Slonova pasta za zube

Jedan veoma poznat eksperiment, poprilično čudan ljudima koji se ne razumeju u hemiju. Od samo malo kalijum-jodida, vodonik-peroksida i tečnosti za pranje posuđa može se napraviti ,,pasta za zube” dovoljna za povećeg slona…

Potrebne hemikalije

  • H2O2 (koncentrovani 30%, ili eventualno nešto manja koncentracija)
  • KI
  • tečnost za pranje sudova

Potreban pribor

  • veća menzura (ili balon)
  • čaša (ili sl.)
  • Tok eksperimenta

Preporučljivo je postaviti novine ili bilo šta drugo ispod suda u kome će se odviti reakcija radi lakšeg čišćenja kasnije. Napraviti zasićen rastvor KI u čaši tj. rastvoriti 15 g KI u oko 12 ml vode. U veću menzuru (ili neki veći balon) sipati 80 ml koncentrovanog (30%) H2O2 i 40 ml tečnosti za pranje sudova i promešati. U ovaj rastvor može se sipati i određena boja radi impresivnijeg izgleda. Sipati sadržaj prethodno napunjene čaše i brzo odmaći ruku. “Slonova pasta za zube” će početi da kulja.

Diskusija

Ovaj eksperiment je zasnovan na katalitičkom raspadu vodonik-peroksida:

2H2O2 → 2H2O + O2

Vodonik-peroksid se sam po sebi spontano raspada ali I jon (iz kalijum-jodida) se ponaša kao katalizator i znatno ubrzava reakciju. Zbog prisutnog kiseonika pravi se pena. Takođe, ova reakcija je egzotermna.

Različite verzije

Postoje vrlo različite verzije izvođenja ovog eksperimenta. Negde se, na primer, kao katalizator koristi kalijum-permanganat. Ukoliko se za katalizator uzme mangan-dioksid, videće se samo gas koji se izdvaja a ovaj eksperiment se zove „duh iz lampe“.

Advertisements

Ugljen monoksid-tihi ubica

Svake godine stotine ljudi u svetu umre od posledica trovanja ovim prostim gasom, a nekoliko hiljada se hospitalizuje. Gas nastaje sagorevanjem raznih vrsta goriva, drveta, ulja, parafina. To je ugljen monoksid.

Stvaranje

Kada ugljovodonična goriva sagorevaju, uz dovoljno vazduha, nastaju ugljen dioksid i voda.

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

Međutim, ako je iz nekog razloga priliv vazduha smanjen, umesto ugljen dioksida nastaje ugljen monoksid.

2CH4 + 3O2 -> 2CO + 4H2O

U takvim reakcijama se, ipak, stvara smeša gasova (ugljen dioksid i ugljen monoksid).

Ugljen monoksid (CO) je gas bez boje, mirisa i ukusa. To je osnovni razlog zbog kog je veoma opasan –ničim ne odaje svoje prisustvo. Stvara se u motorima automobila, u neispravnim šproteima na gas (ili drva), grejačima, požarima, ili pri sagorevanju ugljovodonika (ili druge organske supstance) u prostoriji sa lošom ventilacijom. Takođe je prisutan u duvanskom dimu. Ugljen monoksid se može detektovati pomoću posebnih detektora.

Uticaji na zdravlje

Po zakonu, koncentracija CO ne bi smela da bude veća od deset molekula na milion molekula vazduha (10ppm), iako se očigledni simptomi mogu videti tek pri 70ppm. Problem je i u prepoznavanju simptoma jer oni su ponekad slični simptomima obične prehlade. Koncentracije preko 150-200ppm prouzrokujudisorijentaciju, nesvesticu, pa čak i smrt. Neke grupe ljudi (sa anemijom, trudnice, stari ljudi, deca) su osetljivije i već pri nižim koncentracijama pokazuju znake trovanja.

Zašto je ugljen monoksid toliko opasan?

