Kiedyś w laboratorium (80.) - Bielenie kwiatów siarką

 Jednym ze stosunkowo częstych doświadczeń na pokazach chemii jest bielenie kwiatów i materiałów dwutlenkiem siarki, będące zresztą zwykle kontynuacją eksperymentów z siarką. Po pokazaniu jak siarka wygląda i jak się stapia, następuje podpalenie w pojemniku z tlenem. Potem do pojemnika wkłada się różę i voila, mamy pokaz właściwości siarki. 

Kolba z tlenkiem siarki. Płatek róży zwykły i wybielony

A gdyby pod ręką nie było siarki? 

W takiej sytuacji znalazłem się w zeszłym roku, gdy przygotowywałem pokaz na imprezę firmową. Byłoby fajnie to pokazać, ale pod ręką nie było głównego składnika. I myślę, że w podobnej sytuacji może być wiele szkolnych pracowni chemicznych. Ale od czego jestem chemikiem. Przecież zarówno siarkę do pokazania jak i jej tlenek można wytworzyć z odczynników dostępnych na każdej pracowni analitycznej. 

Jednym z często stosowanych odczynników przy miareczkowaniu jodometrycznym jest tiosiarczan sodu. Związek zawierający dwa atomy siarki na bardzo różnych stopniach utlenienia. Jeden to centralny atom anionu siarczanowego, do którego normalnie podłączone są cztery tleny, o stopniu utlenienia +6. Drugi zastępuje jeden tlen i ma stopień utleniania -2. W zasadzie pełni tutaj rolę siarczku. Siarczku siarki, żeby było ciekawiej. 

Połączenie takie można otrzymać gotując siarkę z siarczynem sodu, jest to jednak reakcja w pełni odwracalna i to właśnie wykorzystamy w tym przypadku. Właściwości związku można przedstawić na dwa sposoby, oba mogą być użyte na pokazach.  W pierwszym robimy niezbyt mocny około 1% roztwór tiosiarczanu, wlewamy do większej zlewki i mieszając dodajemy kilka kropli kwasu solnego. Początkowo nic się nie dzieje, ale z czasem roztwór zaczyna opalizować. Wydaje się niebieskawy, światło przechodzące staje się żółte. Stopniowo mętność narasta aż roztwór wygląda jak chude mleko. Przechodzące światło staje się czerwone o ile jeszcze prześwieca.

Drugi sposób wykorzystałem na pokazach. Do kolby zamykanej korkiem wsypałem łyżeczkę tiosiarczanu i polałem rozcieńczonym kwasem solnym. W kwaśnych warunkach następuje proces nie będący prostym odszczepieniem jonu siarczkowego. Część z nich utlenia się do siarki pierwiastkowej, zaś część jonów tiosiarczanowych redukuje do siarczynowych. Te zaś na kwaśno zmieniają się w nietrwały kwas, który odszczepia wodę i daje dwutlenek siarki. 

Do naczynia z dwutlenkiem wkładamy zawieszony na nitce płatek róży lub mały kwiat. Wybielenie następuje w ciągu minuty, zaczynając od brzegów. Dłużej zabarwione zostają grubsze żyłki. Jeśli płatek jest mocno woskowy, można go wcześniej zwilżyć.

Dwutlenek siarki zamienia naturalne barwniki, głównie antocyjany, w formy sulfonowane. Powoduje to przerwanie struktur elektronowych odpowiedzialnych za wyraźne zabarwienie. [1] Dawniej tłumaczono reakcję redukcją do form leuko, ale tych nie wykryto w odbarwionych roztworach (nie wiem jak to teraz wygląda w podręcznikach). Powstałe produkty nie są trwałe. Ulegają stopniowemu rozpadowi, toteż odbarwione w ten sposób kwiaty stopniowo wracają do poprzedniego koloru, choć zwykle nie jest to powrót do takiej samej intensywności.

Gdy już kończymy pokaz warto zwrócić uwagę na żółtawy, kłaczkowaty osad. To elementarna siarka. Jakby ktoś bardzo potrzebował konkretnie siarki może to być jedna z dróg wytworzenia, choć chyba niezbyt tania.

----------

[1] https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4615-4139-4_43

Światy jakie mamy w głowach

 Książka Łukasza Lamży nie jest za bardzo chemiczna, ale spodobała mi się na tyle, że warto o niej trochę tu opowiedzieć.

