ქიმია, რომ სცოდნოდა…

როგორ ფიქრობთ, ქიმიკოსს ბევრი ფული აქვს?

ცოტა სხვანაირად ვიკითხავ. თუ ქიმიკოსი ოდნავ  არ ბიზნესმენობს, კარგი ჯამაგირი აქვს?

კიდევ ერთხელ ვცადოთ…

ქიმიკოსს, ქიმიის ცოდნის იმედად, სამეცნიერო-აკადემიური პატიოსანი საქმიანობით კარგი ანაზღაურება აქვს?

პასუხი ერთია:

  • არა!

დავაკონკრეტოთ,

  • ამ ქვეყანაში არა, სხვაგან – კი ბატონო.

ახლა, სხვა შეკითხვა მაქვს.

საქმოსან, ე.წ. ბიზნესმენ და ფულიან ადამიანებს ქიმიის ცოდნა ევალებათ?

 

  • ბატონო, ცოტა ხმადაბლა გაიცინეთ, თორემ თქვენს გულიან სიცილზე ჩემს ფისო „კატოს“ შეეშინდა და უკვე გასაქცევ ადგილს ზვერავს.

 

დღეს ერთი ბიზნესმენის ამბავი მინდა მოგითხროთ, რომელმაც კარგი ცხოვრების გემო  იცოდა. საქმის შემოსავლიანად  კეთება და დიდი შემოსავლის მოპოვება იცოდა. ლამაზი სახლის,  ნივთების და ცოლის ფასი იცოდა… აი, ქიმია კი არ სცოდნია თურმე და…

მოკლედ, საქმე ასე ყოფილა…

ამ კაცმა ცოლისთვის დაბადების დღის გადახდა გადაწყვიტა. ქალაქგარეთ არსებულ ვილაში მდიდრული მიღება მოაწყო. დელიკატესებისა და ძვირფასი სასმელის ფონზე სტუმრების გასაოცებლად აბანოს დარბაზში არსებულ აუზში დიდი რაოდენობით მშრალი ყინული ჩაყარა და თავადაც საბანაოდ გადაეშვა. სხვებმაც მიბაძეს და დღეს მათგან ოთხი  ცოცხალი აღარ არის. მათ შორის, მასპინძელი და მისი მეუღლე.

რატომ?

ილიას სახელმწიფო უნივერსიტეტის მიერ 2018 წლის ორგანიზებულ სამეცნიერო პიკნიკზე წარმოდგენილ სპექტაკლში http://mastsavlebeli.ge/?p=19542 მშრალი ყინული ჩვენც ჩავაგდეთ წყალში და ცუდი  არაფერი  მომხდარა.

სტუდენტებთან ერთადაც გამიკეთებია იგივე და ცოცხლები ვართ…

მაშ, რა მოხდა წვეულებაზე?

ბიზნესმენმა, რომელმაც ფულის მოპოვება ისწავლა, ქიმია კი არა, 25კგ. მშრალი ყინული მოატანინა და დახურულ აბანოში არსებულ ცხელი წყლით სავსე აუზში ჩააყრევინა. შედეგად, რეაქცია წარიმართა, მშრალი ყინული, რომელიც მყარი ნახშირორჟანგია რეაქციაში შევიდა წყალთან, წარმოიქმნა ნახშირმჟავა. და რადგან, რეაქცია შექცევადია, ნახშირორჟანგის რაღაც ნაწილი უკან გამოთავისუფლდა და სტუმრებმა დახურულ სივრცეში  გონება დაკარგეს – ოთხი მათგანი გარდაიცვალა.

დაახლოებით ივივე ოხდა კამერუნის  ჩრდილოეთ-დასავლეთით, ტბა ნიოსთან. ყველაფერი 1986 წლის 21 აგვისტოს, საღამოს რვის ნახევარზე დაიწყო. ჯერ უცნაური ხმა გაისმა, თითქოს ვიღაც იღრინებაო. ტბის თავზე თეთრი ღრუბელი წარმოიქმნა. ცოტა ხანში  წყლის უზარმაზარმა ნაკადმა ამოხეთქა, კიდევ ცოტა ხანში კი ახლო-მახლო მოსახლეობის ნახევარზე მეტმა გრძნობა დაკარგა. მოგვიანებით ნაწილი კვლავ გონზე მოვიდა, თუმცა 1700 ადამიანი დაიღუპა.

