1980 №1 (Журнал «Наука и жизнь») - страница 97
Внимательно вглядевшись в рисунки, можно подметить характерные особенности молекул-осьминогов. Некоторые из щупалец — валентные. Некоторые — дативные. Когда они вцепляются в ион металла, то тем самым замыкаются циклы химических связей; в этих циклах — по пять, по шесть звеньев. Все это обеспечивает прочность сцепления между ионом и охватившей его молекулой. Эта прочность — отличительная особенность комплексонов.
И когда они отправляются на войну с хлорозом, когда целительным десантом приземляются на известковую почву, держа в своих щупальцах ионы железа, можно не бояться, что они отдадут свою ношу щелочной почве, где железо осядет непотребной для растения солью. Эти комплексоны устойчивы к действию щелочных сред. И когда они движутся по сосудистой системе растений от корней к листьям, можно не опасаться, что им повредят окислительно-восстановительные процессы в клетках растения или воздействия микроорганизмов.
Растворимость в воде — еще одна характерная особенность комплексонов и их солей. Не будь ее, не проявились бы волшебные качества цепких молекул: «не жидкое не реагирует», — так говорится еще со времен алхимиков.
Но вот вопрос: доставив к месту назначения ион металла, молекула-осьминог должна выпустить свою добычу. Значит, прочная дотоле связь должна вдруг стать непрочной? Да, так оно и есть, сколь бы невероятно это ни казалось. Так происходит при лечении хлороза: очутившись в листьях растений вместе с ионом железа, молекула комплексона разлагается здесь под действием ультрафиолетового излучения солнца и выпускает на волю захваченный в плен ион.
Слева: в такой упаковке ионы железа доставляются да листья растений при лечении хлороза. Следующим (показан комплексен, схвативший ион кальция, как это происходит при удалении накипи. Далее: строение «щупалец», которыми молекула комплексона хватает ион металла, обусловливает прочность хватки; по сравнению с предыдущим комплексоном у этого не все «щупальца» состоят из метиленовых и карбоксильных групп, двое образованы фенольными группами, чем обеспечивается более крепкая связь молекулы с ионом металла. Следующий рисунок показывает, что молекулы комплексонов бывают весьма замысловаты.
Еще вопрос: когда требуется извлечь ионы металлов из осадка, как это происходит при удалении накипи, все понятно — ионы переходят в раствор, а тот затем сливается. Но можно ли с помощью комплексонов убрать ионы из раствора? Комплексоны позволяют решить эту задачу своеобразным путем. Молекула-осьминог так обволакивает ион металла, что тот уже никак не проявляет свои нежелательные качества в химических взаимодействиях, как если бы его не было вовсе. Именно так обстоит дело, когда с помощью комплексонов умягчают воду, регулируют затвердевание бетона, добиваются сохранности вин — ведь именно ионы металлов выступают виновниками нежелательных процессов во всех трех случаях. И не только в этих трех. Ионы металлов — деятельная компонента многих химических систем, от смеси реагентов в промышленном агрегате до тонкого букета биополимеров, составляющих живой организм.