Химики из мгу создали противоядие от мощнейшего химоружия. Химики из мгу создали противоядие от мощнейшего химоружия Два ученых исследовали вещества

Российские ученые исследовали частицы метеоритного вещества и пришли к выводу, что микроорганизмы, попавшие на Землю из космоса, на полтора миллиарда лет старше земных форм жизни. Это означает, что жизнь на Земле могла зародиться гораздо позже, чем на других планетах

Ежедневно на нашу планету из космического пространства падает от 100 до 1000 тонн внеземного вещества - в виде пыли и метеоритов. Специалисты Палеонтологического института РАН, подвергнув изучению строение космических посланцев, нашли в них то, что, собственно, все человечество давно надеется найти во Вселенной, - следы жизни!

Человечество всегда интересовало, что происходит за пределами Земли, и один из главных вопросов, который не дает покоя: есть ли или была ли жизнь вдали от нашей планеты? Вопрос существования внеземной жизни неоднократно поднимался учеными разных стран. Новый виток исследовательской активности в этом направлении начался в 1996 году, когда группа американских ученых под руководством Дэвида Маккея опубликовала статью, в которой были высказаны предположения о том, что внутри некоторых метеоритов, предположительно марсианского происхождения, есть следы ископаемых бактерий. Из этой работы следовало, что если сейчас на Марсе нет жизни, то когда-то в далекие времена она вполне могла там быть на примитивном уровне.

С момента выхода в свет публикации Маккея у исследователей накопилось огромное количество нового материала по данной тематике. Например, к концу этого года специалисты Палеонтологического института РАН вместе с коллегами из НАСА собираются издать "Атлас биоморфных структур", в котором будет обобщена вся информация последних лет. Издание планируют составить из двух частей. Первая будет посвящена органическим остаткам в породах Земли, а вторая - биоморфным структурам в метеоритах. О том, что же все-таки необычного удалось увидеть в структуре метеоритов, "Итогам" рассказал директор Палеонтологического института РАН доктор геолого-минералогических наук Алексей Розанов.

Космические посылки

Все упавшие на Землю метеориты по составу можно условно разделить на каменные, железные и железокаменные. Остатки биоморфных структур ученые обнаруживают только в одной из разновидностей каменных метеоритов - углистых хондритах (такое название они получили от имеющихся в их структуре хондр - сферических силикатных образований). Решение проблемы происхождения углистого материала в таких метеоритах принципиально важно, поскольку от этого зависит развитие представлений о возникновении жизни вообще и на Земле в частности. И потому неудивительно, что главными объектами для проведения научных работ стали именно каменные метеориты подобного плана - Ефремовка (найден в Казахстане в 1962 году) и Мурчисон (Австралия, 1969 год). При помощи электронного микроанализатора специалисты рассмотрели состав минеральной матрицы сначала одного, а затем второго метеорита. И обнаружили следующее: и в том и в другом случае внутри матрицы находились сохранившие детали клетчатого строения ископаемые частички нитчатых микроорганизмов, напоминающие низшие грибы, а также (и это наиболее важно!) окаменелые остатки неких бактерий.

Сопоставить биоморфные структуры, найденные в метеоритах, удалось с современными микроорганизмами, а также с образцами бактериального мира древности. Эти опыты заложили основу нового направления в науке - "бактериальная палеонтология". Как говорят сами палеонтологи, это еще один ключ к расшифровке космического органического материала. Современными земными аналогами микроорганизмов, обнаруженных в метеоритах, оказались сине-зеленые водоросли, или цианобактерии.

Для справки: цианобактерии - это древнейшие фотосинтезирующие организмы, жизнедеятельность которых, как доподлинно известно науке, разгрузила древнюю атмосферу Земли от углекислоты и обеспечила ее кислородом. Именно цианобактерии вместе с сопутствующими им бактериями более чем на три миллиарда лет стали полными властелинами Земли и в значительной степени определили ход таких важных геологических событий, как накопление многих осадочных пород и полезных ископаемых. Созданные этими микроорганизмами сообщества, имеющие тесные метаболические связи, оказались удивительно устойчивыми на протяжении всей истории Земли. Правда, более высокоорганизованные конкуренты постепенно вытеснили их с широких морских просторов в экологические ниши в основном с экстремальными условиями, такими, как гиперсоленые лагуны, вулканические области. И в этих местах микробные сообщества сохраняются до наших дней.

Таким образом, присутствие аналогов цианобактерий в углеродистом веществе метеоритов заставило научную общественность признать несомненный факт их биогенного происхождения. Что это доказывает? То, что значительное морфологическое единство земных микробных организмов, как современных, так и древних, с образованиями в метеоритах дает основание говорить о принципиальном единстве микробиологического мира Земли и иных космических объектов.

Остатки микроорганизмов, вероятно, принадлежавшие к цианобактериям, могут указывать также на тот сенсационный факт, что формирование вещества углистых хондритов происходило в водной среде. Из этого с неизбежностью следует вывод, что по крайней мере 4,5-4,6 миллиарда лет назад где-то за пределами Земли существовала жизнь как минимум на уровне бактерий и, может быть, низших грибов. Этот возраст соизмерим со временем начала образования Земли. На этом основании палеонтологи сделали вывод, что где-то в космосе бактериальный мир появился раньше, чем на нашей планете. И кто возьмется отрицать, что он мог развиваться дальше совсем по иному, неземному пути? Возможно, где-то на далеких планетах образовались такие формы жизни, которые принципиально отличаются от земных и о которых современная наука не имеет ни малейшего представления. Кто-то назовет это фантастикой, но как тут не вспомнить, что до последнего времени и возможность присутствия воды на Марсе считалась абсурдной.

