Jeszcze garść anegdot

A oto kilka kolejnych anegdot o chemikach, których nie umieściłem w poprzednich wpisach, bo na przykład wówczas o nich nie wiedziałem albo mi nie pasowały. Tym razem bez jednolitego tematu.

Chaos twórczy
Wynalazków dokonuje się w głowach. Nawet gdy dopomaga nam szczęśliwy zbieg okoliczności, trzeba uwagi aby w przypadku dostrzec nowe zjawisko. Często jednak wynalazek jest jedynie końcowym produktem dłuższego procesu, zaczynającego się w umyśle od myśli "a może by tak spróbować inaczej". Istnieją rozbudowane teorie innowacyjności, mające dopomóc w pomyśleniu o problemie na tyle niestandardowo, aby znaleźć dlań nowe rozwiązanie. Systematyczne i logiczne rozpatrywanie wszystkich możliwości, nawet tych najbardziej banalnych i z pozoru nieużytecznych, powinno doprowadzić wynalazcę do celu.
A gdy logika zawodzi, trzeba pomóc szczęściu. Mieszając, bałaganiąc, bawiąc się...

Robert H. Wentorf Jr. był amerykańskim chemikiem, zajmujący się głównie tworzeniem nowych materiałów. Już w latach pięćdziesiątych zwrócił na siebie uwagę pracami na temat przemian fazowych grafit/diament, w których stwierdził, że dla odpowiednio dużych ciśnień grafit stanie się diamentem dzięki katalizatorom w postaci stopionych metalów przejściowych. W kolejnych latach opracował technologię otrzymywania dużych kryształów, nadających się do użytku technicznego, jednak jego największe odkrycie dotyczyło czegoś innego.
Grafit jest polimorficzną odmianą węgla, będącą sześciokątną siatką tworzącą cienkie płaszczyzny, trzymające się siebie dosyć luźno za sprawą oddziaływań międzycząsteczkowych. Strukturę taką można porównać do stosu kartek papieru, w którym kartka składa się ze ściśle powiązanych włókienek, tworzących mocną strukturę, zaś poszczególne arkusze nie rozsypują się tylko za sprawą tarcia. Wentorf udowodnił, że stosując duże ciśnienie można sprawić, że te płaszczyzny zbliżą się do siebie na odległość podobną do tej, w jakiej znajdują się dobrze powiązane atomy w płaszczyźnie, i dzięki odpowiednim warunkom płaszczyzny scalą się, przechodząc w ścisłą i litą strukturę diamentu.

Gdy później szukał informacji na temat podobnych struktur, zwrócił uwagę na azotek boru. Jest to ciekawa substancja, o właściwościach zaskakująco podobnych do węgla. Bor i azot leża po dwóch stronach węgla w układzie okresowym - ten pierwszy ma o jeden elektron walencyjny mniej niż węgiel, a ten drugi jeden więcej. Jeśli połączyć je ze sobą w strukturę naprzemienną, to cała cząsteczka będzie miała tyle samo elektronów, co jej węglowy analog. Borazyna, będąca sześciokątnym pierścieniem z trzema azotami i trzema borami jest na tyle podobna do węglowego analogu, że bywa nazywana nieorganicznym benzenem.

Borazowym analogiem grafitu jest azotek boru - materiał składający się z warstw sześciokątnych siatek, powiązanych tylko oddziaływaniami międzycząsteczkowymi, mający postać miękkiej masy podobnej do wosku.

 Przeprowadził więc w umyśle analogię - jeśli azotek boru jest tak strasznie podobny do grafitu, z którego można zrobić diament, to czemu nie dałoby się zamienić go w borazowy analog diamentu? Idąc tym tropem szedł dalej "logiczną" ścieżką. Eksperymentował z wysokimi ciśnieniami, i stosował katalizatory z metali przejściowych, odpowiednie strukturą do struktur zamierzonych. Próbował zmieniać rozpuszczalniki, szybko zmieniać temperaturę, słowem - robił wszystko to co sprawdzało się w przypadku diamentów. I nic.
Postanowił zatem użyć innej metody, którą określał zasadą "Zrób jak najszybciej dużo błędów, a potem nie popełnij ani jednego". Chodziło zatem o wprowadzenie w proces twórczy chaosu i przypadkowych czynów,  których jednak potem należy wyłuskać rysującą się zasadę prowadzącą do celu. Zaczął więc wrzucać do reaktorów różne przypadkowe rzeczy - śrubkę, monetę, jakiś drucik leżący na stole...
Gdy przeprowadził kolejną syntezę zauważył że na powierzchni drucika pojawiło się kilka ciemnych ziaren, które mogły zarysować szkło. Dalsze badanie wykazało, że jest to poszukiwany materiał o twardości zbliżonej do diamentu. Sukces!
Ale jaką drogą? Drucik wrzucony do reaktora był wykonany ze stopu magnezu. Podczas rozpuszczania drucika w kwasie, aby oddzielić go od ziaren produktu, dawał się wyczuwać zapach amoniaku. Dla chemika stało się jasne, że magnez zareagował z obecnym w mieszaninie amoniakiem, tworząc azotek magnezu, ten zaś okazał się katalizatorem przemian strukturalnych. Dzięki takiemu katalizatorowi udało się produkować materiał, nazywany Borazonem, o twardości podobnej do diamentu, ale znacznie większej odporności chemicznej i termicznej.[1]