Autor, znany już niektórym z youtubowej serii Czytamy Naturę, a trochę mniejszemu gronu z artykułów prasowych na temat nauki, skupia się tu na popularnych dziedzinach pozornie związanych z nauką, a w rzeczywistości bardzo od niej odległych. Różdżkarze posługujący się parageologiczną terminologią, powołujący się na promieniowanie i na liczbowe skalę. Koncerny homeopatyczne sprzedające cukier pod sloganami pamięci substancji i nierealnych rozcieńczeń. Przeciwnicy szczepień, wyliczający ilość toksyn w jednej dawce i straszący absolutnie pewnym związkiem przyczynowym z chorobami. Jest tego cała masa. 

 

Nie jest to jednak książka mocno nastawiona na polemikę. Autor objaśnia niezbędne minimum, aby pokazać czemu pseudonauka jest właśnie tak nazywana. Bardziej można by powiedzieć, że jest to podróż drogami, jakimi kierują się myśli. Lamżę bardziej tutaj interesuje, co też takiego mają w głowach osoby, które to wszystko wymyśliły, osoby, które potem to bezmyślnie powtarzają i na końcu przeciętni odbiorcy, którzy kiwają głową i mówią: tak jak to wyjaśniłeś, to brzmi sensownie.

Jeden z najciekawszych rozdziałów omawia mało szerzej znane zjawisko nierealnych gadżetów audiofilskich. Każda dziedzina zainteresowań obrasta z czasem o swoje specjalistyczne sprzęty, te nabierają marek a producenci  prześcigają się w wymyślaniu coraz lepszych modeli. Albo przynajmniej lepiej reklamowanych. Z pewnością są producenci sprzętu do majsterkowania, którzy zapewniają, że ich piła się nie tępi do a młotek nie męczy ręki, bo są zrobione ze specjalnego stopu, jakiego nie mają inni.  

Przypadkiem takim są sprzęty do słuchania muzyki w sposób najpełniejszy, czysty, dający najlepsze  doznania. Otóż czego ci producenci ze sprzętem nie zrobią, zawsze wprowadzona zmiana "poszerza przestrzeń dźwięków" i "zmniejsza szumy".  Są to co sprawy związane z tak subtelnymi wrażeniami słuchaczy, że ponoć tylko prawdziwy koneser zauważy jak bardzo drogi kabel czy kosztowny głośnik poprawia jakość dźwięku. Co budzi oczywiste pytania, czy chodzi tu o efekty rzeczywiste, które ktokolwiek jest w stanie usłyszeć, czy o dźwiękowy odpowiednik Nowych Szat Cesarza. O sprzęt tak drogi i ceniony przez podobnych amatorów, że kupujący wstydzi się przyznać przed samym sobą, że nie widzi różnicy.

Ale subtelne efekty to jeszcze za mało. Producenci w reklamach sprzętu odwołują się do naukowo brzmiących wyjaśnień działania. Ich kabel redukuje szum kwantowy, podstawka pod głośnik pochłania z otoczenia fale magnetyczne i to wszystko ma związek z energią próżni. W dużej części jest to w rzeczywistości bełkot, mieszający terminologię bez ładu i składu, ale przynajmniej mądrze brzmiący dla osób, które się na danej dziedzinie nie znają. Łatwo się uśmiechnąć czytając o efektach kwantowych w kablach zasilających, mających sprawić, że optyczny odczyt zerojedynkowego zapisu dźwięku z płyty CD będzie lepszy; bo  jedyne co sprzęt sczytuje z płyty to ilość wypaleń krótkich i długich a nie jakość promienia lasera - ale trzeba zauważyć, że podobnie wygląda reklamowanie i promowanie innych rzeczy. 