"Обнаружение микроорганизмов в каменных метеоритах вынуждает нас существенно пересмотреть многие устоявшиеся представления о развитии Солнечной системы и происхождении жизни, - говорит Алексей Розанов. - И еще один важный момент: возраст микроорганизмов дает нам возможность бороться с заблуждением, будто космические тела являются транспортировщиками опасных бактерий. Окаменелые микробы, которые прилетают на Землю в метеоритах, безвредны. Ведь они мертвы уже несколько миллиардов лет".

Дальнейший этап увлекательных исследований был связан с изучением процесса окаменения микроорганизмов. И тут ученых также ждали неожиданные результаты. "Итог лабораторных опытов был ошарашивающим, - говорит Алексей Розанов. - Выяснилось, что процесс окаменения может занимать всего несколько часов. Раньше мы предполагали, что все ископаемые организмы окаменевали чуть ли не миллионы лет. Но оказалось, что это вовсе не обязательное требование. Высокая скорость этого процесса объясняет, почему бактерии, которые мы находим в древних камнях, так хорошо сохраняются".

Еще одним доказательством того, что в упавших на Землю метеоритах присутствуют именно бактерии, а не что-то иное, послужило обнаружение в них кристаллов магнетита и сферических тел, состоящих из мелких кристаллов (фрамбоидов). Дело в том, что на Земле такие причудливые структуры образуются только при непосредственном участии микроорганизмов.

Несмотря на то что исследования палеонтологов в данном направлении продвигаются довольно быстро, на их пути все же возникают определенные сложности. Так, например, высказываются мнения, что вряд ли можно говорить о чистоте экспериментов, поскольку метеориты могут быть "засорены" земными микроорганизмами. Специалисты Палеонтологического института согласны с тем, что, попадая на нашу планету, космические тела подвергаются проникновению в них микроорганизмов, но не считают эту проблему неразрешимой. Приблизительно зная состав метеоритного вещества, ученые научились определять, насколько земные микроорганизмы освоили космические артефакты. Если в метеорите количество какого-либо компонента выходит за рамки его возможного содержания, значит, он безнадежно "засорен".

"За время своих исследований мы проанализировали почти два десятка метеоритов, и почти во всех случаях были найдены древние ископаемые, - говорит Алексей Розанов. - Вне всякого сомнения, микроорганизмы похожи на те бактерии, которые живут сегодня, и на те, что находятся в ископаемом состоянии в земных породах. На основании данных исследований мы можем смело утверждать, что микроорганизмы в составе метеоритов - это древние бактерии. Разнообразие найденных организмов, возможно, указывает и на различные обстановки образований микробных сообществ, от термальных до озерных. При этом, конечно, мы не исключаем возможности обнаружения в будущем и таких форм, которые не будут иметь земных аналогов".

Верится с трудом

Выводы Алексея Розанова весьма необычны и поэтому неоднозначно принимаются в научной среде. В этом "Итоги" смогли убедиться, побеседовав с основными оппонентами уважаемого ученого. Так, например, заведующий лабораторией метеоритики Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН доктор геолого-минералогических наук Михаил Назаров твердо стоит на том, что на сегодняшний день нет достоверных фактов, которые указывали бы на возможность присутствия в метеоритах остатков органических веществ: "Этот вопрос неоднократно изучался, и есть люди, которые верят в это. Например, Алексей Юрьевич Розанов. Он считает, что нашел некие остатки микроорганизмов. Но я не думаю, что эта вещь на сто процентов доказана".

А вот мнение доктора геолого-минералогических наук, профессора кафедры минералогии МГУ, члена Комитета по метеоритам РАН Александра Ульянова: "Я знаком с точкой зрения Розанова. Я читал его научные публикации, но во многом с ним не согласен. Начнем с того, что Алексей Юрьевич изучал углистый хондрит Ефремовка, в котором якобы и нашел органические вещества - что-то напоминающее окаменелые бактерии. Но при этом данный метеорит провалялся на полях, которые удобрялись разными активными компонентами на протяжении, наверное, лет сорока. В частности, по трещинам внутри метеорита заметно окисление железом. Поэтому я не рассматриваю эту находку как достоверную. Но это исключительно моя точка зрения. Более того, я не верю в обнаружение микроорганизмов внутри марсианских метеоритов и считаю подобные утверждения недостоверными и бездоказательными".

Прилетели древние бактерии из космоса или зародились на Земле? Ответ на этот вопрос мы получим только после того, как научные изыскания подойдут к своему финалу. Однако уже сегодня ясно, что новые пути поиска жизни во Вселенной заставляют науку пересматривать устоявшиеся представления о развитии и происхождении Солнечной системы.

Екатерина Горбунова

ПРЕДЫСТОРИЯ

Спорная наука

15 марта 1806 года в местечке Алаис (Франция) упал каменный метеорит. Это был первый углистый хондрит, который подвергся интенсивному изучению. Так, в 1834 году шведский химик Берцелиус, изучив его образец, был удивлен, когда обнаружил в нем воду, а также отметил сходство углистого вещества метеорита с земным биологическим материалом.

14 мая 1864 года более 20 черных камней (некоторые весом около 2 кг) упали близ французских деревень Ноик и Оргэй. Сразу после падения деревенские жители собрали иссиня-черные камни, многие из которых были полностью покрыты коркой. Метеорит Оргэй был немедленно подвергнут тщательному химическому и минералогическому анализу. Содержание углерода в его обломках было столь высоким, что поначалу этот факт рассматривался как следствие загрязнения земным веществом. Однако позже был сделан вывод о весьма вероятном участии живого материала в формировании метеорита.

Гипотеза о существовании внеземных "жизнеподобных" форм в метеоритах, впервые выдвинутая в середине XIX века, была достаточно широко принята и благополучно просуществовала почти столетие - вплоть до 60-х годов ХХ века. В 1962 году американские исследователи Андерс и Фитч выступили против биогенной природы материала метеоритов, заявив, что ископаемые в них не имеют аналогов и поэтому биогенную природу следует отвергнуть. Они предположили, что мнимые микроорганизмы не были биологическими объектами, и посчитали все другие биологически подобные тела земными загрязнениями - "музейной пылью" и "цветочной пыльцой". Андерса и Фитча до сих пор считают самыми активными критиками версии о присутствии микроорганизмов в метеоритах.

