Слабительное действие сульфатов (в первую очередь сульфатов натрия и магния) основано на механизме осмоса (см. статью «Его Величество Раствор»). Сульфат-ионы и ионы магния всасывают­ся в желудочно-кишечном тракте в ограниченных количествах. Поэтому в кишечнике создаётся высокая концентрация этих со­лей, и в него через кишечную стенку устремляется вода. В ре­зультате содержимое кишечника разжижается. Побочное дейст­вие слабительных состоит в том, что они могут вызвать жажду, поскольку происходит обезвоживание организма.

Поскольку в морской воде содержатся сульфаты, она обла­дает слабительным действием. Когда в 1847 г. первая экспеди­ция под командованием лейтенанта Жеребцова вошла на корве­те «Волга» в залив Кара-Богаз-Гол, кок использовал для приготовления пиши соль, в изобилии лежавшую по берегам. Но это оказалась не обычная поваренная соль, а мирабилит — Na₂SO₄•10Н₂О, что вызвало бурное возмущение команды.

Мирабилит — ценное химическое сырьё.

Если капельку воды нанести на стек­ло и подождать, пока она испарится, то на месте капли будут видны белые разводы — это кристаллизуются раст­воримые в воде соли. Содержание солей в природных водах различает­ся в тысячи раз. Например, в литре до­ждевой воды содержатся единицы, максимум десятки миллиграммов со­лей. А в литре воды из залива Кара-Бо­газ-Гол (Каспийское море) — 300 г, почти треть от массы раствора.

В водных растворах подавляющее большинство солей существует в ви­де ионов.

В природных водах преобладают три аниона (гидрокарбонат НСО^-₃, хлорид Cl^- и сульфат SO^2-₄) и четыре катиона (кальций Са²⁺, магний Mg²⁺, натрий Na⁺и калий К⁺) — их называ­ют главг1ыми ионами. Хлорид-ионы придают воде солёный вкус, суль­фат-ионы, ионы кальция и магния — горький, гидрокарбонат-ионы без­вкусны.

Гидрокарбонат-ионы нейтрализу­ют кислоты, попадающие в водоём с атмосферными осадками или образу­ющиеся в результате жизнедеятельно­сти организмов: Н⁺+НСО^-₃=Н₂О+СО₂­. С концентрацией гидро­карбонат-ионов напрямую связана устойчивость водоёмов к кислотным дождям. Наиболее чувствительны к ним реки и озёра Карелии, Финлян­дии, Скандинавии, в водах которых этих ионов практически нет.

«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя не опишешь, тобой наслаждаешься, не понимая, что ты такое. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть жизнь» — эти слова написал французский писатель и лёт­чик Антуан де Сент-Экзюпери после того, как его самолёт разбился в пус­тыне и он несколько дней провёл под палящим солнцем.

Вода составляет большую часть массы живых организмов. Так, в теле человека на долю воды приходится 2/3 массы, а в медузе её содержание превышает 99%. Для большинства

организмов потеря 1/20 части воды оказывается смертельной.

Десятки видов молекул и ионов, растворённых в природной воде, пре­вращают её в чудо природы, в ко­лыбель жизни и связующее звено между неорганической материей и живым веществом.

Оксид углерода(II), или угарный газ, СО был открыт английским химиком Джозефом Пристли в 1799 г. Это бес­цветный газ без вкуса и запаха, он ма­лорастворим в воде (3,5 мл в 100 мл воды при 0 °С), имеет низкие темпера­туры плавления (-205 °С) и кипения (-192 °С).

В атмосферу Земли угарный газ попадает при неполном сгорании ор­ганических веществ, при извержении вулканов, а также в результате жиз­недеятельности некоторых низших растений (водорослей). Естественный уровень СО в воздухе составляет 0,01—0,9 мг/м³. Угарный газ очень ядовит. В организме человека и выс­ших животных он активно реагирует с

Пламя горящего угарного газа — красивого сине-фиолетового цвета. Его легко наблюдать самому. Для этого надо зажечь спичку. Нижняя часть пламени светящаяся — этот цвет придают ему раскалённые частицы углерода (продукта неполного сгорания древесины). Сверху пламя окружено сине-фиолетовой каймой. Это горит образующийся при окислении древесины угарный газ.