Podstawki pod kubek produkujące "żywą wodę" czy dokonujące strukturyzowania, czy preparaty homeopatyczne, są opisywane podobnym bełkotem, ale tym razem nie chodzi o efekty dźwiękowe, których nikt nie odróżnia, tylko o zdrowie. W ogóle w niektórych dziedzinach trudne terminy czerpanie z nauki wydają się istnieć na podobnej zasadzie co hermetyczne, tajemnicze określenia dawnych magów i alchemików. Nikt nie musi ich rozumieć. wystarczy że dobrze brzmią w ramach formuły "X wywołuje Y, dzięki czemu jesteś zdrowy". To, co dawniej wytłumaczonoby w ten sposób, iż przedmiot ten działa magicznie, za sprawą sił nadprzyrodzonych, duchów zaklinanych pieczęcią Salomona i niezrozumiałych dla nikogo symboli starożytnych cywilizacji; dziś jest objaśniane poprzez "oddziaływania kwantowe", które wzbudzają energię ziemi, co wywołuje wibracje, które powodują rezonans - a to wszystko zachodzi w piątej gęstości. To się aż prosi o prowokację w stylu afery Sokala.[s]

A to przecież nie koniec ludzkich możliwości. Dalej mamy płaskoziemców, choć tym nie poświęcono wiele miejsca. Mamy kreacjonistów młodej ziemi, którzy uważają, że świat ma tylko 6 tysięcy lat a historia Noego była prawdziwa, bo oni tak interpretują Biblię. Są ludzie obawiający się opryskiwania chemikaliami z samolotów, którzy kompulsywnie rozsyłają innym filmiki z YT. Są łykający garściami suplementy witaminowe, pijący surową wodę, bo jest bardziej naturalna, wypatrujący oznak choroby we wzorach na tęczówce. Są wreszcie ludzie nie wierzący w ocieplenie klimatu i to, że jakieś szczepionki działają. A jako wisienka na torcie Zięba i jego metoda powiększania piersi hipnozą - weryfikacja tego ostatniego w literaturze naukowej dała zaskakujące rezultaty.

Lamża jednak, jak już wspomniałem, nie jest jakoś mocno zainteresowany dogłębną polemiką. To nie jest książka poświęcona dokładnemu wyjaśnianiu wszystkiego, wraz z podawaniem szczegółowej argumentacji. Jeśli szukacie czegoś takiego, jakiegoś zbioru najlepszych argumentów tłumaczących najpopularniejsze bzdury, to bardziej bym polecił książkę "Lekarze, naukowcy, szarlatani" Bena Goldacre'a. Tym, co wydaje się Lamżę bardziej w tym interesować, jest pokazanie sposobów w jakie te bzdury są produkowane i przyjmowane przez ludzkie umysły. Prawie każdy rozdział tłumaczy jakiś element prawidłowej metody naukowej, sposobów krytycznego myślenia czy mechanizmów wedle których działają błędy poznawcze.  Czyni to stylem dość przystępnym, lekkim, bez stosowania nie objaśnianej terminologii.

***

Przy czym to nie jest tak, że książka podobała mi się w każdym szczególe. Może trochę nie do końca mieszczę się w grupie docelowej, bo przy każdym rozdziale kręciłem nosem, że można było jeszcze coś więcej dodać, bo jeszcze o czymś słyszałem, co pasuje do tematu. Na przykład historię jak to szczególny stosunek prawny preparatów homeopatycznych, których producenci w wielu krajach nie muszą ani udowadniać działania ani badać bezpieczeństwa, spowodował, że w USA kilkaset osób straciło węch po użyciu homeopatycznych kropli donosowych będących roztworem chlorku cynku o wykrywalnym stężeniu.[n]  

W rozdziale o audiofilskich sprzętach można zauważyć, że autor trochę sobie ułatwił zadanie wyjaśnienia jak bardzo są to dodatki nierealne, koncentrując się niemal wyłącznie na przykładzie kabli zasilających. Łatwiej jest zauważyć, że elastyczna podkładka pod kabel zasilający to raczej nie jest coś, co daje jakikolwiek efekt, ale już podkładki pod głośniki czy izolujące płytki doczepiane pod wzmacniacze mogą wydawać się sensowne, bo dotyczą części osprzętu która faktycznie wytwarza dźwięk.  

Rozdział o globalnym ociepleniu ma charakter wyłącznie informacyjny - nauka działa tak a tak, konsensus naukowy to jest to a to, jak mówimy, że specjaliści są czegoś pewni na 87% to oznacza to a to a zaprzeczający temu wszystkiemu pojawiają się gdzieś tam w tle jako pretekst, właściwie bez objaśnienia jakie są to zarzuty

Czy byłby to dobry prezent? Może, tak, może nie. Ponieważ jak wspomniałem, nie jest to książka do przekonywania, może to nie być właściwy dla osób mocno zaangażowanych w którąś z omawianych tu dziedzin. Z kolei ktoś o sceptycznym usposobieniu, kto śledzi internetowe dyskusje, w zasadzie nie znajdzie tutaj nic nowego. Jest to tylko zgrubne podsumowanie faktów. Dla osoby młodej, która już trochę interesuje się nauką czy medycyną, ale nie ma za wielkiego rozeznania, może być w sam raz; zwłaszcza z powodu omówień błędów poznawczych. 