В 1964 году советский ученый Борис Тимофеев публикует в Германии статью, посвященную обнаружению в метеорите Мигей образований, напоминающих фитопланктон земного типа. Статью разнесли в пух и прах. Кстати, в числе критиков был и Алексей Розанов, сегодня, по его словам, поменявший точку зрения на эту публикацию.

В 1966 году лауреат Нобелевской премии по химии Г. К. Юри сделал обзор доказательств биологических материалов в метеоритах. Он отмечал, что в метеоритах встречаются органические субстанции, которые близко напоминают таковые из древних земных пород, что органика, встреченная в углистых хондритах, не напоминает ту, которая присутствует в современных загрязнениях. Юри отмечал: "...некоторые вещества в метеоритах, если бы их нашли в земных объектах, несомненно, считались бы биогенными".

Вопрос: Два ученых исследовали вещества, полученные в их лабораториях. Один, используя фи??ические методы, установил, что молекула его вещества А содержит 2 атома углерода, шесть атомов водорода и один атом кислорода. Другой, используя химические методы определил, что в 5 граммах его вещества Б содержится 2,61 г углерода, 0,652 г водорода и также есть кислород. Определяя молекулярную массу вещества, он получил то же значение, что и первый ученый. В переписке они договорились рассчитать и сравнить массовые доли элементов в своих соединениях. Также второй ученый пообещал установить формулу своего вещества. Постарайтесь выполнить те расчеты, которые должны были провести эти ученые. Достаточно ли полученных данных, чтобы утверждать, что они исследовали одно и то же вещество?

Два ученых исследовали вещества, полученные в их лабораториях. Один, используя фи??ические методы, установил, что молекула его вещества А содержит 2 атома углерода, шесть атомов водорода и один атом кислорода. Другой, используя химические методы определил, что в 5 граммах его вещества Б содержится 2,61 г углерода, 0,652 г водорода и также есть кислород. Определяя молекулярную массу вещества, он получил то же значение, что и первый ученый. В переписке они договорились рассчитать и сравнить массовые доли элементов в своих соединениях. Также второй ученый пообещал установить формулу своего вещества. Постарайтесь выполнить те расчеты, которые должны были провести эти ученые. Достаточно ли полученных данных, чтобы утверждать, что они исследовали одно и то же вещество?

Ответы:

Похожие вопросы

• В корзину Люба положила 2 пучка моркови по 7 штук сколько всего моркови в корзине
• 6класс, нужен 4и5 номер,заранее спасибо)
• Альбом для рисования дороже карандаша в 8 раз а вместе они стоят 135 рублей сколько??тоит альбом?
• Из вершины развёрнутого угла ABC проведены два лучаBD и BK так что угол ABK =128° угол CBD= 164° Вычислите величину угла DBK
• Что из перечисленного является физическим телом? капля воды моль сталь восход. 2К??кие из физических тел нельзя соединить путем сжатия? 3брутска пластилина куски чугуна осколки стекла капли воды. 3

Нередкими в истории химии были случаи, в которых отравления, травмы или даже смерть наступали не как следствие длительной работы с ядовитыми веществами, а как результат одного неудачного опыта, сопровождавшегося, как правило, взрывом. Ниже перечислен далеко не полный перечень подобных происшествий.

И зучая свойства открытого им вещества, впоследствии названного бертолетовой солью, чуть не погиб французский химик К.Л.Бертолле (1748–1822).
При одной из попыток получить калий путем нагревания смеси гидроксида калия с порошкообразным железом едва не лишились жизни французские ученые Ж.Л.Гей-Люссак (1778–1850) и Л.Ж.Тенар (1777–1857). Чтобы оправиться от ран, Гей-Люссаку пришлось провести в постели почти полтора месяца, у него временно пропало зрение. Тенар еще один раз чуть не погиб в химической лаборатории. В 1825 г. на лекции, желая утолить жажду, он по ошибке выпил жидкость из стакана, в котором находился раствор сулемы (сулема HgCl 2 , как известно, сильный яд). Лишь своевременно принятое противоядие в виде сырых яиц спасло ему жизнь.
Жертвой еще одного несчастного случая стал французский химик и физик Пьер-Луи Дюлонг (1785–1838). В 1811 г. при изучении хлористого азота у него в лаборатории произошел взрыв, которым сильно контузило ученого. Несмотря на это, Дюлонг решил продолжать исследование вещества. В октябре 1812 г. новый взрыв лишил его глаза и изуродовал руку. Пострадал и второй глаз Дюлонга. Ученому было в ту пору всего 27 лет.
Серьезное отравление в результате работы с селенидом водорода получил весной 1818 г. великий шведский химик Й.Я.Берцелиус (1779–1848).
В руках немецкого химика Р.В.Бунзена (1811–1899) 9 ноября 1836 г. взорвался запаянный стеклянный сосуд с соединением мышьяка, что чуть было не привело к гибели ученого. Осколок стекла попал в правый глаз Бунзена, навсегда ослепив его. Кроме того, ученый получил отравление.
Сильный взрыв произошел и у французского химика Ш.А.Вюрца (1817–1884), когда он нагревал в открытой пробирке смесь трихлорида фосфора с натрием. Многочисленные осколки серьезно поранили ученому лицо и руки. Попало стекло и в глаза. Сразу удалить осколки не удалось. Только со временем они стали постепенно выходить, причем хирургам пришлось приложить все свое умение, чтобы сохранить Вюрцу зрение.
Трагически могла закончиться в юности жизнь будущего нобелевского лауреата немецкого химика-органика А.Байера (1835–1917). Работая с метилдихлорарсином СН 3 AsCl 2 , он настолько сильно отравился, что упал на пол лаборатории, потеряв сознание. Только экстренная помощь Ф.А.Кекуле (1829–1896), вытащившего пострадавшего на свежий воздух, позволила избежать беды. Байеру же пришлось несколько дней провести в постели. Кожа на его лице покраснела и сильно воспалилась.
Подобно Кекуле, немецкий химик А.Фишер спас от неминуемой гибели своего сотрудника Ю.Тафеля после того, как последний отравился парами акролеина.
Работая в лаборатории Мейера в Геттингене, в 1885 г. серьезное отравление 2,2"-дихлордиэтилсульфидом ClCH 2 CH 2 –S–CH 2 CH 2 Cl получил известный русский химик Н.Д.Зелинский (1861–1953). От действия этого вещества у него на руках, лице и теле образовались волдыри. Несколько месяцев ученый вынужден был провести в больнице. Вещество же, полученное им, впоследствии было применено немцами в 1917 г. в районе г. Ипр, по имени которого оно получило название «иприт».
Серьезную травму получил в 1884 г. Л.Ю.Мейер (1830–1895), любивший демонстрировать на лекциях взрыв ацетиленовоздушной смеси. Как-то раз во время такой демонстрации произошел взрыв такой силы, что он разрушил всю аппаратуру и поранил самого экспериментатора.
В руках у русского химика С.В.Лебедева (1874–1934) однажды взорвался сосуд с бромом. Осколки стекла и брызги брома попали на руки и лицо ученого, поранив их и сопроводив сильными ожогами. Несмотря на своевременно оказанную помощь, часть осколков осталась в теле Лебедева и была удалена хирургическим путем только через три года.
Говоря о взрывах в лаборатории, невозможно не упомянуть немецкого химика Юстуса Либиха (1803–1873), которого взрывы сопровождали на протяжении почти всего периода занятий химией, начиная с детства, и были причиной многих его жизненных неприятностей.

