БлогХимика

Антиколбаса.)
Еще один пост про еду. Нет, фудблогером не стану.)

Три дня в неделю я веду занятия по 5-6 пар (10-12 уроков). В среду и четверг в середине есть большой перерыв, на котором можно успеть по человечески поесть в столовой ИТМО, а вот в воскресенье такого слота нет.

С учетом 'отправить всех-проверить все-помочь ассистенту решить мелкие проблемы', остается минут по 7-8 между парами. Что-то кроме бутербродов за это время съесть невозможно.

Закономерно, это должно приводить к регулярному поеданию колбасы (в конце будет написано, почему не колбаса). К альтернативному сыру я отношусь хорошо, но белка в нем маловато, красная рыба - тоже хорошая идея, но я почему-то такими бутербродами не наедаюсь.

Вегетарианцы предложат нут или пасту из маша на хлеб. Так вот, проверено, примерно 6 часов на такой диете я проработать могу, но потом пролетающий голубь начинает выглядеть аппетитно, и я еле-еле на крепком сладком чае дорабатываю до своих обычных 10 часов.

Недавно я открыл для себя нарезанные охлажденные стейки (почему-то производитель называет их "натуральными котлетами") из индейки. Сразу скажу, что готовые у них же - полный отстой - продукт карбонизации амбиций бизнеса.

Так вот, я беру эти куски, мариную 1,5 часа либо в смеси томатной пасты и аджики, либо сметаны с травами. Потом 3+3 минуты в микроволновке на максимуме, в середине перевернуть и подмазать.
Затем еще 3+3 минуты две стороны на гриле в той же микровоновке (да, она с грилем). Наверное, можно и на сковороде, но я люблю контролировать килоджоули, передаваемые еде, а лишнюю посуду мыть не люблю.

Потом нарезаю и кладу на хлеб. Тут см.фото. Излишек соуса через час впитывается в мясо, хлеб не размокает. Очень недорого и вкусно.

Почему не какая-нибудь элитная колбаса?
Пару раз в месяц это ок, но регулярное употребление даже (а иногда особенно) элитного переработанного мяса связано с болезнями. Каждые дополнительные 50 г такого мяса в день соответствуют в среднем на 18% более высокому относительному риску колоректального рака [1]. Это сравнение групп людей с разным (!) рационом, а не прогноз для конкретного человека, съевшего один бутерброд, не путайте!

Те же 50 г колбасы/сосисок связаны с на 20% более высоким относительным риском ишемической болезни сердца [2] и на 15% более высокой частотой диабета 2-го типа [3]. Эти результаты получены из независимых научных исследований: они не доказывают, что именно колбаса стала причиной болезни, но дают основание не верить рекламе о ее безопасности и полезности.

А еще, черт возьми, своими руками вкуснее, чем из пищевого реактора!

[1] Chan D. S. M. и соавт., 2011. DOI: 10.1371/journal.pone.0020456 [2] Papier K. и соавт., 2023. DOI: 10.1080/10408398.2021.1949575 [3] Li C. и соавт., 2024. DOI: 10.1016/S2213-8587(24)00179-7

🕌В начале недели създил на 2 дня в Уфу. Отличный город, всем рекомендую! Послушал доклады на химической конференции, погулял по городу, зашел в музеи, а на второй день сходил в гости в местный химический кружок - один из лидеров в России по числу топовых учеников.

⚛️Очень приятно приходить на конференцию в статусе гостя, когда ты не должен обязательно опубликоваться в РИНЦ сборнике или познакомится вот с тем вот доктором наук. Просто слушаешь и получаешь удовольствие. На пленарке, что говорит о высоком уровне местного отделения РАН, ~80% докладов были реально интересными.

🏛️Погода была прям летняя, поэтому с удовольствием погулял, очень красивые виды и со смотровых площадок над рекой, и с набережной. Музей минералогии и Национальный тоже не разочаровали - по часу на каждый точно стоило потратить.

⚗️В олимпиадном центре прочитал ребятам лекцию о мнемотехнике и узнал кучу полезных лайфхаков об обучении олимпиадников от Айнура Мансуровича Гумерова - главного тренера сборной Башкортостана и основателя ассоциации наставников олимпиадного движения.

✍️Все идеи записал в блокнот). Очень рад, что мы, в целом, говорим на одном языке и двигаемся к общей цели. У них в кружке занимается около 500 человек, в ХимЦентр а этом году будет ходить уже 320. Когда-нибудь, шаг за шагом, мы дорастем до... 1000 в ХимЦентре и 50000 увлеченных химией всего по городу, как я хочу.

🐎Нарвался, конечно же, на башкирское хлебосольство. поел столько всего вкусного, что и не упомнить названий. Конина и кумыс, кстати, отличные!

Буду стараться каждый месяц куда-нибудь выбираться. Жизнь короткая, а мест, где я не был, даже в России еще так много...

