День в истории химии: Григорий Разуваев

Август - действительно богат на дни рождения «имен институтов». Байков, Овчинников, Топчиев - и это еще не все. Сегодня исполняется 129 лет со дня рождения Григория Алексеевича Разуваева, чье имя носит Институт металлоорганической химии РАН в Нижнем Новгороде.

Ученик Фаворского, учившийся последовательно на двух физматах - сначала МГУ, а затем - Ленинградского университета. Успел позаниматься свободными радикалами и быть осужденным по ложному доносу - и в заключении занимался выделением радия и даже написал монографию по этой теме. Но после освобождения и окончания войны от темы свободных радикалов он постепенно движется в сторону металлоорганики, чем Разуваев и занимался до конца своей долгой (93 года) жизни.

Как итог - академик АН СССР, создатель Института металлоорганической химии АН СССР (в год появления главного детища Разуваева тому уже стукнуло 93 - но он успел увидеть появление института), и две Госпремии - одна за свободные радикалы, другая - за металлоорганику. Более, чем достойно!

#деньвисториихимии

Материал подготовлен ИОНХ РАН для Виртуального музея химии при грантовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий»

Очень люблю, когда появляются исследования, которые меняют совершенно консенсусные представления — но не какие-то парадигмальные (что-то формата «вы не поверите! вечный двигатель существует, нам врали»), а для такого скучного консенсуса, который давным-давно существует фоном.

Мартин Плёдерль — клинический психолог и специалист по суициду. Он работает в зальцбургском Медицинском Университете имени Парацельса (это который про яд, лекарство и дозу, помимо других очень важных вещей).

В психиатрии с конца 19 века и работ Карла Ланге и Уильяма Хаммонда есть устоявшееся мнение, что ионы лития, которые в виде солей (чаще всего — карбоната лития) используют для лечения биполярного расстройства и депрессивных состояний, способны снижать суицидальные тенденции. Механизм их работы в нервной системе понятен при этом, мягко говоря, не до конца.

Исследования, показывающие корреляцию между приёмом лития и снижением суицидальностью, выходят с какой-то регулярностью; в ряде стран литий в малых дозах добавляют в питьевую воду.

Плёдерль, в свою очередь, был уверен, что статистический анализ в этих исследованиях не выдерживает критики. И вот к публикации приняли его статью, где показывается, что эта корреляция не то что слабая — её попросту нет.

Представляете, насколько сложно опубликовать статью, где ключевая иллюстрация выглядит вот так? Почти невозможно. Никто не любит опровержений «очевидных» вещей, в которых нет консенсусной замены подхода!

А методика у группы Мартина была следующая: смотрим на распределение содержания ионов лития в питьевой воде в разных административных единицах в Швейцарии, смотрим нормированную статистику по суицидам в этих же единицах. Контролируем гендер и возраст. Результат видно на предыдущей картинке: никакой корреляции.

Значит ли это, что от лития нужно отказываться? Нет. Значит ли это, что в этой области нужно лучше продумать терапевтические подходы? Кажется, да.

И последнее по теме: у лития, на самом деле, есть много противопоказаний и побочных эффектов. Мешало ли это добавлять литий «для хорошего настроения» в 7Up в течение почти тридцати лет, до 1948 года? Нет. Не мешало.

Видеоигры, особенно те, где успех зависит от скорости реакции (а это, пожалуй, их большинство), — это огромное окно в мир условностей, в том числе химических. За доли секунды нужно разобраться, какого рода опасность перед вами — и главную роль здесь играет цвет, помогающий распознать даже невидимое.

Какого цвета радиоактивность? Наверное, зелёная! (Из-за цвета краски в радиевых циферблатах или даже из-за цвета уранового стекла).

Какого цвета магия огня? Наверное, красно-оранжевого — потому что этим цветом горит дерево (хотя природный газ, например, горит синим — а вообще пламёна могут быть самого разного цвета, и по цвету можно определить, атомы каких элементов присутствуют в топливе).

Какого цвета магия холода? Голубоватая — как очень чистый лёд, из ледников или глубоких озёр. И это при том, что собственной окраски в видимом свете у водного льда нет, а в ледниках мы видим дефекты и примеси!