Дождь, как и снег, начинается с образования в облаках мельчайших кри­сталликов льда из паров воды. Эти «зародыши» осадков быстро растут, ста­новятся тяжёлыми и выпадают, в зависимости от погодных условий, в ви­де снега, дождя или града. Если воздух абсолютно чистый, кристаллики льда могут образоваться только при очень низкой температуре (ниже -30 °С). В присутствии же некоторых веществ это происходит и в более тёплых усло­виях. Так можно вызвать искусственный снегопад или дождь.

Наверное, вы замечали, что воздух большого города сильно отличается от чистого лесного воздуха. Причина этого — выбросы автотранспорта, котельных и промышленных пред­приятий. В Москве до 90 % всего за­грязнения воздуха приходится на до­лю автотранспорта. Автомашины и котельные выбрасывают в атмосферу стандартный набор газов: сернистый газ SO₂, оксиды азота NO и NO₂, угар­ный газ СО, формальдегид НСОН, а также сажу.

Металлургические предприятия выбрасывают в воздух сернистый газ, угарный газ, формальдегид и циановодород HCN. В окрестностях алюминиевых заводов атмосфера обычно загрязнена фтороводородом. Целлюлозно-бумажные комбинаты «обогащают» окружающий воздух сероводородом, хлором, фенолом С₆Н₅ОН и формальдегидом. Такие предприятия сильно ухудшают качество воздуха во многих городах. Крас­ноярск, например, загрязняет окрест­ности фтороводородом, Норильск, Мончегорск и Никель — сернистым газом, Воскресенск — оксидами серы и азота, Северодонецк (Украина) — аммиаком.

Та часть солнечного излучения, кото­рая, пройдя сквозь озоновый слой, достигает поверхности Земли, пред­ставлена мягким ультрафиолетом, ви­димым светом, а также инфракрасны­ми лучами. Инфракрасное излучение называют ещё тепловым: ИК-волны воздействуют на молекулы, как бы раскачивая их, усиливают в них коле­бательные движения атомов, что при­водит к повышению температуры ве­щества. Нагретая земная поверхность тоже становится источником длинно­волнового ИК-излучения (с максиму­мом около 10 мкм). Такое излучение поглощают пары воды, углекислый газ, метан и другие компоненты атмо­сферы, создавая так называемый пар­никовый эффект.

Без парникового эффекта Земля была бы безжизненной пустыней: поскольку всё испускаемое ею тепло уходило бы в космос, температура у её поверхности составляла бы -15 °С, а не +18 °С, как сейчас. Однако увеличение промышленных выбро­сов и рост концентрации СО₂ в атмо­сфере может привести к глобально­му потеплению климата. Тогда за счёт таяния полярных льдов подни­мется уровень Мирового океана, и часть суши окажется затоплена.

Озон O₃ (от греч. «озон» — «пахну­щий») — неустойчивый газ голубого цвета с резким «металлическим запа­хом» (Д. И. Менделеев сравнивал его с запахом раков), в полтора раза тяже­лее воздуха. Озон растворим в воде примерно в 10 раз лучше, чем кисло­род (49,4 мл в 100 мл воды при 0 °С). При температуре -112 °С озон конден­сируется в тёмно-синюю жидкость, а при -193 °С кристаллизуется. Твёрдый озон представляет собой сине-фиоле­товые кристаллы.

В природе озон образуется в верх­них слоях атмосферы (на высоте 20— 30 км) из кислорода под действием ультрафиолетового излучения Солнца, а кроме того, при сварке, при работе электрических трансформаторов, ксе­роксов, при ударе молнии. Озон силь­но ядовит. Предельно допустимая его концентрация в воздухе составляет 0,1 мкг/л, а это означает, что озон на­много опаснее хлора! Польза от вды­хания малых количеств озона — миф. Приятное ощущение свежести в лесу после грозы создаёт не сам озон, а продукты окисления им смолы и эфирных масел, содержащихся в хвое.

В лаборатории озон получают в озонаторах действием на кислород ти­хого электрического разряда (кислород на выходе из озонатора содержит око­ло 5% озона): 3О₂«2О₃

Сероводород H₂S — бесцветный газ (t_пл=-86 °С, t_кип=-60 °С) с характер­ным резким запахом тухлых яиц (стро­го говоря, не сероводород пахнет тух­лыми яйцами, а тухлые яйца пахнут сероводородом, который выделяется при разложении серосодержащих бел­ков), немного тяжелее воздуха, мало­растворимый в воде. При 20 °С в 100 мл воды растворяется 2,6 мл H₂S. Сероводород необычайно ядовит: от­равление возникает уже при его концен­трации в воздухе около 200 мг/м³, а да­же один вдох чистого H₂S смертелен! Опасность усугубляется тем, что при концентрациях более 225 мг/м³человек перестаёт ощущать запах сероводорода из-за паралича органов обоняния. При отравлении пострадавшего необходимо немедленно вывести на свежий воздух и вызвать врача.

