O popularnych serialach i magnezie

Pomysł niniejszej notki przyszedł mi do głowy przed godziną, gdy na Polsacie zaczął się serial kryminalno-sensacyjny "Kości". Nie jestem jakimś wielkim fanem serialu, ale okazyjnie zdarza mi się go oglądać. Należy do popularnej ostatnio na zachodzie grupy seriali, które określam na własny użytek kryminałami "specjalistycznymi" - to ostatnie w cudzysłowie, bo stanowiący podstawę osi fabularnej specjaliści od różnych dziedzin, mają jedynie sprawiać wrażenie mądrych, tak aby widz miał poczucie, że odsłania się przed nim tajniki zawodu. W rzeczywistości wierność przedstawionych wydarzeń z rzeczywistością śledczą jest bardzo luźna.
Nikt zresztą nie oczekuje takiej wierności. Serial ma stanowić rozrywkę dla mas, ma zatem być efektowny, zabawny i poruszać ważne społecznie tematy; pokazywać, że wystarczy kilka uśmiechów i słowa "Przepraszam", "Kocham cię" czy "Jestem z ciebie dumny" a życiowe problemy dadzą się rozwiązać; zagadka ma być nie aż nadto oczywista, aby widz nie poczuł się jakby był brany za idiotę, zaś rozwiązanie powinno być zadowalające i najlepiej jeśli odsłoni jakieś ciemne kąty ludzkiej duszy - oczywiście nie nadto głęboko. Odpowiednie elementy próbuje się wprowadzać i u nas - w "Na dobre i na złe" (obejrzałem niechcący) pojawia się kulejąca lekarka stawiająca niezwykłe diagnozy, dobrze że nie zaczęła ćpać, bo scenarzyści "Doktora House'a" mogliby podejrzewać plagiat. W "Instynkcie" pani inspektor ma swoje intuicje i porównuje mózg umierającego do nadajnika radiowego.
Aby spełnić te wszystkie wymogi, scenarzyści muszą upraszczać wiele rzeczy, naginać prawdopodobieństwa zdarzeń a niekiedy i troszkę podszachrować, byle zachować dynamiczność akcji. W zasadzie nikt się temu nie dziwi. Można by dopasować tu pewną trafną uwagę, nie pamiętam czyją, odnoszącą się pierwotnie do fantastyki - autor ma sprawić aby czytelnik/widz dobrowolnie zawiesił poczucie nierzeczywistości, fałszywości zdarzeń. Jeśli mu się to uda, odbiorca będzie oglądał (czytał) z zapamiętaniem aż do ostatniej strony, choćby i miał później stwierdzić, że to takie sobie bzdurki. Mimo to trudno aby w każdym z kilkuset odcinków zachować ten sam poziom i tak samo skutecznie zakrywać niedostatki scenariusza, a wówczas widz wyłapie, ze coś jest nie tak.
Dobrze pamiętam jeden z odcinków "Wzoru" (w śledztwie pomaga geniusz matematyczny), w którym pojawiła się taka zabawna sytuacja: jeden ze śledczych zdobywa informacje o wykorzystaniu kart kredytowych ściganego przestępy; wymienia po kolei: sklep Taki w mieście Tamtym, stacja benzynowa na drodze jakiejś, ileśtam mil od miasta Ówdzie... - nagle matematyk wpada na pomysł: - Słuchajcie, jest taki wzór wymyślony przez profesora Matrikesa - tu rozpisuje wzór na obowiązkowej przezroczystej tablicy - wykorzystuje się go do lokalizacji gniazd ptaków migrujących - tu pokazuje się stosowna animacja - jeśli zastosujemy go i zrzucimy wszystkie lokalizacje na mapę, to stwierdzimy gdzie ukrył się nasz ptaszek! Dopiero po tym wywodzie doświadczeni śledczy wpadają na pomysł zaznaczenie miejsc wykorzystania karty na mapę, i odkrywają że wszystkie koncentrują się w okolicach miasteczka Ówdzie...
W odcinkach "Kryminalnych zagadek" (w śledztwie pomagają kryminolodzy z masą nowoczesnego sprzętu), niezależnie od miasta w tytule, śledczy mają niesamowicie dużo szczęścia i zastanawiająco mało wątpliwości co do orzeczeń. Typowym numerem jest powieszony, postrzelony i przebity mieczem trup, mający przyklejone piórko ptaka żyjącego tylko w małym rezerwacie na wybrzeżu, z przyczepionym do krawata strzępkiem glonu żyjącego w pewnej zatoce, z siniakiem z odbitym wzorem wyjątkowego sygnetu rodowego i szlachetnym urodzeniem, co prowadzi śledczych do wniosku, że zabity został na leśnej polanie w rezerwacie trzy i ćwierć mili na północ od miasta S, na wysokości 20 m n.p.m., o godzinie 22:25, przez milionera X. mającego dom nad wspomnianą zatoczką i będącego członkiem tajnego stowarzyszenia biznesmenów piorących brudne pieniądze. No i natychmiastowe badania DNA polegające na wsunięciu próbki i naciśnięciu guziczka - genetycy byliby zachwyceni, gdyby było to kiedykolwiek możliwe.

Ale dosyć luźnych uwag, czas przejść do powodu napisania tej notki.
Tak więc w 8 odcinku 6 sezonu serialu "Kości" (w śledztwie pomaga specjalistka antropologii), śledczy znajdują spalone zwłoki. Właściwie został z nich tylko stopiony szkielet. Stopiony? Jak to? Młoda asystentka, pragnąca się wykazać, zaraz rzecz objaśnia: zwłoki spalono w ogniu palącego się magnezu, który ma temperaturę 500 stopni, więc kości się częściowy skrystalizowały i dlatego wyglądają na stopione. Laborant studzi zapał tłumacząc, że magnez do palenia się potrzebuje wody a od paru dni nie padało. Nie wiem, czy to niewyraźność lektora czy ja źle słyszałem, ale na przemian słyszałem "Magnez" i "Magnes" - nie o to mi jednak chodziło.
500 stopni? od magnezu? Ktoś się chyba grubo pomylił.