С ядом и мутагенами вариативность выше; это мы, пожалуй, отложим (хотя если яд именно газообразный, то впору ожидать жёлто-зелёной окраски чистого хлора).

А какого цвета электричество?

Вот иллюстрация из статьи про игровых персонажей, управляющих электричеством (слева направо: Волгин из Metal Gear Solid 3, Кай Киске из серии файтингов Guilty Gear и какой-то ситх — простите, их слишком много стало, я путаюсь).

Вывод довольно понятный: для того, чтобы показать действие электричества, нам нужна ломаная линия и голубая окраска, в самых интенсивных областях переходящая в белую.

Но

п о ч е м у

Скажем, вот фото молнии над Кейптауном авторства Линды Смит с сайта National Geographic. Начнём с того, что молния всё же не ломаная, а скорее ветвящаяся — но это ладно. Так она ещё и не синяя? Ну правда. Она белая — а синий оттенок ей придаёт тёмное небо на фоне.

Объяснение, по-видимому, как это часто у нас бывает, нужно искать в викторианской эпохе: именно тогда появляется представление о цвете electric blue, который по-русски называется просто «электрик». В конце девятнадцатого века одежда из ткани такого цвета считалась довольно футуристичной — а мода на него порой возвращается и сейчас (вот как в прошлом году).

Википедия иллюстрирует статью о цвете «электрик» изображением газоразрядной лампы, заполненной аргоном, — но это, по-моему, лёгкий читинг. Чистый аргон при пропускании через него тока светится не синим, а фиолетовым — а суммарную голубую окраску дают примеси ртути.

А вот что действительно даёт цвет, максимально близкий к видеоигровому электричеству (и к форме разряда это тоже относится!), — это вполне викторианский трансформатор Теслы, ионизирующий воздух вокруг себя. Это прекрасно видно на недавнем видео физиков из техасского университета TAMU.

(Фан фэкт: я пользуюсь маааааленьким домашним трансформатором Теслы для поиска течей в нашей лабораторной вакуумной установке).

Начнём издалека. В Ирландии есть очень популярный внутри страны комедийный подкаст The 2 Johnnies, ведущие которого не так давно выпустили свой первый альбом. Одна из песен оттуда, "The Gaa, the Ska, the Ra", рассказывающая об отношениях пары южанина и северянки (и о том, что у её отца, кажется, есть террористическое прошлое), мощно завирусилась в разных соцсетях.

В тексте песни очень много специфически ирландских реалий, но нас сейчас волнует ровно одна, из вот этой строчки:

"I met her father on a Friday evening, he was in his garden washing diesel"

Что значит "промывать дизельное топливо", и почему это делает человек, служивший в ИРА? Для экономики Ирландии очень важно сельское хозяйство, а ЕС выделяет множество дотаций фермерам. Одна из них связана с топливом для тракторов и другой техники (чаще всего они работают именно на дизельном топливе, а не на бензине). Такое топливо не облагается налогом и стоит существенно дешевле предназначенного для автомобилей. В Ирландии им можно заправиться прямо на обычных бензоколонках — из выделенных шлангов. Чтобы люди не заливали дешёвый дизель не в трактора, а куда попало, в дизель добавляют красители. В разных странах цвет окрашенного сельскохозяйственного топлива разный, в Ирландии (привет, стереотипы) он зелёный: добиваются этого при помощи смешивания азокрасителя Жёлтый 124 и антрахинонового красителя Синий 35.

Предлагаемых способов избавиться от окраски топлива (за которую владельца могут оштрафовать при осмотре) довольно много, и они связаны с самыми разными вещами: с разбавлением, с сорбентами, с экстракцией, с действием УФ-излучения, с маскировкой при добавлении малой доли отработанного масла; наконец, просто с отработкой топлива в двигателе.

А эффективнее всего отмывали дизельное топливо нелегальные заводики ИРА, работавшие раньше по обе стороны границы. Так что папаша из песни просто вспоминает старое.

