Кислоты в жизни человека

Масла

Электронное одеяло

Относительную силу кислоты (здесь и везде речь идет о протонных кислотах, содержащих водород) можно определить по ее способности отдавать протон. То есть по связи атома водорода в молекуле кислоты. Ухватимся за эту путеводную нить и посмотрим, куда она нас приведет.

Как только отдельные атомы соединяются в молекулу, часть их личного имущества — внешние, валентные электроны — обобществляется. Они образуют электронное одеяло,укутывающее всю молекулу. Если одеяло равномерно прикрывает атомы, они остаются нейтральными. Но так происходит только в том случае, когда атомные партнеры с одинаковой силой притягивают к себе электроны. На самом деле один из них всегда оказывается сильнее и чаще стягивает их на себя, оголяя своего соседа.

https://www.youtube.com/watch?v=ytdeven-GB

Именно так недружелюбно и ведет себя кислород по отношению к водороду в молекуле кислоты. От избытка натянутых на себя электронов он превращается в отрицательно заряженный ион кислорода, а у водорода просвечивает положительный заряд протона. Теперь, кроме обычных взаимоотношений в виде «натянутого» обмена валентными электронами, между атомами водорода и кислорода возникает еще и ионная связь — попросту говоря, притяжение зарядов разного знака.

Активное поведение атома кислорода приводит к важным последствиям: меняется способность кислоты отдавать при диссоциации в водном растворе свой протон. Чем сильнее оттягивает на себя электроны атом кислорода, тем легче протону в растворе уйти из-под его химической опеки! И вот почему. Вблизи молекул воды существуют сильные электрические поля.

Они не страшны атомам, хорошо укрытым электронным одеялом Однако в кислотах равноправия нет. Общие электроны большую часть времени проводят около кислорода. А положительно заряженный протон и отрицательно заряженный ион кислорода беззащитны перед действием электрических полей воды. Кулоновские силы расщепляют молекулу.

Вот ниточка и привела нас к цели. Оказывается, силу кислоты можно связать со структурой ее молекулы, а точнее — с вероятностью нахождения валентных электронов около кислорода. Такие рассуждения — не новость для химиков, но в их руках не было подходящего инструмента для измерения плотности электронного одеяла в разных местах молекулы. Дело не двигалось с места до тех пор, пока на помощь не подоспели физики.

Состав и виды кислот

Кислоты – это сложные органические, либо неорганические соединения, в основе которых находится один или несколько атомов водорода и кислотный остаток. Все растворы кислот имеют кисловатый привкус, отсюда и такое название этих химических соединений.

Благодаря своим свойствам, применение кислот обширно. Их используют не только в химической промышленности, но и для лечения многих заболеваний, потому что они обладают полезными свойствами для организма человека.

Янтарная кислота

Янтарная кислота относится к тем веществам, которые вырабатываются самим организмом. Но также человек может получать ее через пищу. Янтарная кислота содержится, например, в кисломолочных продуктах, винограде, семечках подсолнечника.

Полезные свойства янтарной кислоты:

  • ускоряет метаболизм;
  • нейтрализует негативное воздействие свободных радикалов (тем самым предотвращая ранние признаки старения);
  • стимулирует выработку инсулина;
  • улучшает микроциркуляцию кровеносных сосудов;
  • способствует лучшей усвояемости кислорода тканями организма;
  • снимает отечность;
  • выступает как профилактическое средство против злокачественных опухолей;
  • омолаживает и повышает упругость кожных покровов;
  • помогает избавиться от акне.

Янтарная кислота подходит как для внутреннего, так и для наружного применения, например, в косметологии.

Важно! Полезные свойства янтарной кислоты для организма хорошо изучены. РАМН провели исследование, которое доказало, что при регулярном употреблении в пищу продуктов, содержащих это вещество, у 75% испытуемых уменьшалась интенсивность или вовсе проходили головные боли, снижалась утомляемость. Ученые Российской Академии Медицинских Наук по результатам опыта пришли к выводу, что вещество повышает работоспособность, улучшает память. Результаты исследования были опубликованы в журнале «Сибирский медицинский журнал» в 2009 году.