Magnez jest srebrzystobiałym, bardzo lekkim metalem z grupy berylowców, o liczbie atomowej 12, wykorzystywanym głównie jako dodatek stopowy. Dawniej w fotografii używano go do otrzymania jasnego błysku - pakiecik pyłu magnezowego zmieszanego z utleniaczem, rozbłyskał ostrym, oślepiającym światłem, obsypując fotografa obłoczkiem białego pyłu - tlenku magnezowego przypominającego wyglądem talk. Jeszcze do niedawna drucik magnezowy, zapalany impulsem prądu z kondensatorka, stanowił podstawę lamp błyskowych. Taka lampa mogła być wykorzystana tylko raz. W genialnej scenie w "Oknie na podwórze" Hitchcocka, morderca wkracza do mieszkania unieruchomionego na wózku dziennikarza, i stojąc w cieniu pyta "Kim pan jest", robi krok i zostaje oślepiony błyskiem flesza; przystaje na moment, gdy dziennikarz wykręca bezużyteczną żaróweczkę, wkręca nową i gdy tamten robi kolejny krok, znów go oślepia. Morderca zatrzymuje się, dziennikarz zmienia lampę, morderca robi krok, błysk, krok, błysk, krok, coraz bliżej...
Wybaczcie rozwlekłość, ale mam dziś takie skojarzenia. Tak więc magnez jest metalem. I pali się.
Nie tak jak zimne ognie - będące ściślej mówiąc, płonącymi wiórkami żelaznymi - lecz oślepiająco jasnym, białym płomieniem o bardzo wysokiej temperaturze - różne źródła podają dane od 1200 do 2800 stopni (angielska Wikipedia nawet 3100 st.). W serialu ciało zostało spalone w ciężarówce załadowanej odpadkami magnezowymi, co mogłoby wystarczyć wręcz do spopielenia.
Czy do palenia się magnezu potrzebna jest woda? Cóż, w każdym razie, nie jest konieczna. Sam parokrotnie na lekcjach podpalałem suchą wstążkę magnezową i paliła się dobrze. W każdym jednak razie by nie przeszkadzała. W temperaturze pokojowej reakcja magnezu z wodą jest słabo zauważalna, w temperaturze pary wodnej przebiega już dość szybko, a w temperaturze palenia się magnezu jest wystarczająca, by płonący kawałek magnezu mógł płonąć w wodzie. Jako silny reduktor odbiera tlen wodzie i wydziela wodór, który również się pali, wedle reakcji:

Mg + H₂O → MgO + H2

Natomiast dwutlenek węgla jest rozkładany z wydzieleniem węgla. Dlatego pożaru magnezu (i aluminium) nie można ugasić ani wodą, ani gaśnicą pianową ani śniegową. Ponieważ magnez można zapalić już zapalniczką, a wobec środków utleniających zapałką, był używany w bombach zapalających, przepalających wszystko. Zatem albo scenarzyści albo tłumacz, popełnili dość istotną pomyłkę. Zapewne wpadek w serialu "Kości" jest więcej, ja jednak nie będę się nimi zajmował (chyba że któraś z zauważonych będzie znacząca i inspirująca).

A co do seriali - w miarę regularnie staram się oglądać "Doktora House'a" - wiem, że to medyczno-diagnostyczna fantastyka, ale ogląda się bardzo miło.
Zawieszenia realizmu życzę i dobranoc.

Bez cukru ale słodzone...

W niniejszej notce zajmę się pewnym dość popularnym hasłem, wynikającym z błędnego rozumienia spraw związanych z żywieniem i chemią, i często, jak się przekonuję, wprowadzającym w błąd biednego, nierozeznanego konsumenta. Jakie to hasło?

"Nie zawiera cukru. Słodzone fruktozą" - napis takiej treści znalazłem niedawno na opakowaniu ciastek, co oczywiście wywołało mój uśmiech i zaraz po nim refleksję, że mało kto zapewne dostrzega w nim coś niewłaściwego. No cóż, nie każdy uważał na chemii. Każdy wie co to jest cukier, lecz zarazem mało kto wie czym jest. Cukier to nie po prostu biały, krystaliczny proszek, którym doprawia się herbatę; cukry grupa to specyficznych związów chemicznych o słodkim smaku, zaś ten konkretny którego używamy do słodzenia, to sacharoza. Wspomniana fruktoza nie jest zatem może cukrem buraczanym, wypełniającym nasze cukierniczki, ale nie jest substancją aż tak całkiem od niego różną, aby można było powiedzieć, że produkt nią słodzony cukru nie zawiera. Bo przecież fruktoza też jest cukrem...

Cukry - inaczej węglowodany, to związki organiczne charakteryzujące się dużą liczbą grup hydroksylowych (-OH) połączonych z łańcuchem węglowym, oraz grupami karbonylowymi zamienne z mostkami półacetalowymi. Długość łańcucha węglowego cząsteczki może być różna, wyróżniamy zatem triozy, o łańcuchu trójwęglowym (np. aldehyd glicerynowy) , tetrozy (4 węgle), pentozy, heksozy itd. Te podstawowe cząsteczki nazywany monosacharydami bądź cukrami prostymi. Mogę się łączyć ze sobą, poprzez wiązania glikozydowe (Cukier-O-Cukier), tworząc bardziej złożone, dłuższe cząsteczki, nazywane wielocukrami.
Słodki smak nie jest cechą dla cukrów wyjątkową, zresztą i wśród cukrów jego intensywność jest różna, od wyraźnie słodkiej sacharozy, przez słodkawą maltozę, aż do cukrów całkiem nie słodkich jak choćby skrobia czy celuloza, będących długimi łańcuchami połączonych cząsteczek glukozy. Słodkie potrafią być też i inne związki, jak choćby gliceryna, będąca chemicznie rzecz biorąc, alkoholem, czy substancje używane jako sztuczne słodziki.
Znaczenie biologiczne mają właściwie tylko heksozy i pentozy, u większości zwierząt głównie Gukoza, będąca podstawowym źródłem energii dla mięśni. A nasza bohaterka?

