informacje



czwartek, 31 maja 2012

Kiedyś w laboratorium... (11.)

Podczas praktyk zawodowych miałem parę chwil wolnego czasu aby móc się pobawić. Wycisnąłem torebkę czarnej herbaty do zagłębień porcelanowej płytki i dodałem do jednego zasady sodowej a do drugiego kwasu siarkowego:
Niestety wyciśnięty napar był dosyć mocny i dlatego różnica odcieni nie jest tak dobrze widoczna jak przy słabszym, co każdy ma możliwość obserwować zakwaszając herbatę cytryną.

W liściach herbaty zawarte są garbniki, będące polifenolami - najczęściej są to pochodne katechiny, w zielonych liściach występujące w słabo zabarwionej frakcji niskocząsteczkowej. Podczas fermentacji te drobne cząsteczki ulegają enzymatycznemu utlenieniu pod wpływem oksydazy polifenolowej do bardzo reaktywnych chinonów a następnie polimeryzacji tworząc duże agregaty o kolorze od żółtego do brązowego, odpowiadające za czarny kolor herbaty i odcienie jej naparów[1] Dodatkowo część chinonów, tworzy z pozostałymi fenolami kompleksy z przeniesieniem ładunku, często o żywej barwie o czym każdy mógł się przekonać podczas zbierania podgrzybków - sinoniebieski kolor uszkodzonego miąższu owocnika tego grzyba, z powodu którego czasem mówi się na nie "siniaki" to właśnie wynik powstawania barwnych kompleksów CT głównie dla kwasu kserokomowego (xerocomic acid).[2] Za brązowienie pieczarek odpowiada atromentyna. Spotykam się z błędnym twierdzeniem, że niebieszczenie grzybów jest oznaką ich halucynogenności.
 Podobna reakcja zachodzi po mechanicznym uszkodzeniu (krojenie, rozcieranie) w wielu owocach i warzywach - to właśnie tworzenie wielkocząsteczkowych polifenoli odpowiada za brązowienie jabłek, bananów, ziemniaków, a nawet krewetek i homarów[3] a nie, jak to się już spotkałem, utlenienie żelaza. Po zakwaszeniu lub sparzeniu enzym przestaje być aktywny i owoce nie ciemnieją. Garbniki te nadają herbacie właściwości przeciwbakteryjne, przeciwzapalne i ściągające.
Katechina i jej pochodne zawierają pierścienie aromatyczne z grupami hydroksylowymi - w takim układzie pojawia się równowaga między formą fenolową a chinonową, zależna od pH środowiska. W środowisku zasadowym garbniki oddają proton i przeważać zaczyna forma chinonowa o silniejszym zabarwieniu, w środowisku kwaśnym przeważa forma fenolowa o kolorze mniej intensywnym. W zasadzie można więc taki napar potraktować jako niezbyt precyzyjny wskaźnik kwasowości. Ot i cała tajemnica - niektórzy do dziś sądzą, że zakwaszona herbata robi się słabsza i dlatego jest jasna.
 Gdy do naparu dodałem stężonego kwasu, wytrącił mi się pomarańczowy osad - zapewne były to niezdysocjowane garbniki.

ps. Ponieważ zainteresowanie wpisem planowanym na krótką migawkę jest zaskakująco duże, dopisałem trochę jeszcze
-------
http://en.wikipedia.org/wiki/Polyphenol_oxidase
[1] Przemysław Dmowski, Maria Śmiechowska, Beata Deja Wpływ warunków zaparzania na zawartość garbników oraz wybranych parametrów barwny herbaty, Zeszyty Naukowe AM
[2]  Stephen F. Nelsen, Bluing Components and Other Pigments of Boletes,  fungimag.com
[3]  Brązowienie enzymatyczne, food-info.net

niedziela, 27 maja 2012

Czerwień nie tak czerwona


Wszystko zaczęło się pewnego dnia w roku 79 naszej ery, albo też 832 a.U.c. kiedy to od dawna niespokojny wulkan Wezuwiusz wybuchł z wielką siłą. Z wierzchołka góry wydobyły się fontanny iskier i pióropusz dymu który zaćmił niebo. Gdy na ulice położonych u jego podnóża miast Stabie, Herkulanum i Pompeje opadać zaczął drobny, podobny do płatków puszystego śniegu popiół wulkaniczny, przemieszany z kamykami lapilli, większość mieszkańców ukryła się w domach, czekając aż przejdzie. Okazało się to zgubnym rozwiązaniem, gdyż opad nie ustawał, zasypując ulice i załamując dachy. Ci którzy zbyt późno się zorientowali, nie mogli się wydostać z zasypywanego miasta. Zagrzebani szarym popiołem ginęli w domach, na ulicach, w pałacach i willach, na placach i w parkach, dusząc się od gorących gazów. W Herkulanum popiół pokrył wszystko niezbyt grubą warstewką, toteż mieszkańcy mieli czas na ewakuację, ale pod wieczór ze zboczy obsunęła się lawina gorących materiałów piroklastycznych, które w kilka chwil zagrzebały miasto. W porcie znaleziono później kilkaset szkieletów tych którzy nie zdążyli uciec.
Erupcja skończyła się po kilku dniach, zagrzebując miasta kilkumetrową warstwą popiołów, dzięki czemu trzeba było czekać aż do XVII wieku zanim przypadkowo odkryto że głęboko pod ziemią zalegają starożytne figury, domy, dzielnice...

Odkrycie Pompei należało do największych odkryć archeologicznych w dziejach. W dużym stopniu przyczyniło się do rozwoju nurtu klasycznego w architekturze, przede wszystkim jednak pozwoliło zobaczyć nam jak wyglądało starożytne miasto, zakonserwowane niczym pod szklanym kloszem. Odsłonięto domy, dobrze zachowane przedmioty codziennego użytku. barwne mozaiki i feski na ścianach. Tu i ówdzie grafitti wykonywane z potrzeby chwili. I ciała.
Popiół wulkaniczny okrywający miasto szybko stwardniał w tuf, zaś te obiekty które łatwo ulegały rozkładowi, zachowały się w formie odcisków. Gdy zaczęto natykać się na pierwsze szkielety, każdy tkwił w niszy zachowującej kształt ciała; zajmujący się wykopaliskami Giuseppe Fiorelli zaczął w takich wypadkach wypełniać "odcisk" gipsem. Po oczyszczeniu i wyjęciu otrzymywało się przerażająco dokładny odlew człowieka, z zachowaniem takich szczegółów jak rysy twarzy czy kształt ubioru. Jak dotychczas odkryto w Pompejach dwa tysiące takich ciał.

Jedną z rzeczy jakie rzucały się w oczy historykom sztuki były żywe barwy zachowane zarówno wewnątrz jak i na zewnątrz budynków. Prawdopodobnie utrwalony w powszechnym mniemaniu obraz białych miast starożytności jest błędny - już w opisach ówczesnych autorów znajdujemy wzmianki o barwach świątyń, co potwierdzają najnowsze badania. Na niektórych zabytkach które długo przeleżały w ziemi zachowały się jeszcze ślady farb.
W starożytnych opisach zachowały się wzmianki o używanych pigmentach - czerwony cynober, błękitny azuryt, zielony malachit, purpura tyryjska czy "smocza krew" będąca zapewne żywicą draceny. Częste były też ochry pozwalające uzyskać różnorodne odcienie żółci, czerwieni i brązu[1].

Dosyć ciekawym pigmentem był tak zwany błękit egipski. Był to prawdopodobnie pierwszy pigment syntetyczny. Chemicznie rzecz biorąc to podwójny krzemian wapnia i miedzi, mający postać szklistych ziaren, nierozpuszczalnych w wodzie, o ładnym, jasnoniebieskim kolorze. Witruwiusz opisał, że dla wytworzenia błękitu ogrzewano w piecu mieszaninę związków miedzi, zapewne malachitu, piasku kwarcowego, wapienia i natronu.:
Cu 2 CO 3 (OH) 2 + 8 SiO 2 + 2 CaCO 3 → 2 CaCuSi 4 O 10 + 3 CO 2 + H 2 O
Węglan sodu był w tym procesie topnikiem, w reakcji krzemionki, miedzi i wapna powstawał krzemian wapniowo-miedziowy w postaci małych ziarenek, które należało następnie zetrzeć na proszek. Tak postały pigment był znacznie tańszy od azurytu.

