CHEMIA PRZY KAWIE

Chemia (grec. χημεία – chemeia) – nauka badająca naturę i właściwości substancji, a zwłaszcza przemiany zachodzące pomiędzy nimi. Współcześnie wiadomo, że przemiany substancji wynikają z praw, według których atomy łączą się poprzez wiązania chemiczne w mniej lub bardziej trwałe związki chemiczne, a także praw, według których wiązania pękają i tworzą się ponownie prowadząc do przemian jednych związków w drugie co jest nazywane reakcjami chemicznymi. Chemia zajmuje się także rozmaitymi właściwościami substancji wynikającymi bezpośrednio z ich budowy atomowej.

Naturę i właściwości substancji bada również fizyka. Chemia i fizyka nawzajem się przenikają i często trudno jest precyzyjnie ustalić, gdzie kończy się jedna dziedzina, a zaczyna druga. Chemia, podobnie jak fizyka jest centralną nauką przyrodniczą. Obie te nauki stanowią podstawę wszystkich pozostałych nauk przyrodniczych – biologii, geografii, metalurgii i wielu innych.

Podstawowym zagadnieniem chemii jest badanie substancji i ich przemian jakościowych, powodujących, że np. z jednej substancji powstają dwie, albo z dwóch - jedna. Współczesna chemia stara się wyjaśniać mechanizm tych przemian na poziomie cząsteczkowym. Szuka też zależności między właściwościami substancji a ich składem i strukturą atomową.

Struktura świata, której się na co dzień doświadcza jest determinowana chemicznymi i fizycznymi własnościami substancji. Np: stal jest twardsza od czystego żeliwa, gdyż atomy żelaza tworzą w stali bardziej zwartą strukturę krystaliczną niż w żeliwie. Drewno pali się po podgrzaniu do odpowiednio wysokiej temperatury, gdyż zawarta w nim celuloza jest polimerem, który ulega spontanicznej reakcji utleniania. Cukier to kryształy organicznego związku chemicznego – sacharozy, która posiada zdolność rozpuszczania się w wodzie, a następnie przenikania do kubków smakowych w języku, gdzie jego obecność jest wykrywana poprzez ciąg skomplikowanych reakcji biochemicznych.

Współczesne badania dowiodły, że za wszystkie te efekty, w ten czy inny sposób, odpowiada chmura elektronów otaczająca jądra atomowe. Stąd chemia jest w istocie nauką zajmującą się zjawiskami elektronowymi i nie wnika w funkcjonowanie jąder. Wyjątkiem jest tylko chemia jądrowa, nauka na pograniczu fizyki jądrowej i chemii[3].

Współczesna chemia jest przede wszystkim nauką eksperymentalną, całkowicie pozbawioną magiczno-mistycznej otoczki typowej dla alchemii. Jej podstawę faktograficzną stanowią miliony reakcji chemicznych przeprowadzonych w kontrolowanych warunkach w laboratoriach z użyciem specjalnej aparatury, oraz wyniki dokładnych badań produktów tych reakcji. Do 17 lipca 2007 roku w bazie danych Chemical Abstracts zarejestrowano ponad 31 milionów związków chemicznych, a na dobę jest rejestrowanych średnio 4000 nowych[4]. Fakty te byłyby jednak bezużyteczne bez aparatu poznawczego, który stanowią podstawowe pojęcia stosowane w tej nauce, takie jak mol, pierwiastek chemiczny, związek chemiczny i inne.

Ciekawostki chemiczne.

Srebro ma najlepszą przewodność elektryczną i cieplną z wszystkich pierwiastków.

Pierwiastek o nazwie gal (l. atomowa 31) ma temperaturę topnienia tylko 29,8C. A więc kawałek tego metalu położony na rękę stopiłby się. Co ciekawe, temperatura wrzenia galu wynosi 2300C. Ten szeroki zakres istnienia fazy ciekłej wykorzystano do produkcji termometrów mierzących wysokie temperatury.

Bizmut – pierwiastek o liczbie atomowej 83 ma pewną osobliwą, rzadką właściwość. Podobnie jak woda, zwiększa on swoją objętość podczas krzepnięcia.