Fruktoza to cukier prosty, należący do heksoz. Jego wzór sumaryczny - C₆H₁₂O₆ - jest taki sam jak wzór glukozy. Oba związki są zatem izomerami a ich cząsteczki są bardzo do siebie podobne, różnią się właściwie tylko tym, że glukoza posiada grupę aldehydową (-CHO) należąc do aldoz, zaś fruktoza grupę ketonową (=C=O) stanowiąc ketozę - niby niewiele, ale wystarczy. Jest kilkukrotnie słodsza od glukozy, i około 1,7 raza słodsza od cukru białego - sacharozy. Tym samym jest najsłodszym z naturalnych cukrów. W stanie stałym jej cząsteczki przybierają formę zamkniętego, pięciokątnego pierścienia hemiacetalowego, powstającego w wyniku wewnątrzcząsteczkowej reakcji grupy ketonowej z hydroksylową przy piątym węglu węglu. W wodzie pierścień może ulegać rozerwaniu do postaci liniowej, stanowiącej w roztworach formę przeważającą

D-fruktoza w postaci liniowej. Wzór uwzględniający stereochemię →

↑ ß-D-fruktoza w postaci pierścieniowej. Wzór w projekcji Hawortha

Naturalnie występuje w owocach, od których zresztą wzięła nazwę (łac. "fructus" - owoc). Najwięcej jest jej w soku jabłek i gruszek, gdzie stanowi główny cukier, a także w miodzie w mieszaninie z glukozą i sacharozą. Wraz z pożywieniem trafia do jelita cienkiego, gdzie wchłania się bardzo łatwo, stamtąd zaś żyłą wrotną do wątroby. Wchłonięta, nie powoduje wydzielania insuliny przez komórki trzustki, ma zresztą najniższy spośród naturalnych cukrów indeks glikemiczny (IG = 19). Stąd też diabetycy, muszący uważać na poziom cukru we krwi, chętnie używają jej zamiast słodzika, mając na uwadze, że zużywa się jej mniej na otrzymanie takiego samego efektu smakowego. Powstały również specjalne produkty spożywcze, słodzone fruktozą i przeznaczone dla diabetyków. Stąd zapewne wzięło się hasło o produktach bez cukru ale z fruktozą, które powędrowało dalej w świat.
W internecie można natknąć się na liczne oferty takiej żywności, po którą chętnie sięgają osoby pragnące się odchudzić, mają bowiem zakodowane w myślach, że biały cukier tuczy, więc jeśli ciasteczka czy czekolada zawiera jakąś tam fruktozę, to na pewno jest to coś nietuczącego. Podobne slogany powodują, że wielu uważa za zdrowszy cukier trzcinowy, zawierający 99,7% sacharozy, niż cukier buraczany składający się z... 99,7% sacharozy! Te i inne niejasności dobrze objaśnia ten artykuł: Brązowe nieporozumienie

A co to jest sacharoza? Sacharoza to dwucukier, którego cząsteczki składają się połączonych cząsteczek glukozy i fruktozy. Po dostaniu się do organizmu trafia do jelit, gdzie pod wpływem specjalnego enzymu - sacharazy - ulega rozpadowi na cząsteczki składowe. I dopiero w takiej postaci, jako mieszanina obu cukrów prostych, zostaje wchłonięta do organizmu. Dlaczego ma to znaczenie, objaśnię później. Warto jednak zająć się kwestią zdrowotności fruktozy, bo ta nie jest taka oczywista.

Jak już pisałem, fruktoza po wchłonięciu w jelicie cienkim trafia żyłą wrotną do wątroby, i właściwie tam już pozostaje. W odróżnieniu od glukozy, nie stanowi źródła energii dla mięśni i jej metabolizmem zajmuje się wątroba. Znacznie łatwiej od glukozy ulega glikogenezie, czyli zamianie w zapasową formę - glikogen, jednak na tym nie koniec. W toku dalszych przemian zostaje ostatecznie zamieniona w trójglicerydy. Krótko mówiąc, cukier zamienia się w tłuszcz, i to frakcji małocząsteczkowej, znanej pod skrótową nazwą VLDL. Ten tak zwany "zły cholesterol" przyczynia się do otyłości, zwłaszcza brzusznej, może też wywołać niealkoholowe stłuszczenie wątroby. Większe ilości fruktozy w jedzeniu, mogą też wywołać biegunki i rozwolnienia, wiąże się to z sytuacją, gdy stężenie fruktozy w treści jelita, staje się większe niż w komórkach ściany jelita. Dla wyrównania ciśnień osmotycznych do jelita uwalniana jest woda, rozcieńczająca treść jelitową prowokując szybsze wypróżnianie się - co skądinąd wyjaśniałoby przeczyszczające właściwości gruszek, o których miałem ongiś sposobność się przekonać. W podobny osmotyczny sposób działa sól glauberska.
Na tym jednak nie koniec. Gdy w organizmie pojawia się nadmiar cukrów reagują one z białkami w procesie glikacji; jej końcowe produkty są związkami szkodliwymi, przyśpieszającymi lub wywołującymi choroby cukrzycowe, takie jak miażdżyca, astma, zapalenie stawów, retinopatia i neuropatia oraz uszkodzenie kłębuszków nerkowych, co nasila i tak już istniejące u cukrzyków problemy w tymi narządami. Te końcowe produkty, w skrócie AGE, wiążą się również z procesami starzenia organizmu. Fruktoza wchodzi w reakcję z białkami kilkukrotnie szybciej i przy mniejszych stężeniach, więc jej nadużywanie, bądź zastępowanie nią w diecie innych węglowodanów, może dać skutek zdrowotny odwrotny od zamierzonego.

