На самом деле проба Марша выполняется настолько легко, что я детально опишу вам этот процесс, и это будет единственный рецепт, который вы найдете в этой книге.
Через образец пропускают газообразный водород Н2. В этом простом веществе водород имеет нулевую степень окисления, но ему очень хочется отдать два своих электрона (по одному на каждый атом Н) и стать Н+ – либо в виде иона, либо в составе какого-либо соединения. Мышьяк в As2O3 имеет степень окисления +3; он забирает три электрона у трех молекул водорода, а затем соединяется с получившимся Н+, в результате чего получается еще один газ – арсин (AsH3)
[286] – и вода. Выражаясь языком химиков, As3+ восстанавливается, то есть степень окисления мышьяка понижается (с +3 до –3), а водород окисляется (с 0 до +1). Вот как выглядит эта окислительно-восстановительная реакция:
6H2 (г) + As2O3 (т) → 2AsH3 (г) + 3H2O (ж).
Теперь газ выделился из образца и может подняться в верхнюю часть пробирки вместе с избыточным газом Н2. При нагревании верхней части пробирки газ арсин будет разлагаться на металлический мышьяк и водород:
2AsH3 (г) + теплота → 2As (металл) + 3H2 (г).
Предупреждение: когда Агата Кристи проводила эту пробу, у нее взорвалась кофеварка
[287]; как мы уже видели в главе 3, газообразный водород может быть взрывоопасным.
Металл изначально присутствует в смеси в виде газа, но он быстро конденсируется на более холодной стеклянной поверхности, совсем как водяной пар, и на внутренней стороне пробирки образуется красивое «зеркало».
Огромный интерес к этой реакции, привлекавшей внимание таких корифеев химии XIX века, как Йёнс Якоб Берцелиус в Швеции и Юстус фон Либих в Германии, был вызван не только ее потенциалом в деле поимки преступников. Мышьяк был проблемой по двум причинам. Он был широко распространен как крысиный яд, который мог приобрести любой человек, и из-за этого мог внезапно появиться где угодно (как и крысы), но, что еще важнее, сильное сродство между двумя мягкими ионами – As3+ и S2– – означало, что железо, которое часто производилось из сульфидсодержащих минералов, имело примесное содержание мышьяка. Путем различных преобразований эти атомы мышьяка попадали в смесь с другими веществами, и особенно в серную кислоту, которая тогда, как и сейчас, была основой для изготовления многих соединений. Поэтому надежная проба на содержание мышьяка была важна для многих сфер и остается такой и в наши дни.
Всего несколько лет назад в Бангладеш обнаружилась серьезная проблема, связанная с мышьяком, но не по причине промышленного загрязнения, а потому, что новые пресноводные буровые скважины, предназначенные для замены опасных для здоровья поверхностных вод из открытых водоемов, стали давать питьевую воду с высоким природным содержанием мышьяка из-за химического состава подземных минералов
[288].
Юхан III, так вероломно отравивший своего брата мышьяком, и близко не достиг такого успеха, как Елизавета I. Его сын Сигизмунд, уже избранный к тому времени королем очень католической Польской Республики, стал его преемником в 1592 году. Дядя Сигизмунда Карл, протестант и младший брат Эрика и Юхана, сверг его в 1599 году. Лишь тогда Швеции наконец удалось избавиться от этих средневековых способов перехода власти.
22
Вернуть будущее назад
В этой главе речь пойдет об очень дорогом металле и о том, как с его помощью сделать дорогостоящее лекарство дешевле. Мы также расскажем вам, как спасти мир и какие транспортные проблемы существуют в мозге.
Есть разные способы въехать в вечность. В 1953 году Одри Хепберн в фильме Уильяма Уайлера «Римские каникулы» воспользовалась для этого мотороллером. После тряской поездки по извилистым улочкам героиня оказывается в полицейском участке, а Хепберн получает «Оскар» за лучшую женскую роль. Совершенно другой подход выбрали Майкл Дуглас и его друзья в фильме «Роман с камнем» (снят Робертом Земекисом в 1984 году и спродюсирован Дугласом): на протяжении большей части фильма Дугласа и Кэтлин Тернер преследует Дэнни де Вито в белом Renault 4L.
Эти скромные средства передвижения были не совсем в стиле Майкла Джея Фокса в следующем фильме Земекиса «Назад в будущее»: транспортом, на котором Фокс отправился к всемирной славе, стал работающий на плутонии спортивный автомобиль DeLorean. Piaggio (производитель мотороллера Vespa, на котором ездила Хепберн) и Renault – крупные компании, существующие по сей день, в то время как DeLorean обанкротилась еще в 1982 году – слишком рано, чтобы получить прибыль от успеха фильма, ставшего сенсационным блокбастером по всему миру в 1985-м. Но, если допустить, что вам удалось найти подержанный DeLorean DMC-12 (единственная модель, которую выпускала эта компания), не ждите, что она отвезет вас назад в 1950-е, даже если вы заправите ее плутонием.
В фильме герой Фокса Марти Макфлай застревает в парадоксе времени и в буквальном смысле вынужден спасать свое собственное будущее. В реальной жизни шесть лет спустя, когда Фоксу было 29, у него диагностировали болезнь Паркинсона, и он начал самую настоящую борьбу за свое будущее, сражаясь с болезнью на всех фронтах.
Болезнь Паркинсона – дегенеративное неврологическое заболевание. У него хронический характер, и в настоящее время нет лекарств, позволяющих его вылечить, но существует терапия, помогающая бороться с симптомами. Впервые болезнь подробно описал английский врач Джеймс Паркинсон, а влиятельный специалист Жан Мартен Шарко, с которым мы ненадолго встретились в главе 12, назвал эту болезнь его именем. Классические симптомы – тремор, ригидность, замедленные движения и проблемы с сохранением равновесия. Проблема для врачей, а следовательно, и для их пациентов заключается в том, что не существует простого химического или биохимического теста, позволяющего выявить болезнь Паркинсона, что порой затрудняет постановку диагноза.
Однако нам известно, что корень проблемы – уменьшение числа нервных клеток мозга и снижение производства молекулы-нейромедиатора под названием дофамин (см. рисунок 46).
Одним из очевидных методов лечения симптомов заболевания кажется простая компенсация недостающего дофамина в мозге. Этот способ выглядит простым на бумаге, но в реальности все оказывается сложнее из-за двух совершенно не связанных между собой химических проблем.
Первое препятствие – это гематоэнцефалический барьер, который, по сути, осуществляет жесткий контроль над тем, какие вещества попадают в химическую систему мозга. Если мы введем дофамин прямо в кровоток, он отскочит от этого барьера, потому что молекула дофамина слишком сильно любит воду из-за наличия в ней так называемых полярных групп: —NH2 (аминогруппа) и двух – ОН (гидроксильные, или спиртовые группы). При этом мы все еще можем обеспечить мозг той молекулой-прекурсором, которую он сам использует для производства дофамина, потому что эту функцию мозга болезнь не затрагивает.