Indygo – barwnik nadający kolor dżinsom, był dawniej otrzymywany tylko z roślin z rodzaju Indigofera uprawianych w Indiach, Ameryce Środkowej i na południu Europy. Można go jednak też otrzymać z rośliny o nazwie urzet barwierski (Isatis tinctoria) rosnącej na południowym wschodzie Polski.

Koniina – alkaloid występujący w szczwole plamistym to pierwszy alkaloid uzyskany syntetycznie. Dokonano tego w 1886 roku.

Cyna – pierwiastek o liczbie atomowej 50 jest rekordzistą jeśli chodzi o liczbę trwałych izotopów. Ma ich aż 10. Wysoką liczbę trwałych izotopów mają też kadm: 8, tellur: 8, ksenon: 9. Można zauważyć, że te pierwiastki znajdują się w układzie okresowym w pobliżu cyny, a ich liczba atomowa również jest parzysta.

Złoto jest najbardziej kowalnym i ciągliwym ze wszystkich metali. Można z niego ubijać blaszki o grubości 0,00001 cm, a 30 g złota można rozciągnąć w drut o długości 100 km.

Pierwszym związkiem organicznym otrzymanym syntetycznie z substratów nieorganicznych jest mocznik. Dokonał tego w 1828 r. F. Wöhler, obalając tym samym wiarę w istnienie tajemniczej siły życiowej, zaklętej w organizmach żywych i mającej wyłączność na produkcję materii organicznej. Wöhler otrzymał mocznik (NH2CONH2) z cyjanianu amonu (NH4CNO).

Indol to produkt rozkładu substancji białkowych (ściślej: powstaje z aminokwasu – tryptofanu). W dużych stężeniach ma nieprzyjemną woń fekaliów, ale bardzo rozcieńczony - ma zapach jaśminu.

Nie zawsze węglowodór to substancja bezbarwna. Na przykład węglowodór o nazwie azulen ma intensywnie niebiesko-fioletową barwę. Jest on bardzo podobny (tylko brak reszt metylowych i etylowej) do chamazulenu – węglowodoru występującego w olejku krwawnika pospolitego i rumianku pospolitego.

Największą gęstość ze wszystkich pierwiastków ma osm. Wynosi ona 22,6 g/cm3. Niewiele ustępuje mu sąsiadujący z nim w układzie okresowym iryd.

Istnieje barwna odmiana tlenu. Nazywa się tlen singletowy i świeci pomarańczowo-różowym światłem. Tlen singletowy różni się od zwykłego tlenu atmosferycznego rozkładem elektronów na swych orbitalach.

Fosfor jest powszechnie uważany za niemetal, ale jedna z jego odmian – fosfor czarny ma metaliczny połysk, przewodzi prąd i jest dobrym przewodnikiem ciepła.

Czynnym związkiem afrodyzjaku muchy hiszpańskiej jest pochodna tetrahydrofuranu – kantarydyna. Wbrew nazwie, afrodyzjak ten otrzymywany jest z chrząszcza Lytta vesicatoria (pryszczel lekarski).

Związek chemiczny o nazwie stewiozyd, pochodzący z paragwajskiej rośliny Stevia rebaudiana jest 300 razy słodszy od używanego powszechnie cukru – sacharozy.

Sztuczny słodzik – sacharyna (imid kwasu orto –sulfobenzoesowego) jest ok. 550 razy słodsza od sacharozy.

Żółty kolor siarki ma odbicie w jej nazwie. Jej nazwa pochodzi z sanskrytu (języka staroindyjskiego), w którym słowo „sira” oznacza „jasnożółty”.

Pierwiastki metaliczne o nazwie tantal i niob są używane do wyrobu narzędzi chirurgicznych, stomatologicznych, sztucznych stawów i zastawek serca. Powodem jest ich słaba reaktywność chemiczna.

Znany i ceniony kamień szlachetny – szmaragd to glinokrzemian berylu, który swą turkusową barwę zawdzięcza domieszce soli chromu.

Urotropina - związek chemiczny o ciekawej strukturze znalazł zastosowanie jako stałe paliwko w turystyce (paląc się nie topi się), a także używany jest w lecznictwie do odkażania dróg moczowych.

