informacje



wtorek, 26 kwietnia 2011

Ostatnio w laboratorium...

Elektrolizer


Po prawej - osadzona miedź, po lewej - czysta elektroda
Elektroliza roztworu Siarczanu (VI) miedzi, przy użyciu siateczkowej elektrody platynowej. Pomiar natężenia prądu co minutę przez półtorej godziny...

poniedziałek, 18 kwietnia 2011

Przerabiali alkohol na spirytus...

nie sądziłem, że tak szybko znajdę temat na nową notkę, ale to co zobaczyłem dziś, przeglądając lokalną gazetę, doprawdy powaliło mnie na kolana... ze śmiechu.

Dziennik Wschodni napisał:

Mieszkańcy Białej Podlaskiej przerabiali alkohol etylowy na spirytus. Policjanci z CBŚ znaleźli w garażu służącą do tego celu linię produkcyjną i zakopane w ziemi pojemniki z alkoholem. Policja informuje, że przed kilkoma dniami przeszukała 8 posesji w Białej Podlaskiej.

- Na terenie jednego z gospodarstw w garażu policjanci znaleźli działającą linię technologiczną służącą do przerabiania alkoholu etylowego na pełnowartościowy produkt– mówi Anna Smarzak, z KWP w Lublinie.
Sęk w tym, że alkohol etylowy to spirytus...

Gdyby uściślili, że przerabiali denaturat na spirytus, nie było by problemu.

Informację, oczywiście bez żadnego krytycznego podejścia, przedrukowały też inne portale, a więc według TVN24.pl sprawcy Zamieniali etanol w spirytus
zaskakującą dokładnością wykazał się Supereexpress : Przerabiali rozcieńczalnik na spirytus i wódkę widać te tabloidy nie takie złe.

niedziela, 17 kwietnia 2011

Pierwszy miesiąc

Chciałbym zrobić małe podsumowanie pierwszego miesiąca działalności bloga Nowa Alchemia. A więc jak dotychczas mamy tu:
- 8 wpisów
- 6 komentarzy
- 670 wejść

Średnio mam około 20 wejść dziennie, z wahaniami od 8 do 60. Jak na mój gust, to całkiem ładne osiągi dla pierwszego w życiu bloga, i to w dodatku poświęconego mało popularnym, ścisłym dziedzinom. Początkowo największe zainteresowanie miał artykuł o radioaktywnym jodzie, co świadczyło, że uchwyciłem dobry temat. Obecnie najwięcej osób zagląda na artykuł o nitrowaniu fenolu. Sądząc po tym, że wedle statystyk wchodzą na bloga wyszukując takie hasła, jak "nitrowanie fenolu przepis", "dlaczego otrzymana substancja topi się w innej temperaturze" czy "orto meta", ruch ten wywołują studenci innych uczelni (jakich?) którzy robią ten sam preparat. Pewnie się przydaję.

Mam też trochę wejść z innych krajów. Gdy kliknąłem na link wyników wyszukiwania hasła "skażenie radioaktywne Polska" wyszukiwany przez rosyjską wersję google, ze zdumieniem zobaszyłem blog przetłumaczony na cyrylicę. Parę osób z brazylii wyszukało mnie przez grafikę nazw położenia podstawników w pierścieniu.
Są też wejścia niejako przypadkowe - dziś na przykład ktoś szukał czegoś na temat specyfiki van Gogha, i znalazł artykuł o brązowieniu słoneczników.

Na razie w planach mam notkę o paru bzdurach wokół tematu smug chemicznych, o antybakteryjnych właściwościach miedzi, o konserwacji okrętu z Vaasa, o strzelającym cukrze i alkoholu w proszku, o czernieniu czerwieni cynobrowej, o ziołowych preparatach bez związków chemicznych, o piciu wybielaczy i zastrzykach z wody utlenionej - i jeszcze parę luźnych pomysłów, które może da się przekuć w ciekawsze tematy.

Jeśli macie jakieś uwagi lub propozycje, komentujcie do tej notki.

sobota, 16 kwietnia 2011

Brązowienie słoneczników i ultramaryna

Informację o tym, że "Słoneczniki" Van Gogha brązowieją, i że jest to wynik specyficznych reakcji chemicznych, znalazłem dopiero w kwietniowym numerze National Geographic, choć jak widzę, w lutym rozpisywały się o niej media. Nie wiem jak mogłem to przeoczyć. Skoro jednak dowiedziałem się, i pogrzebałem dokładniej w temacie, uznałem że może w nowej notce nie opowiem o świeżej informacji, ale może zrobię to lepiej i dokładniej. I po chemicznemu.