Najbardziej jednak charakterystyczną cechą odkrytych fresków, było nadzwyczaj częste użycie bardzo żywej, soczystej czerwieni, już wkrótce nazywanej czerwienią pompejańską. Szczególnie dobrze widać to w tzw. wilii misteriów, pokrytej malowidłami przedstawiającymi misteria dionizyjskie. Czerwień stanowi tutaj rzucające się w oczy tło dla postaci, pokrywając całą ścianę.
Kolor wkrótce stał się modny wśród bogatych europejczyków, kojarzących pompejański wystrój z przepychem, jednak w miarę postępu wykopalisk okazało się, że reguła ta nie działa. W odkopywanych miastach czerwień pojawiała się w pomieszczeniach dla służby, w mniej zamożnych domach, w warsztatach i sklepach. Było to zaskakujące, bo potrzebny do uzyskania takiego intensywnego odcienia cynober był bardzo drogim barwnikiem. Dopiero późniejsze badania wykazały, że gdzieniegdzie kolor uzyskiwano przy pomocy takich tańszych barwinków, jak minia ołowiowa, hematyt czy nawet czerwona ochra, czasem fałszując nimi droższą farbę[1]
Mimo to problemem pozostawała częstość pojawiania się czerwieni w miastach. Stworzone później teorie estetyczne uznawały po prostu, że był to wówczas kolor modny, kojarzony z lepszym bytem i dlatego tak chętnie malowano na czerwono wszystkie pomieszczenia, jednak stopniowo zaczęły narastać co do tego coraz większe wątpliwości.

We wrześniu minionego roku świat obiegła wiadomość - czerwień pompejańska była żółta! Oczywiście polskie media trochę to przekręciły. Nie mogłem wówczas jednak znaleźć na ten temat szerszych materiałów - wiadomość była oparta na prezentacji z VII krajowej konferencji na temat kolorów w Rzymie, jednak materiały z tej konferencji ukazały się znacznie później. O co chodziło?

Intensywna czerwień na ścianach bogatych wilii była wynikiem zmieszania bardzo dobrze oczyszczonego, drobnoziarnistego cynobru w ilości do 85%, z czerwoną minią i niewielkim dodatkiem innych drogich barwników, tymczasem jednak w wielu miejscach nie udało się wykryć tych składników. Było zatem oczywiste że część ścian malowano tańszymi farbami, powstał tu jednak istotny problem. Jednym z tanich czerwonych barwników była ochra. Mogła to być oryginalna czerwona ziemia wydobywana w odpowiednich miejscach, lecz znacznie bardziej dostępna była ochra żółta, nazywana też ugrem. Ma ona między innymi tą własność, że silnie ogrzewana ciemnieje a po rozkruszeniu staje się... czerwona. Opisał to już niezawodny Witruwiusz, a przed nim Piliniusz w swym obszernym poemacie De rerum natura.
Ochra to mieszanina tlenków i wodorotlenków żelaza, z minerałami ilastymi, często kaolinem, będąca osadem nanoszonym przez wodę w pobliżu wietrzejących złóż żelaza. Bardzo podobne rdzawe grudki można niekiedy znaleźć w piasku wydobywanym spod torfu lub w samym torfie - ten tzw. orszyn też stanowi mieszaninę związków żelaza, połączonych z kwasami humusowymi i innymi solami mineralnymi. Bardzo grube warstwy orszynu tworzą rudę darniową, gdzieniegdzie wydobywaną jako niskoprocentowa ruda żelaza.
Barwa ochry zależy od proporcji zawartych różnych minerałów żelaznych - barwa ciemnoczerwona to wynik przewagi hematytu, żółta to przewaga limonitu a brązowa to przewaga goethytu. Te minerały należy właściwie uporządkować:
Limonit to osad mineralny zawierający wodorotlenek żelaza z dużą ilością związanej krystalicznie wody, w wyniku jego wietrzenia, po usunięciu części wody i po przejściu części wodorotlenku w tlenki, zasadowe tlenki i tlenki uwodnione, uzyskujemy goethyt; dalsze odwadnianie i wietrzenie powoduje powstanie tlenku żelaza III a więc hematytu o barwie rdzawej. Jak łatwo się wam teraz domyślić, prażąc ochrę odwadniamy ją, zwiększając zawartość bezwodnego tlenku, co przesuwa kolor z żółtawego w rdzawy. Stąd zresztą siena palona, też używana jako pigment. Zależnie od intensywności wypalania oraz składu wyjściowego otrzymuje się różne odcienie. Wobec domieszek manganu, szczególnie w zielonkawych umbrach, kolor staje się tak ciemny, że bliski czerni.


No dobra, a Pompeje? 
Jak już pisałem, aby otrzymać tanią czerwoną farbę należało użyć ochry. Mogła to być zwykła, żółta ochra wypalona w piecu, ale mogła to być też naturalna ochra czerwona, w krajach śródziemnomorskich występująca w formie laterytu, a więc z domieszkami tlenków i wodorotlenków glinu. Ale zaraz zaraz - miasta zostały zasypane gorącym popiołem, a Herkulanum lawiną rozżarzonych materiałów piroklastycznych. Czy nie mogło być czasem tak, że w tych warunkach ściany pomalowane żółtą ochrą, stały się czerwone? Mogło tak być, co więcej od dawna domyślano się takiej możliwości.
W wielu miejscach obserwowano taką zmianę w obrębie jednej ściany - u dołu, gdzie gromadziły się pierwsze gorące partie popiołu, ściana jest czerwona, zaś u góry żółta. Podobne objawy obserwowano przy spękaniach ściany - w miejscu szczeliny ciepło głębiej wchodziło w mur i wokół niej czerwień była intensywniejsza. Problem natomiast polegał na czym innym - być może część ścian pierwotnie była żółta, ale na pewno cześć była pierwotnie czerwona bo pomalowano je czerwoną ochrą, jak jednak wiele było takich ścian? Jeśli przyjąć obowiązującą od dekad teorię, że mieszkańcy Pompejów nadzwyczaj upodobali sobie ten kolor, to oczywiście stwierdzimy że większość ścian była pomalowana na czerwono, ale naukowcy nie zwykli przyjmować takich poglądów za pewnik.


Sergio Omarini, kierownik zespołu z Visual Instytut National Research Council (Ino-CNR) we Florencji, postanowił zbadać skład farb metodami nieinwazyjnymi. Przedtem dla zbadania składu pobierano małe próbki ze ścian, jednak badanie mogło wówczas objąć tylko pewne punktowe miejsca. Zastosowanie przenośnego spektrofotokolorymetru pozwoliło na szybkie przebadanie większych powierzchni i porównanie ich składu. Przyrząd badał światło odbite od ściany, mierząc zależność między długością fali a absorpcją, czyli wyznaczając widmo. Najpierw jednak należało wykluczyć z badania ściany które malowano cynobrem. Zastosowano tu przenośny aparat do badań fluorescencji rentgenowskiej i odrzucono ściany zawierające rtęć i ołów. Następnie podzielono badane ściany na obszary czerwone, zółte i przechodzące z jednego koloru w drugi.
Przebadano łącznie 246 ścian postrzeganych jako czerwone i 57 żółtych. W tej liczbie znaleziono 165 pierwotnie malowanych ochrą czerwoną, wyróżniającą się zawartością tlenku glinu, 57 malowanych ochrą żółtą i 81 malowanych pierwotnie na żółto ale poczerwieniałych od gorąca. Krótko mówiąc co czwarta ściana zmieniła kolor[2] Efekt był szczególnie wyraźny w Herkulanum skąd pochodziła większość badanych powierzchni. Przykładem może być Willa Papirusów, gdzie Omarini przeprowadzał badania już kilka lat temu[3]:


Zmianę barwy widać na tylnych ścianach. Jeśli wyobrazić sobie że te ściany były żółte, to pomieszczenie nabiera innego charakteru.