Kada dišemo, kiseonik ulazi u pluća. Prenosi se pomoću crvenih krvnih zrnaca do svih delova tela. Najvažnija supstanca za prenos kiseonika je hemoglobin, metaloprotein, koji u sebi sadrži gvožđe povezano u hem grupe. Gvožđe je u +2 oksidacionom stanju, dakle može biti i dalje oksidovano do +3. Ovo omogućava da svaka hem grupa (u proteinu ih ima 4) veže za sebe po jedan molekul kiseonika. To mojemo predstaviti i simbolički:

Hb + 4O2  Hb(O2)4

Hemoglobin za koji je vezan kiseonik i koji sadrži gvožđe u +3 stanju jeste oksihemoglobin. On je izrazito crvene boje. Putujući po telu, on drugim ćelijama predaje kiseonik. To se vrši pomoću još nekoliko proteina, sličnih hemoglobinu (imaju hem grupu) koji prenose kiseonik unutar same ćelije.

hemoglobin

hem

Kiseonik se vezuje u plućima, a oslobađa se u ćelijama te je ceo proces povratan.

Ugljen monoksid je toksičan jer ometa taj proces. CO se za hemoglobin vezuje 200 puta bolje! Dakle, čak i dok je koncentracija kiseonika mnogo, mnogo veća, za hemoglobin će se vezivati ugljen monoksid. On stvara karboksihemoglobin. Taj proces se može simbolički prikazati:

Hb + CO -> HbCO

Pošto se CO vezuje mnogo jače za hemoglobin, kiseoniku ostaje daleko manje mesta da se veže. No, CO vezivanjem čini mnogo gore – menja preostale tri hem grupe na koje se može vezati kiseonik, ali se on ne može otpustiti u ćelije. Na ovaj način prestaje sa radom sistem za transport kiseonika.

Problem je još veći kod nerođenih beba, čiji hemoglobin još lakše vezuje CO, te doze koje nisu otrovne za mejku mogu biti opasne.

Lečenje

Da bi se otrovana osoba oporavila, potrebno da se proces okrene, odnosno ako se karboksihemoglobin raspadne. To se može desiti za oko 5-6h posle prestanka udisanja CO. U mnogim slučajevima, dakle, pomaže i svež vazduh, međutim ponekad je potrebno i bolničko lečenje (pacijentu se daje čist kiseonik što pomaže da se veze lakše raskinu)

Zašto je nebo plavo?

Verovatno ste se nekada pitali zašto je nebo  plavo?
Sunce osvetljava Zemlju belom svetlošću. Bela svetlost je svetlost koja sadrži fotone svih talasnih dužina (tj. ona je kombinacija svih boja). Kada neki predmet osvetlimo belom svetlošću on upija (apsorbuje) skoro sve boje, određenu boju odbija. Taj deo bele svetlosti, ta boja, koji se odbija od predmeta je boja koju vidimo. Ovo važi za predmete kroz koje ne prolazi svetlost, za one koji nisu providni.

Kod providnih predmeta, kao što je na primer staklo, situacija je nešto drugačija. Bela svetlost dolazi do stakla, jedan mali deo se odbija a najveći deo nastavlja dalje. Od onog dela koji je prošao većina boja (talasnih dužina) prolazi bez ikakvih problema, ali fotoni određene boje ne mogu da prođu tako lako. Ti fotoni nailaze na „gužvu“, sudaraju se sa molekulima i od njih se odbijaju u svim pravcima. Svetlost jedne boje se rasipa u svim pravcima i staklo postaje obojeno u tu boju.

Isti proces odgovoran je i za boju neba. Bela svetlost sa Sunca dolazi do naše planete i počinje da putuje kroz atmosferu. Najveći broj fotona neometano prolazi kroz atmosferu i stiže do površine, ali neki fotoni nemaju tu sreću. Prema jednom zakonu u fizici – Rejlijevom zakonu – intenzitet rasute svetlosti je obrnuto proporcionalan talasnoj družini svetlosti. To znači da će se svetlost manje talasne dužine rasipati višestruko intenzivnije od svetlosti veće talasne dužine. Ako se setimo da najveću talasnu dužinu ima crvena svetlost (oko 700 nm) a najmanju plava (oko 400 nm) lako zaključujemo da će se plava svetlost rasipati mnogo intenzivnije. Svetlost koja do nas stiže osiromašena je za tu komponentu plave boje, a ta svetlost prestaje da se kreće od Sunca ka nama već se prostire u svim pravcima i obasjava nebo i boji ga u plavo.

Ovaj proces, tzv. Reilijevo rasejanje, odgovoran je i za boju Sunca. Već je rečeno da Sunce emituje svetlost svih boja, belu svetlost. Kada ga pogledamo vidimo da je ono žuto, a žuto je zbog toga što je iz bele svetlosti nestala plava komponenta koja je dala boju našem nebu, našoj planeti.