Wszystkie powyższe zastrzeżenia dotyczą głównie sytuacji nadmiernego spożycia fruktozy i tylko fruktozy, co może się zdarzyć nieuświadomionym konsumentom, którzy zewsząd słyszą hasła typu "biały cukier-biała śmierć" i chętnie zażyją cokolwiek, co etykietki "cukier" nie posiada. Innym takim hasłem jest "Przetworzone-szkodliwe" zdające się przyświecać wielu specjalistom ds. żywienia, zniechęcającym do wszystkiego co sklepowe, bądź w każdym razie nie opatrzone etykietą "żywność ekologiczna". Nie żebym miał coś przeciwko zdrowej diecie. Dieta niewłaściwa należy do głównych przyczyn chorób cywilizacyjnych, więc upowszechnianie świadomości skutków zdrowotnych jedzenia jest sprawą jak najwłaściwszą. Tyle tylko, że niekiedy zamiast faktów, upowszechniają się mity i bzdury, a niejeden z wymienionych specjalistów, posługuje się metodą straszenia na przemian ze złudną nadzieją. Żeby objaśnić rzecz wyraźniej, posłużę się konkretnym przykładem, z jednej ze stron dotyczących diet (pisownia oryginalna):

Cukierjest niewątpliwie jedną z najbardziej niebezpiecznych substancji, jakieznajdują się dzisiaj na rynku. Mówimy tutaj o sacharozie: białej, krystalicznejsubstancji rafinowanej z soku trzciny cukrowej lub buraka, co odziera ją zwszelkich witamin, minerałów, protein, włókien, wody oraz innych synergetyków,czyli substancji wzajemnie wzmacniających swe działanie. Biały cukier jestprzemysłowo przetworzonym związkiem chemicznym, a nie naturalnym produktemżywnościowym, nie nadaje się więc do spożycia. Inne cukry: fruktoza(występująca w owocach i miodzie), laktoza (w mleku) i maltoza (w ziarnachzbóż) są substancjami naturalnymi o wartości odżywczej.

Po pierwsze następuje tu pomylenie pojęcia substancji chemicznej sacharozy C₁₂H₂₂O₁₁ z produktem spożywczym sprzedawanym pod nazwą cukru. Sacharoza sama w sobie, nie zawiera witamin, minerałów, enzymów, protein i innych substancji, niezależnie czy chodzi o sacharozę w cukierniczce czy owocach mango, bo sama jest substancją. Wymienionych składników same w sobie nie zawierają też laktoza, fruktoza i maltoza, a ich wartość odżywcza sprowadza się wyłącznie do wartości energetycznej. Gdyby autor tekstu miał tu na myśli możliwość odżywiania się samym białym cukrem, to przyznam mu rację, że jako składający się wyłącznie z jednej substancji nie będącej składnikiem budulcowym, rzeczywiście jest zły, i że taka już melasa byłaby w tej roli znacznie lepsza (choć i tak na samej melasie, człowiek wiele nie wyżyje). Jednak autor nie mówi o diecie cukrowej, lecz o używaniu cukru jako dodatku do jedzenia, a te przecież zawiera proteiny, witaminy, minerały itd. Jak to jest ze zdrowotnością fruktozy, już pisałem. Laktozy nie toleruje jedna trzecia ludzkości, niezależnie od postaci spożywczej. Co do maltozy, to o jej wartościach nie może się przekonać 5% ludzkości, uczulonych na gluten zawarty w ziarnach zbóż. I tak to jest z tymi naturalnymi, zdrowymi cukrami. Następny cytat (pisownia oryginalna) :

Rafinowany, biały cukier traktowany jest przez układ odpornościowy jak obceciało z uwagi na swą nienaturalną strukturę chemiczną oraz obecnośćprzemysłowych zanieczyszczeń powstałych w procesie przetwórczym. Tym samymcukier niepotrzebnie wywołuje reakcje obronne, osłabiając odporność organizmu,jest dla niej jak miecz obosieczny

Rafinowany, biały cukier, to sacharoza otrzymywania ze źródeł naturalnych, przez wymycie gorącą wodą z buraków cukrowych lub trzciny cukrowej, strącenie roślinnych zanieczyszczeń i wykrystalizowanie. Jego struktura chemiczna nie ulega w tym procesie zmianie, jest to zatem taka sama sacharoza jak ta zawarta w brzoskwiniach, wiśniach, słodkiej papryce czy bananie. Jest to zatem naturalna struktura chemiczna. Natomiast co do reakcji organizmu na sacharozę, to już ją objaśniałem - w jelitach odpowiedni enzym sacharaza rozkłada j na fruktozę i glukozę, zatem sacharoza do organizmu się nie wchłania i reakcji odpornościowych nie wywołuje. Następny cytat (pisownia oryginalna) :

Cukier tłumi działanie układu odpornościowego, zmuszając trzustkę dowydzielania dużych ilości insuliny, która konieczna jest do jego rozłożenia.Insulina pozostaje w krwiobiegu jeszcze długo po rozkładzie cukru, co utrudniaprzysadce mózgowej wydzielanie hormonu wzrostu. Hormon ów pełni funkcjęgłównego regulatora układu odpornościowego, a więc każdego objadającego sięcodziennie cukrem prędzej czy później czeka ostry niedobór tego hormonu, w konsekwencjizaś obniżenie odporności na skutek nieustannego nadmiaru insuliny we krwi.[1]

Cukier jak wspomniałem rozkłada się na fruktozę i glukozę. Zwiększenie ilości glukozy we krwi powoduje wydzielanie przez trzustkę insuliny, potrzebnej do przeprowadzenia glukozy przez błonę komórkową do wnętrza komórek. Dlatego właśnie cukrzycy mają rekordowe ilości cukru we krwi, kilkadziesiąt razy przekraczające poziom normalny, a równocześnie ich organizm odczuwa niedobór cukru. Hormon wzrostu, jak nazwa wskazuje, zajmuje się regulowaniem rozrostu tkanek, nie zaś układem odpornościowym. Dodatkową jego funkcją jest egulacja wydzielania glukozy z wątroby. W dużych dawkach powoduje zwiększone wydzielenie insuliny przez trzustkę a to w wyniku podwyższenia poziomu glukozy. Natomiast sprzężenie zwrotne i zahamowanie jego wydzielania przy zwiększonym wydzielaniu insuliny się nie pojawia. Co więcej, ostatnie badania sugerują, że insulina zwiększa wydzielanie hormonów przysadkowych [2] nic zatem w powyższym tekście, nie jest zgodne z rzeczywistością.

