Занимательная химия для детей и взрослых - Илья Леенсон

Препараты серебра с давних времен применяют в медицине. Так, нитрат серебра в небольших концентрациях оказывает вяжущее и противовоспалительное действие, а в более крепких растворах прижигает ткани. Чаще всего его применяют наружно в виде водных растворов (1–2 %) для лечения глазных и кожных заболеваний. Для профилактики бленнореи новорожденных раньше широко применяли закапывание в глаза сразу после рождения 2 %-ного раствора AgNO3 (в последние годы для этой цели обычно применяют раствор сульфацил-натрия). Иногда 0,06 %-ный раствор AgNO3 назначают внутрь – в качестве противовоспалительного средства при хроническом гастрите и язве желудка (в желудке нитрат серебра под действием соляной кислоты желудочного сока быстро превращается в хлорид серебра). Сплав 1 части нитрата серебра и 2 частей нитрата калия под названием «ляпис» применяют для наружного прижигания.

Коллоидные растворы серебра – колларгол и протаргол в виде растворов и мазей применяют для смазывания слизистых оболочек верхних дыхательных путей, в глазных каплях, для промывания гнойных ран, при рожистых воспалениях и т. д. В этих препаратах серебро находится в виде мельчайших твердых частиц. Чтобы коллоидная система не расслаивалась, ее стабилизируют поверхностно-активными веществами. Так, для получения колларгола можно использовать яичный белок – альбумин. Для этого сначала из водного раствора соли серебра с помощью щелочи осаждают оксид серебра, который постепенно добавляют к щелочному раствору альбумина, а затем осаждают колларгол уксусной кислотой. В результате получается синий порошок, содержащий около 75 % серебра. Из этого порошка и готовят водные растворы колларгола. В протарголе серебра меньше – около 8 %.

Хорошо известно бактерицидное действие очень малых концентраций серебра на питьевую воду. При содержании ионов серебра до 50 частей на 1 млрд (т. е. 50 мг в 1 т) вода не изменяет своего вкуса и ее можно пить без вреда для здоровья; в то же время для предотвращения роста бактерий и других микроорганизмов достаточно концентрации серебра в воде всего 10–30 частей на 1 млрд. Вот почему препараты серебра все шире используют для стерилизации питьевой воды (в бытовые фильтры обычно помещают «посеребренный» активированный уголь, выделяющий в воду очень малые дозы серебра). Однако чистое металлическое серебро в воде практически не растворяется. Известное подавление роста микроорганизмов в серебряной посуде объясняется скорее тем, что на поверхности серебра уже образовалась тонкая пленка его оксида, растворимость которого (13 мг/л при 20 °С) более чем достаточна для дезинфекции воды. Для обеззараживания воды в бассейнах было предложено насыщать ее бромидом серебра. Насыщенный раствор AgBr содержит 60 мг/м3, что безвредно для здоровья человека, но губительно для микроорганизмов и водорослей. Конечно, для насыщения всей воды в бассейне требуется большая поверхность ее соприкосновения с твердой солью серебра. Ее, например, можно равномерно распределить в массе активированного угля, через который фильтруется вода.

Помимо пассивного растворения серебра в воде используют и его активное растворение путем электролиза. Это позволяет строго дозировать концентрацию ионов серебра в растворе, контролируя время электролиза, напряжение на электродах и протекающий через раствор ток.

Бактерицидное действие ничтожных концентраций ионов серебра объясняется тем, что они вмешиваются в жизнедеятельность микробов на ферментном уровне. Соединяясь с тиольными группами аминокислоты цистеина, ионы серебра образуют меркаптиды: E–SH + Ag+ → E–S–Ag + H+ (здесь Е – белковая молекула фермента). Меркаптиды, располагаясь на активном центре фермента или рядом с ним, нарушают его пространственную конформацию и препятствуют нормальной работе; аналогично дейст вуют и ионы некоторых других тяжелых металлов, например меди или ртути, причем они намного токсичнее серебра.

(Кстати, термин «меркаптан» происходит от английского mer cury capt ure – «связывание ртути».)

Однако, как это часто бывает, то, что полезно в малых дозах, губительно в больших. Не составляет исключение и серебро. Ионы серебра могут окислять биомолекулы. Кроме того, они образуют с белками нерастворимые комплексы, нарушая их структуру. Отравляющее действие крепких растворов растворимых солей серебра связано прежде всего с ожогами пищевода и желудка. К счастью, в теле человека через одну-две недели остается всего 0,02–0,1 % введенного серебра, остальное выводится из организма. Однако при многолетней работе с серебром и его солями может развиться необычное заболевание – аргирия (от лат. аrgentum – «серебро»). Дело в том, что при длительном поступлении в организм серебро способно медленно отлагаться в виде металла в соединительной ткани и стенках капилляров разных органов, в том числе в почках, костном мозге, селезенке. Накапливаясь в коже и слизистых оболочках, серебро придает им серо-зеленую или голубоватую окраску, особенно сильную на открытых участках тела, подвергающихся действию света. Изредка окраска может быть настолько интенсивной, что кожа напоминает кожу негров. Развивается аргирия очень медленно, первые ее признаки появляются через два-четыре года непрерывной работы с серебром, а сильное потемнение кожи наблюдается лишь спустя десятки лет. Раньше всего темнеют губы, виски и конъюнктива глаз, затем веки. Сильно могут быть окрашены слизистые оболочки рта и десны, а также лунки ногтей. Иногда аргирия проявляется в виде мелких сине-черных пятен. Отмечено несколько случаев аргирии при длительном лечении нитратом серебра, причем темнели только участки, подвергавшиеся лечению. Коллоидные препараты серебра, содержащие металл в основном в малоактивной нейтральной форме, не дают осложнений такого рода.

Раз появившись, аргирия не исчезает, а вернуть коже ее прежний цвет не удается. Если не считать чисто косметических неудобств, больной аргирией может не испытывать никаких болезненных ощущений или ухудшения самочувствия (если не поражены роговица и хрусталик глаза); в этом отношении аргирию можно назвать болезнью лишь условно. Есть у этой болезни и своя «ложка меда» – при аргирии не бывает инфекционных заболеваний: человек настолько «пропитан» серебром, что оно убивает все болезнетворные бактерии, попадающие в организм.

Изобретение способа добывания огня было важнейшим шагом на пути развития человека. О важности огня свидетельствуют многие древние мифы, придающие огню божественное происхождение. Недаром Прометей, дав людям огонь, был за это жестоко наказан богами. Долгое время добывание и хранение огня было делом трудным и ответственным, а его утеря – настоящей трагедией (подобное описано, например, в антиутопии Татьяны Толстой «Кысь»). Первобытные люди добывали огонь трением. Затем вращающуюся палочку заменили креме́нь и трут. При ударе твердого камня – кремня о стальное огни́во (сталь мог заменить кусок распространенной руды – колчедан) сыпались искры, которые поджигали трут. Трут получали из грибных наростов на дубе или ясене. После вываривания в воде с золой полученную массу пропитывали раствором селитры; в результате трут легко загорался (вернее, начинал тлеть) от малейшей искры. При раздувании тлеющий трут мог поджечь сухую лучину. Такой способ добывания огня использовался в течение многих столетий, и даже в Европе – вплоть до середины XIX в.