---- 

[s] Amerykański profesor fizyki Alan Sokal opublikował w uznanym czasopiśmie z zakresu studiów kulturowych artykuł, używający kompletnego bełkotu złożonego ze słów z nauk ścisłych. Artykuł został opublikowany bez uwag, dowodząc tym samym, że redaktorzy przepuszczają ładnie brzmiące prace, których nie rozumieją. Wyśmiał w ten sposób styl pisania bełkotliwych prac takich znanych autorów jak Jaques Derrida czy Jaques Lacan. https://en.wikipedia.org/wiki/Sokal_affair

[n] https://www.jwatch.org/fw200906170000001/2009/06/17/zicam-nasal-cold-remedies-linked-loss-sense

Obrzydliwa chemia (1.)

Czyli wszystko to co was kiedyś zaciekawiło na lekcjach chemii, ale wstydziliście się zapytać.

Skąd smród wymiocin?
Zapach wymiocin w dużej mierze wiąże się ze składem jedzenia - posiłki z reguły zawierają mniejsze lub większe ilości tłuszczy, te zaś stanowią połączenie kwasów tłuszczowych z gliceryną. Kwasy tłuszczowe, gdy mają długą cząsteczkę, mają postać woskowatych ciał o niewyczuwalnym zapachu, czego przykładem stearyna, to jest kwas stearynowy zawierający 17-węglowy łańcuch. Inaczej jest gdy kwasy są krótkie - stają się wówczas łatwo krzepnącymi cieczami o charakterystycznym zapachu. Najkrótsze, to jest mrówkowy, octowy i propionowy mają zapach kwaśny, ale począwszy od masłowego (4 węgle), ich wonie stają się coraz bardziej nieprzyjemne.
Kwas masłowy, jak sugeruje nazwa, jest tym który powoduje niemiły zapach zjełczałego masła, dłuższe od niego kwasy kapronowy, kaprylowy i kaprynowy, zostały nazwane od kozy i odpowiadają za zapach kozła i koziego mleka.

Skąd wolne kwasy tłuszczowe w zawartości żołądka?
Już podczas przeżuwania pokarmu, miesza się on ze śliną zwierającą lipazy, trawiące tłuszcze. Pewne znaczenie ma też lipaza żołądkowa. W wyniku ich działania część kwasów tłuszczowych zostaje uwolniona do treści żołądka. Gdy zaś w wyniku skurczu żołądka jego treść zostanie uwolniona do otoczenia, woń tych kwasów staje się zauważalna. Pewne znaczenie mogą tu mieć też wolne aminokwasy i aminy.

Zapach wymiocin wywołuje obrzydzenie u innych ludzi, do tego stopnia iż może wywołać wymioty. Podobny efekt wywołuje widok wymiotującej osoby a czasem nawet sam odgłos. W szczególnych przypadkach może to doprowadzić do wymiotów większą ilość zdrowych osób, a nawet przerodzić się w masowa histerię. Uważa się, że jest to zjawisko adaptacyjne - reakcja wymiotna na widok innej wymiotującej osoby miała w dawnych małych społecznościach ułatwić pozbycie się zatrutego jedzenia i uniknięcie choroby.

Mdłości pojawiają się także podczas ciąży. Niekiedy pojawia się wręcz niezdrowa nadwrażliwość na niektóre bodźce i do wymiotów skłonić mogą zapachy i skojarzenia normalnie neutralne, utrudniając ważne przecież w tym okresie odżywianie. W niedawnym badaniu z Malezji stwierdzono, że w takim przypadku najskuteczniejszym prowokatorem mdłości są ryby i smak gorzki, produkty o konsystencji ciastowatej, smażone, z konkretnych dań gotowany ryż. Najlepiej badane znosiły jedzenie chrupkie, słodkie i surowe, na przykład jabłko lub arbuza. [n]
Kwas masłowy bywa używany w bombach zapachowych oprócz merkaptanów.