Pomysł tak głupi, że aż dobry
Z powyższą historią wiąże się jeszcze inna.
Jak to już napisałem, grafit składa się z warstw węgla ułożonego w sześciokątne pierścienie. Za sprawą idealnie aromatycznej struktury takich warstw, w jej obrębie materiał wykazuje wysokie przewodnictwo cieplne i elektryczne. Wiązania w takiej warstwie są ponadto bardzo trwałe, a ona sama bardzo mocna, stąd też po sukcesie z produkcją fullerenów i nanorurek, próbowano uzyskać takie monowarstwy. Niestety przez wiele lat bez rezultatu.
Aż do roku 2004 gdy dwóch  naukowców zaczęło bawić się w pracy. Jak tłumaczyli potem, między poważnymi pracami, od czasu do czasu zajmują się sprawdzaniem luźnych, głupich pomysłów. Jednym z nich było pytanie, czy warstwy grafitu można rozdzielić mechanicznie? I to tak, aby otrzymać jak najcieńszy kawałek?
Wzięli więc kawałek czystego grafitu i przylepili do niego taśmę klejącą, którą potem zerwali. Wraz z taśmą odkleił się kawałek grafitu. Przykleili więc drugi kawałek taśmy do otrzymanego kawałka, i rozdzielili ponownie. Po kilku takich rozrywaniach otrzymali małe kawałki grafitu, które prześwitywały. Badanie wykazały, że składają się z od jednej do kilku warstw. Nowo otrzymany materiał, nazwany grafenem, okazał się mieć na tyle niezwykłe właściwości, że zespoły badawcze zaczęły prześcigać się w metodach tworzenia go w większych ilościach. Naukowcy - Andre Geim i Konstantin Nowoselow otrzymali w 2010 roku Nagrodę nobla, a rolka taśmy klejącej i kawałek grafitu trafiły do muzeum.

Bo źle napisali
W 1886 roku dwaj lekarze Kahn i Hepp zajmowali się badaniem, czy naftalen, znany jako składnik naftaliny odstraszającej mole, będzie dobrym środkiem odrobaczającym przewód pokarmowy. Kupili naftalen w aptece i niespecjalnie przejmując się ostrożnością, podawali różnym pacjentom. Akurat na pasożyty związek pomagał bardzo słabo, ale pacjenci stwierdzili, że po zażyciu proszku ich dolegliwości bólowe się zmniejszyły, a jeśli mieli gorączkę to obniżała się. Zachęceni tym sukcesem doktorzy zaczęli czynić starania nad stworzeniem z tej substancji leku, jednak gdy dokładniej sprawdzili swój surowiec coś ich tknęło. Naftalen ma charakterystyczny zapach, natomiast to co oni posiadali, było bezwonne.
Apteczna etykieta na słoiku okazała się być zapisana tak niewyraźnym, "lekarskim" pismem, że trudno było ją odczytać. Oczywiste stało się więc, że testowali na pacjentach jakąś inną, nieznaną im substancję, przyniesioną im przez pomyłkę. Po analizie chemicznej okazało się, że był to acetanilid - acetylowa pochodna aniliny. [2]
Po dalszych testach substancję wprowadzono na rynek w tym samym roku, pod nazwą Antifevrin. Był to pierwszy lek przecowbólowy nie oparty na salicylanach. Niestety okazało się że wywołuje niedotlenienie i zatrucie, dlatego zastąpiono go mniej szkodliwa fenacetyną. Ta, znana jako składnik popularnej "tabletki z krzyżykiem" też okazała się szkodliwa, dlatego dziś stosuje się już tylko kolejną pochodną aniliny - paracetamol.
Ale o historii odkrycia paracetamolu napiszę za kilka dni....


------
[1] http://www.winstonbrill.com/bril001/html/article_index/articles/51-100/article61_body.html
[2] http://portails.inspq.qc.ca/toxicologieclinique/historique-de-lacetaminophene.aspx

Kiedyś w laboratorum (25.)

Kiedyś w laboratorium zajmowałem się na zajęciach z chemii fizycznej pomiarem współczynnika załamania światła. Współczynnik ten decyduje o tym jak bardzo światło zmienia kierunek przy przechodzeniu z próżni lub gazu w fazę stałą. Jest natomiast definiowany jako stosunek prędkości falowych w jednym i drugim ośrodku. Gdy światło wpada w taflę szkła, zwalnia o blisko jedną trzecią, w diamencie o ponad połowę, ulegając załamaniu (refrakcji) i częściowemu rozszczepieniu.
Dla fizykochemików oprócz wartości identyfikacyjnej dla kryształów związków, badania refraktometryczne okazują się przydatne w badaniach stężenia roztworów - dla wielu substancji, w szerokim zakresie, wzrost współczynnika załamania roztworu, liniowo zależy od stężenia. Na tym też polegało nasze ćwiczenie.
Przyrządem jakiego użyliśmy był prosty refraktometr Abbego. Jest to prosty przyrząd, w którym badany roztwór wkrapla się w szczelinę między dwoma pryzmatami. Przy odpowiednim ustawieniu względem źródła światła, zachodzi całkowite wewnętrzne odbicie od powierzchni jednego z pryzmatów, co objawia się pojawieniem się granicy między jasnym a ciemnym polem:

Granica w starszych sprzętach jest niestety niezbyt ostra.
Płyn między pryzmatami zmienia przebieg promieni i powoduje, że aby granica przebiegała pośrodku pola widzenia, należy nieco obrócić pryzmat małym pokrętełkiem. Kąt ten zależy od współczynnika załamania, co łatwo sczytać z drugiej skali:

Skala procentowa jest przystosowana do mierzenia zawartości cukru, tu akurat badałem sok owocowy, stąd ok 7,5%

Wiosenny zjazd SSPTChem - relacja (I.)

