Петр Образцов - Мир, созданный химиками. От философского камня до графена

Поваренную соль в книгах по товароведению и питанию часто включают в раздел «Приправы», однако это совершенно неверно. Действительно, соль, как и другие приправы, потребляется в небольших количествах, примерно 10–12 граммов в день, причем на самом деле человеку нужно ее гораздо меньше, всего грамма два, однако роль соли в жизни человека вовсе не сводится к улучшению вкуса блюд или к консервации продуктов питания. Если бы речь шла только об улучшении вкуса, то от соли в принципе можно было бы отказаться, как мы вполне можем обойтись без всех приправ (о них — в главе 11). Но без соли мы обойтись не можем — она так же необходима нам, как вода или воздух. Хотя, разумеется, лишенный соли человек покинет этот мир позже, чем человек, лишенный воздуха или воды, но тоже обязательно покинет.

Дело в том, что соль играет ключевую роль в протекании некоторых чрезвычайно важных процессов в нашем теле. Точнее, эту роль играет не сама соль NaCI в молекулярном виде, а входящие в ее состав и высвобождающиеся уже в самих продуктах питания ионы натрия Na +и хлора CI -. Ион натрия, который для простоты дальше будем называть просто натрием, поддерживает водный баланс в организме, но главное — участвует в образовании электрических импульсов в нервных клетках и является ответственным за процессы энергопереноса в клетке. Без натрия мозг был бы не в состоянии командовать внутренними органами человека, включая сердце, что неминуемо привело бы к летальному исходу. Кстати, с объяснением роли натрия в энергетическом обмене связана любопытная история о «домашней» науке.

Тут вот какое дело. Размеры современных ускорителей элементарных частиц составляют десятки километров. Стоимость оборудования нормальной химической лаборатории достигает нескольких миллионов долларов. Расшифровка генома человека длилась 12 лет и осуществлялась силами десятков лабораторий мира, затрачено на это было три миллиарда долларов. Так что современная наука — дорогостоящая многолюдная деятельность, совершенно невозможная в домашних условиях. Это общепринятое мнение.

Однако неверное. Наука «на коленке» сохранилась! И не только у физиков-теоретиков, которым вполне достаточно ручки и писчей бумаги формата А4. Существует и экспериментальная домашняя наука, за достижения в которой даже была присуждена Нобелевская премия. Ее получил Питер Митчел в 1978 году «за вклад в объяснение переноса биологической энергии и разработку хемиосмотической теории».

В 1939 году Митчел с огромным трудом поступил в Кембриджский университет, а в 1963 году из-за болезни вынужден был удалиться в сельскую местность, где на небольшой ферме организовал лабораторию на свои собственные средства. И именно в этой домашней лаборатории он сумел решить сложнейшую проблему передачи энергии в клетке, опередив целые научные коллективы. И среди них — биоэнергетическая лаборатория будущего академика Владимира Скулачева в МГУ, которая состояла из двух десятков человек. Они отстали от Митчела, быть может, всего на неделю, но все-таки отстали — первым оказался фермер из Корнуэлла.

Но вернемся к соли. Не менее важен и второй элемент, входящий в состав ее молекулы, — хлор, который, в частности, необходим для образования в желудке соляной кислоты HCI. Без нее невозможно переваривание пищи, а значит, невозможна и жизнь. В результате видно, что без соли, объединяющей в себе два необходимейших элемента натрий и хлор, никуда не деться. Добавим только, что натрий нужен не только сам по себе, но в определенном соотношении с ионом калия, и если в рационе питания человека слишком много натрия, то происходит потеря калия, что тоже очень нехорошо. Поскольку соль входит в состав чуть ли не любых видов пищи, в принципе мы могли бы и не подсаливать еду — как это, вероятно, и делали первые люди, которые далеко не сразу попробовали на вкус этот белый минерал. Однако соль действительно «заостряет» вкус множества продуктов, и человек давно подсел на этот почти наркотик. В результате чаще всего мы съедаем в день соли больше, чем физиологически требуется организму. Поэтому сейчас даже выпускается соль с пониженным содержанием соли, в смысле с пониженным содержанием хлористого натрия. Вместо него в эту «профилактическую соль» в изрядном количестве введен калий в виде хлористого калия. Вредность переедания соли прежде всего в повышении вероятности гипертонической болезни. Сейчас считается, что лучше бы ограничить потребление соли пятью-шестью граммами в день, а склонным к гипертонии даже вообще не солить пищу, а ограничиваться естественной солью из продуктов питания.

Но ничего хорошего нет и при недостатке соли, то есть в данном случае натрия, — появляются такие признаки гипонатриемии, как сухость кожи и снижение ее эластичности и тургора (упругости), мышечные судороги, тошнота, апатия, сонливость и анорексия (отказ от еды). Снижается артериальное давление и возникает тахикардия, а также анурез (задержание мочеиспускания).

Поскольку изобретать соль человеку не пришлось, ее нужно было только найти, история соли в действительности есть история ее получения и рассказ о событиях, происходивших при отсутствии и недостатке соли. Получают соль в основном двумя путями: разрабатывая месторождения твердой каменной соли и выпаривая соленую воду. Впрочем, есть еще самосадочная соль, которая выпадает в осадок на дно перенасыщенных солью озер, самым крупным таким озером у нас является известное озеро Баскунчак. В его соли много примесей, особенно кальциевых солей, и ее приходится специально очищать. Месторождения каменной соли находятся во многих государствах и кое-где продолжают разрабатываться, а в некоторых странах перешли в разряд санаториев — считается, что воздух в старых штольнях, пробитых в слоях каменной соли, насыщен ионами (очевидно, натрия и хлора) и поэтому полезен больным астмой и прочими заболеваниями дыхательного аппарата. Это не очень понятно, вероятнее всего, механизм положительного воздействия соляных штолен какой-то другой, если он, конечно, вообще существует, а не является плодом самовнушения.

Выпаривание воды из соляных растворов сейчас распространено гораздо больше, чем добыча каменной соли, несмотря на превосходство последней по качеству. Получаемая выпариванием воды соль делится на выварочную и садочную. Выварочную соль получают при упаривании естественных или искусственных рассолов, добываемых из недр Земли. Естественные рассолы образуются при самопроизвольном растворении подземных залежей каменной соли, а искусственные — при растворении пластов каменной соли в принудительно подаваемой через скважину воде. Перекачанные на поверхность солевые растворы упаривают либо в плоских чанах прямо на воздухе, либо в вакуум-аппаратах (при пониженном давлении). Вакуум-выварочная соль — самая высококачественная из всех видов поваренной соли. Она представляет собой чисто-белый мелкокристаллический продукт с чисто соленым вкусом. Содержание в ней NaCI достигает 99,7 %. В России выварочную соль вырабатывают в Пермской и Иркутской областях, а также в Республике Коми.