Słoneczniki
"Słoneczniki" to chyba jeden z najbardziej znanych obrazów Van Gogha. Mi osobiście bardziej podobają się jego obrazy krajobrazowe, jak na przykład "Gwiaździsta noc" czy "Droga z cyprysami", ale de gustibus est not disputandum więc nie w sposób się spierać o to, który jest znańszy a który ładniejszy.
Ów impresjonista z wyraźnymi odchyłami psychicznymi, uwielbiał rozedrgane, pulsujące, jaskrawe obrazy. Bardziej liczyło się u niego wrażenie - impresja - i emocje wywołane widokiem, aniżeli dokładność odwzorowania. Słoneczniki należały chyba do jego ulubionych kwiatów, łącznie bowiem namalował siedem wersji słoneczników w wazonie, różniących się efektami kolorystycznymi i fakturą farby. Dla osiągnięcia odpowiednich efektów chętnie używał żółci chromowej - jaskrawego pigmentu, który w owym czasie był jeszcze stosunkowo nowym odkryciem. I to właśnie stało się zalążkiem problemów. Oto bowiem Słoneczniki, i inne obrazy z przewagą żółci, brązowieją, ciemnieją, i przez długi czas nie było wiadomo dlaczego tak się dzieje.

Żółć chromowa to Chromian (VI) ołowiu - PbCrO4 - nieorganiczna sól zawierająca chrom na najwyższym stopniu utleniania +6. Związek, zależnie od sposobu otrzymania i rozdrobnienia, przyjmuje barwy od intensywnej żółci do jasnej czerwieni. W naturze występuje jako minerał Krokoit. Choć jest w zasadzie nierozpuszczalny w wodzie, uważa się go za silną truciznę, która - jak wszystkie chromiany na tym stopniu utlenienia - ma własności rakotwórcze. Najczęściej otrzymuje się go sztucznie, mieszając roztwory chromianu VI potasu i azotanu V ołowiu
K2CrO4 + Pb(NO3)2 → PbCrO4↓ + 2KNO3
Vincent van Gogh chętnie używał tego barwnika i, jak to już było powiedziane, obrazy ciemniały. Ta specyfika żółcieni chromowej była zresztą znana o dawna, i już w czasach malarza mogła by zauważalna. Znalazłem informację, że w farbach olejowych, pigment ten, podobnie jak również oparta na chromianach żółć barytowa, potrafi wręcz zzielenieć na słońcu [1]. Zauważono jednak, że nie wszystkie obrazy ciemniały w takim samym stopniu. Proces przebiegał znacznie szybciej na obrazach rozjaśnianych białymi barwnikami. Media ironizowały, że wybielenie wywołało pociemnienie. Co takiego jednak zachodziło?

poniedziałek, 11 kwietnia 2011

Otrzymywanie benzylidenoaniliny

Mimo pewnych zaległości udało mi się zrobić kolejny preparat. Oczywiście udokumentowałem ten fakt, aby móc sporządzić nową notkę. Tym razem wytworzyłem Benzylidenoanilinę.

Benzylidenoanilina, czy też dokładniej N-benzylidenoanilina, to związek organiczny, należący do klasy Imin, a więc związków w których atom azotu, połączony jest wiązaniem podwójnym z atomem węgla, tworząc analog grupy karboksylowej. W odróżnieniu od tlenu, azot jest trójwiązalny i wiąże jeszcze jeden podstawnik, którym może być wodór, lub grupa alkilowa - w tym ostatnim przypadku, Iminy nazywane są też zasadami Schiffa.
Zasady Schiffa są zasadami w sensie Lewisa, jako że azot posiada wolną parę elektronową, mogą zatem stać się ligandami silnie zabarwionych kompleksów z metalami ciężkimi, co pozwala wykorzystać je w kolorymetrycznym oznaczaniu tych pierwiastków.

Iminy łatwo można wytworzyć w reakcji kondensacji aldehydów lub ketonów z aminami pierwszorzędowymi. Znalazłem, że ten typ reakcji powinien być nazywany z angielska "Alkylimino-de-oksy-bisubstitution", ale w języku polskim nazwa najwyraźniej nie jest używana i nie ma swego odpowiednika[1].