Uprzedzam, że relacja jest bardzo subiektywna. Zaznaczone omówienia tematu prac, nie są ich tytułami.

Czwartek nie był spokojnym dniem na wyjazd. Jeszcze z samego rana miałem zajęcia laboratoryjne - oznaczanie alkoholu w przeterminowanym soku (alkoholu nie było), które na dodatek trochę mi się przedłużyły. Gdy tylko skończyłem poleciałem do akademika po spakowany plecak i torbę, po czym dręczony niepokojem, czy aby przygotowana prezentacja nie jest zbyt krótka, poszedłem do biblioteki gdzie w naprędce dodałem dwa slajdy i trzy przypisy.
A potem pakowanie się do samochodu. Pojechaliśmy samochodem wraz z wykładowczynią, dr Kroczewską, a z nami postery. Część osób pojechała z kimś innym. Cała nasza uczelniana grupa składała się z 6 osób, z czego ja i Monika mieliśmy prezentacje ustne, a pozostałe cztery osoby postery. Pogoda nie za przyjemna - pochmurno i chłodno, a i drogi nie najlepsze. Zdążyliśmy akurat na kolację, na którą podano kartacze - jak dla mnie po prostu duże pyzy z mięsem. Po czterogodzinnej jeździe byliśmy tak zmęczeni, że na inauguracji zaczynałem przysypiać.
 Tą inauguracją był wykład planarny dr inż. Jana Ramzy, pracującego w Polpharmie, i mający traktować o innowacjach w przemyśle farmaceutycznym. Nie wiem czy to tylko moje wrażenie, ale o innowacyjności było tam zaledwie napomknięte, zaś większość wykładu zajęły opowieści o tym jaka ta jego firma jest wielka, w ilu krajach ma filie, ile osób tam pracuje a zwłaszcza jakie to a jakie nagrody i pochwały firma zebrała. Natomiast co do samego przemysłu, potwierdza się smutna prawda że poza gigantami, mającymi pieniądze na wprowadzenie nowych leków, w zasadzie wszyscy inni zarabiają na lekach generycznych - to jest "tańszych zamiennikach" produkowanych tak, aby ominąć zastrzeżenia patentowe. Jeśli patent leku na migreny zastrzega produkcję przez syntezę z kondensacją aldolową a produktem jest monohydrat o kryształkach jednoskośnych; to można go ominąć stwarzając tą samą substancję poprzez powiedzmy  utlenianie ketoli i tak, aby otrzymać amorficzny bezpostaciowy proszek. I tak powstają "nowe" leki.

Ośrodek Augustowia w Przewięzi składał się z dwóch budynków z pokojami i położonymi w suterenie obszernymi salami, w których na jednej odbywały się wszystkie prezentacje, a w drugiej obiady, sesja posterowa i wieczorne imprezy. Całość położona na wzniesieniu. Tuż obok przesmyk między dwoma jeziorami i śluza jednego z kanałów żeglugowych. Jeziora były wciąż jeszcze zamarznięte zaś w lasach leżała nadal gruba warstwa topniejącego śniegu.

Mimo to już następnego dnia czuć było wyraźnie powiew wiosny. Wypogodziło się najpiękniej i można było wyjść na zewnątrz bez kurtki. Wszystkich uczestników było około 120 osób, przy czym 40 miało prezentacje ustne, a pozostali przygotowali postery. Zjedliśmy śniadanie (szwedzki stół z wędlinami i marmoladą), po czym przeszliśmy do drugiej sali, na wykład otwierający sekcję interdyscyplinarną. Wykład był bardzo interdyscyplinarny - dr hab. Leszek Łęczyński opowiadał o badaniach środowiska na Spitsbergenie, gdzie kilka uczelni ma swe bazy naukowe. Dowiedzieliśmy się dużo o niełatwych warunkach lokalowych na wyspie, o pięknie polarnej przyrody, a także jej niebezpieczeństwach w postaci kręcących się koło baz niedźwiedzi, bardzo chętnych aby skonsumować jakiegoś biologa czy glacjologa, przez co przy każdym dłuższym wypadzie należy zabierać ze sobą strzelbę mając na dzieję, że umie się z niej celnie strzelać.

Po wykładzie zastanawiałem się co też ciekawego mógłby mieć tam do roboty chemik?

Następnie wyszedłem na chwilkę na zewnątrz z kubkiem herbaty i tak się zasiedziałem, że spóźniłem się na pierwszą prezentację ustną Moniki Chylińskiej, na temat badań materiału ścian komórkowych przy pomocy mikroskopu Ramana. Po niej przemawiał Adrian Fabisiak na temat syntezy dwupeptydowego analogu zakończenia mRNA. Kolejna była prezentacja Pauliny Filipczak, mówiącej na temat wpływu nanocząstek srebra na rezonans ramanowski wody. Zaciekawiło mnie to. Woda może wykazywać rezonans Ramana w świetle lasera, dając dwie grupy sygnałów - jeden pochodzący od cząsteczek swobodnych a drugi od cząsteczek połączonych w labilne asocjaty. Zgodnie z przewidywaniami im wyższa temperatura, tym słabszy sygnał dają asocjaty, teraz okazało się, że nanocząstki srebra dają podobny efekt.