После того как Юстуса выгнали из школы за взрыв, происшедший прямо на уроке, отец устроил Либиха учеником аптекаря. Но и здесь он долго не задержался. После сильного взрыва, снесшего крышу над мансардой, в которой 15-летний юноша проводил опыты с гремучей ртутью (фульминат ртути) , Юстус был изгнан и из аптеки.
В более старшем возрасте Либих захотел как-то разложить гремучее серебро сернистым аммонием. Однако, лишь только первая капля раствора упала в чашку с гремучим серебром, раздался оглушительный взрыв. Либиха опрокинуло на спину, на две недели он потерял слух и чуть не ослеп. Будучи уже зрелым ученым, Юстус как-то раз на лекции демонстрировал горение паров сероуглерода в оксиде азота(II). Неожиданно произошел сильнейший взрыв, осколки колбы, где проходила реакция, осыпали всех присутствующих. Либиху снова повезло: наиболее крупный осколок ударился в табакерку, лежавшую в кармане ученого.
К сожалению, не всем химикам так везло, как Либиху. В результате отравления мышьяком, попавшим в легкие и пищевод при взрыве реторты, погиб известный минералог и химик, академик Петербургской академии наук И.Г.Леман (1719–1767). Умер от отравления фосфором и мышьяком при изучении свойств соединений этих элементов другой русский академик – Н.П.Соколов (1748–1795). Еще один русский химик, бывший крепостной, С.П.Власов (1789–1821) умер в результате отравления, полученного при химических исследованиях.
Во время взрыва, происшедшего при перегонке каменноугольной смолы, получил сильные ожоги, от которых скончался через несколько дней, английский ученый Ч.Мансфилд (1819–1855).
В 1891 г. на Главном артиллерийском полигоне под Петербургом при испытаниях пикриновой кислоты (2,4,6-тринитрофенол-1)

от взрыва погиб действительный член Русского физико-химического общества, приватный преподаватель химии в Пажеском корпусе и Павловском военном училище штабс-капитан гвардейской артиллерии С.В.Панпушко – автор первого в России «Сборника задач по химии с объяснением их решения» и фундаментального труда «Анализ пороха».

Трагически оборвалась жизнь талантливого русского ученого В.Е.Богдановской (1867–1896) – автора «Начального учебника химии», а также ряда повестей и рассказов. Во время попытки получить фосфорный аналог синильной кислоты произошел взрыв ампулы, стекла которой поранили Богдановской руку. В результате отравления токсичными веществами через четыре часа после взрыва она скончалась.
Выше уже говорилось о том, сколько неприятностей принесло ученым изучение и работа с такими веществами, как ртуть или хлор. Однако среди простых веществ больше всего бед доставил исследователям фтор. Этот элемент оказался воистину роковым для целого ряда химиков из разных стран. Об отравлении фтороводородом Г.Дэви (1778–1829) уже писалось. Пытаясь выделить фтор, серьезно подорвали свое здоровье французы Ж.Гей-Люссак, Л.Тенар, Э.Фреми и англичанин Г.Гор, поплатился жизнью бельгийский химик П.Лайет, мученическую смерть принял французский ученый Д.Никлес. Трагически закончились попытки получить фтор выделением его из фторидов серебра и свинца, предпринятые английскими химиками братьями Нокс: Георг стал инвалидом, а Томас погиб. В той или иной степени пострадали и другие ученые, пытавшиеся выделить этот элемент в свободном виде.

Лишь французскому ученому А.Муассану (1852–1907) в 1886 г. удалось совершить то, что другим оказалось не под силу. Однако отметим, что и для него решение этой задачи не прошло бесследно. Когда Муассан докладывал в Парижской академии наук о своем открытии, один глаз ученого был закрыт черной повязкой.
Несчастные случаи, перечисленные выше, случились со знаменитыми химиками. А сколько взрывов и отравлений произошло у менее известных исследователей и начинающих экспериментаторов! Сколько травм, ожогов и увечий было получено!
М ного бед принесло ученым и изучение явления радиоактивности. Радиация по самой своей природе опасна для жизни. При больших дозах она вызывает серьезнейшие поражения тканей, приводящие к быстрой гибели организма, а при малых – может привести к раку или к генетическим изменениям.
Одним из первых с воздействием радиоактивного излучения на ткани живого организма столкнулся первооткрыватель явления радиоактивности французский ученый А.А.Беккерель (1852–1908). Проносив некоторое время в кармане жилета пробирку с солью радия, в апреле 1901 г. он получил ожог кожи. Рассказывая об этом супругам Кюри, Беккерель воскликнул: «Я люблю радий, но я на него в обиде!»
Значительно сократила жизнь английского ученого У.Рамзая (1852–1916) его работа с радием, радоном и другими радиоактивными веществами. В 1915 г. ученый заболел раком легких и умер через год после тяжелой операции.

