Книга по химии для домашнего чтения - Борис Степин

7.19. МЕТАГИДРОКСИД ПРОТИВ БАКТЕРИЙ

Для какой цели при очистке воды перед ее фильтрованием в нее вводят сульфат алюминия?

Сульфат алюминия Al2(SO4)3, растворяясь в воде, вступает в реакцию с содержащимся в ней гидрокарбонатом кальция Ca(HCO3)2:

Al2(SO4)3 + 3Ca(НСO3)2 = 2АlO(ОН)↓ + 3CaSO4↓ + 6СO2↑ + 2Н2O.

В результате этого взаимодействия в осадок выпадает метагидроксид алюминия AlO(OH) в виде хлопьевидного вещества, захватывающего находящиеся в воде примеси, в том числе и мелкие взвешенные частицы, придающие воде желтоватый оттенок. Осадок поглощает также и большую часть бактерий; сорбирует примеси и бактерии и осадок сульфата кальция CaSO4, выпадающий вместе с AlO(OH).

7.20. ВЫСОТНЫЙ СИНДРОМ

В горах зону выше 8000 м называют «летальной». «Выжить — единственное слово, которое подходит для описания состояния и поведения человека на этой высоте, где он может пробыть три-четыре дня почти исключительно за счет своих внутренних ресурсов. Как же удается альпинистам покорять вершины-восьмитысячники?

Специалисты, изучавшие воздействие больших высот на человека, считают, что высокогорье можно разбить на несколько условных зон, в границах которых происходят те или иные изменения в организме. Высоты до 5400 м — это зона полной акклиматизации. Здесь отдых и полноценное питание полностью восстанавливают силы. Зона неполной акклиматизации простирается до 6000 м. Еще выше, до 7000 м, идет зона адаптации, где полное восстановление жизненных сил еще возможно, но на короткое время. И, наконец, на высоте 8000 м в зоне частичной, временной адаптации, энергетический баланс организма становится отрицательным. Здесь люди могут находиться до тех пор, пока не исчерпают свои внутренние резервы.

Вдыхание очень сухого горного воздуха намного увеличивает потери влаги через легкие, а обезвоживание организма сильно сказывается на работоспособности и состоянии альпиниста. Поэтому на больших высотах рекомендуют пить до 4–5 л воды в сутки. При обильном потоотделении теряются не только вода, но и минеральные вещества, что компенсируется введением минеральных солей в питьевую воду. Рационы высотных экспедиций включают кислые продукты, так как они повышают индивидуальный «высотный потолок» человека.

7.21. ОПЬЯНЯЮЩАЯ ВОДА

«От двух стаканов этой воды происходит опьянение, за которым следует глубокий сон», — писал о минеральной воде «Нарзан» в 1874 г. путешественник Яков Рейнего.

Путешественник, оставивший нам столь яркий отзыв о «Нарзане», был чрезмерно впечатлителен. Минеральные воды обладают лечебными, в том числе и успокоительными свойствами. Они содержат, как правило, катионы натрия Na+ , кальция Ca2+ и магния Mg2+ и хлоридные Cl-, сульфатные SO42- и гидрокарбонатные HCO3- анионы. Кроме того, минеральная вода насыщена диоксидом углерода CO2, который делает воду более приятной на вкус, лучше утоляющей жажду. Но сам CO2 не всегда приятен. В 1986 г. на берегах озера Ниос (Камерун) в результате выброса со дна озера колоссального количества глубинного CO2 погибло более 1700 человек.

7.22. ОТКУДА БЕРУТСЯ СОЛЕНЫЕ И КИСЛЫЕ ДОЖДИ?

Известно, что при ветре с моря в воздухе ощущается присутствие соли, попадающей в атмосферу с брызгами морской воды. Связь соленых ветров с солеными дождями очевидна. Одна дождевая капля массой 50 мг «вымывает» соль из почти 16 л воздуха, а 1 л дождя растворяет в себе соль, содержащуюся в 300 м3 воздуха. Только за счет штормовых ветров из океана в воздух попадает 27 млрд., т солей в год. Значит, за 80 лет на 1 км2 суши с дождями поступает свыше 1000 т растворенных солей.

Кислотными дожди называют только в том случае, если значение pH (см. 7.26) дождевой воды станет меньше 5,6. Кислотность дождей вызвана и появлением в атмосфере во все возрастающем количестве диоксида серы SO2 и диоксида азота NO2, которые содержатся в продуктах сгорания топлива (нефти, угля, газа, дров) и выбросах нефтеперерабатывающих, металлургических, химических заводов, автомобильного транспорта. Диоксид серы и диоксид азота, соединяясь с кислородом и влагой воздуха, превращаются в серную и азотную кислоты:

2SO2 + O2 + 2Н2O = 2H2SO4, 4NO2 + O2 + 2Н2O = 4HNO3,

которые вместе с дождями выпадают на землю. Поэтому водородный показатель дождевой воды становится равным 3–4 и даже 2. Это уже не вода, а столовый уксус!