Никогда в жизни не был чаеманом, не чувствовал (да и сейчас не особо ощущаю) большой разницы между нормальным чайным пакетиком и недешевым зеленым китайским чаем. Причем был в Китае 9 раз, в том числе, в командировках, где мне дарили прям "элитность".

Но вот внезапно, чуть больше полугода назад, совершенно случайно, я открыл для себя процесс заваривания "гунфу" с клапаном...

Для моих вкусообонятельных рецепторов это совершенно другое дело. На другой уровень выходит ощущение как от "элитных" белых чаев, так и от индийского "ширпотреба". Даже мой самодельный Иван-чай (сам собирал, сам ферментировал) тоже раскрылся с совершенно иного ракурса.

Мне стало интересно, почему, и я попытался разобраться.

Терминологий, касающихся вкуса и аромата чая, очень много и они друг другу противоречат. Да простят меня чаеманы, но это бред, когда под "телом вкуса" разные люди и даже книги (!) понимают совершенно разное!

Поэтому я не буду использовать эту всю терминологию, а по "бездухновно-технарски" буду называть классы веществ и соответстующие им отклики в рецепторах, которые они вызывают. И беру не мнения из чатиков, а данные рецензируемых статей.

Горечь. Опосредуется некоторыми катехинами, кофеином и другими алкалоидами. Чем дольше контакт листьев с водой, тем больше их выходит в раствор. Зеленый чай, заварившийся до состояния "чифиря" реально содержит больше кофеина, чем средний "Американо". Не верите? HPLC вам в помощь!

Терпкость и вяжущий вкус. Опосредуются танинами и другими полифенолами. Эти вещества реагируют с белками слюны и создают "стягивающий" эффект, как у хурмы. Их больше в ферментированных чаях, выходят в воду не очень быстро и намного лучше выходят в кипящую воду.

Кислотность. Создается, в основном, хинной, лимонной и яблочной кислотами. Кислоты выходят в растовор быстро, зачастую намного быстрее чем другие вкусы и не только в горячую воду.

Сладость. А вот и нет, нету в чае расторимых сахаров. Ощущение сладости дают аминокислоты и сопотствующие ароматы. Линалоол, гераниол, фенилэтаналь, гваякол и подобные цветочно-фруктовые летучие вещества, воздействуя на обоняние, усиливают сладкое ощущение на языке.

Умами - "бульонность" и усиление вкуса. Теанин, глутаминовая кислота (да, тот самый глутамат) и другие аминокислоты создают ощущение питательности чая. Хотя белка там, в общем, нет.

Соленость. В чае практически нет солей, но жесткость воды и другие ионы передают свой вкус чаю. Кстати, жесткость влияет и на скорость выхода разных компонентов из листа, поэтому один и тот же чай в Питере и в Москве будет казаться разным. В Москве обычно чуть слаще, а в Питере более горьким и терпким.

Я написал, что разные вещества выходят с разной скоростью, но на это накладыватся не только и не столько жесткость, сколько темературный эффект.

Условно экстакцию можно апроксимировать тем же законом Вант-Гоффа: при увеличении температуры на 10 градусов скорость выхода увеличивается в 2-3 раза. однако ессть пробема. Летучие вещества, дающие аромат, улетают также быстрее, а некоторые компоненты быстро окисляться.

Именно с этим связаны рекомендации заваривать разные чаи при разной температуре. Не буду их тут приводить, т.к. они снова противоречат друг другу, а некоторые, если сравнить с данными статей, попахивают антинаукой.

Я же как химик-практик рекомендую просто взять и попробовать самим, как сделел я. Вы сам поймете, какой чай вкуснее при заваривании крутым кипятком, а какой - при 70 С.

Почему я полюбил именно процесс Гунфу? Потому что при этом чай
-контролируемой мной массы
- конролируемое мной время
- конролируемой температуры
дает экстракт
- контролируемым объемом чистой воды.
Ни один из популярных пооцессов подобной свободы предложить не может.

Либо за вас уже выбрали массу (пакетик), либо время контакта (быстро не убрать всю заварку), либо тепло расходуется на толстостенный чайник, либо что-то еще не так...

Кстати, первый смыв, который китайцы сливают духам, нужен не столько для набухания листа сколько нужен был для смывания грязи. И нет, кофеин не смывается, как пишут фудблогеры без образования. Вместо сливания в гунфу гораздо лучше работает легкое замачивания в 3-5 мл воды.

Резюмируя. Почему я влюбился во вкус от процесса Гунфу? В подобном чайнике, подбирая все параметры экстракции, вы можете заварить чай лично для себя на свой вкус, а не "как того требует регламент", надясь, что у дядюшки Лю или у фудблогера Тамары вкус хоть чем-то похож на ваш.

Вчера вечером дал старт очередному филиалу ХимЦентра. Судя по всему, все как-то получается, и в этом году будет работать уже 7 филалов по городу. Это далеко не победа, но еще один шажок в нужном мне направлении. Надо охватить город по районам, потом сделать филиалы самостоятельными и эффективными.