Kolejnym prelegentem był Tomasz Klucznik, który mówił o leczniczych zastosowaniach preparatów z muchomorów. Zaczął od paradoksalnego stwierdzenia, że muchomor czerwony nie jest trujący, a przynajmniej nie śmiertelnie, bo w literaturze medycznej brak opisu przypadku zatrucia cięższego, jak objawiający się biegunką i wymiotami. Następnie omówił zastosowanie związków czynnych z tego grzyba, po czym przeszedł do omówienia właściwości kulinarnych, stwierdzając że odpowiednio przyrządzone dobrze smakują - wie bo sprawdzał - i wywołują ciekawe halucynacje - wie bo też sprawdzał. Jak łatwo się domyśleć, prezentacja wzbudziła zainteresowanie.

Następna była Katarzyna Kulczycka-Mierzejewska, która przedstawiała wyniki symulacji metodą dynamiki molekularnej dopasowania antybiotyków linkozamidów, do rybosomu bakteryjnego zwykłego i zmutowanego. Rzecz polegała na symulowaniu kształtu połączenia antybiotyku z rybosomem i sprawdzeniu czy można w ten sposób stwierdzić, jak niewielka mutacja umożliwia bakteriom uodpornienie się na ten antybiotyk. Symulowane połączenie jest dosyć duże a dla lepszego zbliżenia do warunków naturalnych, otoczono je otoczką solwatacyjną i zobojętniającymi kationami. Do przeliczania zmian położeń łącznie 900 punktów-atomów użyto klastra informatycznego, któremu zajęło to kilka minut. Tak wygląda dziś biochemia teoretyczna.

Potem nastąpiła przerwa na herbatę i ciastka, podczas której wyszedłem. W silnym słońcu można było odnieść wrażenie, że jest już wiosna, nawet pomimo pryzm śniegu wokół. Miałem ochotę wyjść na spacer po okolicy, bo być na mazurach i nie widzieć jeziora, to rzecz karygodna. Grafik był jednak niestety dosyć napięty, na tyle że gdy zagapiłem się przy chwilce wygrzewania na słońcu, spóźniłem się na następną prezentację Adama Łuczaka, na temat polaryzacji bramki elektrody w tranzystorach organicznych. Po niej Marzena Szymańska mówiła na temat identyfikacji soli pirydiniowych w produktach termolizy trygoneliny, metodą UPLC/MS. Po niej zaś Ewelina Wileńska przedstawiła swoje próby z kapsułkowaniem organicznych diod świecących.
Diody elektroluminescencyjne, w skrócie nazywane LEDami, stają się coraz popularniejszymi źródłami światła. Składają się z warstw półprzewodników między elektrodami. Przepływ prądu, po przekroczeniu pewnego granicznego napięcia, polega w półprzewodnikach na wprowadzenie elektronów w stan wzbudzony, w którym stają się ruchliwe w masie półprzewodnika, stającego się wówczas przewodnikiem. W diodach przechodzenie elektronów z powrotem na stan niższy wywołuje świecenie o dużej wydajności energetycznej, stąd prąd potrzebny do zasilenia jest mniejszy niż w żarówkach.
Prezentacja dotyczyła usprawnień diod zawierających materiały organiczne i bardzo łatwo, w ciągu zaledwie kilku dni, ulegające utlenieniu. O ile dobrze pamiętam najlepszą metodą okazało się zamykanie diody w przestrzeni wypełnionej azotem i uszczelnionej żywicą.

Po niej Agnieszka Wronka omawiała chromatograficzne analizy związków kompleksowych, po czym zaczęły się prezentacje sekcji polimerów, biopolimerów i chemii przemysłowej.

Pierwsza prezentacja z tej sekcji dotyczyła energetycznego wykorzystania glonów, a przedstawiła ją Magdalena Gos. Hodowane w odpowiednich warunkach glony potrafią niezwykle szybko powiększać swą masę, a po oddzieleniu od wody mogą stać się całkiem niezłym surowcem. Można wyciskać z nich olej, nadający się do przerobu na biodiesel, można je spalać, można wyodrębniać z nich białko paszowe, niektóre potrafią wytwarzać wodór, a wystarczą do tego napowietrzone zbiorniki i dużo słońca. Prezentacja była dosyć ciekawa.
Po niej Diana Rymuszka mówiła o modyfikowaniu plazmą polietero-eteroketonu, tworzywa sztucznego znajdującego coraz szersze zastosowanie. Po potraktowaniu plazmą niskotemperaturową powierzchnia materiału zmieniała swą zwilżalność i zdolność do absorpcji - jednak przejściowo. Po niej Ilona Warych omawiała próby z otrzymywaniem nanokapsułek polilaktydu z zawartymi w nich substancjami aktywnymi. Taka forma może być użyta do choćby innej formy podania leków.
Gdy dochodziliśmy już powoli do pory obiadowej, a co niektórym zaczynało burczeć w brzuchu, ostatnią prezentację na temat modyfikowanych poliimidów używanych jako membrany do oddzielania dwutlenku węgla od innych gazów, wygłosiła Magdalena Wójtowicz. Membrana selektywnie przepuszczająca gazy mogłaby być użyta do oczyszczania spalin i wyziewów przemysłowych, stąd przydatne wydają się próby z coraz to lepszymi materiałami.