Zatem czerwony może nie był aż tak powszechny w starożytności, ale i tak stanowił dużą część malunków, zaś freski w Willi Misteriów od początku były czerwone (aczkolwiek ich intensywny kolor w dużej mierze jest wynikiem późniejszych renowacji, polegających na podmalowaniu). Profesor Mary Bread, autorka słynnej książki o Pompejach skomentowała to krótko - to kolejny przykład pokazujący, że Pompeje nie zostały zamknięte w kapsule czasu[4]

------
http://en.wikipedia.org/wiki/Egyptian_blue

[1] Pigments and painting techniques of Roman Artists  http://www.rms.org.uk
[2]  Silvana Carannante, Francesca Civetti, Sergio Omarini, Filomena Schiano Lomoriello, Peppe Zolfo, Giallo Pompeiano,  http://www.nannimagazine.it



piątek, 18 maja 2012

Kiedyś w laboratorium (10.)

Na zajęciach z biochemii przerabialiśmy cukry a tam porównywaliśmy reakcję różnych cukrów na odczynnik Fehlinga.

Odczynnik Fehlinga to roztwór soli miedzi II w winianie sodowo-potasowym. Przygotowanie odczynnika polega na zmieszaniu roztworu siarczanu miedzi z zasadowym roztworem winianu. Powstaje wówczas kompleks ditartratamiedzi :

 Ten w reakcji ze związkami o właściwościach redukujących łatwo redukuje się z wydzieleniem tlenku miedzi I Cu2O. Właściwym utleniaczem jest tutaj miedź II w środowisku zasadowym, zaś jej zakompleksowanie ma zapobiegać tworzeniu się słabo rozpuszczalnego wodorotlenku, z którym reakcja przebiega wolniej i który ma skłonność w gorącej wodzie rozkładać się do czarnego tlenku miedzi II CuO, mogąc tym samym zamaskować oczekiwany wynik.
Tymi związkami mogła być na przykład cukry zawierające wolną grupę aldehydową, utleniającą się do karboksylowej. Test wprowadził już w 1848 roku niemiecki chemik Hermann Fehling i do dziś jest używany do wykrywania glukozy w moczu.

W przypadku badań cukrów reakcji ulegają te dwucukry, w których wolna pozostaje któraś grupa aldehydowa. W tym konkretnym przypadku nalałem kolejno od lewej - wody (ślepa próba), glukozy, maltozy i sacharozy.

W próbówce z woda odczynnik nie zmienił koloru po ogrzewaniu, w tej z glukozą strącił się intensywnie pomarańczowy osad, w tej z maltozą też choć nieco mniej, a w tej z sacharozą...
Teoretycznie roztwór powinien pozostać bez zmian, bo sacharoza nie jest cukrem redukującym, jednak w rzeczywistości powstało nieco koloidalnego osadu, nadającego mu intrygujący kolor - niebieski z pomarańczowym poblaskiem, dobrze widocznym od strony oświetlonej i prawie zanikającym przy prześwietleniu. Najwidoczniej roztwór sacharozy stojący w pracowni był zanieczyszczony odrobiną innych cukrów, zapewne za sprawą użycia tej samej pipety do różnych próbek przez którąś z poprzednich grup.

Sama próba Fehlinga jest mało charakterystyczna, pozytywny wynik dają cukry redukujące, aldehydy z wyjątkiem aromatycznych a także kwas mrówkowy. Innym wariantem jest odczynnik Benedicta, gdzie miedź jest skompleksowana cytrynianem sodu.

czwartek, 10 maja 2012

sobota, 5 maja 2012

Poison Story (3.) - Bawełniana wdowa


- Powinieneś się ubezpieczyć. Tak na wszelki wypadek.
- O co ci chodzi, dlaczego ciągle trujesz mi tym głowę? - mógłby gniewnie odpowiedzieć żonie James Robinson.
- Nigdy nic nie wiadomo...
Małżeństwo Robinsonów nie należało do specjalnie udanych. Pierwotnie James zatrudnił jako gosposię-opiekunkę, niejaką Marry Ann Ward, niedawną wdowę, która oprócz rozmaitych spraw miała jedynie opiekować się dziećmi i choć jako doświadczona pielęgniarka wywiązywała się z tego zadania znakomicie, chłopiec zachorował i zmarł na gorączkę żołądkową. Po tej tragedii zbliżyli się do siebie. Zbliżyli się tak dobrze że zaszła w ciążę i na stałe zamieszkała z panem Robinsonem. Nawet na krótko przeprowadziła się do nich matka gosposi, niestety zmarła po kilku dniach na dolegliwości żołądkowe. Nie skończyło to łańcucha tragedii - w ciągu trzech tygodni kwietnia odeszła dwójka dzieci Robinsona i córka Marry Ann z poprzedniego małżeństwa. Być może te wszystkie nieszczęścia zbliżyły ich na tyle, że po ledwie pół roku 11 sierpnia 1867 roku, Marry Ann z domu Robson, poślubiła Jamesa w kościele św. Michała w Sutherland, w północnej Szkocji.
Kilka miesięcy później urodziła się im córka, Maria Izabela, ale niestety, jak wszyscy z jej rodziny, jako bardzo chorowite dziecko zmarła mając ledwie pięć miesięcy. Wtedy też Ann zaczęła nalegać na męża, aby ubezpieczył się na życie. Bo przecież nigdy nic nie wiadomo. A cóż pocznie bez niego, sama, biedna.
Najwyraźniej jednak pani Robinson nie była wzorową żoną, często przepadała na długo w mieście wracając o dziwnych porach, często prosiła o małe sumy na różne sprawunki. Wreszcie dowiedział się, że ma długi na sześćdziesiąt funtów i że zabrała mu pięćdziesiąt umieszczając w banku, a na koniec, że posyła dzieci do lombardu, zastawiając biżuterię. O nie, tego już znieść nie mógł. Nie zważając na względy towarzyskie porzucił ją pod koniec roku.
Biedna Marry została na bruku. Jej znajoma, Margaret, sprowadza ją do domu brata Fryderyka Cottona, który niedawno został wdowcem. Niestety już wkrótce dwójka jego dzieci umiera na dolegliwości żołądkowe. Niedługo potem gorączka jelitowa wykańcza uczynną Margareth, zaś Marry tak skutecznie pociesza jej brata, że zachodzi z nim w ciążę. Wkrótce ożenili się w połowie września 1870 roku, i przeprowadzili do niego w Walbottle; Marry nie powiedziała mu że jeszcze nie rozwiodła się z poprzednim mężem. Wkrótce poznaje byłego kochanka Józefa Nattrassa i odnawia związek na tyle, że ten się do niej sprowadza. Pan Cotton nie robi obiekcji, jako że niedługo przedtem umiera na wrzody, zostawiwszy spadek żonie i dzieciom. Dzieci długo się nim nie cieszyły, gdyż zarówno sierota po ojcu jak i świeżo narodzony Fryderyk Junior, umierają wskutek kolki. Sam Nattrass umiera po kilku miesiącach wskutek nagłych boleści żołądkowych, pozostawiwszy spadek kochance.
Mając wikt i dom zatrudnia się jako pielęgniarka u Thomasa Rileya, funkcjonariusza parafii. Wówczas dołącza do niej ostatni żyjący syn Karol. Matka chce umieścić go w przytułku ale musiałaby wówczas mu towarzyszyć. Nie zrażona mówi, że chłopiec jest chorowity i szybko umrze, jak wszyscy Cottonowie, gdy zaś przepowiednia spełnia się po zaledwie pięciu dniach, Riley nabiera podejrzeń. Zwłaszcza, że zaraz po jego śmierci, Marry udała się do ubezpieczyciela po wypłatę ubezpieczenia które wzięła na życie syna. Tak na wszelki wypadek.
Jednak czy stateczna wdowa mogłaby zamordować syna aby jej nie przeszkadzał? Koroner nie daje wiary podejrzeniom Ridleya, zwłaszcza gdy Marry stwierdza że niedawno odrzuciła jego zaloty. Śmierć chłopca zostaje uznana za naturalną i zapewne na tym by się skończyło, gdyby nie dziennikarze, którzy popytali o nią w różnych miastach i ujawnili jej niezwykłą historię.

