Что может марганцовка?
"Существуют загадочные натуры..."
(И. В. Гёте, "Изречения в прозе")
Всем известная марганцовка (перманганат калия KMnO4) -- одна из таких "загадочных натур". Тем, кто первый раз знакомится с этим веществом, оно преподносит немало сюрпризов.
Перманганат калия в твердом виде - это хорошо растворимые в воде кристаллы черно-фиолетового цвета. А разбавленные водные растворы этого вещества - розового цвета; они нестойки и под действием солнечных лучей в присутствии восстановителей, которые всегда имеются в воздухе (пыль, органические вещества и т.д.), перманганат калия разлагается с выделением осадка диоксида марганца бурого цвета. В подкисленном растворе вместо MnO2 образуются беcцветные катионы Mn2+, а в сильнощелочной среде -- манганатные анионы MnO42-- зеленого цвета. Что и говорить, не зря химики прошлого прозвали это вещество "хамелеоном".
В медицине применяют водные растворы перманганата калия различной концентрации. Для полосканий и промываний желудка при отравлениях -- 0,01-0,1%-е растворы бледно-розового цвета, для промывания ран -- 0,1--0,5%-е (розовые), а для обработки язв и ожогов - 2--5%-е (фиолетовые). Что же происходит при контакте марганцовки с поверхностью кожи? Перманганат калия разлагается с выделением бурого осадка диоксида марганца. В зависимости от концентрации раствора, а значит, от количества осадка, диоксид марганца оказывает вяжущее и прижигающее действие. При разложении перманганат калия выделяет активный кислород, а это ярый враг микробов и неприятных запахов. Интересно, что кислород выделяется (и мгновенно расходуется в реакциях окисления), не успевая образовывать газовые пузырьки; это позволяет вводить растворы KMnO4 в глубокие раны путем инъекций при очень опасной анаэробной (возникающей без доступа воздуха) инфекции. Полоскания розовым раствором марганцовки рекомендуются при ангинах и стоматитах - воспалении слизистой оболочки рта и десен. Таким же раствором промывают глаза при конъюнктивитах. Перманганат калия помогает при пищевых отравлениях: его бледно-розовым раствором (0,5-1,0 г на 1 л воды) промывают желудок пострадавшего или просто выпивают стакан такого раствора натощак.Растворы перманганата калия применяют для обработки ожогов.Поможет марганцовка и при змеином укусе. Если нет специальной сыворотки, точно по месту укуса делают инъекцию 0,5--1,0 мл 1%-го раствора KMnO4. Ванна с бледно-розовым раствором марганцовки поможет подсушить нежную и склонную к опрелости кожу грудного ребенка. Но надо помнить о мерах безопасности. А они просты: в приготовленную для купания воду следует добавлять обязательно раствор, но ни в коем случае не кристаллы марганцовки -- иначе возможен химический ожог. Твердый перманганат калия и его крепкие растворы могут быть опасны; поэтому хранить его следует в местах, недоступных детям, а обращаться с осторожностью. При отравлении концентрированным раствором этого вещества возникает ожог полости рта, пищевода и желудка. Врачи-травматологи рассказывают, что такие отравления случаются, когда рассеянный человек выпивает раствор марганцовки вместо крепко заваренного чая. Если это случилось, надо немедленно промыть желудок теплой водой с добавлением активированного угля (10--15 г на 1 л воды). Для промывания желудка и обработки полости рта применяют также раствор, содержащий в двух литрах воды полстакана 3%-го раствора перекиси водорода и один стакан столового уксуса. В этом случае перманганат-ионы переходят в менее опасные катионы марганца(II):
2KMnO4 + 5H2O2 + 6CH3COOH = 2Mn(CH3COO)2 + 5O2 + 2CH3COOK + 8H2O.
Перекись водорода
"То кровь кипит, то сил избыток."
(М. Ю. Лермонтов)
Это удивительное вещество не переносит прямого солнечного света, а некоторые добавки разлагают его так быстро, что оно будто вскипает. Более того, в концентрированном растворе оно становится взрывоопасным!