7.23. «ОРОШЕНИЕ» ОРГАНИЗМА

Знаете ли вы, что в человеческом организме примерно 35 л жидкости непрерывно осуществляют «орошение» тела?

В этот объем входит 5 л крови, 2 л лимфы, 28 л внутриклеточной и внеклеточной жидкости. Кроме того, в органах человеческого тела циркулирует еще около 9 л жидкостей разного состава: 1,5 л слюны, 2,5 л желудочного сока, 1 л желчи, 0,7 л панкреатического и 3 л кишечного сока. В нашем организме есть еще спинномозговая и мозговая жидкости (около 0,1–0,2 л). Естественно, что все эти жидкости — водные растворы неорганических и очень сложных органических веществ.

7.24. «СЕРЕБРЯНАЯ» И «СВИНЦОВАЯ» ВОДА

«Серебряная вода» — это взвесь мельчайших частиц серебра Ag в воде. Она образуется при хранении воды в серебряных сосудах или вообще при контакте воды с серебряными изделиями. Частицы серебра в такой воде уже при концентрации 10-6 мг/л обладают антисептическими свойствами, т. е. убивают микроорганизмы.

В IV в. до н.э. войска Александра Македонского вторглись в Индию. На берегах р. Инд в войске разразилась эпидемия желудочно-кишечных заболеваний, которая, как ни странно, не затронула ни одного военачальника. Оказалось, что простые воины пользовались оловянной посудой, а их командиры — серебряной. Невесомых количеств растворенного серебра оказалось достаточным для дезинфекции воды и пищи… «Святую воду» тоже «серебрят» с помощью церковной утвари (серебряные чаши, кресты). Она долго хранится и не портится. Если в вашем доме есть серебряная ложка или другой серебряный предмет, то вы сможете приготовить «серебряную воду» и убедиться в ее полезных свойствах.

Наилучшим бактерицидным действием обладают активированные угли, на поверхности которых выделялось серебро путем восстановления катионов серебра Ag+ при помощи растворов формальдегида HCHO (см. 6.55) или тартрата калия-натрия KNa(C4H4O6)∙4Н2O:

2AgNO3 + HCHO + H2O = 2Ag↓ + HCOOH + 2HNO3.

Выделившиеся мельчайшие частицы серебра закреплялись на поверхности угля, а в растворе оставались муравьиная HCOOH (см. 3.31) и азотная кислоты.

«Свинцовая вода», или, иначе, свинцовая примочка, — это 2%-й водный раствор основного ацетата свинца Pb(OH)(CH3COO), наиболее распространенное средство первой помощи при ушибах. Поскольку такой раствор обладает высокой теплоемкостью, он оказывает охлаждающее действие и предотвращает образование кровоподтеков при ушибах. Надо только помнить, что все соединения свинца токсичны, и применять свинцовую примочку не следует, если на коже образовались ссадины и порезы.

7.25. ОЧЕНЬ ЧИСТЫЙ ПЛЯЖ. ВОЗМОЖНО ЛИ ЭТО?

Представьте себе разгар летнего сезона у моря. На пляже множество отдыхающих. Как обезвредить песок от возможного заражения грибком и другими болезнетворными микроорганизмами, не применяя для этого никаких посторонних реагентов?

На первый взгляд задача кажется неразрешимой. Однако вспомним, что есть еще морская вода! Морская вода — раствор многих солей, в том числе хлоридов и бромидов натрия и кальция. Если морскую воду некоторое время подвергать электролизу, то в ней начнут накапливаться оксохлорат ClO- и оксобромат BrO- анионы, которые обладают бактерицидным действием. Например, появление анионов ClO- вызвано реакцией, протекающей около анода:

Cl- + H2O — 2е- = ClO- + 2Н+.

Теперь обработанную морскую воду можно использовать для опрыскивания пляжного песка. Необычное дезинфицирующее средство быстро разлагается под действием солнечного света с выделением кислорода O2:

2ClO- =hν= O2↑ + 2Сl-; 2BrO- =hν= O2↑ + 2Br-.

В песке не остается никаких вредных веществ, а число бактерий в каждом грамме песка снижается более чем в семь раз! Вот и решение проблемы.

7.26. КИСЛОТНОСТЬ КРОВИ

Знаете ли вы, что кровь здорового человека имеет значение водородного показателя pH 7,3–7,4?

Водородный показатель (символ pH) — это отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации (моль/л) ионов оксония H3O+ , т. е. протонов H+ , связанных с молекулами воды: pH = -lg[H3O+].