Marry Ann nie miała szczęśliwego życia. Urodzona w 1832 roku w Moorsley, wioseczce wchłoniętej potem przez Sutherland, wychowywała się w Durham, gdzie jej ojciec górnik przeniósł się za pracą. Gdy miała 14 lat ojciec ginie w kopalni, zaś matka znajduje sobie nowego męża. Marry nie lubi ojczyma, który osładza jej żale pieniędzmi i prezentami. Aby uniezależnić się, Ann szkoli się na pielęgniarkę i odchodzi z domu. Mając dwadzieścia lat żeni się z górnikiem Williamem Mowbray'em, przenosząc się do Plymouth . Ma z nim pięcioro dzieci, lecz czwórka umiera na dolegliwości żołądkowe. Przenoszą się do wschodniej Anglii gdzie mają jeszcze trójkę dzieci, te umierają jedno po drugim. Mąż umiera na gorączkę żołądkową w styczniu 1865 roku, zostawiając jej w spadku 35 funtów - odpowiednik sześciu miesięcznych pensji robotnika. Wkrótce umiera jej kolejna córka. Marry przenosi się do Seaham, gdzie jako pielęgniarka poznaje George'a Warda, z którym żeni się w sierpniu 1865 roku. Po niecałym roku, po długiej chorobie związanej z problemami gastrycznymi, Ward umiera, zostawiając żonie spadek. Teraz tylko dodać matkę, piątkę dzieci trzeciego męża, uczynną przyjaciółkę, czwartego nielegalnego męża i jego dzieci i wychodzi nam aż zastanawiający łańcuch ciągłych śmierci.[1]
Czy stateczna wdowa, troskliwa pielęgniarka, mogła być wyrafinowaną morderczynią? Wszystko na to wskazywało, gdy zaś policja zbadała próbki ciała Karola i wykryła w nich duże dawki arsenu, Marry Ann Cotton została w roku 1873 aresztowana pod zarzutem otrucia 21 osób.

Arsen to pierwiastek chemiczny na 33 miejscu w układzie okresowym, należący do grupy półmetali - choć bowiem ma wyraźny metaliczny połysk, daleko mu do takich substancji jak miedź czy żelazo. Słabo przewodzi prąd, ma liczne odmiany alotropowe w niektórych formach zbliżając się do leżącego nad nim fosforu. Pewne związki były już znane w starożytności grecki lekarz Dioskurides, żyjący w I w. n.e. wymienia aurypigment jako jeden z leków mineralnych, zauważając że jest silnie trujący. Prawdopodobnie jednak dopiero Albertus Magnus w jednym z dzieł alchemicznych stwierdził, że wytapiany z nich metal choć jest podobny do znanego już bizmutu, nie jest nim. Już w VIII wieku arabski alchemik Jabir ibn Hayyān zwany Geberem, opisał biały proszek otrzymany przy ogrzewaniu pewnego minerału. Był to słynny arszenik.
 
Tlenek arsenu III

Arszenik to nic innego jak tlenek arsenu III As2O3,  mający postać białego, amfoterycznego proszku, lotnego w podwyższonej temperaturze z wydzieleniem oparów o czosnkowym zapachu. Proszek ten rozpuszcza się w wodzie, dając lekko kwaśny roztwór pozbawiony wyraźnego smaku, z którego po pewnym czasie może się wytrącać kwas arsenowy będący produktem hydrolizy. Dla potencjalnych trucicieli były to cenne właściwości, gdyż w zatrutym winie lub jedzeniu nie dawało się wyczuć jakiegoś charakterystycznego posmaku, w odróżnieniu od organicznych alkaloidów, zwykle gorzkich lub cierpkich. Słynna strychnina ma smak tak wybitnie gorzki, że przez pewien czas używano go jako odnośnika w skali goryczy. Nic więc dziwnego, że szybko przystosowano go do tego celu.

Pierwsze wzmianki o truciu arszenikiem znajdujemy w średniowieczu, aczkolwiek warto zauważyć że był już od dawna znany w medycynie chińskiej.Do najbardziej znanych trucicieli używających arszeniku, należeli Borgiowie - wpływowy włoski ród. Dwóch z nich zostało niezbyt chlubnymi papieżami. Wprawdzie za życia nie udowodniono im morderstw, a i historycy uważają ich legendę za mocno przesadzoną, jednak wielu ich politycznych przeciwników ginęło w bardzo wygodnym czasie. Arszenik nazywano wówczas żartobliwie "proszkiem sukcesji" lub "przyjacielem spadkobierców".
Inną trucicielką była Giulia Toffana, twórczyni trucizny aqua tofana, będącej mieszanką arszeniku i muchy hiszpańskiej. Giulia założyła dobrze prosperujący interes, w ramach którego sprzedawała truciznę żonom, pragnącym pozbyć się mężów, instruując co do wykorzystania. Aresztowana i stracona w 1659 roku, sama przyznawała że w ciągu blisko 20 lat przy jej pomocy zamordowano 600 osób, jednak trudno zweryfikować wyznania wyciągnięte z niej torturami. W podobnym czasie o otrucie Barbary Radziwiłłówny oskarżano inną Włoszkę, królową Bonę. Oskarżenia były raczej nie popartymi dowodami plotkami. Na ironię losu Bona zginęła otruta gdy powróciła do Włoch.
Istnieją liczne opowieści na temat wymyślnych sposobów trucia. Lotność arszeniku wykorzystywano nasączając nim knoty świec - podczas palenia się, świeca wydzielała trujący opar - w ten sposób zginąć miał Klemens VII. Dodawano go do wina i wody. Posypywano nim potrawy tak, aby porcje na brzegu pozostawały nie zatrute, dzięki czemu degustatorzy mogli nie wykryć trucizny. Wsypywano go do rękawiczek, nasączano koszule i karty książek Ostatecznie jednak zawsze objawy były zbliżone do wywoływanych przez nieświeże jedzenie, bądź cholerę, stąd nawet nagłość zgonu nie była wystarczająca do postawienia diagnozy. Trzeba wiedzieć że jakość jedzenia w tamtych czasach nie była specjalnie wysoka - w erze przedlodówkowej jedzenie należało konserwować, solić, peklować lub suszyć aby się nie psuło a i tak powszechną praktyką było zalecane jeszcze w starych książkach kucharskich wystawienie mięs na dwór "aby skruszało". Obowiązująca teoria miazmatów, to jest oparów chorobotwórczych raczej nie sprzyjała poprawie stanu wód, stąd cholera i czerwonka były w miastach na porządku dziennym. Szczególnie jasno pokazało się to w przypadku masowego zatrucia w Bradford.
Gdy w 1858 roku wiele osób w jednej dzielnicy doznało dolegliwości żołądkowych a niektóre zmarły, sądzono że to kolejna fala zarazy. Dopiero skrupulatne śledztwo doprowadziło władze do pewnego pokątnego fabrykanta cukierków. Niejaki William Hadaker sprzedawał na targu cukierki tzw "Humbugs" własnej produkcji, były to jak można osądzić karmelki z topionego cukru z dodatkiem gumy arabskiej i mięty. Aby oszczędzić na materiale "chrzcił" cukier kredą, gipsem i czym popadnie. Wypełniacze brał od aptekarza, któremu zawsze pozostawało na zbyciu coś z produkcji pigułek. Pewnego razu doszło jednak do pomyłki i aptekarz sprzedał mu beczułkę mającą zawierać magnezję, w rzeczywistości wypełnioną 13 funtami arszeniku. Fabrykant sporządził z tego 40 funtów czyli około 2000 cukierków. Każdy zawierał podwójną dawkę śmiertelną. W efekcie w ciągu kilku dni zachorowało ponad 200 osób, z czego około 20 zmarło. Niemal identyczny przypadek zdarzył się we Francji w 1951 roku - w wyniku pomyłki laboranta którzy wziął nie tą beczułkę, na rynek trafiła partia pudru dziecięcego Baumol, z arszenikiem zamiast tlenku cynku. Zanim zorientowano się w sytuacji zmarło 90 niemowląt.