Пероксид водорода H2O2 (старое название "перекись водорода) был открыт Луи Тенаром в 1818 году. Позже было установлено, что это вещество всегда образуется во влажной атмосфере при электрическом разряде.
Перекись водорода как лекарственное средство чаще всего используют в виде 3%-го водного раствора, который и продается в аптеках; в медицине применяется также концентрированный 30%-й раствор H2O2 (пергидроль). При контакте с живыми тканями перекись водорода разлагается с выделением кислорода. Отсюда ее противомикробное и обесцвечивающее действие. Разбавленные растворы перекиси водорода используют как кровоостанавливающее и дезинфицирующее средство: фермент крови расщепляет перекись водорода на воду и активный кислород, который надежно обеззараживает рану. Однако действие перекиси водорода кратковременно, поэтому, остановив кровотечение, надо перевязать рану. При носовом кровотечении надо сесть на стул, на область носа положить пузырь со льдом или сделать холодный компресс, а затем аккуратно ввести в ноздри ватные тампоны, смоченные 3%-м раствором перекиси водорода. Если этого будет недостаточно, обратитесь к врачу. Перекись водорода используют также для обесцвечивания волос и кожи. Полоскание полости рта и горла растворами с перекисью водорода и ее соединениями помогает справиться с инфекцией и избавиться от неприятного запаха. Удобно использовать для этой цели гидроперит - комплексное соединение перекиси водорода с мочевиной состава (NH2)2CO . H2O2. Действие раствора, содержащего таблетку гидроперита массой 1 г в стакане воды, будет таким же, как если бы вы взяли одну столовую ложку (15 г) 3%-го раствора перекиси водорода на стакан воды. Пергидроль в медицинских целях применяют только в клиниках. Дома можно использовать этот раствор только в хозяйственных делах - для выведения пятен или отбеливания тканей. Обращаться с ним надо очень аккуратно: H2O2, попадая на кожу рук, вызывает сильные ожоги. Особенно надо беречь глаза.
Это иод!
"Сильнее кошки зверя нет!"
(И. А. Крылов, "Мышь и крыса")
К открытию этого элемента, столь важного для здоровья человека, действительно была причастна кошка. Вот как это было. Французский химик Бернар Куртуа (1777--1838), владелец мелкого предприятия по производству селитры, был весьма наблюдательным человеком. Это помогло ему в 1811 году стать первооткрывателем нового химического элемента иода. Рассказывают, что однажды в химической лаборатории Куртуа его любимая кошка, которая спокойно сидела на плече хозяина, вдруг проявила свой независимый нрав и прыгнула прямо на стол, где стояли реактивы. Разбились две колбы - с серной кислотой и с золой водорослей в этиловом спирте, и произошло неожиданное: от стола поднялись клубы сине-фиолетового "дыма". Это были пары иода.
Иодид натрия из водорослей, взаимодействуя с серной кислотой, выделяет иод I2; одновременно образуется сернистый газ - диоксид серы SO2:
2NaI + 2H2SO4 = I2 + SO2+ Na2SO4 + 2H2O
Название новому элементу присвоил в 1813 году французский химик Жозеф-Луи Гей-Люссак (1778--1850) за фиолетовый цвет его паров ("иодос" по-гречески значит "фиолетовый").
В человеческом организме иода всего 25 мг; он играет роль микроэлемента. Половина этого количества находится в щитовидной железе, где иод входит в состав гормона тироксина, название которого происходит от греческого слова, означающего "возбуждать, приводить в действие". Тироксин регулирует иммунитет и обмен веществ в организме. При систематическом недостатке иода задерживается физическое и умственное развитие и возникает эндемический зоб. Эта болезнь характерна для высокогорных и труднодоступных местностей, где естественное содержание иода в воздухе, воде и пище очень низкое.