Никотиновая кислота

Никотиновая кислота, она же витамин B3, участвует во многих процессах, происходящих в организме. Особенностью витамина B3 является то, что он способен расширять кровеносные сосуды, поэтому часто используется для терапии многих заболеваний.

После инъекции наблюдается сильное покраснение кожных покровов и покалывание. Это свидетельствует о том, что никотиновая кислота начала воздействовать на мелкие кровеносные сосуды.

Но также витамин B3 часто используется в косметологии. Благодаря всё тому же свойству – расширять сосуды, витамин B3 используется для активизации роста волос. После нанесения вещества на кожу головы локоны становятся крепкими и сильными.

Полезные свойства никотиновой кислоты:

  • снижает уровень холестерина;
  • предотвращает появление бляшек в кровеносных сосудах;
  • повышает метаболизм;
  • способствует выведению токсинов из организма;
  • предотвращает появление воспалительных процессов;
  • улучшает внешний вид кожи.

О невероятной пользе никотинки для организма говорит даже известный врач-косметолог Тийна Орасмяэ-Медер. Своим пациентам она часто советуют пропивать курс витамина B3 при тусклой коже, чтобы повысить мышечный тонус. Об этом секрете она узнала от калифорнийских пластических хирургов, которые назначают никотинку пациентам перед операцией.

Фолиевая кислота

Фолиевую кислоту еще называют витамином B9. В естественных условиях фолиевая кислота синтезируется микрофлорой кишечника, либо поступает в организм вместе с пищей. Витамин B9 содержится в тунце, лососе, апельсинах, дрожжах, сыре. Правда, во время термической обработки часть полезных свойств кислоты теряется.

К полезным свойствам фолиевой кислоты относят:

  • помогает быстрее восстановиться женщинам после родов;
  • способствует нормализации психоэмоционального состояния;
  • используется для лечения анемии;
  • поддерживает работу сердечно-сосудистой системы;
  • оказывает положительное воздействие на печень;
  • участвует в выработке аминокислот;
  • предотвращает развитие болезни Альцгеймера;
  • предупреждает развитие коронарных патологий сердца;
  • улучшает работу пищеварительного тракта.

Фолиевая кислота играет большую роль в формировании новых клеток – на стадии развития внутриутробного плода и в раннем детском возрасте, поэтому ее употребление необходимо беременным женщинам.

Важно! В журнале «JAMA Pediatrics» было опубликовано исследование о взаимосвязи уровня витамина B9 в организмы беременных женщин и ожирения у детей. Если в период вынашивания плода в организме женщины было достаточное количество витамина B9, то риск развития ожирения у детей был намного ниже. Даже если мать во время беременности сама страдала этим заболеванием.

Аскорбиновая кислота или витамин C, пожалуй, самая известная кислота. Этот витамин входит в состав практически всех овощей и фруктов. В процессе эволюции человек лишился способности вырабатывать витамин C, поэтому организм может получить его только при приеме витаминов или во время еды. Больше всего аскорбиновой кислоты содержится в луке, смородине, шиповнике, облепихе и красном перце.

Полезные свойства аскорбиновой кислоты:

  • участвует в выработке коллагена, а также соединительной ткани;
  • участвует в обмене веществ;
  • повышает иммунитет;
  • выступает в качестве антиоксиданта – способствует нейтрализации токсического воздействия свободных радикалов на организм;
  • ускоряет заживление ран и ожогов;
  • повышает эластичность кровеносных сосудов;
  • способствует снижению уровня холестерина в печени.

кислоты

Внимание! Распространенный миф о том, что аскорбиновая кислота защищает организм от простуды, проник в массы после появления книги ученого Лайнуса Полинга. В своей работе «Витамин C и простуда» он, основываясь на теоретических рассуждениях, доказывает, что большие дозы аскорбиновой кислоты предотвращают развитие ОРВИ и гриппа.