Безусловано, я делаю все неправильно. Я бросаю в горнило преподавания неопытных студентов младших курсов, вооруженных только энтузиазмом, папкой с моими старыми презентациями и свободой в принятии любых тактических решений. Меня за это вполне справедливо критикуют.

Однако, я не могу себе позволить роскошь правильно строить методическую базу, готовить кадры по нескольку лет - мы не вуз. На мой взгляд, у ребят уже есть главное - нормальные знания химии и искреннее желание передавать эти знания. Остальное либо выработается, либо нет. Тем более, большинство учились в ХимЦентре или хотя бы у меня в ИТМО, видя базовые принципы нормального преподавания химии.

Для сохранения "генеральной линии" я написал и даже напечатал в журнале Химия в школе "кодекс" преподавателя ХимЦентра, который задает цель и задачи. А уж какие методические средства и педагогические приемы (гуманные, по возможности) применяют преподаватели для достижения написанных целей и задач - мне не столь важно. Педагог должен быть свободен, если он эффективен.

Кому интересно, текст лежит тут https://docs.google.com/document/d/19Hu3rgQptS6U1trDMUETyntfMnS-9K9ovc0RtMQ1Ca4/edit?usp=drivesdk

Я сегодня был на похоронах близкого человека. В блоге, конечно, не готов обсуждать детали, но кое-что важное, полагаю вам будет полезно.

Вы не умрете от ненатуральных йогуртов, от чая с красителем, и даже молоко с антибиотиками маловероятно, что вас убьет. А убьют вас (и меня) следующие вещи. Статистика для Питера, но в среднем по России, и даже по миру (кроме Африки и Индии) отличий немного.

Сбой системы кровообращения (инфаркт, инсульт...) 52,6%
Новообразования (рак и пр.) 21,2%
Внешние факторы (травмы, ДТП и пр.) 5,8%
Болезни органов пищеварения 4,5%
Болезни органов дыхания 3,6%
Болезни нервной системы 2,1%
...
Остальные причины уже совсем маловероятны.

А теперь давайте откроем метаанализы и посмотрим, какие факторы влияют на самую распространенную (более половины) причину смерти людей? Думаете, это саблезубый тигр?

Инфаркт миокарда, (данные INTERHEART)
курение 35,7%
недостаточное потребление овощей 13,7%
недостаточная физическая активность 12,2%

Инсульт, (данные INTERSTROKE)
недостаточная физическая активность 35,8%
нездоровое питание 23,2%
курение 12,4%

Вот такая скукота.... Живите долго. Надеюсь, и я не забуду об этом, хотя бы после похорон.

В ленте наблюдаю кучу фоток убогого складного айфончика 7,6 дюймов с урезанными камерами и производительностью. Грустно. У меня уже 2 года как складой телефон больше на 20% и да, это очень удобно.

Искренне ждал, что айфон выдаст что-то крутое и я вернусь на яблоко (7 лет был на айфонах), но, похоже, эппл безнадежно отстал даже от дядюшки Лю из пригорода Шанхая, не говоря уже о гигантах.

Сейчас все больше думаю о трифолде (три "страницы"), потому что они стали уже надежными, в отличие от первых версий. Это такой хороший полноценный экран для работы в кармане. Интересно, когда человечество дойдет до того, что складной (а лучше проекционный, конечно) ПК в кармане это круто? Видимо, Стив Джобс был последним, кто в эппл читал фантастику... вся надежда на китайцев.

На фото скрин того, что никогда не будет в эппл - эмуляция полноценной ОС на моей раскладушке - потому что с таблицами или презентациями в разложенном виде удобнее работать именно так, с внешними мышью и клавиатурой. А 7,6 дюймов от эппл это.. хорошее складное зеркальце, например. Сорри, если кого обидел.

⚠️Ниже непростая физхимия, которую снова мало кто прочитает до конца, а еще меньше - полностью поймет. Кстати, напишите плиз, в комментах, кто хорошо понимает все, что я написал ниже - интересна статистика. Постараюсь следующий пост сделать-таки более человеческим: коротким научпопом с акцентом на вторую часть этого слова).

➕Думаю, что все помнят, что плюс с минусом притягиваются, а плюс с плюсом - отталкиваются. Это вызывается кулоновскими силами. Есть еще много разных сил, можно сходить к физикам, чтобы о них узнать, но я бы хотел написать про одни из самых важных для химии - про дисперсионные / ван-дер-ваальсовы. Точнее, про потенциал, который непосредственно с ними связан - потенциал Леннарда-Джонса.

📕Почему я о нем вспомнил? Позавчера ребята (на фото) решали по нему задачку. В моих многих работах самая сложная часть - не химическая разработка, не мастер-классы с 8-12 летними и даже не 12 часов преподавания за день (ср и чт 4 пары студентам ИТМО, пара элективов в школе и 2,5 пары в ХимЦентре).

