 12, 124
Ж
железо 149
жесткость воды 101
жидкое состояние 71
жидкости несмешиваемые
73
жидкость 125
жиры 125, 126
З
запах 121, 122
И
изолятор 19
индекс солнечной энергии
96
индикатор цветовой 118
ионы 20, 80
ископаемые источники
энергии 153
К
калория 155
капсула 116

173
Алфавитный указатель
капуста краснокачанная 118
катализаторы 88
кислота 109, 119
компост 168
компостирование 169
конфеты 81
косметика 92
кофе растворимый 62
кофеин 61
красители 138
крем автозагар 98
крем против морщин 93
крем солнцезащитный 95
кристаллы жидкие 128, 130
круговорот воды 163
Л
лекарственный препарат 107,
112
М
майонез 73
Майяр Луи-Камиль 98
масло 73
масло эфирное 125
мезофаза 133
меланин 94
Менделеев Дмитрий
Иванович 15
микроорганизмы 169
мицеллы 75, 89
молекула 9, 77
молекула аспирина 108
молекулы жидких
кристаллов 132
мыло 85, 92
Н
натрия хлорид 78
нейлон 52
нейтроны 17
нейтральный 118
неоновый 46
нос 123
Ньютон Исаак 41
О
одежда 50
окислитель 103
омыление 86
оптический отбеливатель 104
отбеливатель 103
очищающие свойства 89
П
пакетик с порошком 115
панели солнечные 157
Пастер Луи 64
периодическая таблица 16
пиксель 46, 50, 135
плазма 48, 136
пластиковый 50
пленка нефтяная 76
поверхностно-активное веще-
ство 74, 89, 100
поливинилхлорид (ПВХ) 52
полимеры 50, 52
порошок стиральный 99
проводник 19
прорастание 150
просачивание 60
протеины 69
протоны 17
Р
растение 147
реагент ограничивающий 82
резервуары водные 161
рН 92, 109, 114, 119
С
сахарный песок 130

174 Вы сказали «химия»?
свертывание 116
свет 41, 55
символ химический 13
символы предупреждающие
106
сода 66
соль 78
соляные копи 79
состав воздуха 30
спектр дискретный 56
спектр непрерывный 56
спектроскоп 55
суфле 68, 70
сцинтиллятор 49
Т
таблетка 112
таблетка растворимая 114
твердое состояние 71
теин 63
топливо 32
треугольник огня 32
У
удобрение 146
ультрафиолетовый 49
уравнение 145
Ф
фильтрация 57
флуоресценция 39, 43, 144
формула химическая 14
фотолюминисценция 44
фотосинтез 143, 144
фотоэлемент 160
Франклин Бенджамин 77
Х
химические превращения 12
химический разрыхлитель
теста 66, 84
хлорофилл 142
Хоффман Феликс 107
хроматография 138
Ц
цвет 41
цеолит 101
Ч
чай 62
чернила 138
Щ
щелочной 118
Э
экзотермический 31
экран жидкокристаллический
134
экран плазменный 46
электричество 151
электроны 17
электростанция 152
элемент Даниэля 37
энергия возобновляемая 153
энергия первичная 152
Я
яйцо 68

175
«Вы сказали — ХИМИЯ?» — это интерактивная передвиж-
ная выставка, позволяющая детям и их родителям открыть
для себя химию во всех ее формах. Она проходила во Дворце
открытий в Париже с 7 июня по 30 октября 2011 г., затем в На-
учном саду в Страсбурге с ноября 2011 г. по февраль 2012 г.,
в Научном пространстве в Ренне с марта по сентябрь 2012 г.,
а также в Центре научной культуры, техники и промышлен-
ности (CCSTI) в Алесе с октября по декабрь 2012 г.
Данная выставка прошла в партнерстве с Научным про-
странством (Ренн), Комиссариатом по атомной энергетике и
альтернативным источникам энергии (CEA) и Союзом хими-
ческих промышленников (UIC).

Производство книг на заказ
Издательство «ТЕХНОСФЕРА»
125319, Москва, а/я 91
тел.: (495) 234-01-10
e-mail: knigi@technosphera.ru
Реклама в книгах:
• модульная
• статьи
Подробная информация о книгах на сайте
http://www.technosphera.ru
Вершье Ян, Гербер Николя
Вы сказали «химия»?
В кухне, в спальне, за столом... здесь молекул полный дом!
Новая редакция
Компьютерная верстка – ИП Автушенко Р.В.
Дизайн книжных серий – С.Ю . Биричев, А.В. Кочеткова
Дизайн – Н.И. Семячкина
Ответственный за выпуск – С.А . Орлов
Подписано в печать 18.07.19
Формат 84×108/32. Печать офсетная
Гарнитура «Ньютон»
Печ.л . 5,5. Тираж 1000 экз. Зак. No
Бумага офсет No1, плотность 80 г/м2
Издательство «ТЕХНОСФЕРА»
Москва, ул. Краснопролетарская, д.16, стр.2
Отпечатано в АО «ИПК «Чувашия»
428019, Чувашская Республика,
г. Чебоксары, проспект Ивана Яковлева, дом 13