Химия и жизнь

Чем пахнет дождь?

Во время дождя и после него мы действительно чувствуем запах, временами очень насыщенный — особенно после долгой засухи. У запаха дождя даже есть термин — петрикор (petrichor). Его ввели исследователи Изабель Бир и Родерик Томас в 1964 году в статье, опубликованной в «Nature». Термин «петрикор» сложен из двух греческих слов — «петра», камень и «ихор» — жидкость, которая течет в жилах богов. И такая этимология не случайна, поскольку запах дождя — это аромат, исходящий от почвы.

Основной вклад в формирование запаха дождя вносят почвенные микроорганизмы, главным образом актиномицеты и цианобактерии. Когда они погибают, в том числе от недостатка влаги, выделяется вещество геосмин (geosmin), транс-1,10-диметил-транс- 9-декалол. 

Кстати, название «геосмин» происходит от geo — земля и smell — запах. Механизм биосинтеза этого вещества бактериями открыли совсем недавно — в 2006 году. Теперь мы знаем, что у бактерий есть специальный фермент геосминсинтаза, который преобразует в два этапа фарнезилдифосфат и производит этот терпеноид.

Геосмин накапливается в почве, пока не прольется дождь. Вода экстрагирует это вещество и отдает его атмосфере. Приятным этот запах не назовешь, хотя многим поэтам и писателям он нравится. И наш нос чувствует ничтожные количества геосмина — в концентрации пять частей на триллион, или одна чайная ложка на двести олимпийских бассейнов. Неприятный запах, который периодически появляется у озерной воды, также связан с геосмином.

Но запах дождя прекрасен, потому что помимо геосмина он содержит самые разные ароматические масла. В сухую погоду, когда влаги мало, растения производят их, чтобы замедлить свой рост и сильно уменьшить потребление воды. Эти масла накапливаются почвой и уходят в атмосферу в виде аэрозолей, когда начинается дождь.

Наконец, есть и третий компонент запаха дождя — озон. Он образуется благодаря электрическим разрядам в атмосфере перед грозой и во время нее и накапливается в более высоких слоях атмосферы. Но во время шторма нисходящие потоки воздуха вбрасывают озон в нижние слои атмосферы, добавляя ярких красок в палитру дождевого аромата.

В 2015 году исследователи Массачусетского технологического института с помощью высокоскоростной камеры наблюдали, как аромат из почвы переходит в воздух. Они выполнили 600 экспериментов на 28 различных поверхностях. При замедленной съемке хорошо видно, как в капле дождя, попавшей на почву, начинают образовываться пузырьки, которые вырываются наружу, будто в бокале шампанского. Так в воздух выбрасываются аэрозоли, содержащие не только ароматические вещества, но и самих бактерий. Авторы исследования пишут, что одна капля дождя «может генерировать сотни аэрозольных капель в течение нескольких микросекунд». Порывы ветра разносят аэрозоли и по горизонтали, и по вертикали. Вот почему почвенные бактерии обнаруживают даже высоко над землей.

Викторова Л.                                                                                                      («Химия и жизнь», 2015, №5)                                        

Можно ли кока-колой очистить ржавую сковородку?

Если вы оставили сковородку киснуть в мойке, то на ней довольно быстро образуется ржавый налет, который придется соскребать. И здесь действительно может подсобить кока-кола, если под рукой нет чистящих средств. Нужно залить сковородку этим напитком, подержать какое-то время, и тогда снять размягчившуюся ржавчину будет легче.

Судя по всему, этот прием часто используют в США. Во всяком случае, Американское химическое общество даже изготовило ролик на эту тему, чтобы объяснить, откуда у кока-колы такие способности. А все дело в фосфорной кислоте H₃PO₄, замаскированной нестрашным названием «пищевая добавка Е338». Ее довольно часто используют в пищевой промышленности, например, добавляют в газированные напитки в качестве регулятора кислотности.

С другой стороны, составы с фосфорной кислотой используют, чтобы удалять или преобразовывать (модифицировать) ржавчину. Эта кислота помогла спасти и защитить от коррозии огромное количество железных предметов.

Однако сам факт присутствия в пищевом напитке фосфорной кислоты, которая разъедает ржавчину, вызывает у многих негодование — представляете, что же делает кока-кола с нашими желудками?! Да ничего не делает и ничего не разъедает внутри нас. Кислотность (рН) желудочного сока на поверхности его эпителиального слоя — 1,0—2,0. А кислотность кока-колы — около 3 (как яблочный сок, вино, грейпфрут, крыжовник). Если вспомнить, что рН — это отрицательный десятичный логарифм концентрации, то станет понятно, что концентрация кислоты в кока-коле в 10—100 раз меньше, чем в желудке. Пищевой уксус и лимонный сок, которые мы употребляем в пищу, гораздо кислее (рН 2,4 и 2,0).

Фосфорная кислота как пищевая добавка Е338 изучена вдоль и поперек, ее концентрации в пищевых продуктах (напитки, колбасы, плавленые сыры, сдобы, мармелад и прочее) очень далеки от опасных. В 100 г вареной колбасы содержится 0,4 г фосфорной кислоты, в помидорах — 0,11 г, в коле — 0,06 г. В то время как жесткое пищевое законодательство допускает содержание фосфорной кислоты в напитках до 0,7 г на литр, в молочных продуктах детского питания — до 1 г на литр, а в плавленых сырах — до 20 г на литр. Так что не стоит беспокоиться, никто никого не травит. Более того, пищевая добавка Е338 — дополнительный источник фосфора, столь необходимого нашему организму. Да и вообще-то все дело в умеренности — отравиться насмерть можно и обычной поваренной солью.

Наверное, неприязнь к фосфорной кислоте связана с тем, что это вещество мы получаем искусственно из фосфатных руд и вводим в пищевые продукты. Хотя уксусную кислоту, из которой делают пищевой уксус, мы тоже синтезируем, да и лимонную кислоту никто не извлекает из лимонов. Оба эти синтетических вещества широко используют в пищевой индустрии, но протеста это не вызывает.

Фосфорная кислота — один из многотоннажных продуктов химической индустрии. В этом году в мире ее бу дет произведено около 50 миллионов тонн, и потребность в ней растет год от года. Львиная доля этого продукта (90%) идет на изготовление фосфорных удобрений. Остальное используют (в порядке убывания) для производства мыла и моющих средств, в пищевой индустрии, для очистки воды, в зубных пастах, в косметике и др.

Не стоит бояться этого вещества, столь необходимого человечеству. К тому же ортофосфорная кислота — источник фосфора, который принимает участие во многих биохимических процессах внутри человеческих тел.

Викторова Л.

(«Химия и жизнь», 2015, №4)