Tekst pochodzi ze strony darmowediety.pl. U dołu strony możemy się dowiedzieć, że jest finansowana z unijnego projektu Innowacyjna Gospodarka. Nie no, strona propagująca bzdury, pisana metodą kopiuj/wklej przez kogoś, komu nie chce się sprawdzić tekstu przed wysłaniem i w dodatku opłacana z budżetu?! Przecież to absurd!
---
Źródła:
[1] - http://www.darmowediety.pl/Artykul/Zdrowie/40/Czy_cukier_szkodzi
[2] - http://wyborcza.pl/1,75476,8354485,Insulina_albo_dziecko_.html
* http://en.wikipedia.org/wiki/Fructose
* http://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_glycation_endproduct
- ilustracje z Wikipedii

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...

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.

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.

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?

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

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.

REKLAMA

Czytaj dalej

(...)
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

Radon, czyli radioaktywność w każdym domu

Następną notkę na blogu chciałem poświęcić na omówienie "naturalnych i ziołowych" preparatów, mających nie zawierać związków chemicznych, ale jak to bywa, w ręce wpadł mi temat bardziej bieżący.

Rozmawiałem ze znajomą. Żart o tym, że nadzwyczaj tanie truskawki ze sklepu pewnie były sprowadzone z Japonii, sprowokował dyskusję na temat rozmaitych newsów medialnych. "Tyle się naoglądałam w internecie filmów o różnych truciznach we wszystkim, o skażeniu, że głowa mała. Że aspartam, że konserwanty czy coś" - wyznała. Ja na to wyraziłem opinię o rozmaitych panikarzach z "University of Youtube", którzy głośno protestują wobec czegoś co akurat jest na topie, a nie chce im się sprawdzać, czy na ich podwórku nie dzieje się aby coś gorszego. I nie chodzi mi o ludzi podpisującymi się pod ekologicznymi listami poparcia, który potem palą śmieciami w piecu - to norma. Nikt na przykład nie krzyczy i nie drży z przerażenia - rzekłem - że większe napromieniowanie niż katastrofa na drugim końcu świata, wywołać może zejście do piwnicy. Bo tam się gromadzi Radon, a on jest promieniotwórczy, wychodzi w ziemi; że uwalnia się z płyt betonowo-popiołowych...
- Radon?
- No, taki promieniotwórczy gaz...
W tym momencie zrozumiałem, że jeśli o takich rzeczach się powszechnie nie mówi, to się i o nich powszechnie nie wie, o czym przekonało mnie zdumienie jakie wykwitło na jej twarzy.

Jeśli o takich sprawach się nie wie, to się powinno zacząć o nich mówić. Albo pisać. A ponieważ Radon jest pierwiastkiem i to w dodatku chemicznym to idealnie pasuje do tego, aby o nim na moim blogu opowiedzieć.

A zatem przedstawmy naszego bohatera:

Radon jest gazowym pierwiastkiem chemicznym z grupy Helowców, o liczbie atomowej 86, i jak każdy pierwiastek położony za ołowiem w układzie okresowym nie posiada trwałych izotopów. Wszystkie są promieniotwórcze i krótkożyjące. Należy do gazów szlachetnych, bezbarwnych, bezwonnych i pozbawionych smaku, nadzwyczaj niechętnie wchodzących w jakiekolwiek reakcje chemiczne, choć ostatnie lata pokazały, że czasem jednak zachodzą z nimi drobne mezalianse. Przykładowo radon już w temperaturze pokojowej tworzy fluorki, co wiąże się z dostarczeniem fluorowi energii aktywacji powstającej przy rozpadzie. Z uwagi na bardzo krótki czas półtrwania jego chemia jest raczej słabo zbadana, zwłaszcza że jego związki ulegają rozkładowi pod wpływem własnej radioaktywności.
Najtrwalszym izotopem jest Radon-222, o czasie półtrwania 3,6 dnia - oznacza to, że z każdego grama po 3,6 dnia zostaje połowa, po następnym takim okresie zostaje ćwierć grama, po kolejnym jedna ósma i tak dalej. Po miesiącu zostają ślady.
Radon powstaje w toku naturalnych przemian promieniotwórczych, jako element naturalnego szeregu przemian promieniotwórczych (szereg uranowo-radowy). Związki Uranu są rozproszone w skorupie ziemskiej, niewielkie ilości zawierają minerały ilaste, większe granity i bazalty. W wyniku rozpadu uranu powstają kolejne izotopy promieniotwórcze, aż do Radu nad którego wydzieleniem trudniła się nasza Skłodowska. Rad, z okresem półtrwania 1600 lat, zamienia się w Radon.

W roku 1900 Ernst Friedrich Dorn, badający przemiany promieniotwórcze, zwrócił uwagę na gazy wydzielające się z preparatów Toru i Radu, co skądinąd objaśniało zauważony już wcześniej fakt utraty masy próbek soli radowych. Później świetny chemik Ruthenford potwierdził spetroskopowo, że oba gazy stanowią jeden pierwiastek. Owo "promieniotwórcze powietrze madame Curie"[1] nazwane zostało początkowo Emanacją, i nazwa taka funkcjonowała jeszcze dłuższy czas, aż wreszcie wyparła ją nazwa nadana najtrwalszemu izotopowi.