😓Самое сложное - работа с олимпиадной спецгруппой 11 класса. Там надо думать)) и разбираться во всех областях химии на уровне, близком к фронтиру современной науки. И ладно бы неорганика и органика, которые мне интуитивно понятны, но периодически встречается физхимия, которую надо не только пассивно понимать, но и дифференцировать/интегрировать разные уравнения.

🔣Короткая формула для Леннарда-Джонса выглядит так U=4ε[(σ/r)^12 - (σ/r)^6]
Где σ - эффективный размер частицы, ε - глубина потенциальной энергетической ямы между частицами. График Л-Дж на фото.

🔣Самое смешное, что формула эта неверная, там должна быть сложная экспоненциальная зависимость, но Л-Дж дает настолько хорошее приближение, что все этим пользуются для базовых расчетов баланса сил притяжения и отталкивания.

⛓️Важно понимать, что притяжение возникает даже между совершенно неполярными частицами, т.к. это не кулоновские силы. Член ()^6 описывает как раз дисперсионные силы. Электронные облака непрерывно флуктуируют, создавая мгновенные диполи, которые индуцируют диполи в соседних атомах. Именно поэтому конденсируются даже атомы в благородных газах.

🛢️Но частицы, к нашему счастью, не слипаются, ибо притяжение уравновешивается отталкиванием. Оно связано главным образом с перекрыванием электронных облаков и принципом запрета Паули. Хотя атомы - не твердые шарики, скорее, облака (вам врали в 8 классе), при сближении ведут себя почти как шарики.

Кстати, как ребята в ХимЦентре рассчитали из задачи, равновесное расстояние не равно σ, т.к. минимум энергии находится при примерно 1,12σ.

🌊Еще смена агрегатных состояний спокойно описывается этой же формулой: чем больше энергии, тем легче частице "вывалиться" из энергетической ямки и стать частью жидкости или даже газа, тепловое движение легко разрушает слабые связи.

🖥️В общем, Леннард-Джонс одна из базовых рабочих моделей молекулярной динамики. Когда я учился, он был основой для молекулярного моделирования. Сейчас, безусловно, наука ушла дальше, а Л-Дж постепенно перекочевал из научных статей в учебники, а оттуда - в школьные задачки.

Итоги по проектной смене ХимЦентра

✍️Собственно, хочу подвести итоги проектной смены, которую я придумал и решил провести в ХимЦентре. Тут о-очень длинный текст рефлексии, который мало кто прочитает, поэтому оставил его только ВК, ссылка ниже.

📃Если очень кратко:
-кто говорил, что у нас не выйдет - ошибались
-мне понравилось
-детям понравилось
-вожатые выжили
-дети сделали науку
-мы будем делать еще, больше и лучше

Итак: https://vk.ru/wall-124583916_5137

Почти сразу после смены и перед тем как нырнуть в бурный поток химцентровцев и студентов выкроил вечер для лекции в баре "Бухарест" 30го августа в 20:00

Тема лекции:
Ювелирка: золото, платина, бриллианты, подделки, караты, проба и прочее. Включая, как я люблю, небольшой опыт в конце.

Денис Байгозин расскажет о химии, скрытой за блеском драгоценностей:
Почему драгоценных камней всего пять?
Зачем ультрафиолет ювелирам?
Из чего состоит ваша "золотая" цепочка на самом деле?
Что означает проба и почему чистые металлы почти не используют в украшениях?
Как отделяют металлы из сплава, чтобы создать что-то новое?
Поговорим о добыче и очистке драгоценных металлов, их выделении из руд, промышленных отходов и старой электроники. Разберемся, почему золото так дорого и от чего на самом деле зависит его цена.

Записывайтесь
https://zanuda.timepad.ru/event/4152948/

Польза и вред черники

🔮Расскажу вам свою историю, противоречащую доказательной медицине. Ну, точнее, не подтверждаемую ею. Тем не менее, это случилось со мной в 8 классе. К концу учебного года у меня сильно упало зрение. Почти половина класса уже были в очках, поэтому я расстроился, но не удивился.

🐸"Не удивился и расстроился" не означает смирился в моем случае. Я вообще далек от фатализма и, вероятно, был бы той нервной лягушкой из притчи, взбившей масло, а не утонувшей спокойно и без страданий.

💊К этому времени уже увлекался химией и биологией, поэтому стал читать. Интернета толком не было, но была библиотека и куча книг, из которых я узнал про силу черники. И не то, чтобы книги были ненаучными, просто слова "повышает вероятность" и "способствует" трансформировались в моей голове в "панацея" и "помогает".

🫐Не говоря родителям, я купил тем же летом на рынке на Удельной что-то около 3 кг (или больше?) черники и съел все за один вечер. Закономерно, мне было очень плохо, вернее, сильно обиделся мой ЖКТ, и я совсем не спал той ночью... Но! На медосмотре в сентябре 9 класса зрение у меня было снова 1.0 на оба глаза с сих пор не снижается.