Związkiem najczęściej używanym jako stałe paliwko turystyczne jest spolimeryzowany liniowo aldehyd octowy – metacetaldehyd o wzorze (CH3CHO)n , gdzie n = 4,5,6.

Postuluje się związek pomiędzy podwyższonym poziomem jonów glinu Al3+ w diecie, a zwiększoną zapadalnością na chorobę Alzheimera. Związek ten nie jest potwierdzony ponad wszelką wątpliwość, ale na wszelki wypadek lepiej nie nadużywać kwaśnych produktów z aluminiowych puszek. Dużo jonów glinu w roztworze zawiera również herbata.

Czerwony kamień szlachetny - rubin to chemicznie tlenek glinu Al2O3 (korund), któremu barwę nadaje czerwony tlenek chromu na szóstym stopniu utlenienia.

Pierwiastki metaliczne: kadm i gadolin mają ogromną zdolność do pochłaniania neutronów, więc wykorzystuje się je do produkcji prętów kontrolnych w reaktorach atomowych.

Związek o nazwie oktanitrokuban (ONC) to najsilniejszy materiał wybuchowy świata (tzw. Super Bum). Jest o 30% silniejszy od materiałów uważanych dotąd za najsilniejsze. Ze względu na kosztowną syntezę, nie wejdzie do powszechnego użycia.

Broń chemiczna po raz pierwszy użyta została w 1915 roku pod Langemark (Belgia). Niemcy użyli wtedy ciekłego chloru.

Co do broni chemicznej bym mocno polemizował, gdyż gazy bojowe były używane dużo wcześniej niż w 1915r.

Nawet jeśli chodzi o czasy współczesne to w 1914 Niemcy ostrzelali ruskich używająch bromek ksylilu i ksylenu(gaz łzawiący).

Spośród pierwiastków ferromagnetykami są: żelazo, kobalt, nikiel, a także 4 pierwiastki ziem rzadkich: gadolin, terb, dysproz i holm. Ferromagnetyk to substancja, która wykazuje spontaniczne, stałe namagnesowanie pod nieobecność zewnętrznego pola magnetycznego.

Nazwy trzech pierwiastków: erb, terb i iterb pochodzą od nazwy szwedzkiego miasta Ytterby.

Najrzadziej występującym na Ziemi pierwiastkiem jest ren (liczba atomowa 75).

Substancja rozpylona w tokijskim metrze w 1995 roku, odpowiedzialna za śmierć wielu ludzi, to sarin. Jest to bezbarwna, bezwonna ciecz, która przedostając się do organizmu przez skórę lub drogi oddechowe, powoduje drgawki i szybką śmierć.

Główną toksyną muchomora czerwonego jest muskaryna. Powoduje ona bardzo silne pobudzenie układu przywspółczulnego. Dzieje się tak dlatego, że muskaryna ma bardzo podobną strukturę do acetylocholiny – neuroprzekaźnika charakterystycznego dla układu przywspółczulnego.

Pierwiastki metaliczne: tytan i glin znalazły zastosowanie w przemyśle lotniczym, bo cechuje je wytrzymałość i mała gęstość (są "lekkie").

Wolfram – pierwiastek o liczbie atomowej 74 ma rekordową temperaturę topnienia: 3420C, co sprawia, że stosuje się go jako podstawowy składnik drutów żarzących w piecach elektrycznych i żarówkach.

Silnie rozdrobniony nikiel ma niesłychaną zdolność do pochłaniania wodoru. Potrafi wchłonąć 17 razy większą objętość tego gazu niż wynosi jego własna. Dzięki tej zdolności jest stosowany jako katalizator przy chemicznym utwardzaniu (uwodornianiu) nienasyconych tłuszczów.

Jeszcze bym polemizował z Wolframem. Temp topnienia Wolframu to 3422 i też nie jest to rekordowa nawet wśród pierwiastków. Węgiel "rozpuszcza" się (dokładniej to sublimuje) w 3546. Są substancje jeszcze bardziej trwałe np. Tantalum hafnium carbide (ciężko to na polski) - 4215 stopni

Za uzależniające i halucynogenne działanie marihuany i haszyszu odpowiada tetrahydrokanabinol (THC).