Сильно сказалась работа с радиоактивными веществами и на здоровье Марии Склодовской-Кюри (1867–1934). Сначала она перенесла тяжелую операцию на почках, затем у нее резко ухудшилось зрение, появились проблемы со слухом. В 1920 г. в письме к сестре она писала: «Мое зрение очень ослабло, и этому, вероятно, мало чем поможешь. Что касается слуха, то меня преследует постоянный шум в ушах, иногда очень сильный». В период с 1923 по 1930 г. Марии было сделано четыре операции на глазах, которые в итоге восстановили ей зрение.
Скончалась Склодовская-Кюри 4 июля 1934 г. от острой злокачественной анемии, вызванной перерождением костного мозга. В медицинском заключении профессор Рего написал: «Мадам Кюри может считаться одной из жертв длительного обращения с радиоактивными веществами, которые открыли ее муж и она сама».

Хоронили Склодовскую-Кюри с особыми предосторожностями. Деревянный гроб поместили в свинцовый, а тот в свою очередь в еще один деревянный. Когда в 1995 г. останки выдающейся ученой переносили в Пантеон, замеры уровня радиации внутреннего гроба показали, что он в 30 раз превышает фоновые показатели.
О писанные выше примеры, хотя и сопровождались весьма серьезными последствиями, все же касались в основном лишь самих исследователей, проводивших опыты. К сожалению, известны случаи, когда во время проведения химических опытов число пострадавших было значительно больше. «Черным днем» в истории химии стало 27 мая 1920 г. В этот день во время демонстрации опытов при высокой температуре в университете города Мюнстера (Германия) произошел сильнейший взрыв, в результате которого десять студентов погибли и свыше двадцати были ранены.
А сколько человек погибло в результате взрывов на химических производствах! Одной из первых таких аварий был взрыв на пороховом заводе в Эссоне в 1788 г., во время которого погибло несколько человек, и французские химики Бертолле и Лавуазье, приехавшие на завод, уцелели лишь потому, что решили осмотреть в это время соседнее помещение. Причиной взрыва была попытка заменить в составе пороха калийную селитру на хлорат калия.
В 1848 г. в Ле Бурже во Франции взлетел на воздух первый завод по производству пироксилина – тринитрата целлюлозы [С 6 Н 7 О 2 (ОNO 2) 3 ] n .
3 сентября 1864 г. в полдень ужасающей силы взрыв снес с лица земли фабрику нитроглицерина С 3 Н 5 (ОNO 2) 3 , располагавшуюся под Стокгольмом и принадлежавшую изобретателю динамита, шведскому инженеру Альфреду Нобелю. В результате взрыва погиб младший брат Альфреда Оскар, а также самый близкий друг изобретателя – химик Хетцман.
В 1887 г. в Англии, близ Манчестера, произошел сильный взрыв на красильной фабрике, использовавшей в качестве желтой краски соединения пикриновой кислоты.
Однако все перечисленные случаи ни в какое сравнение не идут со взрывами, которые произошли 6 декабря 1917 г. на химическом заводе в Галифаксе (Канада), 21 сентября 1921 г. на заводе по производству удобрений в г. Оппау (Германия) и 2 декабря 1984 г. на заводе, производящем пестициды, в индийском городе Бхопал.
В первом случае взрыв, происшедший в результате саморазложения аммиачной селитры, стоил жизни 3000 человек, во втором погибло 560 человек и более 7500 осталось без крова. Взрыв в Оппау был такой силы, что он не только полностью разрушил все дома в самом городе, но и повредил некоторые здания в 6 км от места взрыва. Более того, взрывной волной выбило стекла в домах, расположенных на расстоянии 70 км от завода.
Взрыв, происшедший на заводе по производству пестицидов в Бхопале, привел к тому, что в окружающую среду попало большое количество метилизоцианата СН 3 –N=C=O – ядовитого вещества с резким запахом и высокой реакционной способностью. В результате аварии 2352 человека погибло, 90 000 человек получило отравление, около 150 000 человек в панике покинуло город.
Упомянем также трагедию, разыгравшуюся в июле 1976 г. в Италии. Вследствие аварии, случившейся на химическом предприятии в поселке Севезо, под Миланом, в атмосферу попал диоксин