И да, я охотно верю, что все это совпадение, но что было, то было!
Чем же все-таки полезна черника, если читать только научные статьи?

👁️Гликозиды цианидина и дельфинидина немного ускоряют регенерацию родопсина, работающего в глазу для обслуживания сумеречного зрения DOI: 10.1021/jf034132y Они же снижают воспаление в сетчатке DOI: 10.1038/labinvest.2011.132 А еще, видимо, снижают зрительное утомление DOI: 10.3390/nu12030600 Черника также содержит также немного лютеина, зеаксантина и β-каротина, связанных со здоровьем сетчатки, но она не особенно богатый их источник.

🍬"Не все ягоды одинаково полезны" - отлично иллюстрируется именно антиоксидантной активностью черники в различных формах. Наиболее активны, закономерно, свежие ягоды. Замороженые до низких температур и хранившиеся затем без разморозки - на втором месте. Сушеные - еще слабее. Варенье - вкусная штука, но оно еще слабее в антиоксидантном плане.

💊Однако, никакой джем не сравнится в бесполезности с черничным порошком для кулинарии или... большинством нестабилизированных черничных БАДов за многоденег, в которых вместо антоцианов их окисленные производные. DOI: 10.1021/acs.jafc.0c07784

🟣Цвет чернике придает смесь из 15 основных антоцианов их сахарных производных, в основном дельфинидина, цианидина, петунидина, пеонидина и мальвидина с тремя сахарами: глюкозой, галактозой и арабинозой.

🚦Все эти вещества способны менять окраску при изменении кислотности раствора. Можете проверить дома сами, добавляя к разбавленному черничному соку соду. Цвет будет изменяться по схеме: красный → розовый → фиолетовый → синий → зеленый → желто-коричневый по мере депротонирования молекул.

🧼С яркостью окраски свзана главная опасность черники - неотмываемые пятна. Антоцианы легко образуют с хлопковой тканью стойкий комплекс за счет водородных связей, причем он устойчив как в кислой, так и в щелочной среде. поэтому пятно черники от уксуса/мыла будет менять цвет от красного до зеленого, но не отмываться.

Оптимальная последовательность действий, если вы сильно испачкались:

1. Удалить мякоть ягоды, не размазывая ее.
2. Немедленно промыть пятно холодной водой, лучше струей с изнанки, чтобы выдавить краситель наружу, не давая образовываться водородным связям.
3. Если не помогло - нанести жидкое щелочное средство для стирки и выдержать по инструкции.
4. Промыть водой, а потом водой с небольшим количеством уксуса/лимонной кислоты.
5. Если пятно осталось - применить кислородный (!) отбеливатель.
6. Высушить без нагрева и проверить результат. Если не помогло - хлорный отбеливатель (внимание: тут ткани, возможно, придется сказать "прощай").
7. Только после исчезновения пятна использовать сушильную машину или утюг.

😞И, напоследок, почти традиционно: вам ВРУТ торговые сети, они продают голубику, а не чернику. Черника должна быть насквозь пропитана антоцианами, а в голубике они только в кожуре.

Лаба в детском лагере-4. Фотокатализаторы

🔦Одна из удобных для школьного проекта тем - получение фотокатализаторов. Вы скажете: "Ну, как школьник сделает хороший фотокатализатор?!" Согласен, что очень хороший, скорее всего, не сделает, но новый, совершенно не описанный в литературе - легко.

1️⃣Берем диоксид титана, лучше в форме анатаза в качестве носителя. /Лучше, конечно, получать его in situ гидротермально из трихлорида в реакторной бомбе при 5-7 атмосферах, но в лагере... я не решился./

2️⃣Перетираем его в ступке с чем-то щелочным, типа оксида кальция или магния и допируем оксидом какого-нибудь переходного металла, описанного в литературе как добавка, но в количествах, не упоминаемых в статьях.

📄Ах, да, дети должны читать научные статьи. Даже если вам кажется, что они не доросли, все равно должны. И вы должны читать, кстати, если получали соответствующее образование!
...Хорошо перетираем порошки. Помним, что гетерогенные реакции зависят от площади поверхности.

3️⃣Ставим в тигле в муфельную печь. Да, муфель в багажнике отлично приезжает в лагерь! Держим несколько часов при, скажем, 1000℃ или же по схеме из статей (на фото снизу). Потом охлаждаем.

4️⃣Кидаем образец в раствор метиленового голубого и жарим сверху УФ-лампой (на фото сверху). Не забываем учесть процессы адсорбции и прямого фотолиза. Измеряем, после удаления фотокатализатора, концентрации на том же КФК-3. Повторяем с другими порошками.

5️⃣Вуаля: "Novel photocatalytic material made by школьник ин Ленобласть". Если исполнитель аккуратен, то такая работа не сильно уступает курсовым работам в некоторых вузах. Да, что говорить, иногда и дипломы в отдельных вузах (не буду показывать пальцем) бывают послабее.