Teraz nastąpił obiad, po którym miało odbyć się kilka prezentacji, z moją włącznie. Jedząc rozważałem sobie różne opcje, uznając że to najlepsza pora na krótki spacerek. Najwyżej nie zobaczę jakiejś prezentacji. Z tą myślą szybko zjadłem i wybrałem się na obchód okolicy. Najpierw przyjrzałem się śluzie tuż obok ośrodka, łączącej jezioro Augustowskie ze Studziennicznym. W śluzie szumiała woda:

Choć jeziora okazały się w całości zamarznięte:

Postanowiłem zatem pójść brzegiem jeziora po prawej. Początkowo próbowałem po brzegu południowym, ale okazał się za bardzo zaśnieżony, poszedłem więc brzegiem północnym, mijając liczne, dziś zupełnie puste ośrodki. Był to dosyć ostry stok, porośnięty gęstym lasem. Teraz, przed sezonem, można by wręcz uwierzyć że to dzika okolica - jeśli oczywiście nie zwracać uwagi na pojawiające się tu i ówdzie śmieci i butelki po piwie. Dwa razy spotkałem sarny, za bardzo jednak płochliwe aby je sfotografować, toteż jako element przyrody uchwyciłem tylko łabędzia:

Większość ścieżki była sucha, zdradliwe okazały się jednak płaty śniegu - z wierzchu równe i suche, kryły pod sobą zróżnicowane formy terenowe, miejscami, jak się przekonałem, dochodząc miąższością do kolan. U spodu rozmoknięte i stające się śniegowym błotem, od którego szybko przemokły mi buty. Jak się miało potem okazać, nie było to jeszcze najgorsze.
Przewędrowałem tym sposobem aż do przewężenia jeziora, podczas gdy w ośrodku dr hab. Agnieszka Szumna wygłaszała zapewne interesujący wykład planarny, na temat organicznych kontenerów molekularnych, to jest struktur unieruchamiających cząsteczki w odpowiedniej pozycji i miejscu, umożliwiając dalszą reakcję w określonej konfiguracji. Gdy zaś zawracałem, wytrząsając śnieg z butów, odbywała się pierwsza prezentacja z mojej sekcji, w której z pewnością niezmiernie interesująco Jolanta Bazan mówiła ta temat użycia tlenku trifenylofosfiny jako prekursora diarylofosfin. Gdy jeszcze kończyła, ja zjawiłem się w pokoju, zastanawiając się nad sposobem osuszenia butów i skarpetek. Niestety bowiem nie wziąłem skarpet na zmianę, ani choćby kapci. Powyżymałem więc skarpetki, obtoczyłem papierem toaletowym i wycisnąłem do sucha. W podobny sposób obsuszałem buty, gdy na sali Anna Bujalska zaczynała mówić na temat makrocyklicznych, dwupodstawionych cyklodekstryn. Buty były jednak wciąż wilgotne, więc owinąłem stopy papierem toaletowym, wcisnąłem w buty i zbiegłem na dół, do sali, zdążywszy na koniec tej prezentacji.
Tuż przede mną mówił  Bartłomiej Fedorczyk, omawiając swoje doświadczenia z syntezą antyangiogennych peptydów i ich mimetyków. Angiogeneza to proces tworzenia siatki naczynek krwionośnych w guzie nowotworowym, zapewniającymi mu składniki odżywcze, jednym więc ze sposobów leczenia jest podawanie substancji, które ten proces hamują. W prezentacji porównywano leki oparte na peptydach, oraz ich analogi strukturalne, zawierające na przykład niebiologiczne beta-aminikwasy.

Po tej prezentacji nastąpiła przerwa herbaciana, podczas której zrzuciłem prezentację na pulpit komputera. Potem, gdy przyszło co do czego, okazało się że trzeba było wrzucić ją do odpowiedniego folderu, bo przed końcem przerwy kto inny w ramach czyszczenia usunął wszystkie prezentacje z pulpitu, przez co musiałem zrzucać swoją ponownie.
Bardzo łatwo siedzieć na widowni, i oceniać jak co komu idzie; myśleć sobie "A, za szybko mówi; a głos drży; a coś tak niewyraźnie powiedziane; a mogłoby być lepiej" - dlatego też nie tak łatwo stanąć potem przed całą salą, w uwadze, wiedząc że takie samo ocenianie zaczyna się teraz w głowach patrzących, że każdy potknięcie zostanie zauważone. A z potykaniem się, jak zauważyłem podczas spaceru, jest tak, że czym bardziej patrzy się pod nogi aby nie upaść, tym częściej wpada na coś dużego, tuż przed sobą. Toteż żeby szybko przejść przez ten krytyczny moment rozpoczynania, chrząknąłem i zacząłem:
 "Będę dzisiaj opowiadał o dosyć ciekawej reakcji... która może następować, przebiegać w gazowanych napojach, jakie każdy z nas zna. Benzoesan sodu, często dodawany do takich produktów, jest..."
Starałem się mówić płynnie, choć w zasadzie była to raczej mówcza improwizacja, jako że tekstu ostatecznego sobie nie przygotowałem. Najpierw skupiłem się na pokazywaniu wskaźnikiem ważniejszych informacji na danym slajdzie; zaraz przypomniałem sobie że to przecież do ludzi, więc się obróciłem, i tak na zmianę, półobrotem, dobrnąłem do końca. Zdaje się że kogoś rozbawiła informacja o japońskiej pracy na ten temat, która zapewne potwierdzała ustalenia poprzedników, ale nie została przetłumaczona na angielski i nie wiadomo co tam jest napisane. Jedno pytanie od widza dotyczyło zawartości benzenu w polskich napojach. I tyle. Proszę siadać.

Uff...!