To samo chciałem napisać. THC owszem, jest substancją psychoaktywną ale nie halucynogenną czy uzależniającą. Za "ciekawostki" rodem z polskiego sejmu podziękujemy.

Pokrzywa parzy, bo w zbiornikach jej włosków parzących znajduje się kwas mrówkowy (HCOOH).

Wartość platyny - pierwiastka odkrytego przez hiszpańskich konkwistadorów, była początkowo niedoceniana. Ma to odbicie w jej nazwie. W języku hiszpańskim „platina” oznacza małe srebro.

Obecnie znanych jest 81 pierwiastków mających przynajmniej jeden trwały izotop. Należą do nich wszystkie pierwiastki o liczbach atomowych od 1 do 83 z wyjątkiem technetu (43) i prometu (61).

Pierwiastki czyste to takie, które mają tylko jeden trwały izotop. Są nimi m.in. fluor, beryl, sód, glin, fosfor, mangan, kobalt, jod, cez, złoto i bizmut.

Chinina to alkaloid otrzymywany z kory drzewa o nazwie chinowiec soczystoczerwony (Cinchona succirubra). Dawniej stosowana była do leczenia malarii, bo zabija bezpłciowe pokolenia zarazków tej choroby. Ma ponadto działanie przeciwzapalne, przeciwbólowe, wzmagające skurcze macicy i przeciwarytmiczne (prawoskrętny izomer - chinidyna). Chinina jest również składnikiem toników, którym nadaje gorzki smak.

Zarówno kauczuk jak i gutaperka to materiały będące polimerami izoprenu. Różnica jest taka, że kauczuk zawiera reszty izoprenu spolimeryzowane w pozycji cis, a gutaperka – trans. Co ciekawe, nazwa „kauczuk” wywodzi się z języka Majów, w którym „kaa-o-czuk” znaczy tyle, co „płaczące drzewo”. Nazwa bierze się stąd, że kauczuk otrzymuje się z lateksu wyciekającego po nacięciu kory drzewa Hevea brasiliensis.

Związek chemiczny o nazwie azotek boru (borazon) i wzorze chemicznym BN jest drugą pod względem twardości znaną substancją po diamencie. Właściwość ta sprawia, że azotek boru jest często wykorzystywany do wyrobu ostrzy narzędzi skrawających.

Co do tych najtwardszych substancji to najtwardszą znaną substancją jest Lonsdalejd, który jest kosmiczną wersją ziemskiego Diamentu i jest do 58% twardszy.

Stop Wooda o składzie (bizmut, ołów, cyna, kadm w stosunku wagowym 4:2:1:1) cechuje się bardzo niską temperaturą topnienia: około 65C. Łyżeczka zrobiona z tego stopu, umieszczona w gorącej herbacie, rozpłynęłaby się w niej bezpowrotnie. Jest to pomysł na dobry kawał.

Molibden występuje w organizmach żywych jako ważny mikroelement. U człowieka wchodzi w skład oksydaz: aldehydowej, hipoksantynowej, ksantynowej i siarczynowej. Jest też składnikiem ważnego bakteryjnego enzymu: nitrogenazy, który wiąże azot atmosferyczny i przeprowadza go w jony amonowe.

Nikotyna – alkaloid syntetyzowany przez rośliny z rodzaju tytoń (Nicotiana), a więc i zawarty w papierosach, jest silną trucizną. Dawka śmiertelna dla człowieka wynosi 50-100 mg.

U występującego w faunie polskiej chrząszcza o nazwie strzel łoskotnik (Brachynus crepitans) ewolucja wykształciła osobliwy sposób obrony. W razie zagrożenia ze strony drapieżnika wystrzeliwuje on wytwarzaną przez siebie mieszaninę nadtlenku wodoru i p-hydrochinonu z dodatkiem enzymów rozkładających nadtlenek wodoru (katalaza, peroksydaza). Atomowy tlen uwolniony przez enzymy z H2O2 atakuje p-hydrochinon i błyskawicznie utlenia go do p-chinonu. W reakcji wydziela się tyle energii, że mieszanina wybucha.

GRUPA MEDIA INFORMACYJNE & ADAM NAWARA