Вот прямо сейчас трое ребят 9 класса делают фотокатализаторы. Послушаем 25-го на конференции, что у них получится.

Создал новый набор. Список предстоящих наборов Настоящей химии был у меня запланирован до января, но тут я передумал.

Сейчас в лагере руковожу проектами по химии природных соединений и подумал: "А почему бы не дать возможность сделать то же самое ребятам не только в ХимЦентре?" Так появились лекции и набор "Химия природных соединений". В нем:

-Теория по Химии природных соединений
-Антоцианы. Экстракция из сухого цветка и индикаторные свойства.
-Куркумин. Выделение и также свойства в химических реакциях.
-Танины: галловая кислота и другие. Аналогично, экстракция и химические реакции.

Реактивы набора, как обычно, полностью соответствуют ГОСТ ЕН 71-4. Для работы нужен гаджет для просмотра видео и вода. Этот раз понадобится кипяток из чайника.

Заказывайте! Те, кто закажут до вторника, успеют еще получить предыдущий набор - "Композиционные материалы". С 27 числа уже начнется отправка набора "Химия природных соединений" (ХПС).
https://blogximika.ru/shop

Химия дождя

💦Теплое лето всё. По крайней мере, в Ленобласти. Вчера первый день с утра до вечера шел дождь.
Давайте обсудим химию дождя: воду, запах, экологию и прочее.

🛢️Дождь всегда в норме немного кислотный, его pH около 5,5 из-за растворенного углекислого газа и почти полного отсутствия компенсирующих минералов. Этой кислотности, безусловно, далеко до рекордных кислотных дождей начала-середины XX века (там 2-3), но все же с неба капает далеко не щелочь.

💨Дождь не очень-то чистый. Его капли конденсируются в воздухе на затравках - частичках пыли, кристаллах солей и проч. Это все падает вам на голову вместе с водой. И да, частицы дыма и смог тоже смываются дождем и падают вниз.

🥤Если хотите как-то использовать дождевую воду, особенно в городе, не собирайте первые литры. Это экстракт всех примесей в воздухе, а если говорить про водосточную трубу - еще и смыв с поверхностей. Но уже через 2-3 литра дождевая вода становится значительно чище.

🕵️‍♂️Кстати, по ионному и изотопному составу дождя можно определить, откуда пришли тучи. В глубине материков в воде чуть меньше содержание дейтерия за счет многократных процессов испарения и конденсации (да-да, изотопный эффект - не миф). А анализируя упомянутый выше инициатор конденсации можно с высокой достоверностью узнать высоту и место, где она прошла.

У дождя выделяют три запаха. Точнее, сама вода не пахнет, запахи появляются от сопутствующих веществ.

⛱️Запах пыли. Первые капли, не успевшие смочить и "прибить" пыль, своими ударами поднимают мелкие частички. Они раздражают слизистые оболочки носа и нам кажется, что пахнет грязью или даже дымом. Этот запах пропадает через несколько минут дождя, когда пыль намокнет и осядет.

🪨Запах земли или петрикор. Основной компонент, геосмин, который производят почвенные микроорганизмы. У нашего носа внезапно большая чувствительность к геосмину, мы его ощущаем при концентрации от 4 нг/л https://pubs.acs.org/jafcau/article/72/28/15865/173123/Geosmin-a-Food-and-Water-Deteriorating

⚡Запах свежести от грозы. Основные виновники, к которым у нашего носа тоже высокая чувствительность - озон (который O₃ а не маркетплейс) и диоксид азота NO₂. Оба газа возникают при атмосферном разряде. Несмотря на положительное реноме озона, он весьма токсичен, токсичнее газообразного хлора. К счастью при грозе не могут появиться опасные концентрации.

А диоксид азота - даже полезен для экосистемы, т.к. слегка удобряет почву. Хотя, прямо скажем, человечество выбрасывает его в воздух куда больше "полезного количества".

Ну, и напоследок. 👉💧👈 Художники вам врут. Капли дождя либо абсолютно шарообразны, либо слегка сплюснуты. Форму "слезы" имеют только те, которые только что от чего-то отделились: пипетки, ветки или ваших ресниц. Лето-то закончилось...

Лаба в детском лагере-3. Фотометрия

🎨Фотометрия понятна людям (я проверял), как минимум, с 8 лет. Если перед ребенком поставить 5 чаев разной крепости и попросить расставить их по концентрации, он легко это сделает. Если чай заменить на мутную воду, разбавленный сок, разведенное молоко и пр. - ошибок тоже не будет.

🔣Поэтому и закон Бугера-Ламберта-Бера, говорящий, что оптическая плотность (та самая интенсивность окраски) пропорциональна толщине слоя и концентации окрашивающего раствор вещества - тоже понятен всем лет с 11-12ти (D=ЕLC).