Reakcja przebiega dwuetapowo:

Pierwszym etapem jest addycja nukleofilowa do węgla w grupie karbonylowej. Ponieważ tlen jest znacznie bardziej elektroujemny od węgla, następuje polaryzacja wiązania między nimi, tak, że na tlenie pojawia się cząstkowy ładunek ujemny a na węglu cząstkowy ładunek dodatni.
Aminy pierwszorzędowe posiadają wolną parę elektronową na atomie azotu, stanowiąc nukleofil - a więc odwrotnie od już omawianych elektrofili, chętnie oddające ładunek ujemny.
Następuje atak nukleofilowy na węgiel grupy karbonylowej:



Tworzy się nietrwały produkt pośredni, w którym następuje przegrupowanie z przeniesieniem aminowych atomów wodoru na tlen. Powstaje grupa HOH będąca dobrą grupą opuszczającą.
A teraz następuje drugi etap, czyli eliminacja powstałej cząsteczki wody. I tak mamy iminę.

Synteza, którą przeprowadzałem na zajęciach, przebiegała właśnie w ten sposób. Substratami reakcji był aldehyd benzoesowy i anilina. Co to za substancje?

Aldehyd benzoesowy, inaczej benzaldehyd to żółtawa, oleista ciecz o intensywnym zapachu migdałów. Nic zresztą dziwnego - występuje w naturze w pestkach owoców i w migdałach, w formie pochodnej glikozydowo-cyjankowej zwanej Amigdaliną która ulega powolnej hydrolizie, na benzaldehyd, glukozę i cyjanowodór, który zresztą - co ciekawe - również pachnie migdałowo. Rozkład ten następuje także w organizmie, na przykład w żołądku, przez co zjedzenie zbyt dużej ilości gorzkich migdałów, może mieć negatywne następstwa zdrowotne.

Anilina to najprostsza amina aromatyczna. Grupa aminowa, będąca w zasadzie cząsteczką amoniaku pozbawianą jednego z wodorów, jest połączona bezpośrednio z pierścieniem aromatycznym. Przez obecność na azocie wciąż wolnej pary elektronowej anilina ma właściwości zasadowe (w ujęciu Lewisa), mogąc przyjąć proton, stąd też łatwo tworzy sole amoniowe (np. chlorowodorek aniliny). Ma postać bezbarwnej cieczy o niemiłym zapachu (specjalnie nie wąchałem, ale podobno śmierdzi rybami). Jest silną trucizną, powodującą rozpad czerwonych krwinek, może wchłaniać się przez skórę.

Gdy uczyłem się jeszcze w lubelskim technikum chemicznym, prowadząca zajęcia opowiadała nam historię uczennicy, która zajmowała się destylacją aniliny. Podczas rozbierania sprzętu niechcący oblała sobie spodnie resztką destylatu z chłodnicy, ale tylko wytarła to fartuchem i nic nie powiedziała. Dopiero w domu poczuła się słabo, a jej rodzice zauważyli, że zsiniały jej usta, co jest jednym z objawów zatrucia. Oczywiście ją odratowano. Jestem pewien, że każdy nauczyciel ma na podorędziu takie umoralniające opowieści, mające przestrzegać przed zapominaniem o regulaminie. Niektóre mogą być nawet prawdziwe.

Reakcja przebiega wedle omawianego już schematu w następujący sposób:
Anilina + Benzaldehyd = Benzylidenoanilina
A teraz czas na właściwą relację:

Odmierzyłem anilinę i benzaldehyd wedle przepisu[2]:

Benzaldehyd
Oba płyny wlałem do kolbki kulistej na 50 ml, po czym mieszałem przez kwadrans. Zawartość kolby przybrała kolor żółty, mętniejąc od wydzielającego się produktu. Równocześnie mieszanina zagrzała się, zaparowując kolbkę, co wyglądało tak:

Podczas syntezy
Gdy minęło przepisowe 15 minut, zawartość kolby przelałem do zlewki ze spirytusem rektyfikowanym, w którym rozpuściła się, tworząc żółty roztwór. Zlewkę chłodziłem w krystalizatorze z wodę i mieszałem, czekając aż wykrystalizuje. Czekałem, aż wykrystalizuje i mieszałem i mieszałem, aż dorzuciłem do krystalizatora lodu i dalej mieszałem. Mieszałem i czekałem, i w końcu zaniepokoiłem się, że może coś nie wyszło, bo produkt dalej nie krystalizował. W końcu postanowiłem zdrapać, trąc o brzeg zlewki, osad jaki pojawił się na bagietce w miejscu gdzie krople roztworu wyparowały, i wrzucić te okruchy jako zarodki krystalizacji. Pomysł okazał się dobry, bo gdy tylko zamieszałem, zawartość zgęstniała niczym kaszka z mlekiem.