No dobrze, jest sobie taki pierwiastek i co nam do tego? A to chociażby, że wydzielając się z gleby gromadzi się w naszych domach gdzie codziennie wdychamy go z powietrzem, zaś znalazłszy się w płucach jak gdyby nigdy nic napromieniowuje okoliczną tkankę, doprowadzając do jej uszkodzenia. A warto przypomnieć, że promieniowanie jonizujące należy do najważniejszych czynników kancerogennych. Według wyliczeń amerykańskiej agencji ochrony środowiska (EPA) narażenie na radon stanowi drugą, po paleniu papierosów, przyczynę raka płuc w Stanach Zjednoczonych, skutkując około 21 tyś. zgonów rocznie (wobec prawie 160 tyś. zgonów wśród palaczy), w tym 2900 u osób nigdy nie palących. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) ocenia, że radon odpowiada za 15 % raków płuc na świecie.[2] Niestety nie znalazłem podobnych wyliczeń dla Polski, choć podejrzewam że procentowo dane są podobne. U palaczy narażonych na radon, oddziaływanie a więc i ryzyko choroby jest kilkukrotnie większe, większe niż ze względu na sam tytoń, bowiem oddziaływania obu czynników nakładają się na siebie. Badania z Francji sugerują ponadto, że radon w wodzie pitnej, może wpływać na częstość występowania białaczki.

Jak radon przedostaje się do mieszkań? Głównym źródłem jest ziemia, z której przez różne szczeliny i pory wydostaje się na powierzchnię. W miejscach przebiegu uskoków i podobnych nieciągłości, również tam, gdzie spoistość gruntu została naruszona pracami górniczymi, jego wydzielanie jest większe. Wielkość wydzielania jest też zależna od rodzaju podłoża - w podłożu ze skał osadowych radonu jest mało, natomiast w kamienistej glebie terenów podgórskich jest o dużo. Ciekawy przypadek zachodzi w Stanach Zjednoczonych, gdzie najwyższe stężenia notuje się w równinnym stanie Iowa. Przyczyną jest tu duża ilość granitowych głazów naniesionych przez lodowiec, zwiększająca aktywność gleby. Nie znalazłem informacji, czy podobny efekt występuje na Suwalszczyźnie i Warmii, gdzie ilość złożonych eratyków jest doprawdy ogromna.

Radon w mieszkaniach w USA

Ponieważ radon jest gazem 8 razy cięższym od powietrza, najchętniej gromadzi się w zagłębieniach terenu i piwnicach, do których przedostaje się przez szczeliny i pory ścian (każdy, komu wybijająca ze ścian woda zalała piwnicę, wie jak dużo może przez nie przelatywać). Stamtąd, powodu różnic ciśnienia i przeciągów, może się przemieszczać w górę, do części mieszkalnych. W ciągu kilkunastu godzin jego stężenie osiąga maksymalny poziom. Szybko podlega rozpadowi wydzielając silnie jonizujące promieniowanie alfa, przemieniając się w szereg nietrwałych pierwiastków, o czasach półtrwania rzędu kilkunastu minut. Ostatecznie najgroźniejsze są jednak izotopy Ołowiu-210 i Polonu-210 o czasach półtrwania odpowiednio 5 i 160 dni. Mają postać stałych cząstek, łatwo gromadzących się w kurzu i osadzających się w płucach. Również są promieniotwórcze - w sumie zatem można by powiedzieć, że Radon to trucizna, która truje kilka razy. Ponieważ ogólne stężenie izotopów jest zbyt małe, aby określać je w ilościowy sposób, zwykle podaje się ilość rozpadów promieniotwórczych w metrze sześciennym powietrza w ciągu sekundy - jeden taki rozpad to jeden Bekerel - 1 Bq / m ³ .

A jak to wygląda w Polsce? Na nizinach stężenia są raczej niskie, średnia krajowa to 10-40 Bq/m³, jednak na terenach podgórskich zwiększa się, najwyższą koncentrację wykazując w Sudetach.
Niektóre wyniki są zatrważające:

Badania prowadzone przez Państwowy Zakład Higieny wykazały najwyższe stężenia w miejscowościach województwa jeleniogórskiego, gdzie natrafiono na piwnice z promieniowaniem 2837,9 bekereli, czyli przewyższającym nowo przyjęte wskaźniki aż czternastokrotnie! Maksymalna dawka zanotowana w piwnicach w Krośnieńskiem to 1652,3 bekereli, w Wałbrzyskiem - 784,4 bekereli, natomiast na Górnym Śląsku - 366,3 bekereli. Biorąc pod uwagę zasięg pomiarów, można śmiało przypuszczać, że są miejsca, gdzie promieniowanie jest jeszcze wyższe. [3]

Maksymalna dopuszczalna norma to 200 Bq/m³, w niektóre badania wykazywały jeszcze wyższe stężenia w piwnicach - dlatego postawiona na początku teza, ze zejście do piwnicy może być groźniejsze niż katastrofa w Japonii jest w pełni uzasadniona. Wedle najnowszego komunikatu Instytutu Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie, stężenie radioaktywnego jodu pochodzącego z Fukushimy, w dniu 30 marca, wyniosło 8,3 milibekereli na metr sześcienny powietrza nad Polską.[4] Mili to jedna tysięczna. Zatem "katastrofa na drugim końcu świata" wywołała skażenie rzędu 0,0083 Bq/m³, tysiące razy mniejsze od przeciętnego skażenia piwnic, i kilka milionów mniejsze od najwyższych notowanych w Polsce wartości. I kto dziś pójdzie po konfitury?

Problemem w okolicach Kotliny Jeleniogórskiej jest też radoczynna woda pitna. Przykładem mogą być Janowice Wielkie, w których ujęcie wody umieszczono w dawnej kopalni uranu. Pierwotnie zakładano zainstalowanie aparatury do odgazowania wody, lecz ostatecznie zrezygnowano z niej. Alarm podniósł dopiero Grzegorz Prokop, którego 10 letnia córka nagle zachorowała na chłoniaka - groźny nowotwór układu limfatycznego. Zawartość radonu w wodzie przekraczała tam kilkukrotnie zalecane normy, zaś ulatniając się np. podczas prysznicu, zamieniał łazienkę w domową komorę gazową. Dopiero po tym odpowiednie urządzenie zostało tam zamontowane.