Jak to się jednak dzieje, że ta substancja ma aż takie silne, szczególne właściwości trujące, sprawiające że wystarczy porcja wielkości ziarenka grochu, aby zabić dorosłego człowieka?

Arsen należy do metali ciężkich, i jako taki chętnie tworzy połączenia z siarką - ta zaś jest ważnym składnikiem białek, enzymów i hormonów. Mostki siarczkowe między sąsiadującymi cząsteczkami stanowią jedną z przyczyn układania się długich łańcuchów polipeptydowych w takiej a nie innej konformacji, co przekłada się na właściwości. Przykład tego podawałem w poprzednim odcinku na temat cyjanków, gdzie mechanizm odtruwający rodanazy wiązał się z obecnością wolnej siarki w cząsteczce. Podłączenie się trójwartościowego arsenu do tych atomów siarki rozrywa mostki siarczkowe i blokuje aktywne grupy, tym samym hamując aktywność enzymu.
Przykładem jest pirofosforan tiaminy (PPT) - jest to kofaktor a więc cząsteczka wspomagająca w wielu enzymach i stanowi biologicznie czynną formę witaminy B1. Takim enzymem w którym pełni ważną rolę jest transacetylaza dihydrolipoilu, stanowiąca część złożonego układu kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej. Bierze udział w przekształceniu pirogronianu powstającego z rozszczepienia cząsteczki glukozy w acetylokoenzym A, który następnie wejdzie do cyklu Krebsa. Cykl Krebsa ma za zadanie wytworzyć komórkom całą energię potrzebną do życia, dlatego zablokowanie łańcucha reakcji w tak newralgicznym miejscu skutkuje szybką śmiercią komórki. 
Właściwa zachodząca reakcja polega na przekazaniu grupy acetylowej z PPT na kwas liponowy, zawierający pierścień z wiązaniem dwusiarczkowym, skąd zostaje przekazana koenzymowi A, tworząc acetylokoenzym A. Arszenik tworzy połączenie siarczkowe z dwiema grupami sulfhydrylowymi kofaktora, uniemożliwiając jego działanie:

Oprócz wymienionego blokowanych może być kilkadziesiąt innych enzymów. Arsen V, rzadziej spotykany, jest mniej szkodliwy. Jego działanie opiera się głównie na zastępowaniu fosforu w takich cząsteczkach jak ATP czy DNA, uniemożliwiając przenoszenie energii.

Zanim jednak arsen dostanie się do wnętrza komórki zaczyna łączyć się z innymi zawierającymi siarkę białkami strukturalnymi, głównie z keratyną tworzącą włosy i paznokcie. Dlatego też badanie włosów jest uważane za dobry sposób diagnozowania przewlekłego zatrucia arsenem, również przebytego. W przypadku paznokci odkładające się w nich połączenia arseno-keratynowe powodują miejscową zmianę zabarwienia w postaci białych lub szarych pasów w poprzek paznokcia na całej jego szerokości, które przesuwają się wraz ze wzrostem paznokcia aż po pewnym czasie znajdą się na końcu skąd można je obciąć - są to tak zwane linie Meesa. Często paznokieć jest w tym miejscu kruchy i podatny na pękanie.

Nie należy mylić tych linii z pojawiającymi się niekiedy białymi plamkami lub kreseczkami na paznokciu, mającymi postać punktową i pojawiającymi się nie na wszystkich paznokciach. Jest to tak zwana leukonychia, związana z mechanicznym podrażnieniem macierzy paznokciowej. Czasem wystarczy przyciąć sobie palec, stuknąć się poniżej paznokcia bądź też zaczepić o coś twardego i już po paru dniach pojawia się biała plamka. Wbrew powszechnej opinii nie jest to objaw niedoboru wapnia czy witamin. Istnieje wprawdzie możliwość podobnego objawu przy marskości wątroby czy zatruć chemikaliami, ale wówczas paznokcie po prostu zaczynają całe rosnąć białe. Istnieją jeszcze inne podobne przypadłości z którymi można się pomylić, jak nieruchome pasma pod paznokciem - linie Muehrckego - czy poprzeczne załamania płytki - linie Beau'a - wywołane innymi schorzeniami.

Arsen łatwo wchłania się zarówno wziewnie jak i z przewodu pokarmowego. Spożyty w dawce ostrej wywołuje najpierw objawy żołądkowe - bóle brzucha, wymioty, odwadniające biegunki, zapalenie skóry, podrażnienie płuc. Później, gdy chory jest już osłabiony pojawiają się objawy ze strony układu krążenia - wzmożona przepuszczalność naczyń, uogólniony obrzęk, spadek ciśnienia. Pojawiają się krwawe biegunki, często z oderwaniem nabłonka jelitowego, kłębuszkowe zapalenie nerek,  zmiany skórne, drgawki, encefalopatia, zaburzenia widzenia. Śmierć może nastąpić w wyniku odwodnienia lub zatrzymania pracy serca lub porażenia ośrodka oddechowego. W skrajnych przypadkach duża dawka zabija w ciągu kilku godzin. Dawka śmiertelna to 1-5mg/kg masy ciała a więc dla dorosłego człowieka 60-300 mg. Jest zatem niemal tak samo silnie trujący jak cyjanek, ale zabija wolniej.
Zatrucie przewlekłe z mniejszymi dawkami daje objawy mniej nasilone, rozwija się często stłuszczenie lub marskość wątroby, osłabienie mięśni, bladość skóry z widocznymi rozszerzonymi naczyniami. Co ciekawsze, nieorganiczne związki arsenu III są bardziej trujące niż organiczne - choć jest tu parę wyjątków. Związki arsenoorganiczne wywołują głównie objawy neurologiczne, uszkadzając komórki nerwowe.