Ale to jeszcze nie koniec dnia. Ledwie usiadłem i odsapnąłem, a wstała Magdalena Jaklińska, aby opowiedzieć o problemach w syntezie przez addycję Michaela związków typu tlenków fosfin do produktów redukcji Bircha. Nie pamiętam na czym polegały te problemy. Po niej przemawiał Szymon Jarzyński, a mówił na temat zastosowania optycznie czystych azirydynoalkoholi jako katalizatorów w syntezie asymetrycznej. Wyszło mu, że dobrze się do tej roli nadają.
Jako ostatni mówił Adrian Kasztelan, omawiając syntezę chiralnych związków fluoroorganicznych z czwartorzędowym centrum stereogenicznym. O ile dobrze pamiętam, syntezy tego typu okazały się obarczone niezbyt dużym nadmiarem enancjomerycznym, ale jednak możliwe, czym dotychczas mało się zajmowano. A potem nastąpił obiad, który bardzo mi smakował.

Gdy jedliśmy obiad sala była już udekorowana posterami.

Poster jest formą prezentacji wyników badań, czy przeglądu literaturowego. W zasadzie jest to plakat zawierający opis tekstowy i graficzne przedstawienie danych, a więc wykresy czy schematy, często na kolorowym, obrazkowym tle. Część zgłoszeń na konferencję, pierwotnie planowana na prezentację ustną, została zamieniona w postery z powodu ograniczeń czasowych. Forma graficzna dowolna, zaś sposób zawieszenia jeszcze bardziej różnorodny (niektóre spadały). Jeden z posterów, dotyczący krytycznego omówienia teorii homeopatii, został okręcony wokół czwórgraniastego słupa, przez co aby doczytać treść, należało obchodzić go dookoła. Autor, Michał Dąbrowski, dostał potem wyróżnienie w kategorii "najoryginalniej powieszony poster".
Koleżanka z grupy miała tu poster na temat analizy włosa, o czym będzie pisała pracę magisterską:

Zapamiętałem kilka posterów. Jeden dotyczył biotransformacji za pomocą korzeni włośnikowych. Rośliny wchłaniają z gleby różne substancje i przeprowadzają na nich przemiany biochemiczne. Część przetworzonych substancji jest wydalana z powrotem - stąd pomysł aby zaprząc rośliny, a konkretnie ich korzenie, do przerobu jednych substancji w drugie. Gdyby się to udało, można by tanim kosztem i na dużą skalę przeprowadzać procesy bez potrzeby zużywania drogich i szkodliwych chemikaliów. Jedna z technik polega na pobraniu wierzchołków korzeni włośnikowych, i zasadzeniu ich na pożywce. Taka grupa komórek rozrasta się, tworząc podobną do pleśni siatkę samych tylko korzeni, bez utworzenia pędu rośliny. Autor, Paweł Zieliński, przedstawił swoje próby z przetwarzaniem w ten sposób flawonoidów, które były hydrolizowane, utleniane lub redukowane przez kultury korzeni.
Inny poster, dotyczący badań powierzchni komercyjnego tlenku glinu, zaciekawił mnie użyciem do opisu powierzchni ziarna funkcji fraktalnych - sam niedawno zastanawiałem się, czy dałoby się takie struktury mikroporów opisać w taki sposób.  Zdaje się, że autorowi, Dawidowi Myśliwcowi, udało się znaleźć zależność wiążącą wymiar fraktalny powierzchni ze zdolnościami absorpcyjnymi, co daje nadzieję na możliwość bardziej ścisłego opisu takich zjawisk, na przykład w chromatografii.
Kolejny, który wpadł mi w oko, dotyczył obliczeń teoretycznych używających modelu hantli do opisu cieczy jonowych. Ciecze jonowe można określić jako sole płynne w warunkach normalnych, lub ciecze składające się tylko z anionów i kationów. Jeśli założyć, że kształt jonów jest z grubsza kulisty, a oddziaływania między nimi liniowe i kierunkowe, to pary anion-kation można opisać podobnie do modelu cząstki w kształcie hantli, co zdaniem autorki, Moniki Kaji, może być przydatne w modelowaniu pewnych zjawisk.
Inny poster, Moniki Kozłowskiej, dotyczył analizy zawartości kofeiny w kawach z różnych wrocławskich barów i restauracji. Najmocniejsza okazała się kawa w klubie, nie na darmo nazwanym "Trumienką".
Zainteresowanie wzbudził poster Michała Sawczyka, na temat wpływu sposobów przyrządzania muchomorów czerwonych, na zawartość substancji psychoaktywnych. Poster zawierał też przepisy.

Mógłbym na tym zakończyć omawianie pierwszego dnia, ale jak to zwykle na takich imprezach, teraz zaczynała się część nieoficjalna. Poprzedniego dnia z powodu zmęczenia odpuściłem sobie dyskotekę, choć koleżanki z grupy mówiły mi, że całą noc przegrały na pingpongu. Tym razem zanosiło się na cichsze zabawy, zatem udałem się do jadalni zobaczyć co też. Początkowo powstał pomysł, aby zagrać w "psychopatę", ale potem ktoś rozłożył na ścianie płachtę, włączył rzutnik i zaczęły się kalambury, które przeciągnęły się do bardzo późna. Po kilku rundach z rysowaniem przeszliśmy na pokazywanie, dając upust wyobraźni.
 To doprawdy zaskakujące z czym mogą się ludziom kojarzyć takie pospolite hasła, jak "piesek" czy "misjonarz"...

A potem położyłem się spać i tak minął pierwszy dzień.
Następny zaś obfitował w takie atrakcje i emocje, że omówię go w osobnym wpisie.