Долгое время иод не находил применения в медицине. Только в 1904 году русский военный врач Филончиков ввел в практику 5--10%-е спиртовые растворы иода для обработки ран. Затем появился раствор Люголя, содержащий в 17 мл воды 1 г иода и 2 г иодида калия. Этим раствором стали смазывать слизистую оболочку горла и полости рта при воспалениях (ангине, стоматите и др.). Потом стали применять для тех же целей менее раздражающий раствор Манделя (94 мл глицерина, 3 мл воды, 1 г иода и 2 г иодида калия). Теперь эти растворы успешно заменяет иодинол. Современная иодная настойка содержит 5 г иода, 2 г иодида калия и 50 мл 96%-го этилового спирта на каждые 50 мл воды; можно считать, что это примерно 5%-й водно-спиртовой раствор иода.
Зачем же в иодную настойку добавляют еще и иодид калия? Чистый иод в воде почти нерастворим, а иодид калия образует с иодом хорошо растворимый комплекс K[I(I)2] (часто формулу этого комплекса изображают в упрощенном виде -- K[I3] ); этиловый спирт еще больше повышает растворимость иода.
Вы случайно порезали палец или ладонь, наступили босой ногой на стекло или ржавый гвоздь и, не задумываясь, берете пузырек с настойкой иода. Правильно! Только помните: открытые раны обрабатывать иодом нельзя, можно вызвать ожог тканей. Иодной настойкой смазывают только края пореза.
Далеко не всем известно, что тот же раствор (настойку иода) применяют для профилактики атеросклероза: врач обычно назначает принимать 1-10 капель настойки в стакане молока 1--2 раза в день после еды. В серьезных случаях и дозировка более основательная: уже 10--12 капель 3 раза в день. Зато почти каждый знает о простом и доступном способе лечения ангины: полоскании горла теплым раствором, содержащим чайную ложку поваренной соли, чайную ложку питьевой соды и 5--10 капель иодной настойки в стакане воды. Военные врачи России еще в 1855 году, намного раньше, чем настойку иода, начали использовать для лечения ран, язв и флегмон синий порошок - сухой иодокрахмал (1 г иода на 100 г крахмала). Действие этого средства оказалось очень эффективным: очищение и рубцевание ран наступало уже после третьей перевязки. Иодокрахмалом лечили и острую дизентерию: прием этого лекарства уже в таком скромном количестве, как одна столовая ложка в день, приводил к значительному улучшению. В тяжелых случаях дозволялось увеличить ежесуточный прием иодокрахмала. Позже иодокрахмал стали добавлять в поваренную соль для профилактики эндемического зоба.
Для приготовления иодокрахмала сухой крахмал взбалтывают в кипяченой воде и при непрерывном перемешивании добавляют к взвеси немного иодной настойки. При этом частички крахмала должны посинеть. Твердый осадок отделяют от раствора и осторожно высушивают на воздухе. Есть и другой способ: заварить крахмальный клейстер, а потом добавить иодную настойку, немного сахара и лимонной кислоты. Носители биологической активности и бактерицидных свойств иодокрахмала - комплексные анионы [I3]- и [I5]-.
В 1927 году немецкий химик Герман Штаудингер (1881--1965), один из создателей химии полимеров и впоследствии нобелевский лауреат, обнаружил, что иод взаимодействует с поливиниловым спиртом (как с крахмалом), образуя соединение синего цвета с антимикробными свойствами - иодинол. Иодинол устойчив только в кислотной среде, а в щелочной обесцвечивается и теряет бактерицидные свойства. Иодинол оказался незаменимым средством для лечения хронического тонзиллита, острых ангин, периодонтита (воспаления корневой оболочки зуба), отита путем полоскания горла и полости рта, промывания носоглотки, введения в ухо. Для лечения расстройства желудка и даже дизентерии тоже рекомендуют принимать иодинол. Курс лечения иодинолом обычно длится 5--10 дней. Иодинол - сравнительно дешевое и распространенное лекарство. Для его приготовления берут поливиниловый спирт и размешивают его в кипяченой, а еще лучше дистиллированной воде и выдерживают в течение суток, чтобы полимер успел набухнуть. Затем смесь нагревают на кипящей водяной бане до получения прозрачного раствора. После охлаждения к полученному растворенному полимеру добавляют водный раствор иода с добавкой иодида калия. Получается прозрачный раствор синего цвета. Лекарственным действующим началом в иодиноле служат анионы [I3]-- и [I5]--, находящиеся в виде цепей в полимерной структуре поливинилового спирта [--CH2--CH(OH)--]n. Эти частицы, постепенно выделяясь из полимера, убивают болезнетворные микроорганизмы.