🫖Из-за этой простоты и универсальности фотометр - второе оборудование, после бюреток, которое я решил взять в лагерь на проектную смену. На первичном обучении, чтобы перекинуть мостик между окружающим миром и химией, мы изучали чаи. Позже ребята будут в рамках своих проектов уже работать по методикам анализа железа, жесткости, переходных металлов и пр.

🎚️Очень классный эксперимент, который я рекомендую показывать даже в школе, если есть фотометр (конкретно взятый в лагерь я сам купил на авито за 40к - так что купите, если нету) - снятие спектра смеси чаев - красного каркаде и синего анчана. Я их, кстати, показывал в посте про антоцианы.

🟣Смесь их на глаз фиолетовая, если же снять спектр 400-700 нм, хорошо видны отдельные максимумы анчана (600-640) и каркаде (480-520). Многим ребятам это, причем без всяких объяснений, помогает осознать понятие смеси и почувствовать несовершенство нашего зрения.

Ну, а что ребята будут делать на фотометре на проектах - расскажу позже.

Вредна ли жесткая вода?

Живя в Питере, сложно понять проблемы, с которыми сталкивается центральная Россия: накипь в чайнике, сладковато-горьковатый привкус, большой расход шампуня, пленка на чае и прочее. Все это признаки жесткой воды.

Жесткость это присутствие больших количеств солей кальция, магния и двухвалентного железа. Она измеряется в мэкв/л (это моли умноженные на заряд и деленные на литр). Возникает при растворении солей в воде под землей. У дождевой воды, когда она начинает проникать сквозь почву, жесткость около 0 мэкв/л, потому что тот самый круговорот воды в природе из детского учебника это почти что перегонка.

Под землей лучше всего процесс превращения дождевой воды в жесткую идет при наличии углекислого газа и под давлением, там идет реакция: CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 При этом получается так называемая карбонатная или временная жесткость.

Когда мы кипятим такую воду, углекислый газ улетучивается, реакция идет в обратную сторону, на нагревателях образуется накипь (CaCO3). Это для них очень плохо - тепло перестает передаваться воде, такой нагреватель быстро сгорает.

Жесткость в водопроводе зависит от многих факторов: времени года (в половодье она падает), времени суток и проч.

Работая в Аквафоре, я замечал интересную вещь. Для продажи фильтров кальций и магний называли "вредной жесткостью", а для продажи минерализаторов, которые из чистой воды делали ровно такую же жесткую - "полезными минералами". Причем речь о тех же ионах!

Так убьет ли вас жесткость или же ее отсутствие?

Ну, смертельной опасности жесткая вода точно не вызывает.
Основные медицинские статьи, повествующие о доказанном вреде здоровью, посвящены экземе, атопическому дерматиту и другим проблемам с кожей. Напр.:Jabbar-Lopez et al., 2021. The effect of water hardness on atopic eczema and skin barrier function

Хотя есть и неполностью подтвержденные данные об увеличении скорости роста камней при потреблении жесткой воды, однако только при строгой склонности к их образованию или других обстоятельствах. Напр.: Saulnier et al., 2000, DOI 10.1016/S0929-693X(00)00146-9

Большая польза жесткой ("минерализованной") воды тоже сомнительна. Хотя есть данные благотворного влияния поступления магния для пожилых женщин Напр.: Catling et al., 2008. A systematic review… cardiovascular disease and drinking water hardness, но при полноценном питании этот эффект становится ничтожным.

Так что пейте воду, какая есть (если в ней нет токсинов), ибо "где родился там и пригодился", точнее "там и паратгормон, регулирующий кальций, сформировался".

Ниже среднегодовая жесткость в некоторых городах России для сравнения. Ох, как я не завидую чайникам соотечественников из нижней части...

-Очень мягкая вода (<1,5 мэкв/л):
Питер 0,8 мэкв/л
Красноярск 1,5 мэкв/л

-Мягкая вода (1,5-4 мэкв/л):
Новосибирск 1,9
Нижний Новгород 2,0
Екатеринбург 2,2
Новосибирск 3,3
Челябинск 3,9

-Средняя жесткость (4-7 мэкв/л)
Казань 4,3
Самара (речная) 4,6
Краснодар 4,8
Москва (центр) 5,1, но в целом по городу 2,1-5,7
Уфа 6,1

-Жесткая вода (7-12 мэкв/л)
Московская область (Ступино) 8,5
Орел 9,1
Ростов-на-Дону 11,0

-Очень жесткая вода (>12 мэкв/л)
Самара (подземная) 15,0

Лаба в детском лагере-2. Аналитика

Я ну вообще не аналитик. Титрую довольно точно и быстро, спасибо Ларисе Александровне, практикуму аналитики СПбГУ и первым годам работы в Аквафоре, но никогда не получал большого удовольствия от аккуратных прикапываний, взвешиваний и разбавлений. Тем не менее, признаю абсолютную необходимость обучения этому. Работать с бюреткой и разбавлять должен уметь каждый химик.