(За наводку на историю огромное спасибо Артёму Гордину, фото с сайта Irish Farmers Journal)

Сегодня для вас мем насколько тупой, настолько и милый:

Auстралия (золото)
Agстралия (серебро)
Cuстралия (медь)

[медь, конечно, должна быть намного краснее, на картинке скорее цвет бронзы, сплава меди и олова]

С большим удовольствием посмотрел к/ф «Субстанция» — если вас хоть сколько-нибудь интересуют хай-консепт хорроры, это прямо обязательная штука, на мой вкус. Дальше будет немного про сюжет, но без спойлеров — только про то, что и так есть в трейлере фильма.

Несмотря на то, что процедуры с различными, гм, субстанциями занимают существенную часть экранного времени, это ни разу не научная фантастика — мы не узнаём о природе активатора буквально ничего. (Кажется, некая таинственность здесь просто входила в изначальный план режиссёрки и сценаристки Корали Фаржа). Понятен только примерный эффект вещества: оно, видимо, провоцирует деление клеток, митоз.

Вещество, провоцирующее митоз, называется митогеном; обычно это пептиды (протобелки, состоящие из небольшого числа аминокислотных звеньев) или полноценные белки, но маленькие. Митогены действительно используются в медицине, но в совсем других целях, не то что в «Субстанции». Например, митоген фитогемагглютинин (PHA), строение которого изображено на иллюстрации из Вики, можно использовать в иммунологии для размножения лимфоцитов: так можно понять, насколько здоровый у вашего организма иммунный ответ. Когда это делается на коже, там появляется эритема, покраснение — и вот этот момент, кстати, в фильме раскрывается.

PHA свободно продаётся и стоит умеренных денег — потому что получается он из распространённого растительного сырья, а именно из бобовых. Я всегда думал, зачем же так важно замачивать красную фасоль и потом сливать с неё воду. И вот узнал! Виной в том числе этот самый митоген: PHA токсичен для ЖКТ человека, а замачивание позволяет от этого белка избавиться. (Вывод: не грызите сырую фасоль пжлст).

Сегодня мем прям максимально жизненный. Давайте по пунктам: как выпутаться из ситуации, когда перед вами стоят девять неподписанных колб с вот таким содержанием? Стратегий, прямо скажем, много, но я сейчас предложу бытовую, в которой используется по минимуму реагентов, а остальное оборудование можно приобрести онлайн + нет членовредительства. (Предположим, что все водные растворы кислот и оснований — а это именно водные растворы, судя по картинке — исключительно разбавленные).

1) Разделим верхнюю, среднюю и нижнюю строку при помощи универсального pH-индикатора (см. аквариумные магазины)

Для растворов кислот индикаторная полоска окрасится в красный. Для гидроксида натрия и калия — в синий. В оставшихся четырёх колбах окраска не изменится.

2) Отделим бензол и толуол от хлорида натрия и воды по запаху

Тут всё очевидно: у органических растворителей будет довольно резкий запах, вода и раствор соли не пахнут.

3) Разделим воду и раствор соли по проводимости

Если у вас есть мультиметр, девятивольтовая батарейка (т.н. «варта» или «крона») и медная проволока, вы можете соорудить короткую цепь, примотав проволоку к электродам батарейки и мультиметра, а потом измерить силу тока в цепи, опустив щупы-электроды в раствор. Есть ток, цепь замкнута — это раствор соли (электролита), нет тока — вода.

4) Разделим бензол и толуол, а также отделим соляную кислоту от двух других при помощи марганцовки

Перманганат калия стало сложнее купить в аптеках, но всё же это не самая редкая вещь. Бензол, в отличие от толуола, не обесцвечивает раствор марганцовки (т.е. не окисляется им). То же с кислотами: солянка окислится (капли раствора обесцветятся), серняга и азотка — нет.

5) Разделим гидроксиды по окраске пламени

Возьмите газовую горелку — кулинарную или для пайки. Опять понадобится медная проволока: окуните её в любой раствор и внесите в «горячее» (синеватое) пламя горелки. Для калия окраска станет фиолетовой, для натрия — более жёлтой.

6) Разделим азотную и серную кислоты при помощи яичного белка

Влейте немного яичного белка в обе кислоты. Всё помутнеет — это денатурация белков в яичном белке (нет, это не тавтология). Если нежно погреть сосуд с азотной кислотой, то смесь ещё и пожелтеет благодаря ксантопротеиновой реакции со свернувшимся белком (NB: вообще эффективно она проходит для концентрированной азотной кислоты, но и для разбавленной вы, скорее всего, увидите лёгкое окрашивание). С серной такого не будет.