Podobnie rzecz wygląda za granicą. W USA w ok. 14 procent mieszkań przekroczone są normy zawartości. Głośny stał się przypadek Stanleya Watarsa, pracownika elektrowni atomowej, u którego w 1984 roku czujniki promieniowania wykryły duże skażenie. Ponieważ w samym zakładzie nie doszło do żadnych awarii, było jasne, że źródło musiało znajdować się poza nim. Ostatecznie stwierdzono, że źródłem tym był dom pana Watarsa, a dokładnie zaradonowana piwnica. Oceniono ze wpływ wykrytego stężenia odpowiadał by wpływowi 135 papierosów wypalonych dziennie.

Jaki jest najlepszy sposób na radioaktywny gaz? Wietrzenie. To zaskakujące, ale jest to prosty i skuteczny sposób. Niestety w wielu polskich domach ze złą izolacją cieplną, mieszkańcy chronią się zimą przed mrozem takimi środkami, jak szczelne, plastikowe okna i zaklejone wywietrzniki, co prócz licznych tragedii związanych z czadem ulatniającym się z piecyków gazowych, wpływa też na zwiększenie zawartości Rn-222 w powietrzu domowym.

Temat popularnych zagrożeń promieniotwórczy jest jednak znacznie szerszy. Pewne ilości radonu mogą się też wydzielać z materiałów budowlanych - między innymi dlatego skały granitowe nie są zalecane w budownictwie mieszkaniowym, nawet na wykończenia.
Mało znana jest też dość duża aktywność popiołów pozostałych po spaleniu węgla, które jeszcze do niedawna były traktowane jak odpady niebezpieczne. Niestety popioły lotne i żużle często są używane jako dodatek do betonu i do wyrobu cegieł a nawet do naprawy dróg. Co prawda dane wskazują, że mimo dużego podwyższenia emisji, nie przekracza ona norm, ale mam wrażenie, że nie brano tu pod uwagę efektu łącznej emisji ze źródeł naturalnych i ze ścian, dlatego powszechność wykorzystywania takich materiałów, jest dla mnie niepokojąca.

Lutowy "Świat Nauki" dorzuca do naszych rozważań jeszcze jeden wątek [5], który pokrótce omówię. Otóż papierosy, oprócz setek innych szkodliwych związków, zawierają omawiany już Polon. Skąd się tam wziął? Pola tytoniu nawożone są nawozami fosforowymi, zawierającymi zwykle domieszki uranu. Szczególnie dużo zawiera go Tomasyna, będące wszakże zmielonym żużlem powstałym podczas świeżenia stali w metodzie Thomasa. Z uranu powstaje nasz radon, a z niego stałe izotopy potomne, które osadzają się na włochatych liściach tytoniu. Ok. 70% Polonu jest wydzielane wraz z dymem, a stamtąd trafia do płuc palaczy. Ocenia się że sam polon w dymie papierosowym, może odpowiadać za 2% raków płuc u palaczy.

Papieros też groźny

Jak zmniejszyć to ryzyko? Można używać specjalnych mieszanek nawozów, z mniejszą ilością uranu, ale byłyby ona za drogie. Można też płukać zebrane liście w odpowiednich roztworach, ale to również podwyższyło by ceny, podobnie jak hodowla bezwłosych odmian. Musiały by się na to zgodzić koncerny tytoniowe, ale z tym nie jest dobrze. Polon w tytoniu wykryto w latach 60. i wiadomo że dotychczas informacje o skali zagrożenie były ukrywane, zaś silny lobbing firm papierosowych blokował kolejne publikacje na ten temat. Spisek wielkich firm? Nieuczciwy sposób dbania o interesy? Nazywajcie to sobie jak chcecie. Ja nie palę i Wam też nie radzę.

Kończę mój przydługi artykuł. Nie straszenie a informowanie było jego celem. Następne wpisy porzucą (choć nie do końca) tematykę promieniowania, i może znajdzie się tam coś budzącego raczej rozbawienie niż niepokój.
A teraz otwórzcie szeroko okno, przewietrzcie mieszkanie, i pomyślcie o wiośnie, która właśnie nadchodzi, a od razu zrobi się wam lepiej.

-------
Przypisy i źródła:
[1] - określenie, jako cytat, znalazłem w jednej z książek, niestety nie pamiętam jakiej.
[2] http://www.epa.gov/radon/
[3] http://www.halat.pl/radon.html - dużo artykułów na ten temat
[4] http://paa.gov.pl/ -
[5] Brianna Rego, Promieniotwórczy dymek, Świat Nauki nr. 2 2011
* http://en.wikipedia.org/wiki/Radon

Edit: najnowszy komunikat PAA podaje, że stężenie radioaktywnego jodu-131 nad Polską zmalało dziesięciokrotnie, i w dniu 4 kwietnia wahało się między 800 a 200 mikrobekereli (Kraków-Gdynia). Mikro to jedna milionowa, a więc zakres 0,0008-0,0002 Bq/m³.

Edit 2: wg. PAA skażenie radioaktywnym jodem nad Polską nadal spada, i dla okresu pomiarowego 07-11 kwietnia wynosiło 130 - 360 mikrobekereli na metr sześcienny (0,00036-0,00013 Bq/m³)

Wczoraj w laboratorium...

Krople

Pomiar napięcia powierzchniowego metodą stalagmometryczną - czyli liczenie kropel.
kap, kap, kap, kap...

