Лекции об экологии --- часть вторая
Часть первая: http://featar.livejournal.com/297573.html
Сегодня мы поговорим о трех великих ученых --- Фридрихе Вёлере, Клоде Луи Бертолле и Жозефе Луи Прусте. Нужные нам результаты работ этих трех благородных мужей лежат в области химии, но от этого не менее важны для экологических вопросов.
Было время, когда в химии господствовала виталистическая теория, согласно которой органические вещества обладали "жизненной силой" в отличие от неорганических --- таким образом, синтезировать одни из других было невозможно (они могли быть созданы только живой природой). В 1824 году Вёлер пытался получить из неорганических компонентов неорганический цианат аммония, а получил органическую мочевину.
NH4+ + CNO- = NH4CNO = (NH2)2CO.
Последующие за Вёлером исследования --- в частности, исследования Бертло, --- окончательно сокрушили теорию витализма в химии. Согласно современным представлениям, нет никакой разницы между процессами в живой и неживой природе, все они объясняются универсальными химическими законами.
Вторым важным вопросом, который был далеко не очевиден для химиков того времени --- является ли состав вещества одинаковым при разных способах его получения и при разных соотношениях реагентов или же он зависит от конкретного способа и соотношения?
Пруст и Бертолле в своих исследованиях дали два прямо противоположных ответа на этот вопрос. Пруст показал, что состав соединений однаков, Бертолле показал, что он разный.
Противоречие не является абсурдным, если брать во внимание разные объекты, на которых ученые проводили свои исследования. Бертолле высаживал осадки из растворов и получал разные композиции в зависимости от соотношений реагентов. Пруст синтезировал бинарные соединения и анализировал их. Тогда дискуссия закончилась в пользу Пруста, пока в начале XX века не были открыты бертоллиды --- соединения переменного состава, которыми, в общем-то, являются все ионные соединения, хотя реально состав заметно "гуляет" у оксидов, гидроксидов и солей металлов с переменной степенью окисления. Но для молекулярных соединений закон Пруста (постоянства состава) нерушим.
Зачем же все это нам?
А потому что позволяет ответить на ряд вопросов.
1. Являются ли чем-либо разными, например, глутамат натрия, синтезированный в лаборатории, и глутамат натрия, выделенный из морских водорослей? (а вы же в курсе, что традиция применения глутамата пошла от добавления некоторых вполне натуральных видов водорослей в пищу в качестве приправы?) Ответ: нет, они одинаковы, это одно и то же соединение. Отличаются ли этиленовый спирт (синтезированный химически из продуктов нефтедобычи) и свекольный спирт (синтезированный сбраживанием сахарной свеклы и перегонкой)? Нет, это одно и то же вещество с той же самой формулой.
2. Отличается ли чем-нибудь бутылка водки из этиленового спирта от бутылки водки из свекольного? Отличается ли "химический" порошок глутамата от вываренного из водоросли? Ответ: да, отличаются. Составом. Никакого парадокса нет --- различие в примесях. Водоросли и свекла съедобны, потому все побочные вещества будут, в общем-то, тоже вполне безопасны. В случае химического синтеза --- это заранее неизвестно, но скорее всего это не так (UPD: пан flavorchemist любезно подсказывает, что глутамат сейчас синтезируется сугубо биохимически, так что пример немного устарел). И там безопасность продукта будет зависеть от глубины очистки. Более-менее реально очистить вещество до 99% чистоты, но выше --- бывает по-разному. Абсолютно чистых веществ нет. Получение особо чистых продуктов --- это вообще целая наука и даже искусство. Градация чистоты "фармакопейный" или "пищевой" для вещества --- одна из самых высших (хотя точно сравнивать с другими не совсем корректно, т.к. там принимается во внимание не только процент примесей, но и их безопасность). Это следует понимать.
Сегодня мы поговорим о трех великих ученых --- Фридрихе Вёлере, Клоде Луи Бертолле и Жозефе Луи Прусте. Нужные нам результаты работ этих трех благородных мужей лежат в области химии, но от этого не менее важны для экологических вопросов.
Было время, когда в химии господствовала виталистическая теория, согласно которой органические вещества обладали "жизненной силой" в отличие от неорганических --- таким образом, синтезировать одни из других было невозможно (они могли быть созданы только живой природой). В 1824 году Вёлер пытался получить из неорганических компонентов неорганический цианат аммония, а получил органическую мочевину.
NH4+ + CNO- = NH4CNO = (NH2)2CO.
Последующие за Вёлером исследования --- в частности, исследования Бертло, --- окончательно сокрушили теорию витализма в химии. Согласно современным представлениям, нет никакой разницы между процессами в живой и неживой природе, все они объясняются универсальными химическими законами.
Вторым важным вопросом, который был далеко не очевиден для химиков того времени --- является ли состав вещества одинаковым при разных способах его получения и при разных соотношениях реагентов или же он зависит от конкретного способа и соотношения?
Пруст и Бертолле в своих исследованиях дали два прямо противоположных ответа на этот вопрос. Пруст показал, что состав соединений однаков, Бертолле показал, что он разный.
Противоречие не является абсурдным, если брать во внимание разные объекты, на которых ученые проводили свои исследования. Бертолле высаживал осадки из растворов и получал разные композиции в зависимости от соотношений реагентов. Пруст синтезировал бинарные соединения и анализировал их. Тогда дискуссия закончилась в пользу Пруста, пока в начале XX века не были открыты бертоллиды --- соединения переменного состава, которыми, в общем-то, являются все ионные соединения, хотя реально состав заметно "гуляет" у оксидов, гидроксидов и солей металлов с переменной степенью окисления. Но для молекулярных соединений закон Пруста (постоянства состава) нерушим.
Зачем же все это нам?
А потому что позволяет ответить на ряд вопросов.
1. Являются ли чем-либо разными, например, глутамат натрия, синтезированный в лаборатории, и глутамат натрия, выделенный из морских водорослей? (а вы же в курсе, что традиция применения глутамата пошла от добавления некоторых вполне натуральных видов водорослей в пищу в качестве приправы?) Ответ: нет, они одинаковы, это одно и то же соединение. Отличаются ли этиленовый спирт (синтезированный химически из продуктов нефтедобычи) и свекольный спирт (синтезированный сбраживанием сахарной свеклы и перегонкой)? Нет, это одно и то же вещество с той же самой формулой.
2. Отличается ли чем-нибудь бутылка водки из этиленового спирта от бутылки водки из свекольного? Отличается ли "химический" порошок глутамата от вываренного из водоросли? Ответ: да, отличаются. Составом. Никакого парадокса нет --- различие в примесях. Водоросли и свекла съедобны, потому все побочные вещества будут, в общем-то, тоже вполне безопасны. В случае химического синтеза --- это заранее неизвестно, но скорее всего это не так (UPD: пан flavorchemist любезно подсказывает, что глутамат сейчас синтезируется сугубо биохимически, так что пример немного устарел). И там безопасность продукта будет зависеть от глубины очистки. Более-менее реально очистить вещество до 99% чистоты, но выше --- бывает по-разному. Абсолютно чистых веществ нет. Получение особо чистых продуктов --- это вообще целая наука и даже искусство. Градация чистоты "фармакопейный" или "пищевой" для вещества --- одна из самых высших (хотя точно сравнивать с другими не совсем корректно, т.к. там принимается во внимание не только процент примесей, но и их безопасность). Это следует понимать.