Сероводород встречается в приро­де, как правило, над нефтью или в ви­де примеси к природному газу. Им мо­гут быть заполнены пещеры, гроты. Небольшое количество этого газа в растворённом виде содержится в воде серных источников. Наиболее извест­ные из них — курорт Мацеста вблизи города Сочи, а также Кавказские Мине­ральные Воды. Значительные количест­ва H₂S выделяются в атмосферу в ре­зультате вулканической деятельности.

В лаборатории сероводород получа­ют действием разбавленной (20 %) сер­ной кислоты на сульфид железа: FeS+H₂SO₄=FeSO₄+H₂S­. Удобным ме­тодом получения сероводорода служит нагревание смеси серы с парафином.

Солнце излучает электромагнитные волны разной длины: видимый свет (400—740 нм), а также невидимое че­ловеческим глазом инфракрасное, сокращённо ИК (740 нм — 1 мм), и ультрафиолетовое, или УФ (10— 400 нм), излучение.

Ультрафиолетовые волны обла­дают энергией, достаточной для раз­рыва некоторых химических связей. В атмосфере коротковолновое, так называемое жёсткое УФ-излучение (с длиной волны меньше 242 нм) вы­зывает диссоциацию молекул О₂:

О₂®^hv2О. Атомы кислорода могут присоединяться к другим молекулам О₂, и тогда образуется озон: О+О₂=О₃.

Озон тоже способен поглощать УФ-излучение, только с большей дли­ной волны (220—350 нм). При этом он распадается на атомарный кисло­род и О₂. Таким образом, поглощая УФ-лучи, кислород и озон не пропус­кают их к поверхности Земли.

Оксид углерода(IV), углекислый газ, был впервые описан известным ятрохимиком Яном Баптистом ван Гельмонтом (1579—1644), который наблюдал его образование при сжигании древесного угля, в результате спиртового брожения и при действии кислот на известняк СаСО₃ и поташ К₂СО₃. Он обнаружил присутствие этого газа в минеральной воде и в желудке человека. Английский химик Джозеф Блэк (1728—1799) назы­вал углекислый газ «фиксируемым воз­духом» на том основании, что он лег­ко поглощается щелочами.

Оксид углерода (IV) — это бесцвет­ный газ без запаха, малорастворимый в воде (171,3 мл в 100 мл воды при 0 °С, 87,8 мл при 20 °С). Растворимость его резко возрастает при повышении дав­ления, что используется в приготовле­нии газированных напитков. При тем­пературе -78,5 °С углекислый газ замерзает, образуя белые кристаллы «сухого льда». «Сухой лёд» служит для охлаждения продуктов, например мо­роженого. Если бросить кусочек «сухо­го льда» в воду, он начнёт с шипением «таять», возгоняясь, т. е. переходя в га­зообразное состояние, минуя жидкое. Жидкий СО₂можно получить при комнатной температуре и высоком дав­лении.

— Зверь и птица, звёзды и камень — все мы одно, все одно... — бормотала Кобра, опустив свой клобук и тоже раскачиваясь. — Змея и ребёнок, камень и звезда — все мы одно...

Памела Треверс. «Мэри Поппинс»

Чтобы установить распространённость химических элементов во Вселенной, нужно определить состав её вещества. А оно сосредоточено не только в крупных объектах — звёздах, планетах и их спутниках, астероидах, кометах. Природа, как известно, не терпит пустоты, поэтому и космическое пространство заполнено межзвёздными газом и пылью. К сожалению, нам для непосредственного изучения доступно лишь земное вещество (и только то, которое «под ногами») да очень небольшое количество лунного грунта и метеориты — обломки некогда существовавших космических тел.

Как же определить химический состав объектов, удалённых от нас на тысячи световых лет? Получать всю необходимую для этого информацию стало возможным после разработки в 1859 г. немецкими учёными Густавом Кирхгофом и Робертом Бунзеном метода спектрального анализа. А в 1895 г. профессор Вюрцбургского университета Вильгельм Конрад Рентген случайно обнаружил неизвестное излучение, которое учёный назвал Х-лучами (ныне они известны как рентгеновские). Благодаря этому открытию появилась рентгеновская спектроскопия, которая позволяет непосредственно по спектру определять порядковый номер элемента.