Na koniec kwestia z którą się często spotykam - jak usunąć zapach wymiocin? Kwasy tłuszczowe słabo rozpuszczają się w wodzie, ale dobrze gdy są w formie jonowej. Ponieważ są słabymi kwasami, aby je w taką formę przeprowadzić należy użyć zasady. Wydaje się więc, że do czyszczenia zanieczyszczonych powierzchni powinno się używać alkalicznych środków czyszczących lub na przykład sody.


Czym śmierdzi gówno?
Przemiany metaboliczne zasadniczo mają za zadanie rozłożyć na czynniki prostsze to co można wykorzystać i wbudować, oraz usunąć to co niepotrzebne. Czasem jednak drogi przemian biochemicznych prowadzą w nieoczekiwaną stronę. Na przykład pewien niezbędny aminokwas tryptofan jest w części utleniany i przerabiany 3-metyloindol, nazywany też skatolem i wydalany z kałem. Związek ten w dużych ilościach ma swój charakterystyczny, nieprzyjemny zapach, jednak w małych stężeniach woń staje się słodkawa. W niewielkich ilościach występuje w olejkach eterycznych z kwiatu pomarańczy i jaśminu chińskiego, i bywa używany w perfumach jako wzmacniacz zapachu. 

Odpowiada też za niemiły zapach mięsa niekastrowanych wieprzy i dzików. Ponieważ tryptofan najobficiej występuje w białku mleka i wieprzowinie, zaś najrzadziej w produktach zbożowych, łatwo się domyśleć, że zapach kału w dużej mierze zależy od diety.
Pewien wpływ ma też jeszcze bardziej skrócona pochodna tryptofanu - indol. Udział w przerobie aminokwasu do tego produktu mają enterobakterie zasiedlające wnętrze naszych jelit. Związek ten w dużych stężeniach ma woń nieprzyjemną, choć słabiej wyczuwalną niż w przypadku skatolu. W małych natomiast stężeniach nabiera miłego fiołkowego zapachu i jest istotnym składnikiem (ok. 2%) zapachu jaśminu, stąd też indol jest używany do produkcji sztucznych aromatów jaśminowych. Oczywiście nie izoluje się go do tych celów z odchodów, ale syntezuje za pomocą którejś z kilkunastu popularnych metod.
Do tych wyrazistych związków dokładają się merkaptany będące wynikiem przerobu aminokwasów zawierających siarkę.


Kolor kupy, sików i siniaków
W tym przypadku wszystko zaczyna się od krwi. Krwinki czerwone zawierające niezbędny do zaopatrywania organizmu w tlen barwnik hemoglobinę, mają pewien skończony czas życia, i po jego przekroczeniu lub po uszkodzeniu, są wyłapywane przez śledzionę zajmującą się ich bezpieczną utylizacją.
Hemoglobina składa się z białka globiny i aktywnej cząsteczki hemu, mogącej kompleksować tlen. Składa się z dość dużego pierścienia w kształcie z grubsza kwadratowym, z czterema azotami pośrodku, trzymającymi w kleszczach atom żelaza.
Pierwszym etapem rozpadu jest oderwanie żelaza i białka i rozerwanie pierścienia w jednym miejscu. Tak powstaje u-kształtna zielona biliwerdyna. Ta szybko jest redukowana i po odgięciu cząsteczki zamienia się w żółtą bilirubinę. Ponieważ wolna bilirubina jest słabo rozpuszczalna w wodzie a stosunkowo dobrze w tłuszczach i wobec nadmiaru, nazywanego żółtaczką, ma skłonność do gromadzenia się w skórze i mózgu, gdzie jest toksyczna, toteż organizm stara się tak ją przerobić, aby móc ją łatwo wydalić. Odbywa się to w wątrobie.

Wątroba sprzęga bilirubinę z kwasem glukuronowym, dzięki czemu całość staje się rozpuszczalna w wodzie, i dodaje tak powstałe połączenie do żółci, skąd też bierze się jej barwa. Żółć trafia do jelita a pochodna bilirubiny jest przerabiana przez bakterie jelitowe. Część, pod postacią urobilinogenu jest wchłaniana i wydalana z moczem, nadając mu żółtą barwę, a reszta jest utleniana i zamienia się w ciemnobrązową sterkobilinę, która zabarwia sami wiecie co.

