Из чего всё сделано? Рассказы о веществе

Летучие невидимки

Есть ещё одно замечательное вещество, без которого жить нельзя, — кислород (он обозначается символом О в таблице Менделеева). Этот газ, молекула которого состоит из двух атомов кислорода (О2), — без цвета и без запаха. Кстати, то, что кислород невидим, безвкусен, лишён запаха и газообразен при обычных условиях, надолго задержало его открытие. Кислород нашли и распознали лишь в восемнадцатом веке благодаря стараниям выдающихся химиков Джозефа Пристли, Карла Вильгельма Шееле и Антуана Лорана Лавуазье.

Итак, кислород мы не видим и не чувствуем, хотя в воздухе, которым мы дышим, его много — почти 21% по объёму, пятая часть. (Остальное приходится на азот с небольшой примесью углекислого газа.) Но мы прекрасно чувствуем его отсутствие. Если в комнате душно, мы просим открыть окно, чтобы впустить свежий воздух, — дышать же нечем!

А зачем нам кислород? Вдыхая порцию свежего воздуха, мы посылаем кислород в лёгкие. В них он впитывается в кровь, где его уже поджидает специальное транспортное средство под названием «гемоглобин», и на этом скоростном такси кислород доставляется во все органы, ткани и клетки, из которых сложен наш организм. Каждая крошечная живая клетка, а их в нашем теле сто тысяч миллиардов (!) — это маленький химический реактор, где вещества непрерывно взаимодействуют друг с другом, превращаясь в то, что нужно нашему организму. Каждую секунду, без остановки на сон и обед, в нашем теле незаметно протекают миллиарды реакций, благодаря которым мы и живём. О том, что все эти реакции происходят в воде, мы уже говорили. Так вот, кислород — главное действующее лицо в этих превращениях.

Это памятник веществу, которое вам хорошо знакомо, — ржавчине. Она всегда образуется там, где железо встречается с кислородом и водой, в результате чего железо окисляется

С его участием протекают разнообразные реакции окисления, в которых «сгорают» вещества, поступающие с пищей в наш организм. А в результате выделяется много энергии — той самой, которую мы используем, чтобы двигаться и поддерживать постоянной температуру нашего тела, 36,6 градусов. Правда, в таких реакциях всегда выделяется диоксид углерода (СО2). Но, к счастью, мы умеем легко избавляться от него, выдыхая его в атмосферу.

Кислород — чрезвычайно активное вещество. Он так и ищет, с кем бы ему соединиться и что бы ему разрушить. Поэтому кислород вездесущ. Этот элемент присутствует в подавляющем большинстве веществ, из которых сделан мир и мы сами. Из тех веществ, с которыми вы уже познакомились в этой книге, — он есть в воде, в песке, глине и почти во всех минералах. В большинстве веществ, из которых сделано всё живое (химики называют их органическими веществами), во всём, что мы едим и носим, обязательно есть кислород.

Кислород никогда не успокаивается. Что бы ни подвернулось ему под руку, он первым делом пытается окислить «собеседника». Чаще всего ему это удается. Попалась железная крыша, и он начинает работать, превращая железо в ржавчину — соединения железа с кислородом. Правда, в случае с железом это долгий процесс. Но бывают быстрые, почти мгновенные реакции окисления. Возьмите яблоко, например антоновку, разрежьте, и через минуту-другую вы увидите, как срез начинает темнеть. Это вещества по имени «полифенолы», содержащиеся в яблоке, начинают окисляться.

Противиться активному кислороду не может и древесина, стоит только её поджечь. Горение — это ещё одна очень бурная реакция окисления, во время которой выделяется много тепла. Вот почему мы можем согреться у костра и сварить на нём еду

А горение? Это тоже реакция окисления с участием кислорода. Быстрая, красивая, но и опасная. При реакциях окисления выделяется тепло, благодаря которому можно погреться у костра или камина. Преющее сено, в котором происходит медленное окисление, становится теплым. Да и перегной, который на дачах кладут в парники, тоже разогревается от окисления и согревает растения. Но ведь и до пожара недалеко.

Поэтому очень полезный и необходимый для жизни кислород бывает и опасен, и вреден. Вот почему химики придумали разные вещества, которые защищают от этого агрессора. Их вводят в состав материалов, чтобы они не горели и не окислялись, чтобы дольше служили. Наш организм тоже придумал свою внутреннюю защиту от неуёмного кислорода. Бывают случаи, когда его надо сдерживать. Вот на эти случаи и есть вещества, называемые антиоксидантами, которые тормозят реакции окисления в наших клетках. Очень много таких веществ содержится, например, в зелёном чае. Поэтому люди, заботящиеся о своем здоровье, пьют именно его. Как ваши бабушка и мама. Я угадала?

Вообще, долгое пребывание в чистом кислороде приводит к смерти: об этом писали еще Пристли, Шееле и Лавуазье. Мыши в кислороде гибнут через три-пять дней, а болезненные изменения в их организме начинаются уже в первые часы. Так что относительно небольшое содержание кислорода в воздухе, точно рассчитанное природой, — это оптимум, отклоняться от которого не стоит.