Jednak oprócz stosowania jako trucizny, dosyć wcześnie, bo już w XV wieku, próbowano używać arsenu jako leku. Znanym takim preparatem był płyn Fowlera, nazywany też rozczynem arsenowym, będący 1% roztworem arsenianu potasu, używanym dla uśmierzenia gorączki, zimnicy, grypy, bólów głowy, niedokrwistości i właściwie wszystkiego co przyszło lekarzom do głowy. Popijano go jak tonik, wstrzykiwano do krwi i podskórnie przez cały XIX wiek aż do lat 60. minionego stulecia. Zażywany w większych dawkach wywoływał przewlekłe zatrucie. Powiązano też jego spożywanie ze zwiększoną zapadalnością na raka, zwłaszcza pęcherze i skóry
Paradoksalnie jednak jak się okazuje, może być skutecznym chemioterapeutykiem w niektórych odmianach raka, zwłaszcza z białaczce, osiągając na tyle dobre rezultaty, że ostał oficjalnie zatwierdzony jako lek. Najwidoczniej jest po prostu bardziej toksyczny dla komórek nowotworowych niż zwykłych. Ze względu na szybki metabolizm, komórki guza są niemal ciągle w stanie stresowym, jednak nie podlegają apoptozie, to jest naturalnemu obumarciu. Najprawdopodobniej arszenik, blokując część enzymów, uruchamia ten mechanizm, i rak zaczyna obumierać.
Płyn Fowlera wycofano, jednak w międzyczasie odkryto inny preparat który okazał się znacznie bardziej bezpieczny. Od kiedy pod koniec XV wieku w Europie pojawił się syfilis, choroba zasadniczo uważana była za Dopust Boży i karę na cudzołożników. Przez kilka następnych wieków kiła szerzyła się w całym świecie, skazując na kalectwo, bezpłodność lub śmierć wielu mężczyzn i wiele kobiet. Już Paracelsus proponował, aby leczyć kiłę solami rtęci, zarówno zewnętrznie jak i wewnętrznie, co wprawdzie wiązało się z ryzykiem zatrucia i pomagało raczej słabo, ale i tak było lepsze niż popularne "metody" jak seks z nieletnią dziewicą, czy celibat i msze gregoriańskie.
Na początku XX wielu sprawą zajął się Paul Ehrlich, niemiecki lekarz i farmokolog, twórca chemioterapii. Wychodząc z teorii "magicznej kuli" uważał że na każdą chorobę wywoływaną przez jakiś drobnoustrój, można znaleźć lek będący substancją, chemicznie zatrzymującą jakąś ważną przemianę biochemiczną w owym mikrobie. Wiedziano że kwas arsanilowy, nazywany Atoxylem, używany dotychczas jako lek na choroby skórne, wykazuje działanie na pierwotniaki gorączki afrykańskiej. Wprawdzie działanie było słabe i dopiero duże dawki były skuteczne, wywołując jednak w takiej ilości liczne powikłania jak choćby ślepotę. Ehlich uznał jednak, że lek ten wyznacza już jakiś kierunek, być może zatem udałoby się znaleźć taką pochodną organiczną arsenu, która byłaby słabo trująca dla człowieka, zaś silnie dla pierwotniaków i bakterii chorobotwórczych. Zaczął więc syntezować kolejne związki sprawdzając ich skuteczność. Był w tym bardzo skrupulatny, lecz po sprawdzeniu 600 związków nadal nie mógł znaleźć odpowiedniej substancji. Sukcesem okazała się dopiero substancja numer 606, nazwana Salwarsanem. Był to pierwszy skuteczny i bezpieczny lek na kiłę, stosowany aż do odkrycia penicyliny.
Krętek kiły, slawarsan w formie trimeru i dawna rycina przedstawiająca chorego pokrytego wrzodami

Oprócz zastosowań medycznych, arszenik był kiedyś używany w kosmetykach jako składnik "tynktury białej" a więc pudru zapewniającego modną bladość skóry. Mógł się tą drogą wchłaniać, więc wraz ze szminką na bazie rtęci czy cieniem do powiek z antymonem, należał do najbardziej szkodliwych dawnych upiększaczy. Dodawany do masy szklanej dawał jasnozielone zabarwienie (współcześnie zielone szkło "butelkowe" to wynik dodatku żelaza II), zaprawiano nim skóry zwierzęce, jego solami nasycano drewno aby zabezpieczyć przed szkodnikami, przede wszystkim był jednak trutką na szczury i owady.
Szczególnie popularną pochodną była Zieleń Paryska - octan arsenian miedzi. Był to jasnozielony proszek o intensywnej barwie, w odróżnieniu od innych pigmentów nie czerniejący i nie blaknący. Używano go pospolicie do malowania ścian i farbowania tapet ściennych, niestety częste były zatrucia tą waśnie drogą, gdy kawałki skruszonej farby dostały się do jedzenia, lub przypadkiem zjadło je dziecko. Właściwości te były na tyle silne, że używano go do oprysków przeciwko stonce. Nazwa podobno ma wywodzić się od wielkiej akcji wytrucia paryskich szczurów, kiedy to oblano jego zawiesiną wszystkie kanały, a Sekwana stała się zielona, ale nie znalazłem tu potwierdzenia.

Gdy Marry Ann Cotton stanęła przed sądem w marcu 1873 roku, obrońca powoływał się na ten fakt, twierdząc że Karol mógł zatruć się wdychanymi cząsteczkami farby. Lekarze uznali to jednak za niemożliwe, aby wchłonąć przez płuca tak dużą ilość arsenu i nie doznać w pierwszej kolejności objawów płucnych, ponadto bardzo trudno było aby chłopiec zainhalował wykrytą w jego ciele ilość w ciągu zaledwie pięciu dni. Być może obrona przebiegałaby łatwiej, gdyby wiedziano, że pod wpływem wilgoci i pleśni, tworzy się Arsyna - arsenowodór, trujący gaz o zapachu czosnku, który odegrał dużą rolę w historii badań kryminalistycznych.

Jak jednak poznać że w danym przypadku mamy do czynienia z zatruciem tym właśnie pierwiastkiem? To samo pytanie zadawano sobie już przed wiekami i na dobrą sprawę jeśli nie udało się skłonić podejrzanego do przyznania nie w sposób było cokolwiek mu udowodnić. Pierwszym znanym przypadkiem gdy udało się zidentyfikować truciznę, była sprawa Mary Blendy.
Była to córka dobrze zarabiającego angielskiego prawnika, od dziecka żyjąca w dobrych warunkach i rozpieszczana przez krewnych. Ojciec trochę za bardzo afiszował się ze swym majątkiem, rozpowiadając że przeznaczył córce na posag 10 tysięcy funtów. Nic więc dziwnego że jak muchy do miodu zewsząd zlatują się bardzo kochający zalotnicy. Z nich wszystkich przypadł jej do gustu tylko jeden, William Henry Cranstoun, syn szkockiego szlachcica. Wszystko z początku przebiega pomyślnie aż nie zostaje ujawnione, że Henry już jest żonaty i bynajmniej nie rozwiódł się do tej pory. Ponadto na jaw wychodzą jego długi, dlatego pan Blendy zaczyna przebąkiwać, że do małżeństwa raczej nie dojdzie. Jednak Marry do tego czasu zakochała się w narzeczonym, dlatego decyduje się nawet na niedorzeczną próbę ułagodzenia ojca przy pomocy otrzymanego od Cranstouna "starożytnego eliksiru miłosnego", mającego postać białego proszku, jaki należy dosypać ojcu do jedzenia i napojów. Od tego czasu pan Blendy choruje i słabnie z każdym dniem, aby wreszcie umrzeć 14 sierpnia 1751 roku.
Marry najwyraźniej zorientowała się, że "starożytny eliksir" może być przyczyną choroby ojca, dlatego za radą znajomego lekarza pozbywa się dowodów na potajemny romans, wyrzuca resztki zatrutego jedzenia i proszku. Zapobiegliwa pokojówka, która zauważyła, że służąca zachorowała po spróbowaniu jedzenia swego pana, zachowała część proszku i miskę kaszy. Po śmierci ojca, Marry zostaje aresztowana, zaś zadaniem sądu staje się udowodnienie, że biały proszek jest trucizną.

Na dobrą sprawę prócz prób dawania zatrutego jedzenia zwierzętom i obserwowania reakcji, nie znano wówczas metod rozpoznawania trucizn, nawet jeśli posiadano ich pokaźną próbkę a i tak można było obalić taką obserwację dowodząc, że zwierzęta akurat zachorowały na cholerę. Doktor Anthony Addington postanowił zatem wykonać wszelkie próby porównawcze, jakie tylko przyszły mu do głowy. Wziął osad z dna miski i część proszku, i porównał z próbką arszeniku, stwierdzając podobny wygląd. Próbki rzucone na zimną wodę tonęły, część unosiła się po wierzchu a tylko niewielka część rozpuściła się. W ciepłej wodzie proszek rozpuszczał się a po zakwaszeniu wydzielał się biały osad. Proszek rzucony na rozżarzone żelazo nie topił się, lecz sublimował, wydzielając białe opary o czosnkowym zapachu. Inne proste próby chemiczne wskazywały na podobieństwo próbki do związku.
We swym wystąpieniu przed sądem oparł się Addington na zdroworozsądkowym stwierdzeniu, że jeśli próbka wygląda jak arszenik, zachowuje się jak arszenik, pachnie jak arszenik i wreszcie truje jak arszenik, to musi to być arszenik. Cały wywód zrobił duże wrażenie na sądzie i publiczności, będąc właściwie pierwszą próbą dowodzenia poprzez próby fizykochemiczne o winie oskarżonego. Toteż 6 kwietnia 1752 roku, Marry Blendy zostaje publicznie powieszona. Kochanek ucieka za granicę jeszcze przed początkiem procesu.[2]