Podczas żółtaczki związanej z niewydolnością wątroby proces usuwania bilirubiny z ustroju jest zaburzony. Gromadzi się ona w tkance łącznej i zabarwia skórą oraz białka oczu. Bardzo niewiele jest wydalane do jelit z żółcią, stąd kał nabiera szarego koloru.

Bardzo podobne przemiany mają miejsce w podskórnych wylewach krwi. Najpierw czerwona krew jest odtlenowana i staje się sino-niebieska, potem tworzy się biliwerdyna i stąd zielone przebarwienia. Dalszy rozpad do bilirubiny następuje gdy już siniaki się wchłaniają, dając nam okazję naocznie prześledzić opisane wyżej przemiany.

Kolor moczu może być zaburzony pod wpływem różnych czynników. W stosunkowo częstej betaninurii nieprzetrawiony wskutek niskiej aktywności soku żołądkowego czerwony barwnik buraka, zabarwia go na czerwono, wywołując efekt podobny do krwawienia. Na czerwono zabarwia się wówczas także kał. W podobny sposób mocz zabarwiają też inne silne barwniki - pamiętam że w sklepach ze śmiesznymi rzeczami można było kupić specjalne cukierki, które zabarwiały mocz poczęstowanych na różne kolory, jednym z takich barwników jest błękitny indygokarmin, na tyle chętnie wydalany tą drogą że czasem używa się go do badań czynności nerek. Efekt taki dawać mogą niektóre leki.
 Na niebiesko przebarwiać może błękit metylenowy spotykany w niektórych lekach. Połączenie niewielkich ilości niebieskich barwników z żółtym kolorem własnym zwykle daje zieleń. Oprócz tego na zielono może zabarwić nasz mocz amitryptylina, propofol oraz szparagi.
Na pomarańczowo może zabarwiać duża ilość ryboflawiny, także lek przeciwgruźliczy izoniazyd i fenazopirydyna używana w infekcjach dróg moczowych. W pewnym stopniu też dieta obfitująca w marchewkę. 
Istnieją też dwa szczególne stany chorobowe, które mogą wywoływać wrażenie zmiany koloru moczu. W "zespole niebieskich pieluszek" genetyczna mutacja powoduje zaburzenie wchłaniania tryptofanu, który gromadząc się w jelitach jest przerabiany na pochodne indolowe. Jedną z nich jest izatyna, która wchłonięta wydala się wraz z moczem, a po kontakcie z powietrzem utlenia się i dimeryzuje tworząc niebieski barwnik indygo. Ponieważ choroba ujawnia się już w okresie niemowlęcym, oznaką wystąpienia jest zazwyczaj niebieskie zabarwienie pieluszek.

Z kolei "zespół purpurowych worków na mocz" występuje u osób z założonymi cewnikami, w których na powierzchni  cewnika pojawiają się bakterie. Będący produktem przerobu indolu siarczan indoksylu wydalany wraz z moczem, jest przerabiany i utleniany przez bakterie, z wytworzeniem niebieskiego indygo i czerwonej indirubiny. Sam w sobie nie wywołuje dolegliwości ale jest oznaką dużego ryzyka zakażenia dróg moczowych.

---------

[n] https://www.nature.com/articles/s41598-020-61114-y

Kiedyś w laboratorium (79.)

 Jedna z bardzo podstawowych analiz w badaniu żywności, ale też czasem w analizie wagowej - oznaczanie masy popiołu.

Popiół surowy to parametr właściwie nie używany w ocenie zwykłej żywności, jaką spożywamy na co dzień. Ja jednak w ostatniej pracy miałem z tym dużo do czynienia ze względu na specyfikę firmy. Część produktów stanowiły dodatki paszowe, gdzie określenie zawartości popiołu jest wymogiem i jest podawane na opakowaniach. Druga natomiast sytuacja to określenie jakości surowca zielarskiego, który ma zawartość popiołu w normach krajowych.

Czym jest "surowy popiół"? Pozostałością po spaleniu bez płomieni materii organicznej w wysokiej temperaturze. W zasadzie więc jest to ilość związków nieorganicznych. Już się kiedyś spotkałem z błędnym mniemaniem, że podawana na opakowaniu karmy dla zwierząt zawartość oznacza, że dodają tam jakiś popiół, że jest on kolejnym składnikiem dodawanym do masy, a to po prostu oznacza, że tyle co tego popiołu jest tam soli mineralnych.  