ტრაგედიის შემდეგ, სამეცნიერო გამოძიება დაიწყო.

ტბიდან 240 000 ტონაზე მეტი ნახშირორჟანგი გამოთავისუფლდა. პირდაპირ ზედაპირზე ამოიფრქვა. ამის მიზეზი ის იყო, რომ ტბაში წყლის დონე მოულოდნელად ერთი მეტრით დაეცა. ნახშირორჟანგის სიმკვრივე ჰაერთან შედარებით 1.5-ით მეტია. ამ გაზით დაიფარა ტბის მიმდებარე ტერიტორია. შედეგად უამრავმა ადამიანმა ჟანგბადის უკმარისობის გამო გრძნობა დაკარგა, 1700 კი – გარდაიცვალა.

ნიოსის ტბა გამყოფ ხაზზე მდებარეობს და კრატერული წარმოშობისაა. მისი ზედაპირული სივრცე 1.48კმ2-ია, ვერტიკალურად შეკვეცილი კონუსით, სიღრმე 210მ-ია. წყალქვეშ ნახშირორჟანგი მუდმივად შემოედინება, შემოდინების სიჩქარე წუთში დაახლოებით 10მ3-ია. ტბაში დაახლოებით 1.5კმ3 გაზი შეიძლება იყოს გახსნილი.

გადარჩენილები იხსენებდნენ, რომ უბედური შემთხვევის წინ რამდენიმე დღე გადაუღებლად წვიმდა.

ტბამ „მკვლელი ტბის“ სახელი მიიღო, მაპროვოცირებლად წვიმას თვლიან…

კეთილი, იქ პროვოცირება წვიმამ გამოიწვია, მაგრამ იმ ამბავში, რითაც თხრობა დავიწყე ადამიანებმა თავად ჩაყარეს წყალში 25კგ. მშრალი ყინული. ასეთ შემთხვევაში, ქიმია თუ არ იცი, ქიმიკოსის კონსულტაცია მაინც უნდა მიიღო.

რატომ დაკარგეს გონება?

ყველაფერი მარტივია, ცილა ჰემოგლობინის ჰემთან დაკავშირებულმა რკინის იონმა ჟანგბადის ნაცვლად ნახშირორჟანგი დაიკავშირა.

ცილა ჰემოგლობინი ყველას გაგვიგია. ის კი არა, აფთიაქებში დღესაც კი (ბავშვობაში ხომ მით უმეტეს) სიამოვნებით ვყიდულობ მის ასამაღლებელ ჰემატოგენებს და გემრიელად გეახლებით ხოლმე.

ადამიანის სისხლის ცილამ მხატვარი ჯულიან ვოს-ანდრეა ისე აღაფრთოვანა, რომ ფოლადისა და მინისგან კომპოზიცია შექმნა და „ფოლადის გული“ უწოდა. სინამდვილეში კომპოზიცია ჰემოგლობინთან დაკავშირებულ ჟანგბადს ასახავდა და ის ამერიკაში არიზონის შტატის ქალაქ ოსვეგოს ამშვენებდა ერთ ხანად.

პირველ სურათზე კომპოზიცია ახალია, მეორე სურათზე დამონტაჟებიდან ათი დღეა გასული, მესამე სურათზე კი გივე კომპოზიციაა, ოღონდ სამი თვის შემდეგ.

 

ყურადღება, შეკითხვა მოსწავლეებს: რა დაემართა კომპოზიციას?

 

თქვენ მოიფიქრეთ, მე კი ჰემოგლობინს დავუბრუნდები.

 

ჰემოგლობინს (HB) შეიცავს ადამიანისა და ცხოველის სისხლი. ის ძირითადად ერითროციტების შემადგენლობაში შედის. სწორედ ამ ცილის მეშვეობით ასრულებს სისხლი თავის სუნთქვით  ფუნქციას, ანუ აწვდის ქსოვილებს ჟანგბადს და ათავისუფლებს  მათ ნახშირორჟანგისგან.  ჰემოგლობინის მოლეკულური მასა 64500 დალტონია. იგი შეიცავს ცილა გლობინს და მასთან დაკავშირებულ პროსტეთულ ჯგუფს – ჰემს. ჰემოგლობინის მოლეკულური მასის 96% გლობინზე მოდის, ხოლო 4% ჰემზე.