Jak mieszać aby nie namieszać

Chemia domowa w porównaniu z tą, z jaką studenci spotykają się na zajęciach, jest zdecydowanie uboższa w odczynniki i zastosowania. Ot tyle aby mieć czym zmyć brud, wyszorować posadzkę, rozpuścić kamień czy rdzawy osad po wodzie. W porównaniu z takimi odczynnikami jak chlorowodorek hydroksyloaminy, stężony kwas siarkowy czy oranż metylowy, jest to tyle co nic. A jednak nie oznacza to, że ta minimalna ilość chemikaliów jest w porównaniu z ich laboratoryjnymi odpowiednikami, zupełnie bezpieczna dla absolutnych chemicznych laików.
Z pewnością każdy student, czy choćby uczeń liceum, który miał zajęcia w laboratorium, spotkał się z którymś z tych wierszyków o młodym chemiku chcącym mieszać kwasy i wodę. To dosyć dobry sposób aby przyswoić sobie pewne postawy BHP choć mogłoby być ich więcej* W zasadzie jednak poza ogólnymi poradami na etykietach, gospodarz domowy lub gospodyni mająca zajmować się we własnej łazience rozmaitymi chemikaliami nie ma zbyt dużej wiedzy o tym w jakim zakresie należy zachowywać ostrożność. Takie ogólne rzeczy, jak nie próbować, myć ręce po użyciu czy uważać aby nie wpadło do oka, zasadniczo są znane, natomiast jedną z rzeczy w jakiej często popełniamy błędy, jest kwestia równoczesnego użycia różnych środków.

Jedne wybielacze usuwają plamy, inne płyny usuwają rdzę, osady na szybach czy kamień w wannach. Jedne są dobre na tłuste zabrudzenia, inne na przebarwienia ceramicznych powierzchni. Jedne są na metal inne na porcelanę. Do wyboru, do koloru.
Często gdy używamy rozmaitych środków czyszczących pragniemy wzmocnić ich działanie. Dolewamy więc jeden do drugiego sądząc, że razem będą lepiej działały. I czasem kończy się to chemiczną katastrofą...

Zasadniczo domowe chemikalia można podzielić na trzy główne grupy: wybielacze, zmywacze i nawaniacze. Te ostatnie mnie tu mało interesują, bo z wyjątkiem możliwości zapalenia się dezodorantu czy uczulenia, właściwie rzadko mieszamy je z czymś innym, natomiast te dwie pierwsze dzielą się na kilka zasadniczych grup.

Wybielacze mają za zadanie zniszczyć strukturę silnie barwnych związków odpowiadających za zabrudzenia wnikające w głąb czyszczonych powierzchni i bądź to odbarwić je bądź to ułatwić wymycie. Najczęściej są to związki o silnym działaniu utleniającym, tylko w niektórych przypadkach trafiają się reduktory o przeciwnym działaniu, na przykład w środkach ochronnych do tkanin. Najbardziej charakterystyczną grupą są tutaj wybielacze chlorowe. Najczęściej są to chlorany II, sole słabego kwasu chlorowego, łatwo rozkładające się z wydzieleniem aktywnego tlenu i niewielkiej, ale wyczuwalnej, ilości chloru. W płynnych wybielaczach jest to zazwyczaj podchloryn sodu NaClO lub chloryn sodu NaClO₂. Sole te są jednak stosunkowo trwałe tylko w silnie zasadowych warunkach, stąd zwykle preparaty takie zawierają dodatek wodorotlenku sodu i zaczynają przez to nabierać właściwości żrących.
Inny typ zawiera nadtlenki - może być to płynny nadtlenek wodoru, czyli woda utleniona, ale także nadboran lub nadsiarczan sodu, a więc sole zawierające ugrupowanie nadtlenkowe -O-O-, częste jako sypkie składniki proszków wybielających. Nadtlenki bardzo łatwo rozkładają się wydzielając tlen, w pierwszej chwili w formie bardzo aktywnych pojedynczych atomów. Takie środki mają działanie drażniące i żrące w większych stężeniach.

Natomiast typowe środki czyszczące najczęściej są detergentami, mającymi za zadanie zmyć tłusty brud i stałe osady, a więc substancjami powierzchniowo czynnymi, ułatwiającymi wodzie zmycie tłuszczu. Zależnie od przeznaczenia zawierają chemiczne dodatki - te mające rozpuszczać kamień i osady zawierają kwasy, zwykle organiczne, te mające usuwać rdzawe zacieki zawierają kwas fosforowy. Wiele środków do powierzchni metalowych lub szkła zawiera sole amonowe co daje się poznać po charakterystycznym zapachu.

Jakie zaś są te niebezpieczne mieszanki?

Wybielacze chlorowe + kwasy
Jak to już wspominałem, wybielacze chlorowe są trwałe w warunkach silnie zasadowych, toteż po zmieszaniu z sokiem z cytryny, octem lub silnie kwaśnymi płynami czyszczącymi do muszli klozetowych, zaczynają się rozkładać. Podchloryny będą wówczas wydzielały dużą ilość chloru i również tlenek chloru o podobnie toksycznych właściwościach:

2NaClO + 2 CH₃COOH → Cl₂O + H₂O + CH₃COONa

2NaClO + 4 HCl → Cl₂ + H₂O + NaCl

Chlor ma nie tylko silne działanie drażniące, ale także jest trujący. Powoduje podrażnienie oczu i błon śluzowych. Wdychany w większych ilościach podrażnia płuca i może doprowadzić do śmierci.

