Химия по жизни. Как устроен наш быт, отношения, предметы и вещи с точки зрения химических реакций, атомов и молекул

Во-вторых, мы будем ожидать, что в ходе реакции выделится тепло. Все экзотермические реакции всегда «горячие». Если мы будем находиться близко к месту проведения реакции, то сможем физически почувствовать выделяющуюся энергию.

Это очень важно, ведь если ученые смогут точно предсказывать, сколько тепла выделится при той или иной реакции, то смогут использовать это для создания множества полезных и интересных технологий, например, грелки для рук. Недавно мой муж получил плюсик в карме: в середине ноября мы посетили национальный парк Секвойя, и он перед поездкой взял с собой грелки для рук. Мы выходили гулять утром, и на улице было очень холодно – даже не представляю, чтобы я делала без своих «химических горячих карманов».

Если вы никогда не пользовались грелками для рук, то представьте небольшие чайные пакетики с черным порошком внутри. Когда на металлический порошок воздействует кислород, происходит экзотермическая реакция, в ходе которой выделяется тепло. Это тепло будет выделяться несколько часов, в течение которых ваши руки будут оставаться красивыми и в тепле. Но удивительно другое: то же самое используется для обогрева небольших комнат или поддержания определенной температуры при транспортировке тропических рыб! Одну химическую реакцию можно использовать для разных целей.

С другой стороны, эндотермические реакции не выделяют тепло. Ваша мама когда-нибудь заставляла вас полоскать больное горло соленой водой? Моя – постоянно. Я растворяла столовую соль в воде – получалась соленая вода, которой я прополаскивала горло. Но меня тогда удивляла одна вещь – соленая вода всегда была холодной. Каждый раз, когда я добавляла в воду соль, температура воды падала. Не верите? Попробуйте сами!

Когда мы добавляем к воде соль, протекает эндотермическая реакция. Полученный раствор будет холоднее воды, и это происходит в ходе всех эндотермических реакций.

Если вы когда-нибудь использовали гипотермический пакет, то, я уверена, благословили всех ученых за его создание. Гипотермические пакеты состоят из двух. В первом пакетике находится соль, например нитрат аммония, а во втором – чистая вода без примесей. Чаще всего в подобных пакетах используется нитрат аммония, поскольку при его растворении в воде происходит особенно эндотермическая – или холодная – реакция.

Всякий раз, когда на футбольном поле требовалась медицинская помощь, мой тренер брал гипотермический пакет и сразу же начинал его мять. Только во взрослом возрасте я узнала, что вы можете «активировать» пакет, просто сжав. В любом случае оба пакета внутри разрываются, и происходит химическая реакция. Как только соль попадает в воду, она начинает растворяться и понижать температуру жидкости, одновременно с этим принося пострадавшему игроку облегчение.

Грелки для рук и гипотермические пакеты – это уникальные предметы, которые практически всегда можно найти в аптечках первой помощи. Удивительно, что с помощью двух основных химических реакций можно создать предметы, которые буквально могут спасти жизнь.

Поздравляю! Только что вы узнали почти все, о чем я рассказываю на шестинедельном вводном курсе по общей химии. Теперь вы можете рассказать мне о структуре атома и о формировании связей между ними. Вы умеете отличать ионные связи от ковалентных, а также объяснять механизм образования связи между молекулами. Способны сравнивать химические и физические изменения веществ. Наконец, вы понимаете, какие энергетические изменения происходят во время реакции и каковы различия между эндотермическими и экзотермическими процессами.

Вы закончили курс Chem 101, и я с нетерпением жду вас во второй части этой книги. У нас заложена хорошая база, и теперь мы можем обсудить более интересные вещи. Например, из чего состоит ваш утренний завтрак или что происходит на самом деле, когда вы моете голову шампунем. Вы сталкиваетесь с химией ежедневно, и мне кажется, вы будете удивлены тем, насколько часто ее используете. Итак, возьмите с собой фартук, потому что мы идем на кухню!

Часть II. Химия здесь, там и везде

5. Лучшая часть пробуждения. Завтрак

Вы уже знакомы с основными принципами химии, теперь я собираюсь провести вас через обычный – и слегка загруженный – день. Я расскажу о науке и приведу мои любимые примеры из реальной жизни. Помните: если вы забыли какой-то термин из первых глав, то обратитесь к глоссарию в конце книги. Итак, давайте с самого начала: завтрака.

Вы когда-нибудь слышали, как кто-то говорит, что весь день будет злой и раздражительный, если утром не выпьет чашку кофе? Может, этот «кто-то» вы сами? Или после чашечки эспрессо становится добрее ваш начальник? Существуют убедительные доказательства того, что кофе влияет на наше настроение. Знаете, с чем это связано? Дело в том, что у людей быстро развивается зависимость от кофеина, из-за чего они чувствуют себя раздраженными, если в их организме недостаточно молекул кофеина. Не волнуйтесь, я тоже страдаю от этого. Каждое. Утро.