Занимательная химия для детей и взрослых

Максимум поглощения этого аниона в водном растворе приходится на синюю область (452,9 нм); это в точности совпадает с максимумом поглощения β-каротина, поэтому такой раствор должен иметь морковный цвет. Максимум поглощения того же аниона, растворенного в дифениловом эфире (С₆Н₅)₂О, сдвигается до 809,7 нм, т. е. на невидимую инфракрасную область спектра! Таким образом, сдвиг составляет 356,8 нм – величину, бо́льшую, чем вся область видимого света (от 400 до 700 нм). Известны случаи и «обратного» сольватохромизма, когда поглощение сдвигается в синюю область спектра при переходе от полярного растворителя к неполярному. Так, одно из производных тиофена имеет максимум поглощения при 597 нм в полярном растворителе (смесь формамида и воды) и при 462 нм в неполярном (раствор гексана).

Другая важная оптическая характеристика вещества – интенсивность поглощения света в максимуме спектральной полосы. Чем сильнее это поглощение, тем сильнее и окраска. При прочих равных условиях (концентрация, толщина поглощающего слоя) она определяется молярным коэффициентом поглощения ε (раньше его называли коэффициентом экстинкции) и измеряется в единицах л/(моль · см). У красителей значения ε доходят до сотен тысяч (для сравнения: для интенсивно окрашенного фиолетового комплекса ионов меди с аммиаком в водном растворе ε = 110, а для чистого раствора медного купороса – в несколько раз меньше). К веществам с самыми высокими значениями ε относятся порфирины (от греч. porphyreos – «пурпурный»). Два рекорда были установлены в течение двух лет подряд. Сначала в 1995 г. немецкие химики синтезировали октаэтилпорфирин с максимумом поглощения при 460 нм и ε = 1 120 000 л/(моль · см), а в следующем году их английские коллеги синтезировали симметричную структуру, содержащую девять порфириновых циклов (48). Это соединение имеет сине-зеленую окраску (максимум поглощения при 620 нм) и рекордный коэффициент поглощения: ε = 1 150 000 л/(моль · см). Окраска вещества с таким коэффициентом становится заметной при его концентрации в растворе менее 10^–8 моль/л (при толщине слоя 10 см).

Октаэтилпорфирин ( комплекс с платиной )

Структура 48

Яды и токсины

Ядовитые вещества с древних времен привлекали к себе особое внимание. С ними связано множество легенд и преданий. Так, белому мышьяку (оксид As₂O₃) в течение многих веков сопутствовала слава «порошка для наследников», а в Венеции при дворе правителей держали специалистов-отравителей. Бесчисленны и «литературные жертвы» этого элемента. Мышьяком, как правило, травила героев в своих детективах Агата Кристи. Вместе с тем давно известно, что соединения, ядовитые в больших дозах, могут быть целебными в малых, о чем говорил еще в первой половине XVI в. Парацельс. Например, традиционное орудие убийц – оксид мышьяка в небольших дозах (до 5 мг) полезен; его назначают внутрь в качестве общеукрепляющего и тонизирующего средства. Недаром алхимический символ мышьяка – змея – вошел составной частью в герб медицины.

Алхимический знак

Современный символ и символ мышьяка медицины

А какой яд самый сильный, «самый ядовитый»? Ответить на этот вопрос не так-то просто по разным причинам. Для характеристики токсичности того или иного соединения чаще всего используют понятие летальной дозы LD₅₀, которая вызывает гибель 50 % подопытных животных. Как правило, дозу измеряют массой яда, приходящегося на 1 кг массы животного. Однако использование понятия летальной дозы имеет свои ограничения. Во-первых, величину LD₅₀, определенную, например, для мышей, очень редко можно переносить на других животных, в том числе и на человека. Дело в том, что у разных животных биологическая реакция на один и тот же яд может сильно различаться. Например, ядовитость никотина для человека примерно такая же, как у цианистого калия (50–100 мг или 1–2 капли), тогда как козы и косули вообще невосприимчивы к никотину. Во-вторых, экспериментально определенная (например, на мышах) доза LD₅₀ зависит от того, введен ли яд подкожно, внутривенно, внутримышечно либо перорально (через пищевой тракт). Наконец, даже заведомо нелетальная доза может привести к серьезному поражению того или иного органа, особенно в долгосрочной перспективе, и вызвать в конечном счете гибель организма. Тем не менее величину LD₅₀ широко используют на практике, в том числе для сравнения токсичности разных классов химических соединений.