Глауберова соль. Рассказывают, что в старину произошел такой случай. Молодой немецкий химик Иоганн-Рудольф Глаубер (1604--1670), изучая состав минерального источника в Нойштадте, выделил неизвестную соль горько-соленого вкуса. Склянку с кристаллами соли он передал своему другу аптекарю Айснеру. И тут произошло нечто непредвиденное. Кухарка Айснера перепутала склянку Глаубера с кухонной солонкой и "посолила" суп и жаркое кристаллами неизвестной соли. Во время званого обеда никто из гостей не подал вида, что кушанье горчит, да и сам хозяин недоумевал, откуда этот необычный вкус. Айснер еще больше удивился, когда после обеда и он сам, и гости почувствовали недомогание. Проверяя свою догадку, Айснер на следующий же день принял натощак столовую ложку соли Глаубера и вскоре убедился в ее сильном слабительном действии. Он сообщил коллеге Глауберу о своих наблюдениях, и тот назвал неизвестные кристаллы красивым именем "салис мирабиле" (по-латыни "чудесная, удивительная соль"). Позднее минерал, имеющий тот же состав, что и соль Глаубера (декагидрат сульфата натрия) назовут мирабилитом. После истории за обедом у Айснера новую соль стали называть глауберовой. Это название сохранилось и по сей день. Это одно из самых заслуженных слабительных средств. Глауберову соль рекомендуют при запорах различного происхождения, отравлениях, а также как мочегонное, желчегонное и противоотечное средство. Она незаменима и при лечении глистной инвазии, когда перед приемом лекарств очищают кишечник слабительным. Однако не следует заниматься самолечением: слабительные средства нельзя принимать без назначения врача.
В 1648 году Глаубер предложил получать эту соль, действуя на поваренную соль концентрированной серной кислотой:
2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl.
После выпаривания хлороводорода остаток растворяли в воде и перекристаллизовывали из раствора прозрачные бесцветные кристаллы состава Na2SO4.10H2O. Эти кристаллы хорошо растворимы в воде, а на воздухе постепенно "выветриваются" - теряют часть кристаллизационной воды.
На Каспии есть залив Кара-Богаз-Гол (по-туркменски "черная пасть"), который называют еще "морем белого золота", где находятся богатейшие запасы мирабилита. Каждый год в конце ноября, когда температура воды падает до 5-6 °С , залив выбрасывает на сушу тысячи тонн мирабилита.
Горькая, или английская, соль - гептагидрат сульфата магния MgSO4.7H2O -- успокаивает нервную систему, снижает артериальное давление, снимает судороги и спазмы и тоже служит слабительным средством. В природе сульфат магния содержится в воде многих горьких минеральных источников. Эту соль раньше так и получали - из минеральных вод. А впервые она была выделена англичанином Неемиасом Грю из воды эпсомского минерального источника, отсюда название минерала того же состава - эпсомит.
Питьевая сода. Впервые это соединение состава NaHCO3 (гидрокарбонат натрия) получил в чистом виде французский ученый Анри-Луи Дюамель де Монсо (1700-1781). Позже химики разных стран получали это вещество, пропуская углекислый газ через водный раствор соды - карбоната натрия.
В 1838-1840 гг. было предложено получать гидрокарбонат натрия действием гидрокарбоната аммония на поваренную соль в водном растворе.
Гидрокарбонат натрия - устойчивый в сухом воздухе белый порошок с солено-щелочным привкусом. В водном растворе и при увлажнении сухой соли он медленно выделяет углекислый газ:
2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O.
Выше 65 °С такое разложение в водном растворе идет очень быстро.