Итого: «химикат» в предложенной схеме один, и это марганцовка.

[за мем спасибо подруге Даше]

Простите, но это самая незаслуженная Нобелевка по химии за многие годы. Я отказываюсь это комментировать.

Комментарии немношк разрываются (спасибо за доверие), поэтому всё же напишу, но тезисно, а то я не остыл:

Проблема не в том, что это биология (привыкли, ну и конформации белков это всё же структурная химия, да); не в том, что это не фундаментальная наука, а инженерия (давали же относительно недавно за Зелёный Флуоресцентный Белок — это инженерия, но с широким спектром применения в лаборатории); не в том, что это компуктер (никто не ставил под сомнение премию отца расчётной квантовой химии Джона Попла, который придумал И методы, И их программное воплощение); даже не в том, что 2 из 3 лауреатов и близко не могут быть названы химиками (хотя это неприятно); не в том, что ХАЙП (ну окей, хочет комитет, чтобы писали больше о них, допустим).

А в том, что это премия с огромным кредитом доверия, который основан вообще непонятно на чём. AlphaFold, программа, за которую фактически и дали премию, хорошо работает для решения прямой задачи строения белков: у вас есть последовательность аминокислот, и вам надо их свернуть вплоть до третичной структуры. Может ли Альфафолд предсказывать, соответствуют ли эти конформации природным? Нет. Может ли он хорошо предсказывать активность тех или иных белковых ферментов по их строению (для создания лекарств)? Нет. Может ли программа предсказывать строение белков из нескольких структурных единиц (таких очень много)? Нет (UPD: говорят, что тут у меня устаревшая информация). Всё это надо дорабатывать для того, чтобы это могло быть использовано для описания процессов с участием молекул и супрамолекул, а не только самих структур (это не говоря о термодинамике и кинетике процессов).

В итоге у нас есть недоработанное приложение на основе ограниченного алгоритма, которое хорошо работает для одной задачи и не имеет в основе никакого фундаментального научного новшества (ни строго физхимического, ни биохимического). Большой подарок всем техбро мира, которые теперь будут писать на Линкдин, что им дадут Нобелевку по литературе за их уберизованный маркетплейс по написанию фанфиков с использованием ИИ.

Я не буду в энный раз расписывать, зачем вам (в том числе взрослым!) слушать наш подкаст, просто скажу, что я правда считаю: вся команда молодцы. Но поскольку теперь часть подкаста будет лежать под пейволлом в приложении, то есть специальная тема для читателей Зельеваренья.

ПОПИТКА — промокод на 1 месяц бесплатной подписки в приложении «Гусьгусь»
Чтобы им воспользоваться, нужно

— перейти по ссылке https://arzamas.academy/account

— войти в свой аккаунт или зарегистрироваться любым удобным способом

— ввести промокод ПОПИТКА в специальном поле на странице

— подписка будет действовать и на сайте, и в приложении «Гусьгусь» (нужно войти в тот же аккаунт, что и на сайте)

Скачать приложение можно по ссылке
https://arzamas.academy/goosegoose/store

Поп-ит и симпл-димпл: обсуждаем вирусные антистресс-игрушки в новом сезоне подкаста «Кандидат игрушечных наук» 🫧

В первом выпуске химик Ваня Сорокин рассказывает про многоразовую пупырку и отвечает на вопросы, которые присылали нам вы — наши слушатели и слушательницы!

Как отличить поп-ит от симпл-димпла? Почему некоторые игрушки внезапно становятся очень популярными? И чем может быть опасна пупырка?

🧪 Как всегда, в конце эпизода вас ждет несложный опыт, который можно провести вместе с кем-то из взрослых в домашних условиях. Присылайте результаты в наш бот @hellogoosegoose_bot.

Жмите пузыри и слушайте подкаст в приложении «Гусьгусь» и на сайте.

«Кандидат игрушечных наук» посвящен новым материалам и необычным реакциям, которые помогают создавать игрушки и все, что с ними связано.