Пуговицы Наполеона. Семнадцать молекул, которые изменили мир

Берресон Джей

К чему мыло причастно — так это к снижению уровня детской смертности в Англии в конце XIX века. С началом Промышленной революции в конце XVIII века в города хлынул поток людей, искавших работу. Внезапный рост численности городского населения привел к резкому ухудшению жилищных условий. Сельские жители варили мыло сами, используя для этой цели обрезки сала и другого жира, оставшиеся от разделки туш животных, и золу из очага. Мыло получалось грубым, зато недорогим. У городских жителей таких источников жира не было. Говяжий жир нужно было покупать, и стоил он слишком дорого, чтобы пускать его на мыло. Древесная зола в городе также была менее доступна. Городская беднота отапливала жилье углем, и небольшого количества золы, образующегося при сгорании угля, не хватало для получения

необходимого количества щелочи. Но даже при наличии необходимых ингредиентов у людей из-за тесноты просто не было места для приготовления мыла. Поэтому в домашних условиях мыло не варили. Его нужно было покупать, и фабричным рабочим оно оказалось не по карману. Санитарные условия, которые и до этого были не слишком хороши, начали стремительно ухудшаться. А плохие санитарные условия вызвали рост детской смертности.

Однако в конце XVIII века французский химик Никола Леблан придумал способ получать содовую золу из обычной соли. Низкая стоимость этой щелочи, увеличение потребления животного жира и отмена налога на мыло в 1853 году привели к снижению цен на мыло, и оно стало общедоступным. Снижение уровня детской смертности пришлось приблизительно на это время.

Свойства мыла обусловлены тем, что один конец его молекулы заряжен и хорошо растворяется в воде, тогда как другой конец не растворяется в воде, но растворяется в масле и жире. Ниже представлена структура молекулы мыла.

Молекула стеарата натрия — мыла из говяжьего жира

Схематично эту же молекулу можно изобразить следующим образом:

На следующей схеме изображено множество незаряженных концов молекул мыла, проникающих в частицу жира и образующих кластер, называемый мицеллой. Такие мицеллы с обращенными наружу заряженными группами отталкивают друг друга и вымываются водой, унося с собой частички жира.

< image l:href="#"/>

Мицелла мыла в воде. Заряженные концы молекул мыла обращены в раствор, незаряженные — внутрь частицы жира.

Люди научились изготавливать мыло несколько тысячелетий назад, а производить его промышленным способом стали несколько веков назад, но при этом химические принципы его образования стали понятны относительно недавно. Мыло можно сварить из множества, казалось бы, разнородных веществ: оливкового масла, говяжьего жира, пальмового масла, китового жира, свиного сала. Поскольку химическая структура этих веществ стала известна только в начале XIX века, прежде об их фундаментальном сходстве ничего не знали. Химическая структура мыла стала понятна только в середине XIX века. К этому времени в обществе кардинальным образом изменилось отношение к личной гигиене; улучшалось качество жизни, к людям пришло понимание связи между болезнями и грязью, и все это привело к тому, что мыло стало необходимым атрибутом жизни. Появились различные сорта туалетного мыла, изготовленного из различных материалов, и это новое мыло превзошло по качеству традиционное кастильское мыло из оливкового масла. Но именно кастильское мыло (и, следовательно, оливковое масло) помогало людям хоть как-то поддерживать личную гигиену на протяжении почти тысячи лет.

В наши дни оливковое масло ценят главным образом за его благотворное влияние на сердечнососудистую систему, а также за замечательный вкус. О роли оливкового масла в изготовлении мыла и, следовательно, в борьбе с грязью и болезнями известно меньше. Но в эпоху расцвета Греции, которая в значительной степени связана с производством оливкового масла, было создано множество величайших культурных ценностей, не потерявших своего значения по сегодняшний день. Западная цивилизация покоится на идеях, сформировавшихся в Древней Греции,

таких как демократия и местное самоуправление, философия, логика и рационализм, наука, математика, образование и искусство.

Благосостояние позволило тысячам греков заниматься наукой, участвовать в жарких спорах и политике. В значительно большей степени, чем в любом другом древнем обществе, граждане (женщины и рабы не являлись гражданами) участвовали в принятии решений, касающихся их жизни. Торговля оливковым маслом заложила основу для процветания общества, потом свою роль сыграли образование и демократия. Славное прошлое Греции, которое заложило основы современной демократии, было бы невозможно без триглицеридов олеиновой кислоты.

Глава 15

Соль

История поваренной соли — хлорида натрия (NaCl) — важная страница истории цивилизации. Соль настолько важна и так высоко ценилась, что играла ключевую роль не только в формировании мирового рынка, но и в складывании экономических отношений в целом, в развязывании войн и строительстве городов, появлении системы социального и политического контроля, в развитии промышленности и миграции населения. В соли есть нечто загадочное. Она совершенно необходима для жизни, без нее мы умрем, но нам говорят, что употреблять ее надо в умеренных количествах, иначе она убьет нас. Соль дешева. Мы производим и используем гигантские количества соли. Однако на протяжении всей истории человечества, а возможно, и в доисторические времена соль ценилась очень высоко и стоила чрезвычайно дорого. Люди, жившие в XIX веке, с трудом могли бы поверить, что потомки будут посыпать солью улицы, чтобы избавиться ото льда.

С течением времени стоимость большинства продуктов, используемых человеком, снижается. Отчасти это связано с тем, что химикам удается синтезировать эти вещества в лабораториях и на заводах (это относится, например, к аскорбиновой кислоте, резине, индиго, пенициллину), отчасти с тем, что появляются более дешевые искусственные аналоги этих веществ (ткани, пластмассы, анилиновые красители). Сейчас для сохранения продуктов питания применяют новые вещества — хладагенты, так что специи уже не составляют такой ценности, как прежде. Другие химикаты — пестициды и удобрения — позволили значительно повысить урожайность и получать больше глюкозы, целлюлозы, никотина, кофеина и олеиновой кислоты. Однако объем производства соли, по-видимому, вырос значительнее, чем объем производства любого из перечисленных веществ, а цена, соответственно, сильнее снизилась.

Как добывают соль

Люди собирали или добывали соль на протяжении всей своей истории. С древнейших времен существовало три основных способа получения соли: выпаривание морской воды, концентрирование воды из минеральных источников и добыча каменной соли. В прибрежных районах тропиков основным способом получения соли до сих пор остается выпаривание морской воды на солнце. Это медленно, зато дешево. Иногда морскую воду выплескивали на раскаленные угли, а после соскребали образовавшуюся соль. Больше соли удавалось добывать из соляных озер и лагун в прибрежной полосе. Не нужно обладать особенно сильным воображением, чтобы понять, что из неглубоких прудов, вырытых в приливно-отливной зоне, можно добыть достаточно много соли.

Качество морской соли гораздо ниже, чем соли из минеральных источников либо каменной соли. В морской воде содержится около 3,5 % солей, но хлорид натрия составляет лишь две трети их, а остальное приходится на долю хлорида магния (MgCl₂) и хлорида кальция (CaCl₂). Эти две соли лучше растворяются в воде и присутствуют в ней в меньшем количестве, чем хлорид натрия, поэтому хлорид натрия кристаллизуется первым. В принципе, можно удалить избыток MgCl₂ и CaCl₂ из соляного раствора после кристаллизации NaCl. Но все же в такой соли остается достаточно много примесей, что делает ее вкус резким. Хлориды магния и кальция впитывают влагу из воздуха, поэтому соль с такими примесями иногда расплывается и ее трудно высушить.