В 1845 году немецкий врач Бульрих нашел, что питьевая сода способна устранить жжение в нижней части пищевода при чрезмерной кислотности желудочного сока. Раствор, содержащий всего одну чайную ложку питьевой соды в стакане воды, избавит от изжоги. С участием питьевой соды протекает реакция нейтрализации:
HCl + NaHCO3 = NaCl + CO2 + H2O.
Первое время NaHCO3 называли солью Бульриха, но потом врача забыли и стали называть это вещество просто питьевой (или пищевой) содой. При наружном применении питьевая сода нейтрализует действие кислот, попавших на кожу (например, при укусах комара) или ожоге крапивой. Такой эффект связан с реакцией гидролиза, создающей в растворе слабощелочную среду. Поэтому питьевую соду используют везде, когда необходимо мягко удалить излишек кислоты (например, при химических кислотных ожогах).
Щелочные растворы питьевой соды размягчают живые ткани, поэтому содовые полоскания горла и полости рта способствуют механическому удалению инфекции. Еще лучше использовать содо-солевые растворы с добавкой иода. Содовые ванночки (1 столовая ложка питьевой соды на 1 литр теплой воды) хороши для размягчения мозолей на руках и на ногах. Их можно делать 2-3 раза в неделю. Добавим еще, что сухой питьевой содой обрабатывают свежие ожоги - и станет ясно, как велика польза от этого распространенного вещества.
Поваренная соль -- хлорид натрия NaCl недаром служит важным компонентом пищи.Это вещество в растворенном состоянии входит в состав крови и межклеточной жидкости. При сильных кровотечениях объем циркулирующей крови восполняют так называемым изотоническим раствором -- 0,9%-м раствором хлорида натрия. При повышенной возбудимости, нервном истощении, аллергии самое простое средство лечения -- теплые ванны, содержащие 1-3% поваренной соли.
Алюмокалиевые квасцы - кристаллогидрат сульфата алюминия-калия KAl(SO4)2 . 12H2O применяют в виде 0,5-1,0%-го водного раствора для полосканий, промываний и т.п. Вяжущее, кровоостанавливающее и противовоспалительное действие таких растворов связано с дубильными свойствами квасцов - взаимодействием катионов калия K+ и алюминия Al3+ с белками живых клеток. Именно поэтому алюмокалиевые квасцы стали одним из основных компонентов кровоостанавливающих карандашей.
"Свинцовый сахар" - ацетат свинца Pb(CH3COO)2 . 3H2O применяется в виде 0,25-0,5%-го водного раствора ("свинцовой примочки") для охлаждения, как вяжущее и противомикробное средство при ушибах. Пропитывая этим раствором вату или марлю, делают компрессы, которые избавляют от синяков (гематом) и уменьшают боль.
Гипосульфит (тиосульфат) натрия Na2S2O3 . 5H2O -- тоже лекарственное средство. Он выводит из организма ядовитые соли тяжелых металлов (ртути, свинца, меди, кобальта, кадмия), а также соединения мышьяка, переводя их в малорастворимые и безвредные сульфиды и сульфаты; одновременно он действует как слабительное. Кроме того, гипосульфит снимает частые головные боли, раздражительность, утомляемость, нарушения сна, общую слабость и устраняет ломкость ногтей. Можно с его помощью также лечить гнойные раны. Откуда такое универсальное действие у невзрачной бесцветной соли? Полагают, что тиосульфат натрия усиливает активность ферментов человеческого организма, и это помогает бороться с недугами.
Борная кислота В(ОН)3 -- белое кристаллическое вещество, которое применяют в виде 2-4%-го водного раствора для полосканий и промывания слизистых оболочек глаза и обработки пораженных инфекцией участков кожи. Гидратированная молекула борной кислоты в водном растворе подвергается обратимому протолизу. Борная кислота - весьма слабая, это значит, что концентрация катионов Н3О+ (носителей кислотности) в растворе очень мала. Разбавленные водные растворы очень слабой борной кислоты (а концентрированных растворов ее в принципе не существует - |