ჰემი ნაერთია, რომელშიც პროტოპორფირინი Fe2+ იონთან არის დაკავშირებული. რკინის იონს ექვსი კოორდინაციული ბმის წარმოქმნა შეუძლია. ჰემოგლობინში Fe2+ იონი ოთხი კოორდინაციული ბმით პორფირინის პიროლის ბირთვების აზოტის ატომებს უკავშირდება, მეხუთე კოორდინაციული ბმით – გლობინის მოლეკულის ამნიმჟავა ჰისტიდინის იმისაზოლის ბირთვს, ხოლო მეექვსე კოორდინაციული ბმით Fe2+ შეიძლება დაუკავშირდეს ჟანგბადს ან სხვა ლიგანდებს (CO2, CO, CNდა სხვა).

ჰემოგლობინის ერთ მოლეკულაში ოთხი ჰემია. ე.ი. ჰემოგლობინის ერთი მოლეკულა რკინის ოთხ იონს შეიცავს და შეუძლია ჟანგბადის ოთხი მოლეკულა დაიკავშიროს.

ჰემს შეუძლია დაიკავშიროს აირადი ნივთიერებები ან სხვა ფუნქციური ჯგუფები, რის შედეგადაც იცვლება ან არ იცვლება მასში შემავალი რკინის დაჟანგვის ხარისხი. ჰემს, რომელშიც რკინის დაჟანგვის ხარისხი +3-ია და ერთი კოორდინაციული ბმით დაკავშირებულია ქლორთან, ჰემინს უწოდებენ, ხოლო თუ ქლორის ნაცვლად ჰიდროქსილის ჯგუს დაუკავშირდება – ჰემატინს. დენატურირებულ გლობინთან დაკავშირებულ ჰემატინს პარაჰემატინი ეწოდება. ამ უკანასკნელის აღდგენის შედეგად მიიღება ჰემოქრომოგენი, რომელშიც ჰემი დაკავშირებულია დენატურირებულ გლობინთან. სასამართლო მედიცინაში სისხლის ლაქის იდენტიფიკაციისთვის ჰემოგლობინი გადაჰყავთ ჰემოქრომოგენში, ამ უკანასკნელს კი ადვილად აღმოაჩენენ სპექტროსკოპულად.

ჰემოგლობინის ჟანგბადთან დაკავშირების შედეგად მიიღება ოქსიჰემოგლობინი, რომელშიც რკინის დაჟანგვის ხარისხია +2 და ჟანგბადთან იგი მეექვსე კოორდინაციული ბმითაა დაკავშირებული. ოქსიჰემოგლობინი ადვილად დისოცირდება ჰემოგლობინად და ჟანგბადად. ეს პროცესი არ არის აღდგენითი, რადგან როგორც ჰემოგლობინში, ისე ოქსიჰემოგლობინში რკინის დაჟანგვის ხარისხი  +2-ია.

ჰემოგლობინს შეიძლება დაუკავშირდეს CO. ამ შემთხვევაში მიიღება კარბოქსიჰემოგლობინი.  აქაც რკინის დაჟანგვის ხარისხია +2. ჰემოგლობინი 200-ჯერ უკეთ უერთდება CO-ს, ვიდრე ჟანგბადს. იგივე ითქმის CO2-ზე, ამიტომ თუ ჰაერში ისინი მაღალი კონცენტრაციით დაგროვდებიან, მაშინ ორგანიზმში ადვილად წარმოიქმნება კარბოქსიჰემოგლობინი, რის შედეგადაც ირღვევა ქსოვილოვანი სუნთქვა და შეიძლება ორგანიზმი უჰაერობის გამო დაიღუპოს.

სწორედ ეს მოხდა ბიზნესმენის მიერ მოწყობილ დღესასწაულზე. 25კგ მშრალი ყინულის ცხელ წყალში ჩაგდების შემდეგ წარმართულმა ქიმიურმა რეაქციამ დიდი კონცენტრაციის ნახშირორჟანგის დაგროვება გამოიწვია და ყველა იქ მყოფის ჰემოგლობინს ჟანგბადის ნაცვლად სწორედ CO2 დაუკავშირდა, წარმოიქმნა კარბოქსიჰემოგლობინი და განვითარდა ჰიპოქსია.

აჰ, ქიმია, რომ სცოდნოდათ…

 

 

კომენტარები

comments