Nie wiadomo mi czy w późniejszych latach podobne próby przydały się jeszcze w jakiejś sprawie, jednak dopiero na początku XIX wieku odkryto pierwsze próby charakterystyczne na arsen. W 1787 roku, Johann Metzger stwierdził, że gdy ogrzewa się arszenik z węglem drzewnym, na górnej części próbówki gromadzi się czarny osad metalicznego lustra. Węgiel redukował tlenek, zaś powstający metal miał postać par, osiadających na chłodniejszej powierzchni. Był to już krok naprzód, choć podobny wynik zawał antymon. Jednak dopiero w 1806 roku, niemiecki farmakolog Valentin Rose wykorzystał ten test w pośmiertnym badaniu ofiary zatrucia. Wziął żołądek ofiary, i spopielił w obecności węglanu potasu, wapna palonego i kwasu azotowego, otrzymaną pozostałość poddał próbie Metzgera, potwierdzając obecność arsenu - jednak i tą reakcję wywoływał antymon, a także cyna.
Dopiero potem Samuel Hanneman, znany jako twórca Homeopatii stwierdził, że przepuszczając siarkowodór przez zakwaszony roztwór arsenu, otrzymujemy żółty osad siarczku, rozpuszczalny w roztworze amoniaku. Niestety nie wszyscy byli przekonani o tym, czy metoda była słuszna. Przekonał się o tym dobitnie James Marsh, brytyjski chemik, który w 1832 roku podjął się pomocą przy śledztwie w sprawie śmierci George'a Bodle, zamożnego rolnika z Plumstead, który zmarł po wypiciu kawy. Zachorowało wówczas jeszcze kilka innych osób, ale lubiący kawę ojciec umarł tego samego dnia. Sędzia pokoju zabezpieczył dzbanek kawy, podejrzewając o zabójstwo syna Johna, który zdradził się wcześniej że tylko czeka aż ojciec, rodzinny tyran trzymający wszystkich na krótkiej smyczy, umrze. Marsh wziął kawę oraz płyn otrzymany z rozpuszczenia części żołądka zmarłego w kwasie, przepuścił przezeń siarkowodór i uzyskał żółty osad, który rozpuścił się w amoniaku. Pewny siebie opowiedział o tym w sądzie, jednak ława przysięgłych niewiele zrozumiała z jego wywodu, powstrzymana chemicznymi nazwami. Natychmiast wyzyskał to obrońca, który tłumaczył że to jakaś niesprawdzona metoda, o której nawet nie wiadomo jak działa. John Bodle zostaje wypuszczony, co Marsh uznaje za osobistą porażkę. Notabene dziesięć lat później Bodle ponownie zostaje aresztowany tym razem za oszustwa i skazany na siedem lat kolonii karnej. Tam przy okazji przyznaje że rzeczywiście otruł ojca.[3]
Marsh przegrzebał solidnie wszystkie prace na temat arsenu i natknął się na klasyczny artykuł Sheleego, który już w 1775 roku stwierdził, że z roztworu arsenu pod wpływem wodoru można wydzielić pachnący czosnkowo gaz - Arsynę 
 As + 3 H+ →  AsH3
 który łatwo rozkłada się z wydzieleniem wolnego metalu:
2 AsH3 3 H2 + 2 As
tworzącego lustro metaliczne na chłodnych powierzchniach.
Marsch zbudował więc aparat, składający się z butli zawierającej cynk, do której wlewano mieszaninę kwasu z badanym roztworem. Kwas reagował z cynkiem wydzielając wodór, który jednak w stanie in statu nascendi, a więc przed połączeniem w dwuatomowe cząsteczki, wykazywał dużą reaktywność, wystarczającą do zredukowana arsenu. Powstający arsenowodór zmieszany z wodorem wypływał z butli przez U-rurkę z osuszaczem zakończoną kapilarą. Tam wodór był zapalany, zaś w płomień wprowadzano chłodną płytkę porcelany. Chodziło o to, aby schłodzić płomień i aby po rozkładzie arsenowodoru w płomieniu wodoru, uzyskać lustro metaliczne. Gdyby płomień nie był tak przyduszony, arsyna utleniałaby się, dając opary tlenku arsenu, te zaś trudno by było złapać.
Podobne lustro metaliczne dawał antymon i bizmut, lecz lustro arsenowe rozpuszczało się w roztworze chloranu sodu. Próba była na tyle czuła, że dawała pozytywny wynik nawet dla 0,02 miligrama arsenu. Zawartość oceniano porównując stopień zaciemnienia z płytkami wykonanymi przy znanych ilości arsenu, choć próbowano też metod wagowych, ważąc płytkę przed i po opaleniu. Test, opublikowany po raz pierwszy w 1836 roku odegrał dużą rolę w najsłynniejszym procesie kryminalnym w XIX wiecznej Francji - w sprawie Marii Lafarge, oskarżonej o otrucie męża, której proces stał się widowiskiem i grą emocji równie emocjonującą, jak dziś sprawa śmierci Madzi. Ostatecznie Maria Lafarge została skazana w 1840 roku na więzienie. Siedząc wydawała bestsellerowe pamiętniki w których dowodziła swej niewinności.
Od tego czasu arszenik przestał być niewykrywalną, idealną trucizną i jedynie błędy śledczych oraz patologów, mogących uznać że nie mają do czynienia z tą trucizną, mogły ocalić trucicieli przed stryczkiem. Jak napisał Arthur Conan Doylle, twórca postaci Sherlocka Holmesa "Nie ma zbrodni doskonałej, są tylko głupkowaci inspektorzy policji".


A co z Marry Ann?
 Pani Cotton od początku zapewniała o swej niewinności, jednak szybko odnaleziono świadków, głównie aptekarzy, którzy poświadczyli że kupowała u nich arszenik. W dodatku okazało się że na cztery dni przed śmiercią chłopiec został przez nią dotkliwie pobity w wybuchu gniewu. Ponadto wykazano, że jako pielęgniarka miała łatwy dostęp do trucizny, zaś lekarze chcący ją obronić, wykazali się niepewnością co do tego gdzie właściwie stała u nich butelka tlenku arsenu - skoro nie byli nawet tego pewni, zdając się na pielęgniarki, to mogli też nie zauważyć, że trochę ubyło.
Ostatecznie sąd uznaje jej winę, i 24 marca 1873 roku zostaje powieszona.

Dlaczego zabijała? Trzeba zauważyć że jej pierwsze małżeństwo trwało prawie dziesięć lat, przez te wszystkie lata nie odważyła się otruć męża, gdy zaś wreszcie to zrobiła, otrzymała znaczny spadek. Jak sądzę zadziałał tu prosty mechanizm, sprawiający że ludzie seryjnie popełniają kolejne przestępstwa w ten sam sposób - mianowicie uznała że skoro za pierwszym razem się udało i nikt niczego nie podejrzewał, to może udać się i drugi raz. Znam przypadek złodzieja, który okradał lekarzy - raz zdarzyło mu się ukraść sprzęt z pustego, otwartego gabinetu w przychodni, więc po pewnym czasie zaczął specjalnie przychodzić czekając aż lekarz wyjdzie. Przyłapano go za czwartym razem. W ten właśnie sposób jak sądzę, tworzy się charakterystyczny modus operandi - oczywiście znaczenie mają tu też uwarunkowania psychologiczne.
A dlaczego zabijała dzieci? Myślę że zadziałało tu kilka mechanizmów - mogła nie radzić sobie z macierzyństwem, więc truła dzieci aby nie sprawiały jej problemów. W przeciwnym razie aż do czwartego "męża" dorobiłaby się dwunastki własnych dzieci. Jednak warto zauważyć, że rodzenie dzieci było też sposobem na przywiązanie do siebie kolejnych partnerów - zawsze starała się zbliżyć do nich na tyle, aby zajść w ciążę i tym skłonić do ślubu. W potem rodziła kolejne aby dać więcej powodów do pozostania w związku. Gdy truła dzieci, zarówno własne jak i cudze, pokazywała jaką jest czułą opiekunką, sprawną pielęgniarką, matką. Musiało to w niej powoli dojrzewać, zaś motywem najwyraźniej były pieniądze.
Traktowała ludzi instrumentalnie - byli dla niej sposobem zdobycia pieniędzy i prowadzenia życia jakiego chciała. Gdy zaczynali jej przeszkadzać, ginęli. Marry Ann Cotton była jedną z pierwszych angielskich seryjnych morderczyń.