Это один из самых сильнодействующих ядов, действие которого превышает по своей силе синильную кислоту, стрихнин и яд кураре. Сотни людей получили отравление и попали в больницы. Их кожа покрылась экземой, язвами и ожогами, их мучили рвота, желудочные колики и расстройства. Вся растительность в окрестностях Севезо, включая посевы, оказалась сожженной, как при пожаре, а сама земля стала опасной для людей и скота на целые десятилетия.
В подавляющем большинстве перечисленных выше несчастных случаев, происшедших в лабораториях или на химических производствах, трагедии являлись неожиданностью для исследователя или технолога. Однако зачастую, не имея под рукой других организмов, кроме собственного, и горя желанием побыстрее изучить свойства нового вещества, ученый ставил эксперимент на себе, жертвуя ради постижения истины здоровьем, а иногда и самой жизнью. Оправдывая свои действия, такие химики заявляли, что наука требует жертв, и продолжали опасные эксперименты до тех пор, пока могли работать в лаборатории.
Вспомним снова К.Шееле, Т.Ловица, К.Клауса, определявших на вкус химические вещества. Вспомним Г.Дэви, Д.Вудхауза, У.Круйкшанка, изучавших действие газов на собственном организме. Вспомним сотни других известных и безвестных химиков, занимавшихся подобными исследованиями. Вот еще некоторые примеры из этой области.
Однажды французского естествоиспытателя ХVIII в. Жана Франсуа Пилатра де Розье заинтересовал вопрос: что будет, если вдохнуть водород? Не ощутив первоначально никакого эффекта, ученый решил убедиться, проник ли водород в легкие. Для этого он еще раз вдохнул газ, а затем выдохнул его на огонь свечи. Раздался оглушительный взрыв. «Я думал, что у меня вылетят все зубы вместе с корнями», – писал впоследствии ученый про опыт, который едва не стоил ему жизни.
Стремясь доказать безопасность активированного угля для организма, Ловиц провел следующий эксперимент. Он сжег 100 г опия, являющегося сильным наркотиком, а затем в течение дня съел весь образовавшийся уголь. Сомневающимся Ловиц предлагал проделать подобный опыт с любым другим растительным ядом.
В отличие от Беккереля, случайно получившего ожог в результате воздействия на кожу радия, П.Кюри (1859–1906) добровольно подверг свою руку действию этого вещества. После облучения в течение 10 ч его кожа сначала покраснела, а затем образовалась рана, на лечение которой ушло более четырех месяцев, а белый шрам сохранялся несколько лет.

Рамзай испытывал на себе действие инъекций радиоактивного радона. Несмотря на то, что, по мнению Рамзая, такие инъекции являются эффективным средством против раковых заболеваний, по-видимому, именно они и стали причиной ранней смерти ученого.
Исследовал на себе действие тяжелой воды и первооткрыватель дейтерия американский физико-химик Г.Юри (1893–1981). Однажды он даже выпил полный стакан тяжелой воды. К счастью, этот рискованный эксперимент прошел для него без последствий.
Как видим из всего вышеизложенного, опасность во время проведения опытов и потеря здоровья, как следствие химических экспериментов, в прошлом считались чуть ли не обязательными атрибутами работы химика и были как бы заранее запланированы. В концентрированном виде эта мысль выражена в словах великого немецкого химика Либиха, который однажды, давая наставления молодому Кекуле, сказал: «Если Вы хотите стать настоящим химиком, Вы должны пожертвовать своим здоровьем. В наше время тот, кто при изучении химии не разрушает свое здоровье, ничего в этой науке не достигнет». Отсюда следует, что Либих не только сам не заботился о сохранении своего здоровья, но и не думал о сохранении здоровья окружающих его людей. Особенно показателен в этом плане следующий пример.
Получив безводную муравьиную кислоту и убедившись на собственной коже, что кислота вызывает ожоги, Либих стал ходить по лаборатории и для того, чтобы наглядно продемонстрировать свое открытие, начал прижигать руки студентам. У самого Либиха от брызг кислоты на щеке вскочил большой пузырь, но он не обращал на это никакого внимания. Коллега Либиха, известный немецкий физиолог и биохимик К.Фогт (1817–1895), получил самую большую порцию кислоты, которую Либих без тени смущения нанес ему на руку. Следствием этого необдуманного эксперимента стал белый шрам, которой остался у Фогта на всю жизнь.
С того времени утекло немало воды. В наше время взгляд на проблемы сохранения здоровья во время занятий химией по сравнению с ХVIII и XIX вв. кардинально изменился. Мало кому сейчас придет в голову идея пробовать на вкус неизвестные вещества или прижигать себе руки кислотами. Ни у кого нет желания разрушать свое здоровье. Наоборот, химики стараются создать в современной лаборатории условия, максимально обеспечивающие им безопасность.
Но опыт химиков прошлого не прошел бесследно. Жертвуя собой ради истины, они на своем опыте предупреждали будущие поколения ученых об опасности работы с тем или иным веществом. На этой основе совершенствовались меры защиты от токсичных, взрывоопасных и радиоактивных веществ, развивалось лабораторное оборудование, разрабатывались более безопасные методы синтеза и анализа.
В настоящие время, несмотря на высокую токсичность и опасность многих веществ, химики доказали, что работа с ними может быть абсолютно безвредна. В этом им помогают продуманные меры предосторожности: мощные тяги, защитные материалы (очки, перчатки, фартуки, противогазы, экраны), использование манипуляторов и другие средства защиты. Все это в комплексе позволяет избежать вредного влияния токсичных веществ на организмы химиков и тем самым создает им условия для долгой и плодотворной жизни.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица

Несчастные случаи, происшедшие с химиками-исследователями

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

Манолов К. Великие химики. Т. 1–2. М.: Мир, 1985;
Волков Д.Н., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Выдающиеся химики мира. М.: Высшая школа, 1991; Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю . Книга по химии для домашнего чтения. М.: Химия, 1994;
Ключевич А.С. Карл Карлович Клаус. Казань: Изд-во Казанского университета, 1972;
Фигуровский Н.А., Ушакова Н.Н . Товий Егорович Ловиц. М.: Наука, 1988;
Могилевский Б.Л. Живи в опасности! Повесть о великом химике Гемфри Дэви. М.: Детская литература, 1970;
Кюри Е. Мария Кюри. М.: Атомиздат, 1973;
Красногоров В. Юстус Либих. М.: Знание, 1980;
Трифонов Д.Н., Трифонов В.Д. Как были открыты химические элементы. М.: Просвещение, 1980; Соловейчик С. Неосторожность, стоившая жизни. Химия и жизнь, 1966, № 6, с. 29;
Демидов В.И. «Горький мед» – мелинит. Химия и жизнь, 1974, № 8, с. 61;
Кольчинский А.Г. Уроки ТБ. Химия и жизнь, 1990, № 2, с. 79;
Зяблов В. Две легенды о Товии Ловице. Химия и жизнь, 1977, № 4, с. 79.

