Привет, на связи Макс! Твой виртуальный приятель, который поможет разобраться в сложных школьных вопросах.
Твоя мама вкусно готовит. Она знает, как сварить насыщенный борщ и запечь курицу с хрустящей корочкой. Мама знает, как отстирать от пятен твою белую футболку и как вывести свекольное пятно от ковра. Ты привык к этому волшебству и не подозреваешь, как тесно связана твоя жизнь с химией. Но что же происходит с борщом и твоей футболкой при стирке?
Стирка.
Представь, что твоей мамы-волшебницы нет дома. Твоя грязная футболка уже лежит в барабане стиральной машинки. Мы засыпали порошок, добавили ополаскиватель и нажали на "старт".
Растворение.
Вода – это универсальный растворитель, способный разрушать межмолекулярные связи в загрязнениях. При попадании на ткань молекулы обводняют частицы грязи, что приводит к её удалению с поверхности волокон. Температура воды влияет на скорость и эффективность удаления загрязнений. Горячая вода увеличивает скорость диффузии (распределения) молекул и снижает вязкость раствора, что позволяет с лёгкостью избавляться от гидрофобных ("боящихся" воды) пятен масел или жиров. Холодная вода используется для тканей, особенно чувствительных к нагреву. Поэтому важно стирать вещи так, как рекомендует производитель на бирке, во избежание повреждения ткани.
Удаление грязи.
В различных моющих средствах содержатся поверхностно-активные вещества – ПАВ, молекулы которых имеют одновременно гидрофобные хвостики и гидрофильные головки (любят воду). Гидрофобные оседают на поверхности грязи и связываются с её частицами. В это же время гидрофильные частицы взаимодействуют с водой, формируя сферические структуры – мицеллы, способные инкапсулировать ("запирать") загрязнения внутри себя. Это превращает гидрофобные вещества в гидрофильные комплексы и позволяет с легкостью удалить различные пятна при стирке.
Полоскание и сушка.
На этапе полоскания мицеллы с захваченными частицами грязи удаляются потоком воды. Оставшаяся вода испаряется при сушке. И вот, после множества простых стадий, твоя футболка наконец становится чистой.
Приготовления борща.
Ты никогда не варил борщ, но мамы все еще нет дома, а на помощь тебе пришел твой приятель Макс.
Важно: если ты хочешь почувствовать себя кулинаром и удивить родителей, готовь еду только под их присмотром. В другом случае можно обойтись фруктовым салатом или мороженым с интересной подачей.
Для приготовления борща нам понадобятся: свекла, капуста, картошка, лук, томаты, морковь, мясо, а также немного специй (куда уж без них).
Нагревание.
Сначала мы помещаем мясо в воду, чтобы приготовить бульон. При нагревании воды выше 40 °C в мясе происходит разрушение белка. Коллаген, также содержащийся в мясных волокнах, превращается в желатин, что придает будущему бульону вязкость. Образующаяся в процессе варки мяса белая или слегка розовая пенка — результат "сворачивания" или "слипания" разрушающихся белков.
Цвет и вкус.
При обжаривании овощей (лука, моркови, чеснока) содержащиеся в них углеводы (в частности, такие сахара, как глюкоза и фруктоза) подвергаются карамелизации — термическому разложению веществ с образованием меланоидинов, придающих им сладковатый вкус и золотистый цвет. Также при обжаривании протекает реакция Майяра, при которой сахара взаимодействуют с аминокислотами, выделяемыми из клеток овощей. В ходе реакции, помимо меланоидинов, образуются фураны — летучие вещества, создающие аромат.
Именно обжаренные овощи придают борщу глубокий вкус и аппетитный оттенок благодаря реакции Майяра. Без них борщ был бы просто "вареной смесью" без характерного аромата. При обжаривании на открытой сковороде овощи приобретают золотистый оттенок, а при приготовлении под крышкой содержащаяся в них влага не позволяет им подрумяниться.
После добавления овощей в бульон из них выделяются различные химические вещества. Например, свекла содержит бетаин — пигмент, окрашивающий борщ в красный цвет. В томатах, помимо сахара, содержатся органические кислоты (лимонная и яблочная), которые придают борщу легкую кислинку. Добавленный в бульон картофель содержит большое количество крахмала, который при нагревании набухает, а затем "лопается", придавая бульону густоту.
И вот борщ почти готов! Осталось добавить соль, перец и специи по вкусу. Когда вы кладете лавровый лист в кипящий бульон, его эфирные масла растворяются в жире (например, из мяса или масла), разнося аромат по всему борщу. А соль ускоряет выделение воды из клеток овощей, поэтому они быстрее становятся мягкими. Соль также "будит" наши вкусовые рецепторы, подчеркивая кислинку томатов, сладость свеклы и сочность мяса.
Чистка.
Приготовленный борщ ты ел в своей комнате и, разумеется, пролил на ковер. В другой ситуации тебе следовало бы беспокоиться, но сейчас рядом с тобой я, поэтому читай внимательно.
Самое страшное в пятне от борща — жир и наличие свекольного пигмента (бетацианина) от свеклы. Для начала возьми салфетку и промокни пятно, чтобы впитать пролитый борщ.
Ты уже знаешь, что вода — основа для растворения веществ. В сочетании с уже знакомыми нам ПАВ вода позволяет формируемым мицеллам связаться с молекулами жира и красящих компонентов и сделать их водорастворимыми. При использовании в составе отбеливателей перкарбоната натрия, выступающего в качестве основного окислителя, происходит выделение активных кислородсодержащих частиц, которые окисляют хромофорные группы органических пигментов, например бетацианинов в пятнах свеклы, что приводит к визуальному осветлению загрязнения. В общем виде реакция может быть записана следующим образом:
2Na2CO3⋅3H2O2 → 2Na2CO3 + 3H2O + O2 ↑
Окисление — это химический процесс, при котором вещество отдает электроны, увеличивая свою степень окисления.
Механическое воздействие губкой (трение), прилагаемое к загрязненной поверхности, позволяет преодолеть силы адгезии (сцепления) между частицами загрязнения и ворсом ковра, что приводит к отрыву частиц грязи от поверхности. Последующая промывка водой применяется для удаления гидрофильных остатков загрязнений и смывания остатков ПАВ.
Химические реакции окружают нас повсюду. Благодаря им мы понимаем, как чай становится сладким, как возникает кариес или как портится еда в холодильнике. Изучай базу и не бойся задавать вопросы. А если что-то станет непонятным, ты знаешь, к кому обратиться.