Развенчать миф, который так сильно укоренился в головах многих людей, удалось ученым Роберту Дугласу и Харри Хемилаа. Их сенсационное исследование было опубликовано в медицинском журнале «Public Library of Science Medicine».

https://www.youtube.com/watch?v=upload

Ученые разделили испытуемых на три группы. В первой группе изучали, как влияет употребление большого количества витамин C на профилактику простуды. Во второй группе наблюдали, насколько эффективно употребление аскорбиновой кислоты при ОРВИ. И в третьей группе использовали только аскорбинку для лечения простуды.

В результате исследований было выяснено, что витамин C никак не влияет на профилактику ОРВИ. Во второй группе было замечено, что большие дозы аскорбиновой кислоты помогают ускорить выздоровление у детей на 1 день, а у взрослых – на полдня.

Лимонная кислота

Известная многим лимонная кислота используется не только в кулинарии и домашнем хозяйстве. Вещество также обладает полезными свойствами и может оказывать положительное влияние для организма человека.

Полезные свойства лимонной кислоты:

  • выводит токсины и шлаки;
  • положительно сказывается на зрении;
  • оказывает омолаживающее и антибактериальное действие;
  • выступает в качестве профилактического средства против опухолей;
  • обладает мочегонным эффектом;
  • повышает уровень кальция в организме;
  • помогает устранить боль в горле;
  • улучшает работу кишечника;
  • оказывает стимулирующее действие на поджелудочную железу;
  • повышает усвояемость пищи, и улучшает аппетит.

Лимонная кислота нашла применение и в косметологии. В первую очередь, она обладает свойством осветлять кожу, устранять расширенные поры и делать менее заметными веснушки. И также лимонная кислота повышает прочность ногтей и укрепляет их.

В последнее время о гиалуроновой кислоте не говорит только ленивый. Это вещество считается чуть ли не волшебным в косметологии. Практически все косметические бренды выпускают крема или сыворотки с гиалуроновой кислотой. Польза гиалуроновой кислоты, как компонента в косметических продуктах, связана с тем, что она способна удерживать влагу и увлажнять кожу. Проникая под кожу, гиалуроновая кислота способствует выработке коллагена.

Полезные свойства гиалуроновой кислоты:

  • устраняет последствия постакне;
  • увлажняет и выравнивает кожу;
  • способствует быстрому заживлению ран и порезов;
  • повышает упругость кожных покровов;
  • регулирует водный баланс.

Плодотворный альянс

Самое прямое, хотя сначала никто из авторов этого открытия и не думал, что мезоны могут как-то помочь разобраться именно в свойствах кислот. Физики были только удивлены тем, что химически связанные атомы водорода совершенно теряют свойственный свободному водороду «аппетит» к мезонам и захватывают их приблизительно в тысячу раз реже.

Однако, заинтересовавшись этим явлением провели целую серию измерений, облучая мезонами разные вещества, содержащие водород. И вот что обнаружилось: «аппетит» протонов зависит от характера взаимоотношений атома водорода с другими атомами молекулы. Сомнений не оставалось: ядерная реакция чутко реагировала на изменение электронной структуры молекул. Разработанная модель больших мезомолекул помогла разобраться в этом интересном физическом явлении.

Вместе с потерей «личного» электрона, протон лишается и собственной посадочной площадки для мезона. Вот если он случайно застрянет в общем электронном одеяле, то есть образуется большая мезомолекула, тогда у протона появляется маленький шанс на захват мезона. Осуществится он или нет — теперь целиком зависит от поведения атома кислорода.

В молекуле кислоты общими валентными электронами в основном владеет кислород, а вероятность захвата мезона водородом тем меньше, чем меньше плотность электронов вблизи него. Значит, стоит лишь подсчитать, сколько гамма-квантов вылетает из мишени, облучаемой мезонами, и мы узнаем, насколько сильно электроны оттянуты от протона, то есть определим степень ионности связи Н — О!