Актуальность исследования: Вода является одним из самых древнейших веществ на планете. Многие учёные пытались разгадать её какие – то свойства в прошлом, разгадывают их и сейчас и в ближайшем будущем то же. Потому что вода – самое загадочное вещество. Актуальность исследования: Вода является одним из самых древнейших веществ на планете. Многие учёные пытались разгадать её какие – то свойства в прошлом, разгадывают их и сейчас и в ближайшем будущем то же. Потому что вода – самое загадочное вещество. Цель исследовательской деятельности: Изучить свойства воды со стороны химии и физики. Цель исследовательской деятельности: Изучить свойства воды со стороны химии и физики.

Задачи: 1. изучить воду как вещество; 2. рассмотреть историю изучения воды; 3. рассмотреть её химические и физические свойства; 4. изучить различные исследования учёных; 5. расширить свой кругозор; Задачи: 1. изучить воду как вещество; 2. рассмотреть историю изучения воды; 3. рассмотреть её химические и физические свойства; 4. изучить различные исследования учёных; 5. расширить свой кругозор; Проблема: Многие люди считают воду уже изученное. Я же в свою очередь хочу доказать что это не так.

По особенностям происхождения, состава или применения, выделяют, в числе прочего: Мягкая вода и жёсткая вода по содержанию катионов кальция и магния По изотопам молекулы: Лёгкая вода (по составу почти соответствует обычной) Тяжёлая вода (дейтериевая) Сверхтяжёлая вода (тритиевая) Пресная вода Дождевая вода Морская вода Питьевая вода Водопроводная вода Дистиллированная вода и деионизированная вода и т.д.

Многие привыкли думать, что жидкости в том числе и вода не имеют ни какой формы. Но это не правда. Их естественная форма – шар. Обычно сила тяжести мешает жидкости принимать эту форму, и жидкость либо растекается тоненьким слоем про поверхности, если разлита без сосуда, либо же принимает форму сосуда, если она налита в него. Находясь внутри другой жидкости с такой же плотностью, жидкость, по закону Архимеда, «теряет» свой вес: она словно ничего не весит, тяжесть на неё не действует – и тогда жидкость принимает свою естественную, шарообразную форму.

Удивительно разнообразны и проявления поверхностного слоя жидкости в природе и технике. Оно собирает воду в капли, благодаря ему мы можем вынудить мыльный пузырь и писать ручкой. Поверхностное натяжение играет важную роль в физиологии нашего организма. Его используют и в космической технике. Почему же поверхность жидкости ведёт себя подобно растянутой упругой плёнке?

Я выяснила что вода имеет форму шара. И поэтому решила более подробнее рассмотреть форму капли. Например капля жидкости почти никогда не является шаром, хотя шар имеет наименьшую из всех фигур поверхность при заданном объёме. Когда капля покоится на неподвижной горизонтальной поверхности, она оказывается сплющенной. Сложную форму имеет и падающая в воздухе капля. И только капля, находящаяся в невесомости, принимает совершенную сферическую форму. Свой метод Плато, который я использовала при изучении формы жидкости, применил и для исследования различных явлений. Например, он изучал процесс образования и отрыва капли жидкости на конце трубки. Обычно, как бы медленно люди не увеличивали каплю, она отрывается от трубки так быстро, что глаз не может уследить за деталями этого процесса.

Ещё одним удивительным свойством является, что с помощью водяной струи можно успешно усиливать различные звуки. Сделал этот необычный прибор американец Александр Белл, который больше известен как один из изобретателей телефона. Я познакомлюсь прежде всего со свойствами его «усилителя» - водяной струи. Если в дне сосуда с водой просверлить небольшое круглое отверстии, то можно заметить, что вытекающая из него струя состоит из двух различных по своим свойствам частей. Верхняя часть струи прозрачна и неподвижна настолько, что кажется стеклянной.

По мере удаления от истока она становится всё тоньше, и в точке наибольшего сокращения начинается нижняя часть, переменчивая по форме и непрозрачная. На первый взгляд эта часть струи, как и верхняя, кажется непрерывной. Однако иногда удаётся быстро провести через неё палец, не намочив его. К такому выводу пришел Белл благодаря работам двух ученых.

К такому выводу пришел Белл благодаря работам двух ученых. Одним из них был французский физик Феликс Савар, который провёл подробное исследование свойств водяной струи и пришёл к выводу, что в самом узком месте водяная струя перестаёт быть сплошной и распадается на отдельные капли. Вторым же был английский физик Джон Тиндаль, который повторил в своей лаборатории опыт Савара. Ему удалось создать струю, прозрачная часть которой достигала длины около 90 футов (27,4 м). под действием звука органной трубы соответствующей чистоты и умеренной силы эта прозрачная жила превращалась в мутную, распадясь на огромное количество водяных капель.

Я рассмотрела подробнее устройство Белла. Оно представляет собой металлическую трубу с впаянным патрубком, но который надета воронка. Нижним концом эта трубка установлена на подставке, а верхней прикрыт кусочком эластичной резиновой мембраной, закреплённой на трубке с помощью нити. Из опытов Тиндаля я узнала, что при попадании струи в бассейн водой её нижняя, распавшаяся на капли часть производит шум. Если же в воду входит верхняя, цельная часть струи, то она втекает в бассейн бесшумно. подобный опыт можно провести и с куском картона. Так, если лист картона, на который падает струя воды, поднимать к её истоку, то удары капель будут слышны всё слабее и слабее, а когда будет достигнута точка перерыва, их не станет слышно совсем.

Мембрана в микрофоне Белла играет роль того же листа картона. Однако благодаря резонатору, которым является трубка, и рупору каждый тихий удар капли слышен гораздо лучше. Таким образом, падающие на резиновую мембрану капли производят в комнате впечатление слабых ударов молота по наковальне. Но если приложить ножку вибрирующего камертона, то струя тут же распадётся на капли, которые, ударяя по мембране, «запоют» так, что захочется заткнуть уши. Белл, конечно, не стал использовать этого в своём изобретении.