Bardzo wysoka zawartość popiołu w karmie o składzie mięsnym może sugerować spory dodatek związków mineralnych, na przykład mączki kostnej, której przecież pies czy kot w dużej ilości nie przetrawi. Bardzo niska może wskazywać na dopełnienie masy jakimś rafinowanym składnikiem, czystą skrobią, żelatyną, środkiem wiążącym wodę. Nie powinno go być w karmie ani za mało ani za dużo, różne zwierzęta i w różnym wieku mają odmienne zapotrzebowanie na minerały, stąd wymóg oznaczania i podawania. Najczęściej podaje się, że karma sucha dla psów czy kotów powinna zawierać 5-9% popiołu surowego, a mokra około 2-3%. Z zeszłorocznych kontroli UOKIK wynika, że z trzymaniem się deklaracji jest różnie.

Podczas spopielania w wysokiej temperaturze, czy to w tyglu z przykrywką nad palnikiem, czy to w piecu elektrycznym, powstają głównie tlenki metali, z domieszką węglanów, siarczanów, czasem siarczków. Do popiołu przechodzi też krzemionka. Zależnie od dominujących składników popiół może przybierać różne kolory:

Ze względu na nie do końca przewidywalny skład ostatecznej pozostałości, z udziałem węglanów zmieniającym się zależnie od maksymalnej temperatury i czasu jej trwania, oprócz popiołu "surowego" oznaczane bywają inne parametry, na przykład popiół siarczanowy, czyli produkt zwęglania i spopielania próbki z dodatkiem kwasu siarkowego. Wtedy przy zachowaniu właściwych parametrów końcowymi produktami są stałe siarczany.

Zwykle zawartość popiołu w roślinach jest niska, rzędu kilku procentów. Większość masy rośliny stanowi woda lub celuloza. Masę popiołu zwiększa gromadzenie przez roślinę pewnych pierwiastków, na przykład rośliny bogate w kwas szczawiowy zwykle gromadzą go w kryształkach szczawianu wapnia, skąd potem końcowa podwyższona zawartość tlenku wapnia. Jednak główną przyczyną zwiększenia masy popiołu jest w pewnych roślinach krzemionka. W przypadku ziela skrzypu popiół surowy może stanowić nawet 20% masy. Część krzemionki przybiera formę rozpuszczalną, część to wytrącenia w formie fitolitów.

Jest jednak jeszcze druga przyczyna zwiększenia masy popiołu, także u roślin, które nie są typowo krzemionkowe - zapiaszczenie surowca. Jeśli roślina jest lepka lub bardzo włochata, może zostać opylona ziemią co zwiększy masę surowca i masę popiołu. W przypadku takich ziół jak liść dziewanny czy liść szałwii zbyt wysokie zapiaszczenie jest cechą dyskwalifikującą. Dlatego w przypadku roślin o niskiej zawartości naturalnej krzemionki, metodą rozstrzygnięcia jest oznaczenie popiołu nierozpuszczalnego w kwasie.

Tygiel z pozostałością po spaleniu zalewa się 10% kwasem solnym. Następuje rozpuszczenie soli mineralnych. W zależności od rodzaju surowca roztwór taki może znacznie różnić się zabarwieniem.

Nierozpuszczalną pozostałość należy odsączyć i zważyć. Normy podają takie sposoby określania masy, jak spalenie całego sączka z osadem w tyglu kolejny raz i sprawdzenie masy, lub porównywanie masy sączka przed i po sączeniu. 

Rozważałem też, czy dałoby się taką metodą w przybliżeniu określić jaka część krzemionki przechodzi do wyciągu podczas robienia ekstraktów z ziół krzemionkowych. Wykrycie krzemianów w roztworze wymaga specjalnych odczynników (test fosforomolibdenianowy) lub odpowiedniego wzorca w przypadku metod spektroskopowych. Odparowywanie roztworu i badanie masy suchej pozostałości, nierozpuszczalnej w kwasie, dawałoby duży błąd ze względu na niewielką masę. Po dłuższym czasie od pewnego razu, gdy nas o taką analizę pytano, przyszło mi do głowy, że w pewnym przybliżeniu dałoby się ustalić stopień ekstrakcji krzemionki na podstawie różnicy w masie popiołu nierozpuszczalnego w surowcu zielarskim przed robieniem ekstrakcji i w fusach odsączonych po jego wykonaniu. Czy taki przybliżony wynik nadawałby się do czegoś, nie wiem.