Читать книгу "Мир, созданный химиками. От философского камня до графена - Петр Образцов"

По этой шкале у перцового острого соуса «Табаско» степень жгучести равна 7500, у перца хабанеро — 200 тысяч, струя газа из перцового баллончика дает 2 миллиона единиц, а чистый капсаицин — 15 миллионов! Рабочие, изготавливающие соусы из жгучего перца на пищевых фабриках, обязаны работать в перчатках. Впрочем, заставлять их не приходится: попадание концентрата на открытые участки тела причиняет большие страдания.

Сегодня механизм воздействия капсаицина разгадан. Оказалось, это вещество воздействует на систему передачи сигналов по нейронам. Молекула капсаицина открывает канал в мембране нейрона, через которую катион кальция переходит внутрь нервной клетки, которая немедленно сообщает об этом мозгу. Поскольку вообще-то такое воздействие положительным не назовешь, мозг обозначает его как жжение. Самое интересное, что точно такое же ощущение возникает при контакте с горячими предметами, то есть мозг не разделяет жжение перцем и ожог. Очень экономная система.

Для завершения разговора о химии вкуса упомянем о пятом, не входящем в классическую классификацию вкусе — умами. Этот вкус выделили в отдельную строку жители Восточной Азии, прежде всего японцы. Вкус умами — это вкус свободных аминокислот белка, прежде всего глютаминовой кислоты. В виде глютамината натрия (неправильно называемого глютаматом) это вещество добавляют сейчас куда попало, но прежде всего в мясные продукты. Считается, что глютаминат не сам по себе придает колбасе специфический вкус, а просто усиливает вкусовые ощущения путем активизации вкусовых сосочков. Усиливает он таким образом вкус и многих других продуктов, так что японцы даже называют глютаминат основой вкуса (по-японски — «адзиномото»).

Первоначально глютаминат получали из морских водорослей, которые японцы традиционно добавляли в свои блюда, но теперь адзиномото синтезируют микробиологическим способом. Время от времени поднимается шум по поводу вредности глютамината, и действительно, если есть глютаминат килограммами, то будет не очень хорошо. Впрочем, еще хуже будет, если в таких количествах есть поваренную соль. Глютамината в виде пищевой добавки содержится в продуктах совсем немного, и в таких количествах адзиномото совершенно безопасен. В отличие от по-настоящему ядовитых веществ, часть из которых использовались, а может, используются и сейчас.

Глава 5

Яды вредные и полезные

Этот день — 22 апреля 1915 года — навсегда вошел в историю человечества. Именно тогда люди впервые применили отравляющий газ, чтобы убить себе подобных. Это произошло на Западном фронте Первой мировой войны, где около реки Ипр со стороны немецких позиций на англо-французские войска был выпущен смертельно ядовитый зеленоватый газ хлор.

Химия против жизни

Химическая атака оказалась чрезвычайно «результативной» — было отравлено 15 тысяч солдат, из которых 5 тысяч умерли, а из остальных 10 тысяч половина навсегда остались инвалидами. «Черный день на Ипре» считается началом химической войны, но это справедливо лишь отчасти. Если говорить о массированном «высоконаучном» применении отравляющих веществ в военных целях, то 22 апреля 1915 — действительно историческая дата. Однако использование химических поражающих факторов с целью уничтожения живой силы и боевой техники врага началось гораздо раньше. Еще спартанцы в V веке до н. э. бросали в костры серу, дающую при сгорании сернистый ангидрид. При благоприятном направлении ветра достигался ощутимый отравляющий эффект.

В том же веке в битве при Делии (424 год до н. э.) якобы была использована огнеметная труба, выплевывавшая на противника горючую смесь серы, нефти и растительного масла. Правда, неясно, как именно достигалось выбрасывание смеси. Зато совершенно достоверно, что при осаде крепостей в Средние века на осаждающих сыпались не только стрелы и камни, но и горшки с горючими веществами типа природного битума или просто нефти.

Самым знаменитым примером такого рода является «греческий огонь», который византийцы еще в VII веке н. э. применяли против арабов в морских сражениях. Состав «греческого огня» тщательно скрывался и точно до сих пор не известен, хотя большинство компонентов описаны в летописях. Известно, что «греческий огонь» было почти невозможно погасить водой и даже песком. Отсюда следует, что в состав «огня» должно входить не только топливо, но и окислитель. Топливом были нефть и сера, византийцы могли добавлять еще и какую-нибудь смолу, а единственным известным тогда окислителем была калиевая селитра. В кое-каких источниках сообщается, что «греческий огонь» не только не боялся воды, но даже наоборот, смесь загоралась при соприкосновении с водой. Веществ, «горящих» в воде, мы знаем сейчас достаточно много, но византийские алхимики, скорее всего, использовали негашеную известь CaO, которая при гашении водой выделяет большое количество тепла.

CaO + H2O = Ca(OH)2

При этом легковоспламеняющаяся нефть или сера могли и загореться. Так что состав «греческого огня» таков: нефть, сера, селитра, негашеная известь. Выделение большого количества тепла при гашении извести использовали в более поздние века алхимики, фокусники и мошенники, уверяя, что умеют поджигать дрова — не может быть! — водой. А делается это так: в камин помещаются нетолстые сухие дровишки, пересыпанные негашеной известью. Неплохо бы добавить и чего-нибудь легковоспламеняющегося, например того же спирта. Если затем поливать водой всю эту конструкцию, то она легко загорается.

Однако неоднократные попытки воспроизвести по рецепту византийцев негаснущую в воде смесь к успеху не привели. То ли не так смешивали, то ли не так применяли. Можно предположить, что византийцы использовали смесь легких и тяжелых сортов нефти. Тяжелая нефть обеспечивает устойчивое горение, хотя и с трудом загорается, а легкая энергично горит и поджигает тяжелую фракцию. Кроме того, при горении легкой нефти выделяется так много тепла, а деревянные корабли так легко вспыхивают, что арабы, возможно, просто не успевали гасить свои палубы и мачты, поливая их водой.

В данном случае также возникает вопрос о механизме забрасывания «греческого огня» на корабль противника. Простейшим вариантом может быть катапульта, стреляющая горшками с горючей смесью.

Пишут о каких-то бронзовых сифонах, но их устройство остается неясным. Хотя простецкие насосы тогда уже были известны.

Отметим, что византийцы поливали «греческим огнем» не только арабов, но и наших далеких предков. В 941 году при помощи этого секретного оружия была одержана победа над флотом князя Игоря, который подошел к Константинополю.

Но вернемся в нашу эпоху. Та первая атака с использованием хлора была проведена простейшим способом — немцы подвезли к фронту почти 6 тысяч баллонов с хлором, дождались ветра в сторону англо-французских окопов и открыли вентили. Это, конечно, не самый удачный вариант использования химического оружия: в первый раз все удалось, но потом уже союзническая авиация тщательно следила за поставками баллонов с хлором. Англичане поступили хитрее. Были разработаны специальные газометы, представлявшие собой вариант минометов и стрелявшие на 2–3 километра минами с жидким отравляющим веществом — дифосгеном и хлорпикрином. Вскоре последовало использование снарядов с четыреххлористым оловом SnCl4 и треххлористым мышьяком ASCI3, а в 1917 году немцы применили снаряды с твердым дифенилхлорарсином, раздражающим верхние дыхательные пути. К тому времени уже изобрели противогаз (в России — великий химик Николай Дмитриевич Зелинский), но дифенилхлорарсин проникал через адсорбент противогаза. Пришлось установить дополнительный фильтр.