Я решила узнать какие ещё исследования провели ученные с водой, и выяснила что ученые согласны в том, что вода является одним из самых трудных объектов исследования, так как прежде всего в воде всегда есть примеси и что она обладает кооперативным характером взаимодействия ее молекул. Я рассмотрела исследования Уайтинга, Г. Стюарта, С.В. Зенина

Вывод: Я провела разного рода опыты. Тем самым узнала много нового. Например, что любая жидкость, включая воду, имеет сферическую форму, Александр Белл использовал воду как водяной микрофон и многое другое. Но всё же вода для меня осталась загадкой, ведь она ещё не полностью изучена. А может она не должна быть полностью изучена, возможно, созданная природой, вода не хочет быть разгаданной? Ответ на этот вопрос никому не известен.

) провели исследование, посвященное использованию высокоэнергетических азот-кислородных соединений в органическом синтезе. Энергию, содержащуюся в этих нестабильных соединениях, можно направить на построение новых, более устойчивых химических связей. С помощью такого подхода удалось получить биологически активные вещества, содержащие азот, в том числе лекарственные препараты. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Статья была недавно опубликована в немецком журнале Synthesis.

Ученые исследовали свойства нитронатов. Кроме углеводородной цепочки, эти органические соединения содержат нестабильную химическую группу, состоящую из двух атомов кислорода и одного атома азота. При нагревании такая нестабильная группа распадается с выделением большого количества энергии, поэтому эти соединения обычно рассматриваются как высокоэнергетические (взрывчатые).

«В своих исследованиях мы используем высокую энергию, заключенную в нестабильных азот-кислородных соединениях, не для целей разрушения, а для созидания на молекулярном уровне. Используя контролируемые химические процессы, удается достичь деструкции (разрушения) азот-кислородного фрагмента таким образом, что выделяемая энергия идет на построение новых устойчивых химических связей в молекулах», - поясняет один из авторов исследования , кандидат химических наук, старший научный сотрудник ИОХ РАН.

Углеводороды вступают в малое число реакций, то есть химически они относительно инертны. В углеводородной цепочке сложно заменить один из углеродов на другой атом (например, на кислород или азот) или «собрать» несколько маленьких молекул в сложную структуру. Если же «активировать» молекулы нитрогруппой, получив нитронат, эти задачи можно выполнить с легкостью.

Большинство нитронатов нестабильно только при повышенной температуре, поэтому работа с ними при комнатных температурах достаточно безопасна. Методы, которые применялись в исследовании, включают в себя использование в реакциях кислот Льюиса и соединений переходных металлов. Кислоты Льюиса широко распространены в качестве катализаторов - веществ, ускоряющих химические реакции во много раз. В данном исследовании кислоты Льюиса использовались для активации соединений при температуре не выше комнатной. Катализаторы и условия эксперимента варьировали в зависимости от конкретной реакции и целевого продукта.

Важно, что благодаря использованию нитронатов как ключевых полупродуктов можно получать только один оптический изомер (или стереоизомер) синтезируемого соединения. Многие сложные органические молекулы имеют стереоизомеры - молекулы, одинаковые по химическому составу и строению, но отличающиеся друг от друга расположением групп атомов. Если в молекуле есть один атом углерода, с которым связано четыре разных заместителя, такая молекула может иметь два оптических изомера - две формы, которые являются зеркальным отражением друг друга, как левая и правая перчатки.

Обычно по физическим и химическим свойствам оптические изомеры практически не отличаются, но биологическая активность очень сильно зависит от того, какой изомер попал в организм. Например, мы способны на вкус отличить сладкий заменитель сахара аспартам от его горького стереоизомера, хотя отличаются они только тем, в какую сторону направлены части молекулы. Клетки воспринимают все попадающие в организм вещества с помощью рецепторов. Это большие, как правило, белковые молекулы, которые находятся на внешней части мембраны клетки. Чтобы клетка отреагировала на присутствие какого-либо вещества, оно должно соединиться с белками-рецепторами, которые, в свою очередь, тоже являются асимметрическими молекулами. «Неправильный» оптический изомер не подходит к белку-рецептору по той же самой причине, по которой левая перчатка не подходит на правую руку. Это очень важно при производстве лекарств.

При обычном химическом синтезе чаще всего получаются обе формы в равных количествах. Чтобы получить только один оптический изомер, необходимо использовать методы асимметрического катализа. И именно здесь находят применение азот-кислородные системы. Реакции с нитронатами с использованием определенных катализаторов позволяют получать биологически активные соединения стереонаправленно, то есть в виде одного необходимого организму оптического изомера.

Использование нитронатов уже позволило получить новые азотсодержащие биологические вещества, а также сделать более эффективным процесс создания уже известных соединений. Например, ученые синтезировали новые ингибиторы фосфодиэстеразы-4. Эти вещества являются перспективным лекарственным средством при хронической обструктивной болезни легких - ограничении воздушного потока в дыхательных путях из-за воспаления легочной ткани. Применение нитронатов позволяет уменьшить число стадий в производстве фармсубстанций, таких как баклофен и фенибут, которые уже используются в качестве лекарственных средств. Также идет поиск более эффективных заменителей уже известных биологически активных веществ.

Группа ученых из ИОХ РАН работает над несколькими задачами. Во-первых, это расширение круга превращений и палитры получаемых продуктов. Те реакции, которые уже открыты, ученые пытаются применить для синтеза уже имеющихся практически значимых соединений и их аналогов. Во-вторых, исследуются фундаментальные особенности поведения нитронатов, благодаря которым можно создавать новые методы органического синтеза.

«Мы надеемся, что в будущем методология, которую мы разрабатываем, займет достойное место в прикладном органическом синтезе», - заключает Алексей Сухоруков.