Z innych sławnych spraw dobrze jest wspomnieć o przypadku Napoleona, w którego włosach znaleziono dużo arsenu, choć teorie jakoby miano go otruć gdy siedział uwięziony wydają mi się słabo umotywowane. U nas podejrzewa się, że arszenik dodany do farby był sposobem otrucia Wojciecha Korfantego, gdy po powrocie do kraju w 1939 roku został zaaresztowany, choć właściwie nie ma na to wielu dowodów.. Identyczne podejrzenia są co do sprawy generała Rozwadowskiego. Sam szukając czegoś w bibliotekach cyfrowych natknąłem się na tajemniczy przypadek Pomadzinej, oskarżonej 1873 roku o otrucie czterech krewnych - syna wuja, dziadka i dwóch ciotek, przy pomocy placuszków zaprawionych arszenikiem. Wuj oskarżonej wydziedziczył ją na korzyść syna, zaś dziadek zapisał jej w spadku znaczną posiadłość. Oskarżona twierdziła że ciasto znalazła na oknie, że próbowała go i nic się nie działo, dlatego zaniosła je do wuja i dziadka. W dodatku gdy dziadek poczęstował ciastem jej córkę, matka wytrąciła jej ciastko z ręki. Mimo to obrońca w gorącej przemowie objaśnił się był to tylko nieszczęśliwy wypadek związany z lokalnymi zabobonami. Mieszkańcy tamtych okolic mieli mieć zwyczaj wystawiania w oknie lub na progu "cichej jałmużny" dla duchów zmarłych, będących też sposobem na zapewnienie sobie szczęścia, że zaś mieszkańcy wsi zajmowali się przemytnictwem i przemycali mąkę i arszenik, mogło się zdarzyć, że ktoś upiekł dla duchów placuszek z obu tych produktów, aby zapewnić sobie szczęście w przemycie.
To dziwaczne rozumowanie zostało przez sąd uznane za prawdopodobne i  28 marca, cztery dni po egzekucji Marry Cotton, nasza Pomadzina została uniewinniona. Sprawa nie zdobyła rozgłosu i o ile mi wiadomo nie miała dalszego kryminalnego ciągu, jednak sami chyba przyznacie, że szczęśliwy zbieg okoliczności był dla tej kobiety trochę za szczęśliwy.[4]

Na koniec jeszcze jedna sprawa - tłumacze z angielskiego notorycznie mylą Arsen  z arszenikiem, co prowadzi do takich kwiatków, jak "związki arszeniku" z czym się spotkałem w paru artykułach.
-------
Źródła:
Strona poświęcona przypadkowi Cotton http://www.maryanncotton.co.uk/

[1]  http://en.wikipedia.org/wiki/Mary_Ann_Cotton
[2] http://www.capitalpunishmentuk.org/blandy.html
[3]  http://www.laborundmore.de/archive/575588/Giftmord-und-Arsen-Der-Nachweis-eines-Volksgiftes.html 
[4] Gazeta Warszawska Sądowa,  1 kwietnia 1873, EBUW



*http://members.tripod.com/~Prof_Anil_Aggrawal/poiso002.html
*http://en.wikipedia.org/wiki/Giulia_Tofana
*http://it.wikipedia.org/wiki/Giulia_Tofana
*http://en.wikipedia.org/wiki/1858_Bradford_sweets_poisoning
*http://en.wikipedia.org/wiki/Leukonychia
*http://en.wikipedia.org/wiki/Mary_Blandy
*http://www.phmd.pl/fulltxthtml.php?ICID=868643
*http://pl.wikipedia.org/wiki/Medyczne_zastosowanie_tr%C3%B3jtlenku_arsenu
*http://www.drugstoremuseum.com/sections/level_info2.php?level_id=145&level=2


czwartek, 3 maja 2012

Ostatnio w domu - kryształki


Pozostawszy w domu na dłużej, postanowiłem zająć się czymś niewymagającym. Na przykład wyhodować jakieś ładne kryształki. Pewnie wiele osób próbowało tego z solą kuchenną ale mało komu się to udało. Sól wprawdzie jest dobrze rozpuszczalna w wodzie, ale dla krystalizacji najistotniejszym parametrem jest różnica rozpuszczalności w różnych temperaturach. Jeśli nasz związek dobrze rozpuszcza się w wodzie gorącej a słabiej w zimnej, to po ochłodzeniu nasyconego gorącego roztworu powstający nadmiar musi się jakoś wydzielić. Im większa jest ta różnica tym lepiej.
W przypadku chlorku sodu rozpuszczalność w 100 st. C to 39 gramów w 100 gramach wody a w temperaturze pokojowej ok.36 g. Różnica 3 gramów to niespecjalnie dużo. Dla siarczanu miedzi różnica to 100 gramów[1], dlatego też z tego powodu (ale nie wyłącznie) błękitne kryształy siarczanu miedzi uzyskuje się znacznie łatwiej. Sól niestety łatwo tworzy skupienia drobnokrystaliczne, skorupiaste, a większe kryształy tworzą się podczas bardzo powolnego zatężania roztworów. Dlatego też soli nie brałem.
Jest wiele łatwo dostępnych substancji tworzących ładne kryształy. Jak choćby cukier biały, tworzący przezroczyste kryształy podobne do kawałków szkła - czasem można dostać w sklepach takie kryształy stanowiące oryginalną formę osłody (choć nadają się też do picia herbaty na sposób rosyjski - przez cukier trzymany w ustach). Ja jednak obawiałem się, że podczas robienia stężonego roztworu zrobi mi się syrop, więc zdecydowałem się na kwasek cytrynowy.

Kwas cytrynowy tworzy przezroczyste, bezbarwne kryształy, w temperaturze pokojowej krystalizując jako monohydrat. Jest bardzo dobrze rozpuszczalny i dobrze dostępny. Nalałem więc gorącej wody do słoiczka, tyci tyci na dno, i wsypałem niemal całe opakowanie kwasku, który rozpuścił się bez śladu, co świadczyło o tym, że roztwór nie był jeszcze całkiem nasycony. Trzeba było zatem poczekać aż trochę odparuje, zatem odstawiłem słoiczek na parapet i na kilka dni o nim zapomniałem.

Po kilku dniach ścianki były zarośnięte skorupą kwasu, a dno zasłane grubą warstwą krystalicznej masy, z której wystawało kilka większych okazów. Bardzo stężony, syropowaty roztwór przelałem więc do innego słoika, a z wydobytej masy wyłupałem największe i najbardziej kształtne okazy.

Następnie wybrałem kilka najładniejszych i włożyłem do słoiczka z roztworem, tak aby rosnąc nie stykały się ze sobą. Rosły jednak bardzo powoli:

Na ściankach znów zaczęła osadzać się krystaliczna masa, toteż co pewien czas odbijałem od niej moje zarodki żeby nie przyrosły. Wreszcie gdy powierzchnia wody niemal dotykała kryształków, uznałem że można je wyjąć. Nie prezentują się jakoś specjalnie urodziwie - są raczej zbliźniaczone, zaś to, że od strony dna miały gorszy dostęp porcji związku, sprawiło że niektóre ścianki nie wykształciły się regularnie. Mimo to daje się w nich dostrzec regularne kształty.








Takie bardzo kwaśne cukierki.
-----
[1] http://www.chemorganiczna.com/tablice/48-rozpuszczalnosc.html