Wybielacze chlorowe + sole amonowe
Jeśli zmieszamy zazwyczaj kwaśne środki zawierające amoniak z wybielaczami, dojdzie między nimi do reakcji, w wyniku której może wydzielać się chlor, jednak największe znaczenie mają powstające chloraminy - jedno, dwu lub trójpodstawione:

NH ₃ + NaOCl → NH ₂ Cl + NaOH

NH ₂ Cl + NaOCl → NHCl ₂ + NaOH

NHCl ₂ + NaOCl → NCl ₃ + NaOH

są to lotne związki o bardzo silnym działaniu drażniącym i łzawiącym. Nawet krótka ekspozycja wywołuje problemy z oddychaniem. Niektórzy wiążą powstawanie tych związków na publicznych basenach (źródłem amoniaku jest mocznik z potu i moczu) z częstszą astmą u dzieci. Trichlorek azotu w większych stężeniach staje się niestabilny, w wyniku byle impulsu może eksplodować. Spotkałem się kiedyś z opisem wybuchu sławojki po zasypaniu dołu kloacznego wapnem chlorowanym. Źródłem amoniaku może być mocz, stąd nie poleca się używać wybielacza do prania pieluch.

Sole amonowe + alkalia
Sole amonowe są nietrwałe w środowisku zasadowym - łatwo wówczas wydziela się z nich amoniak, co w skali laboratoryjnej już pokazywałem, będący gazem o silnym zapachu ale szybko porażającym węch. Podobnie jak chlor jest gazem silnie trującym, powodującym trwałe uszkodzenie płuc.

Wybielacze chlorowe + aceton
Nie zdarza się to często, ale niektórzy próbują przy szczególnie trudnych zabrudzeniach łączyć te dwa środki. Efekt jest równie zły co dla mieszaniny z solami amonowymi - w wyniku reakcji powstaje chlor, chloroform i chloroaceton. Najsilniejszy jest ten trzeci, mający działanie łzawiące i duszące. Spotkałem się z opisem wypadku gdy dwie osoby trafiły do szpitala po zmieszaniu stężonego wybielacza ze zmywaczem do paznokci, podczas próby usunięcia smaru ze spodni. Tworzenie się chloroformu to wynik reakcji haloformowej, charakterystycznej dla metyloketonów, nie powstaje go jednak tyle aby od niego usnąć.

Jeśli chodzi o mieszanki wybielaczy chlorowych i nadtlenków, to będą rozpadać się z wydzieleniem tlenu. Uboczne reakcje spowodują powstanie też chloru, wprawdzie w niezbyt dużych ilościach, ale mogących powodować podrażnienia. Trudno mi natomiast powiedzieć czy z mieszanin proszków wybielających z nadtlenkami i acetonu, może powstawać wybuchowy nadtlenek acetonu.

 Postarałem się podsumować to w tabeli mieszania, takiej jakie są dostępne do nawozów i środków ochrony roślin:

Gejzer
Z innych niebezpiecznych reakcji należy wspomnieć o niebezpieczeństwie związanym z środkami do przetykania zlewów i proszkami czyszczącymi pieniącymi się po zwilżeniu. Produkty takie zazwyczaj zawierają sodę kaustyczną, czasem z dodatkiem proszku metalicznego. Soda zmydla tłusty zaczop w rurze ułatwiając jej przetkanie. Niestety niektórzy łączą to ze starym sposobem nalewania do zlewu wrzątku. Każda mocna zasada i kwas rozpuszczane w wodzie wydzielają dużo ciepła. Czasem tak wiele ze mieszanka może zawrzeć - i przed tym ostrzega wierszyk chemików. Łatwo zatem domyśleć się, że gdy wsypiemy do zatkanej rury Kreta albo podobny produkt, i zalejemy gorącą wodą, żrąca mieszanka zagotuje się i wykipi, a czasem zanim rura odetka się może nawet wytrysnąć, niejednokrotnie wprost w twarz przetykającego.
Gdy środki tego typu pojawiły się na rynku, w kraju zanotowano kilkanaście przypadków poparzenia lub nawet utraty wzroku właśnie w wyniku takich wypadków.

Czy domowe chemikalia można czymś zastąpić? Kamień może usunąć sok z cytryny lub ocet, zabrudzenia na ceramice i metalu świetnie zmyje soda. Szyby można umyć mieszanką amoniaku do ciasta i spirytusu. Ale całkiem zrezygnować z chemikaliów jest trudno.
Dlatego lepiej, w miarę możliwości, używać ich rzadko i ostrożnie.


"Amoniak i acze
zatruje cię raczej"

Post  scriptum:
Miło mi widzieć, że post wzbudził aż tak duże zainteresowanie, przez trzy dni przejrzało do 20 tysięcy osób. Właśnie stwierdziłem że na portalu odkrywcy.pl pokazał się artykuł na ten temat ze zdecydowanie ładniejszą infografiką i oparty, jak widzę po podpisie inforgafiki, na moim artykule. Pojawiło się tam jednak kilka stwierdzeń, które dobrze byłoby sprostować - działanie wybielaczy chlorowych nie polega na tym, że utleniają się one; chlorany są silnymi utleniaczami i utleniają one inne substancje, same zaś oczywiście ulegają tym samym redukcji. Ocet nie jest silnie kwasowy, ale wystarczająco aby rozłożyć chlorany, większe jednak niebezpieczeństwo wywołują środki do czyszczenia toalet zawierające silne kwasy.
---------
* wymyśliłem na przykład taki, zniechęcający do organoleptycznego zapoznawania się z odczynnikami:
 "Aby ustrzec się od śmierci, nic nie próbuj ani ćwierci".
Albo inny wychwalający zalety stosowania fartucha
"Pamiętaj o tym chemiku strojny, 
jeśliś o ubiór swój niespokojny: 
gdy wokół wszystko kipi i bucha, 
zawsze używaj na wierzch fartucha"