К использованию этого физического явления в химических исследованиях пришли с двух сторон. Физикам интересно было использовать обнаруженное ими явление, химикам хотелось получить в руки новый метод исследования.

Альянс оказался плодотворным, и вот первый успех. По измерению вероятности захвата мезонов протонами в нескольких кислотах нашли распределение плотности общих электронов в молекулах. А затем эти кислоты расположили в ряд по степени ионности связи Н — О. Оказалось, что точно в таком же порядке располагаются кислоты и по степени их диссоциации.

Липкие молекулы

Общую картину благополучия несколько портила только органическая щавелевая кислота: по диссоциации в водном растворе ее относят к кислотам средней силы, а в опытах с мезонами она проявила себя как сильная. В чем же дело? Неужели метод мезонного силомера просто непригоден здесь? Наоборот. Обнаружилась еще одна его возможность. С его помощью, может быть, удастся глубже проникнуть в природу очень интересного химического явления — водородных связей.

Из всего обилия существующих в природе элементов только некоторые, в том числе кислород и азот, особенно неравнодушны к водороду. Даже исчерпав все свои валентные возможности, они все-таки образуют с водородом соседней молекулы дополнительные, очень слабые и во многом еще загадочные водородные связи.

По правилам «чистой» химии воде надлежит кипеть при температуре —80°С. О горячем чае мы могли бы только мечтать, если б не было водородных связей. Но дело в том, что вода в стакане, в ванне, в океане — это не просто скопление отдельных молекул, а бесконечный, сложный, упорядоченный хоровод из склеенных между собой водородными связями частичек воды. Каждый атом водорода «держится» не только за «свой» кислород, но и за кислород соседней молекулы.

Всем известный аммиак кипит при температуре — 30°С, а не будь водородных связей, температура опустилась бы до —150°С! И тогда это важнейшее химическое сырье было бы столь же сложно получать, как и жидкий азот.

Водородные связи на порядок слабее обычных химических, но, тем не менее, влияние их на нашу жизнь огромно. Более того, сама жизнь без них была бы невозможна. Водородные связи определяют и структуру носителя генетической информации — двойной спирали молекулы ДНК, и биологическую активность белков, осуществляющих обмен веществ в организме.

История с щавелевой кислотой как раз и помогла выявить чувствительность мезонного метода к этим слабым сцеплениям, возникающим между атомами. По-видимому, двуликость щавелевой кислоты тоже можно объяснить влиянием водородных связей. Они попарно склеивают молекулы кислоты так, что атомы водорода оказываются зажатыми между двумя кислородными — своим и принадлежащим другой молекуле. Как показывают специальные опыты в твердой щавелевой кислоте, протон действительно связан «по рукам и ногам».

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrighten-GB

Если протону, объединенному с кислородом общим электронным покрывалом, и так очень редко удается понежиться под ним, то положение протона щавелевой кислоты еще хуже: ведь кислород второй молекулы тоже владеет избытком электронов и заряжен отрицательно. Поэтому он, чуточку притягивая к себе «чужой» протон, в то же время отталкивает его электроны, оголяя его еще больше.

Кислоты в жизни человека

Работа с кислотами — это только начало, демонстрация возможностей нового метода. Мезоны приобретают вторую специальность Их способность быстро разбираться в том, в каких условиях находятся атомы водорода в молекулах сложных веществ, открывает перед этими частицами много химических тайн.

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseen-GB

Ценность нового метода — в его возможности выделить связь водорода с другими атомами, независимо от сложности химического соединения. С помощью мезонов можно прощупать реальное распределение плотности валентных электронов в различных молекулах, содержащих водород.

Сейчас трудно сказать, какое применение мезонного метода окажется наиболее интересным.

Оцените статью
Все о народной медицине