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

Но почему химический состав пищевой соды и Drano так отличается? Оба средства являются основаниями и используются в качестве чистящих средств. Тем не менее одно из них можно добавлять в пироги с черникой, а глоток другого может вас убить.

Обе молекулы являются основаниями, и это значит, что в воде их поведение будет одинаковым. Однако гидроксид натрия намного сильнее, чем гидрокарбонат натрия. И это большая разница.

Если основание сильное, то все реагенты превратятся в продукты (другие вещества). Если основание слабое, то только часть реагентов превратится в продукты. Может показаться, что тут нет практически никакой разницы, но именно это определяет эффективность чистящих средств. Но как понять, какое у нас основание – сильное или слабое?

Каустическая сода[10] на вашей кухне

Вы можете найти каустическую соду в кладовой в виде пищевого щелока. Маленькая рекомендация: я обожаю продукты от Modernist Pantry. Они производят множество безопасных средств, которые можно использовать на кухне.

Мой любимый рецепт, в котором требуется щелок, – это рецепт крендельков. Если вы ищете хороший рецепт домашних крендельков, то попробуйте рецепт от Элтона Брауна. Для тех, кто не знаком с работами этого человека: он еще один «ботаник», который просто обожает говорить о науке в приготовлении пищи. И я очень люблю его шоу «Good Eats».

В любом случае существует два разных способа приготовления крендельков: использовать каучуковую соду или пищевую. В обоих способах в тесто добавляется кипящий жидкий раствор, в результате чего оно приобретает желто-коричневый цвет. Добавленная основа разрушает полипептидные цепи в муке теста.

В результате этой реакции образуются маленькие аминокислоты, которые проявляют активность в реакции Майяра – химической реакции, в ходе которой баварские крендели приобретают характерный коричневый цвет и вкус. Чтобы реакция начала протекать, одна аминокислота должна вступить в реакцию с одним углеводом. Так как фруктоза и глюкоза намного меньше сахарозы, они могут вызывать эти химические реакции, вступая в реакцию с крайним атомом аминокислоты.

Тепло духовки способствует разложению внешних молекул, в результате чего образуются сотни новых. Большинство молекул имеют коричневый цвет (как при карамелизации), однако их ароматы отличаются. Поскольку реакция Майяра происходит с участием аминокислот (белков), а не только с углеводами (сахарами), у ароматных молекул чаще всего преобладает «мясной» запах. Благодаря атомам азота аминокислот вкус получается сложнее, чем при карамелизации.

Так как пищевая сода – это слабое основание (слабее каустической соды), химическая реакция между пищевой содой и белками в муке будет протекать не так бурно. Для реакции Майяра будет активировано небольшое количество аминокислот, и именно поэтому крендельки на пищевой соде имеют светлый цвет.

Кислотность основания можно определить с помощью водородного показателя. Возможно, вы знаете его как pH или шкалу pH со значениями от 0 до 14. Это логарифмическая шкала, с помощью которой можно определить, является ли тот или иной продукт осно́вным или кислотным. Когда мы узнаем вид кислоты, мы сможем предсказать, как эта молекула будет вести себя с другими. Если мы говорим о чистящих средствах, то знание этого помогает нам определить, где именно мы будем использовать чистящее средство: на кухне или в ванной.

Нейтральные растворы, например чистая вода, имеют pH 7. У оснований pH всегда выше 7, а у кислот – всегда ниже 7. Чтобы измерить pH раствора, мы можем использовать лакмусовую бумажку или pH-метр. Если окунуть pH-метр в раствор, вы увидите на дисплее число. Лакмусовая бумага, которая является более дешевым методом, просто поменяет свой цвет. Затем вы сможете воспользоваться шкалой pH, где цвет соответствует определенному значению от 0 до 14.

Но что в действительности делает лакмусовая бумажка или pH-метр? Они измеряют концентрацию ионов гидроксония (H₃O⁺) и гидроксид-ионов (OH^-) в растворе. Если pH выше 7, это значит, что содержание гидроксид-ионов (OH^-) выше, чем содержание ионов гидроксония (H₃O⁺), и раствор является основанием. Основания чаще всего встречаются в шампунях, соленых озерах и большинстве средств для уборки.

Как мы уже обсуждали ранее, в зависимости от места, где вы живете, жесткость воды может меняться. Есть несколько исследований, в которых говорится, что употребление обычной чистой воды помогает минимизировать частоту изжоги. В воде таких компаний, как Essentia и AQUAhydrate, содержится большое количество ионов гидроксида, но это не из-за того, что они являются осно́вными. Компании намеренно добавляют минералы в воду, чтобы повысить ее pH. Лично я не переношу вкус водопроводной воды, так что обычно покупаю бутилированную «кислотную», например воду от Dasani и Aquafina. Небольшая пометка: когда питьевая вода достигает желудка, не имеет значения, каково было ее pH… Это только вопрос вкуса!