Поэтому первое, с чего я начал планировать текущую проектную смену - титрование. Определять концентрации можно много у чего и позже я расскажу о том, какие проекты мы дали ребятам. Главное - создать условия, при которых возможны точные определения.

Про чистую воду я уже писал. Вторая составляющая - первичные стандарты - вещества, количества или концентрации которых нам известны с высокой достоверностью. С учетом того, что фиксаналы (ампулы с точно отмеренным количеством) серной и соляной кислоты требуют журналов учета, да и создают проблемы при транспортировке, я решил идти от весовых форм.

Взвешивая сухие оксалаты, карбонаты и другие подобные вещества на аналитических весах, а затем оттитровывая их раствором примерной концентрации (соляной кислоты, йода, трилона и пр.), можно перенести точность взвешивания на последующие анализы.

В полуполевых условиях это, на мой взгляд, самый лучший способ получения данных высокой точности. Так что ребята учатся оперировать стеклянными пипетками и бюретками на должном уровне. Вы меня спросите, а как же автотитраторы или хотя бы ручные дозаторы? В первые я не особо верю (и писал об этом около года назад), а последние у ребят обязательно будут в лаборатории химии природных соединений. Но об этом позже....

Философии пост. Будучи руководителем смены в лагере с плохим интернетом, можно оторваться от рутины и посмотреть на мир под немного другим углом, нежели обычно и даже покопаться в себе...

Каждый человек - как луковица. Внешняя кожура - отношения с миром и людьми - формируются поступками, а те - эмоциями и логикой. Логика формируется задачами и целями в жизни, а эмоции - темпераментом и соответствием текущей ситуации нашим глубинным представлениям о "правильности".

И цели, неважно, осознанные они или нет, и глубинные представления образуют то, что принято называть "личными ценностями". Их не все для себя осознают, а кто осознает - многие стесняются.

Я точно могу сказать, что ПОЗНАНИЕ в широком смысле - главная активная ценность для меня. Она напрямую, в моей философии, связана с понятиями свободы, науки, технологии, творчества, искренности, обучения, развития и изменения мира. Это совокупность базовых идей, которую я активно продвигаю в жизнь многими своими действиями.

К худу ли, к добру ли, но вижу, что действительно внедряю все это, меняя мир вокруг. Реализуя проекты, оставляю след в пространстве и жизни людей. А еще вокруг сами собой подбираются люди со схожими ценностями, которые, независимо от меня, взаимодействуют друг с другом и создают новые пересечения и смыслы.

Вторая же моя ценность пассивная. Это лично для меня означает, что я ее понимаю и принимаю, но сильно меньше делаю для ее реализации. Это КОМФОРТ, в первую очередь, внутренний. Вот сейчас сижу после лекций на крыльце у леса со вкусным чаем с выбранными добавками (спасибо всей семье Живлюк за этот грандиозный подарок) и в который раз осознаю, что именно такое ощущение внутреннего уюта и комфорта после дел позволяет мне двигаться вперед и верить в свои силы.

Тем не менее, по опыту, мне гораздо проще начать новый проект, прочитать лекцию о чем-то непонятном или придумать что-то химическое, чем, остановившись, создавать себе внутренне комфортные условия. Обычно это получается случайно. Хотя всегда приятно).

Довольно странно это признавать в современном мире, но деньги не входят в мои ценности. Это не означает, что я за полный аскетизм. Денег должно хватать на еду -гаджеты -регулярные путешествия -машину -квартиру -дом... все то, что должно быть. Но делать унылые, неинтересные вещи ради смены просто хорошей машины на люксовую или замены удобных хлопковых носков на брендовые?! Простите, это точно не ко мне!

Что бы я ни делал, от кредо "главное, чтобы было прикольно" я никогда не откажусь.

Лаба в детском лагере - 1. Вода.
Основа любой (ну, почти любой) химической лаборатории - вода. Причем нужна чистая вода, в идеале дистиллят. Естественно, везти и вешать дистиллятор в лагерь сложно... да и нету у меня нормального дистиллятора. Покупать воду, тем более в России, это как покупать песок в Сахаре - странное, на мой взгляд, мероприятие.

К счастью, в наличии некоторый опыт в водоочистке и "лишняя" раковина в мужском туалете лагеря. При жесткости под Лугой около 2 мэкв/л и отсечения ионов на обратноосмотической мембране 92% получаем на выходе воду с TDS около 5 мг/л, что, на самом деле, очень неплохо. Уборщица, правда, пугается трубок и шипящей постоянно дренажной воды, но зато ребята могут делать даже аналитику, не говоря уже о рутинном ополаскивании посуды.

Да, важно: переходник с 1/2 на полипропиленовую трубку "Джон Гест" найти в Луге сложно, так что все соединения надо привозить с собой...

Проектная смена ХимЦентра