Лаборатория изнутри

Запаха у газа нет — его туда добавляют. Как работают «части на миллион»

Странный факт: у природного газа нет запаха. Совсем. Чистый метан, который горит в вашей конфорке, не пахнет — ни резко, ни слабо, никак.

Тот самый «запах газа» — искусственный. В газ специально добавляют одорант, вещество с одним предназначением: вонять. И нужно его так мало, что считать приходится в странных единицах — частях на миллион.

Капля на бассейн

Процент — одна сотая. Промилле — одна тысячная. А дальше включается научный язык:

ppm — одна часть на миллион: капля на большое ведро;
ppb — часть на миллиард: капля на железнодорожную цистерну;
ppt — часть на триллион: ложка на двести олимпийских бассейнов.

Кажется, такими количествами можно пренебречь. Практика говорит обратное.

Безопасность в дозе ppb

В бытовой газ добавляют меркаптаны — их нос улавливает в концентрациях единиц ppb. Газ не видно и не слышно, а утечка смертельно опасна — поэтому запах добавляют принудительно и в такой дозе, чтобы вы почувствовали его задолго до опасной концентрации. Система оповещения на частях на миллиард — и она у вас уже есть.

Где ещё правят ppm

Знаменитые «420 ppm CO₂» — 420 молекул углекислого газа на миллион молекул воздуха. Остаточный хлор в водопроводе нормируют в десятых долях мг/л. А геосмин — вещество запаха дождя — человек чувствует в воде в единицах ppt: запах «болота» в стакане — это части на триллион.

Почему «ноль» не существует

У любого прибора есть предел обнаружения. Поэтому правильный ответ лаборатории — не «не содержит», а «не обнаружено». Прочерк в отчёте анализа значит лишь одно: вещества меньше, чем способен разглядеть прибор.

Маленькая доза бывает большим сигналом — и нос это знает лучше любого прибора.

А вы чувствуете хлорку в воде из-под крана? Или запах дождя до того, как он начался?

---

«Лаборатория изнутри» — привычные вещи с точки зрения химии и физики

Лёгкий как воздух? Плохая новость: воздух совсем не лёгкий

Сколько весит воздух в комнате, где вы сейчас сидите? Прикиньте, прежде чем читать дальше. Сто граммов? Килограмм?

Ответ: около 50 килограммов — как взрослый человек.

Считаем вместе

Литр воздуха весит примерно 1,2 грамма. Комната 4×5 метров с потолками 2,7 м — это 54 кубометра, то есть около 65 килограммов воздуха. В небольшой спальне — 30–40 кг. В школьном классе воздух переваливает за центнер.

Мы не чувствуем этот вес: воздух давит на нас со всех сторон одинаково, в том числе изнутри. Давление уравновешено.

Шестнадцать лошадей против воздуха

В 1654 году мэр Магдебурга Отто фон Герике соединил две медные половинки полого шара и выкачал из них воздух. К шару запрягли две упряжки — шестнадцать лошадей не смогли разорвать шар. Его держала атмосфера: снаружи воздух давил с силой в тонны, а изнутри давить было нечему.

Почему весы врут из-за воздуха

Закон Архимеда работает и в воздухе: любой предмет на весах вытесняет воздух, и воздух его слегка «приподнимает». Для кухонных весов ерунда, а для аналитических с точностью 0,0001 грамма — проблема.

Поэтому в поверочных лабораториях рядом с весами стоят барометр, термометр и гигрометр: эталон сравнивают с образцом с поправкой на плотность воздуха в этот конкретный день. Метрологи называют это «весом ничего».

Почувствовать вес воздуха дома

Налейте в пластиковую бутылку немного горячей воды, вылейте и быстро закрутите крышку. Через пару минут бутылка начнёт сминаться с треском: остывающий воздух внутри теряет давление, и пятьдесят килограммов воздуха из комнаты показывают, на что способны.

А какую цифру вы назвали в начале — до ответа? Напишите в комментариях.

---

«Лаборатория изнутри» — привычные вещи с точки зрения химии и физики