Wykrystalizowany produkt
Teraz pozostawało tylko przesączyć to przez lejek Buchnera, otrzymując lekko żółtawą "kaszę":

Benzylidenoanilina
Benzylidenoanilina to ciało stałe, o gęstości 0,956 g/cm³, nierozpuszczalną w wodzie. Działa drażniąco na skórę i błony śluzowe. inna metodą otrzymywania, może być redukcja N-benzylo-N-nitrozoaminy, co jest jednak procesem długotrwałym i mało wydajnym.[3]
Oprócz zastosowań specyficznych, np. do syntezy kompleksów, służy do otrzymywania innych związków benzylowych. Natknąłem się również na opis ekstrakcyjnego oddzielenia mikrośladów Renu z mieszanin z innymi metalami szlachetnymi, za pomocą benzyloaniliny zmieszanej z chloroformem, jako rozpuszczalnika. [4]

Edit:
Gdy po tygodniu wyjąlem preparat z szafki, okazało się, że zbrązowiał:
co mu się podobno może zdarzyć. Wydajność jednak wyszła mi dość niska, bo 50% teoretycznej, mimo to prowadzący zajęcia był zadowolony, bo związek był mu akurat potrzebny do czegoś innego.
Teoretyczna temperatura topnienia to 52 stopnie, mi zaś wyszedł przedział 49-51, co jest jeszcze dobre. Przy okazji zauważyłem, że brązowa warstewka topi się już w 46 stopniach.
---
[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Alkylimino-de-oxo-bisubstitution
[2] Mieczysław Mąkosza
"Synteza organiczna" PWN, Warszawa 1972r
[3] www.lookchem.com/N-Benzylideneaniline/
[4]
M.M.Khosla & S.P.Rao, Analytical separation of rhenium by extraction with n-benzylaniline in chloroform from sulphuric acid media, Analytika Chimika Acta - podobną metodą ekstrahuje się inne rzadkie pierwiastki
* http://pl.wikipedia.org/wiki/Amigdalina
*http://en.wikipedia.org/wiki/Imine

środa, 6 kwietnia 2011

Jodek reaguje z chmurą wytwarzając wodór...

Informacja, która stała się powodem napisania tej notki, jest dość stara, jednak dobrze pokazuje jak oczywista dla posiadającego minimum wiedzy chemicznej bzdura, może się szeroko rozpowszechnić w mediach bez odrobiny krytycznego podejścia ze strony redaktorów.

W 2009 roku Chiny nawiedziła susza. Przez blisko 100 dni nie padał tam deszcz, co nie zdarzało się od 36 lat. Władze zdecydowały się zatem na radykalne rozwiązanie - sztuczne sprowadzenie opadów. Polskie media opisywały rzecz tak:
Stolica Chin przebudziła się w niedzielę pod grubą warstwą białego puchu: pierwszą w tym sezonie śnieżycę nad Pekinem wywołano sztucznie, aby przeciwdziałać skutkom długotrwałej suszy - podała oficjalna chińska agencja Xinhua.
Pokrywa śniegu w większości dzielnic Pekinu pozostanie zapewne na dłużej, ponieważ nad stolicę nadciągnął w sobotę w nocy rozległy zimny front atmosferyczny.
Chiny nie po raz pierwszy zastosowały metodę sztucznego wywoływania opadów śniegu za pomocą bombardowania chmur odpowiednimi środkami chemicznymi.
(...)
W kwietniu 2007 roku chińscy naukowcy zdołali spowodować sztuczną śnieżycę w tybetańskim okręgu Nagqu, na wysokości 4500 metrów n.p.m. w celu złagodzenia skutków suszy na najwyżej położonym płaskowyżu świata. Opady sprawiły, że wyschnięte pastwiska w tym rejonie znów się zazieleniły.[1]
I wszystko było by w porządku gdyby nie ów akapit:
W lutym tego roku, po przeszło 100 dniach suszy, z 28 wyrzutni rozstawionych w mieście wystrzelono ponad 500 ładunków jodku srebra o rozmiarach naboju karabinowego, aby wywołać reakcję chemiczną: w kontakcie z chmurami uwalnia on wodór, ten zaś łącząc się z tlenem atmosferycznym powoduje, zależnie od temperatury, opady deszczu lub śniegu
Zaraz, zaraz... Jodek reaguje z chmurą i wytwarza wodór? To bardzo ciekawe. Spróbujmy to przedstawić po chemicznemu:
AgJ + Chmura = H2
H2 + O2 = deszcz

