Химия и мифы в чайнике для "чайников"
Недавно моя девушка в одном девичьем сообществе вычитала, что многие люди верят, что нельзя смешивать кипяченую и некипяченую воду, кипятить воду повторно и все такое, потому что весь мир - зло и мы все умрем. Сегодня ей опять попалась эта информация и, вроде бы, откуда ноги растут.
Она настойчивая и писать любит, а полную ересь - нет. Поэтому написала в своё сообщество длиннопост, даже с картинками и расчетами. А вот Пикабу она не интересуется, поэтому, чтоб добро не пропадало, решила сгружать свои посты мне. Поехали.
В общем, в 1968-году некий В. В. Похлебкин в книге «Чай. Его типы, свойства, употребление», ПРЕДПОЛОЖИЛ что при повторном кипячении воды можно навредить здоровью из-за накопления тяжелой воды.
Звучит страшно? А теперь давайте разбираться.
Тяжёлая вода это та, что содержит более тяжелый изотоп водорода по имени дейтерий.
Изотопы отличаются количеством нейтронов (штука без заряда) в ядре атома и, соответственно, молярной массой.
У водорода изотопа три: обычный Н1 (0 нейтронов), дейтерий Н2 (1 нейтрон) и тритий Н3 (2 нейтрона). Количество положительно заряженных протонов и отрицательно заряженных электронов при этом не меняется (1+1).
У кислорода тоже есть изотопы. Самый популярный нестандартный - О18 вместо обычного О16 (в O12 на 2 нейтрона больше).
У углерода есть обычный изотоп С12, ещё С13 и С14. Так, собственно, проводят углеродный анализ и с горем пополам определяют возраст динозавров, привет геологам, и подлинность картин какого-нибудь Да Винчи (лирическое отступление, там есть свои особенности).
И так далее.
Природных изотопов нет только у нескольких особо обделённых элементов, но у самых «ходовых» их хватает.
Изотопы ещё бывают стабильные и нестабильные (т.е. некоторым быстренько наступает капут сам по себе и хрен ты их удержишь в таком состоянии)
Все стандартные изотопы встречаются в природе и есть везде, но обычно в ооочень малых количествах по сравнению с «обычными» вариантами. Ну прям в офигительно малых.
Ну и все эти атомы образуют всякие молекулы.
Вернёмся к воде, так же известной как Н(2)О, дигигрогенмонооксид, гидроксид водорода, гидроксильная кислота и прочие страшные слова 😁:
Когда вы набираете любую воду, она содержит кучу молекул Н1(2)О16 и ноль целых нихрена десятых молекул Н2(2)О16,
Н3(2)О16, Н1(2)О18, Н2(2)О18...
Природное содержание дейтерия — (0,0115 ± 0,0070) %. Значения отличаются в каждом конкретном месте, т.е. и в том, где вы родились от того, где вы сейчас. И в вашей тушке его тоже может быть немного иначе, чем у соседа.
Хотя так было ещё когда мы были мохнатые и блохастые, а наш организм - не дурак и прекрасно справляется со всем этим.
Еще примерно когда наш далекий дядя, Homo Habilis (человек умелый) примерно 1,9 миллионов лет назад научился готовить еду и случайно кипятил воду, часть молекул воды уходила в пар. При этом тяжёлые молекулы они как бы несколько тяжелее и улететь им несколько сложнее (но они настойчивые, все равно справляются. Не то, что ты, ленивая жопка, не способная оторваться от дивана!)
Итого, после кипячения в жидкой воде остаётся чуток больше дейтерия, чем в паре (коэффициент разделения смеси природная вода-пар =1,03). Т.е. процент его постепенно немного повышается.
Но насколько?
Если в миллионе молекул воды 200 молекул с дейтерием (смотрим ссыль; в процентах это 0,02%), то после одного раза их будет 200*1,03=206, после двух 206*1,03=212, и так далее.
Ручками мне считать лень, поэтому, воспользовавшись онлайн калькулятором сложных процентов мы узнаем, что если ничего не отливать (правда на кой мы тогда кипятили воду?) и давать всему пару уходить, через 10 кипячений молекул станет 269. А удвоится исходное значение где-то в районе 23-24-го кипячения (станет грубо говоря не 0,02%, а 0,04%)
Т.е. хорошенько прокипятив открытый чайник в хорошо вентилируемом помещении 24 раза(!) подряд, молекул тяжелой воды станет вдвое больше (400 из миллиона).
Ладно, миллион молекул - это фигня, чисто ради прикола посчитаем в молекулах. В литре воды 55,6 моль молекул всякой воды.
В одном моль 6,03*10^23 молекул.
В литре значит 335,269*10^23 молекул.
В природной воде, что бы это не значило и где бы мы ее не добыли, было (335,269*10^23)*0,02%=6,7*10^21 молекул тяжелой воды или 0,01112 моль или ~0,223 грамм на литр.
После первого кипячения их будет 0,229 грамм на литр, после двух 0,236 грамм на литр, после 24-ех кипячений их станет (335,269*10^23)*0,04%=13,4*10^21 или 0,446 грамм на литр.
Т.е. проделав все это 24 раза мы выпьем на кружку в 400 мл «лишних» (0,4454-0,2294)*0,4=0,0864 грамм тяжёлой воды.
А после двух кипячений в закрытом чайнике разница там вообще никакая (меньше 0,00276 грамм если воду вообще не отливали).
И... нашему организму на это плевать. Он это дело выведет и не заметит. Потому что если в нашем организме и так 7-8 грамм D2O (D - обозначение для дейтерия), то речь идёт о десятитысячных прироста. А организм и не такое без вреда вывести может и вообще ни разу не Саша Грей и не все всасывает, даже если надо было бы.
А ещё стоит учесть то, что и тяжёлую, и легкую воду потенциально можно использовать для лечения то одного, то другого. В теории и слабенькой практике, но при гораздо больших количествах.
P. S. Дейтерий нужен для всяких промышленных штук и в первую очередь для атомной энергетики. Мировое производство дейтерия — десятки тысяч тонн в год в результате танцев с бубном в виде процессов изотопного обмена между водой и сероводородом, многоступенчатого электролиза воды, ректификации воды, аммиака, жидкого водорода и т. д. При этом при правильном целенаправленном электролизе 100 литров(!) воды выделяется 7,5 мл 60-%-го D2O. Что, в принципе, меньше того, что есть у нас в организме.
Собственно, проблема с добычей дейтерия стала одной из главных причин, почему немцы во время войны не успели забахать ядерную бомбу и устроить нам армагеддец.
Потому что это сложно, мало и неэффективно.
А вы все ещё отливаете? Тогда мы идём к вам!
В расчетах вроде по-крупному не должна была просчитаться.
Ссылки на некоторую дополнитльную информацию: 1. https://m.nkj.ru/archive/articles/34215/
