Перекись водорода и кровь. Hydrogen peroxide and blood

Когда хочешь поставить какой-то химический эксперимент, часто происходит так, что планируешь одно, а выходит совсем другое. - То, о чем ты даже не думал. Это касается не только демонстрационных химических опытов, но и науки.

Например, вспоминаю рассказ аспиранта-агронома (дело было еще до того, как у нас появилась массовая генная инженерия). Выведение новых сортов, по сути, проводилось методом проб и ошибок: брали семена, облучали их радиацией или обрабатывали мутагенами, высевали и смотрели, что получится. А получались беспорядочные мутации, часто - несовместимые с жизнью или совместимые, но вредные с точки зрения сельского хозяйства (и выживания растения также).

Иногда вырастали растения с новыми ценными свойствами. Часто эти свойства были совсем не такие, на которые рассчитывали селекционеры изначально. Поэтому семена сначала облучали, обрабатывали мутагенами, а потом просто смотрели, что вырастет.

Можно было, например, поставить задачу вывести морозоустойчивый сорт. И среди горсти облученного зерна могли вырасти отдельные экземпляры, которые давали морозоустойчивое потомство. Но одновременно эти растения будут низкоурожайными. Или давать зерно такого низкого качества, что соблазнится на него разве что умирающая с голоду мышь. Или будут подвержены болезням и вредителям, к которым устойчивы стандартные сорта. Зато другое зернышко из этой партии даст жизнь растению, которое отличается высокой урожайностью и средней морозостойкостью. Другие характеристики тоже не хуже.

Хотели вывести морозоустойчивый сорт, а вывели высокоурожайный.

В химии не все так мрачно, как в генетике прошлого, но принцип сохраняется: не всегда даже простую, но нестандартную задачу удается решить прямолинейными методами. Зато, делая одну работу, иногда удается обнаружить интересные вещи совсем из другой области. Часто не менее ценные, а в редких случаях - намного более ценные, чем изначальная задача. Главное не пройти мимо. Например, искали твердый сплав для танковой брони, а получили химически устойчивый сплав с эффектом памяти (пример вымышленный).

Демонстрационных химических опытов это касается тем более. Запланировал я провести опыты по растворению позолоты. Для этого специально держал кусочки битого фарфора с позолотой. Вчера думал попробовать действие смеси перекиси водорода и соляной кислоты на золото. Оказалось, что кусочек фарфора немного не пролазит в стакан. Когда обламывал края плоскогубцами, сильно порезал руку.

Через несколько минут безуспешных попыток остановить кровь ватой вспомнил, что кровь содержит фермент каталазу - катализатор разложения перекиси водорода. Перекись водорода образуется при окислительных процессах в организме. Вещество это отнюдь не безобидное: перекись водорода - хороший окислитель, плюс вызывает образование свободных радикалов (которые, в свою очередь, могут вызвать мутации - включая злокачественные). Чтобы этого не произошло, наша кровь содержит специальный фермент, который разлагает перекись водорода. Кстати, каталазу содержат почти все живые организмы.

Раз "подвернулся" катализатор и рядом есть перекись водорода, почему бы не заснять каталитическое разложение перекиси? Помните, как шипит ранка, когда обработать ее 3% раствором перекиси? Только я решил взять не 3% аптечную перекись, а пергидроль - 30% перекись и провести опыт в стакане (!!! лить пергидроль на кожу недопустимо: кожа белеет и трескается, в трещины попадает перекись, что вызывает боль).

Налил пергидроль в стакан. Пипеткой отобрал капельку крови (пока готовил съемку, кровь начала сворачиваться, так что удалось ее отобрать с трудом). Капнул кровью в перекись. Началось слабое образование пены - выделялся кислород, но вскоре выделение газа прекратилось! Перемешал - не помогло, разве что жидкость стала мутной - и все.

Вечером, когда случайно разодрал рану, повторил опыт. В этот раз, чтобы кровь так быстро не сворачивалась, немного развел ее водой, потом добавил в стакан с пергидролем. Результат - аналогичный: сначала выделение кислорода и образование пены. В этот раз на стенках даже появились капельки воды - значит, жидкость локально разогрелась. Но вскоре выделение кислорода прекратилось, и реакция остановилась. Жидкость в этот раз также стала мутной.

Между упомянутыми двумя экспериментами провел еще один: развел пергидроль в 10 раз водой, чтобы получить примерно 3% раствор (аналог аптечной перекиси) и вылил этот раствор на рану, из которой тогда еще шла кровь. Результат: бурное разложение перекиси водорода с активным образованием пены.

Кровь вызывает активное разложение 3% перекиси, но при контакте крови с 30% перекисью начинается вялая реакция, которая вскоре прекращается. Больше концентрация реагирующего вещества не всегда означает, что реакция пойдет быстрее.

Вывод простой: 30% перекись водорода быстро инактивирует (разрушает) фермент каталазу, в результате реакция разложения перекиси практически прекращается.

Вспомните, что если использовать другие катализаторы разложения перекиси водорода, например, иодид калия или аммиакат меди (II), реакция может идти очень бурно. В частности, на этом основан опыт "Elephant Toothpaste" - "Зубная паста для слона" - (см. Hydrogen Peroxide Decomposition (Elephant Toothpaste). Разложение перекиси водорода [ссылка 1] и [ссылка 2]).

Hydrogen peroxide and blood

Download the Video / Скачать Видео (99 Мб, .avi )