Rzeczywiście, bardzo proste wyjaśnienie. Gdyby to była prawda.
Żeby to jednak wyjaśnić, najpierw przedstawię nasz związek:

Jodek Srebra, AgI to nieorganiczny związek srebra, mający postać jasnożółtego, ciemniejącego na świetle proszku, praktycznie nierozpuszczalnego w wodzie. Łatwo można go otrzymać, dodając jodek potasu do roztworu azotanu (V) srebra. Wytrąca się wówczas pod postacią kłaczkowatego, lekko żółtawego osadu, częściowo rozpuszczającego się w nadmiarze jodków wskutek tworzenia rozpuszczalnego kompleksu AgI2-. Własności te wykorzystuje się w analizie jakościowej.
Jak już powiedziałem jest nierozpuszczalny w wodzie, i nie reaguje z nią. Zatem wstrzelony do chmury, będącej przecież zawiesiną kropelek wody, nie wywoła chemicznej reakcji i nie rozłoży wodę na tlen i wodór. Gdyby nawet, to owo "łączenie się wodoru z tlenem" przebiegało by gwałtownie - mieszanina obu gazów ma właściwości wybuchowe.

Dlaczego zatem stosuje się go w zasiewie chmur? AgI ma strukturę krystaliczną bardzo podobną do struktury lodu, dlatego może stać się dla niego zarodkiem krystalizacji. Kryształ jodku staje się niejako rusztowaniem dla kryształu lodu. Gdy w chmurę zawierającą przechłodzoną wodę, a więc wodę w stanie ciekłym poniżej temperatury zamarzania, co zdarza się gdy jest wolna od zanieczyszczeń; wprowadzimy pył jodku srebra, to każdy kryształek połączy się z kropelką wody i zainicjuje jej zamarznięcie. Powstałe kryształki lodu łącząc się z innymi kropelkami również je zamrożą, tym samym w chmurze szybko rośnie liczba nowych jąder krystalizacji, te zaś, oblepiane kolejnymi kropelkami, stają się coraz cięższe i opadają, stopniowo pochłaniając następne kropelki i rosnąc.
Jeśli temperatura w niższych warstwach chmury jest dodatnia, kryształki topią się, stając się kroplami deszczu. Jeśli temperatura jest ujemna, spada śnieg. Świetna grafika:
Zasiew chmur z powietrza i lądu
Na jedno zasianie wystarcza kilka gram związku, więc ewentualne toksyczne działanie soli srebra jest minimalne. Obecnie próbuje się też innych substancji higroskopijnych, na przykład soli kamiennej, co pozwala na wywołanie opadu z chmury nie zawierającej przechłodzonej wody. Natomiast sztucznych chmur deszczowych się nie wytwarza.
Właściwości jodku srebra odkrył w latach 40. chemik Bernard Vonnegutt - brat amerykańskiego pisarza Kurta Vonneguta, autora humorystycznych powieści z których najbardziej znana jest "Rzeźnia numer 5" (polecam). Niektórzy wiążą ten fakt z jego powieścią "Kocia kołyska", gdzie jeden z bohaterów, Hoeniker, stwarza alternatywną odmianę krystaliczną wody Lód-9, zamarzającą w temperaturze pokojowej, której wrzucenie do morza spowodowałoby zamrożenie oceanów i wielką katastrofę.

W lutym tego roku Chińczycy ponownie zasiewali deszcz, tym razem walcząc z suszą największą od 200 lat. Notatkę z PAP, z literówką:
Pociski z jodkiem srebra opalono zarówno z samolotu, jak i z ziemi.. [2]
przedrukowały wszystkie media.
------
Źrodła:
[1] http://wiadomosci.wp.pl/kat,18032,title,Caly-Pekin-przykryty-sztucznym-sniegiem,wid,11651857
[2] http://fakty.interia.pl/swiat/news/chiny-zasiewaja-chmury-susza-najgorsza-od-200-lat,1595433

* http://pl.wikipedia.org/wiki/Zasiewanie_chmur
* http://en.wikipedia.org/wiki/Silver_iodide