Otrzymywanie o i p-nitrofenolu

Jak tu już obiecywałem, zajmę się teraz opisem, a właściwie relacją, z przeprowadzonej na zajęciach syntezy. Będzie to prosta, jak na możliwości chemii organicznej preparatywnej, reakcja nitrowania fenolu, i otrzymanie Orto-nitrofenolu i Para-nitrofenolu. Na początek jednak warto objaśnić pewne podstawowe pojęcia:

Fenol to pochodna benzenu (C6H6), związku aromatycznego, którego cząsteczka ma postać zamkniętego sześciobocznego pierścienia. W tym związku jeden z wodorów zastąpiony został grupą hydroksylową OH-, tak jak ma to miejsce w alkoholach, jednak własności fenolu różnią go od nich dość istotnie. Tlen z grupy hydroksylowej jest związany z pierścieniem znacznie silniej niż z wodorem, przez co ten stosunkowo łatwo się odszczepia, nadając fenolowi lekko kwaśny odczyn - dlatego też dawniej nazywano go Kwasem Karbolowym i z uwagi na silne właściwości bakteriobójcze używano jako pierwszego szpitalnego antyseptyka. Jest trujący i drażniący. W kontakcie ze skórą może powodować opatrzenia i martwice naskórka - co skądinąd wykorzystuje się w plastrach na kurzajki.
Znaczna różnica w elektroujemności między węglem (2,5) a tlenem (3,5) powoduje polaryzację wiązania i przesunięcie części ładunku na tlen - mówimy wówczas o "ujemnym efekcie mezomerycznym" bo tlen niejako "wyciąga" z pierścienia elektrony, powodując zaktywizowanie reaktywności. Równocześnie zachodzi proces odwrotny - jedna z wolnych par elektronowych tlenu może przeskakiwać na pierścień, tworząc nietrwałą strukturę jonową, z ładunkiem ujemnym na pierścieniu[1]. Jednak zaistniały ładunek nie jest ulokowany w jednym miejscu, lecz może przemieszczać się po pierścieniu, zajmując trzy równoważne pozycje:

Struktury mezomeryczne fenolu

Fakt ten decyduje nie tylko o dużej trwałości związku, lecz również o specyfice reakcji którym ulega, przede wszystkim zaś o tym gdzie i jak chętnie przyłączać się będą doń podstawniki.

Nitrowanie jest reakcją substytucji elektrofilowej, polegającej na zastępowaniu jednego z wodorów podstawnikiem, mającym właściwości elektrofila. Taki podstawnik ma niedomiar elektronów, i bardzo "lubi" przyłączać wszelkie dostępne. W tym przypadku elektrofilem jest nietrwały jon nitroniowy (NO2+) powstający w reakcji kwasu azotowego (V) z kwasem siarkowym (VI). A gdzie w fenolu mamy łatwo dostępny elektron? - tam gdzie w strukturach mezomerycznych pojawia się ładunek ujemny. Struktury takie, jak widać na powyższym obrazku, są trzy, dlatego też podstawić się mogą maksymalnie trzy grupy nitrowe i to wyłącznie w dokładnie określonych pozycjach.

W przypadku sześciowęglowego fenolu grupa nitrowa może połączyć się z węglem o numerach 2 (licząc węgiel połączony z grupą hydroksylową jako 1) lub 4 lub 6 - ponieważ jednak dla jednej grupy pozycje 2 i 6 są identyczne, uznaje się, że utworzyć się mogą tylko dwa różne związki: 2-nitrofenol i 4-nitrofenol. Dla pochodnych benzenu stosuje się nazewnictwo przypisujące danemu układowi przedrostek w nazwie, mianowicie Orto- dla położenia przy drugim węglu, Meta- dla węgla trzeciego i Para- dla węgla czwartego. Stąd nazwy: Orto-nitrofenol dla 2-nitrofenolu i Para-nitrofenol dla 4-nitrofenolu.

Na tym jednak nie koniec. Prowadząc nitrowanie konsekwentnie dalej otrzymamy dalsze pochodne, aż do trinitrofenolu zawierającego trzy grupy nitrowe przy węglach 2, 4 i 6. Związek ten to kwas pikrynowy, będący bardzo silnym materiałem wybuchowym. Związkiem bardzo do niego podobnym jest potrójnie znitrowany toluen - będący również prostą pochodną benzenu - w skrócie TNT. Jednak kwas pikrynowy, w odróżnieniu do Trotylu, jest bardzo nietrwały, wybucha od uderzenia, zgniecenia czy nawet nadmiernego podgrzania, dlatego z rzadka używa się go w charakterze spłonki, zaś wytworzenie większej ilości podczas syntezy, przynieść może nieprzewidziane skutki.


W zasadzie więc otrzymujemy dwa związki tego samego rodzaju i o takim samym wzorze sumarycznym, a jednak różnica pomiędzy nimi jest dość istotna. W przypadku izomeru orto, atom wodoru z grupy hydroksylowej leży blisko tlenu z grupy nitrowej i może pomiędzy nimi zachodzić słabe oddziaływanie nazywane wiązaniem wodorowym. W izomerze para taka sytuacja jest niemożliwa, a to z powodu zbytniego oddalenia grup. Wiązania takie mogą się jednak tworzyć między grupami hydroksylowymi jednych cząsteczek a grupami nitrowymi innych cząsteczek, przez co w ciele stałym tworzy się molekularna sieć. Fakt ten wpływa dość istotnie na właściwości fizyczne obu izomerów.
Wedle literatury [2] izomer para- topi się w temperaturze 112 °C, natomiast izomer orto- w zaledwie 46 °C - tak duża różnica jest spowodowania właśnie różną siłą związania cząsteczek ze sobą. No dobrze, mamy dwa związki, otrzymujemy je razem, w mieszaninie, i jak je teraz oddzielić? A bardzo prosto, i wykorzystujemy tu inną różnicę właściwości między izomerami - różnicę lotności z parą wodną.
Gdy skierujemy strumień gorącej pary wodnej na mieszaninę związków, jedne będą łatwo się wraz z nią ulatniać a inne trudno. Do takich łatwo lotnych nalezą olejki eteryczne kwiatów i innych części roślin, co pozwala na ich otrzymanie w stanie czystym, nadającym się do stworzenia zapachowej kompozycji perfum. Orto-nitrofenol z powodu luźniejszej struktury nie tylko jest łatwo topliwy ale i łatwo lotny, i można go oddzielić z wystarczającą selektywnością.

Po tym ogólnym wstępie czas na właściwą relację:

Wziąłem fenol mający postać jasnoróżowego proszku o bardzo intensywnym zapachu lizolu i stopiłem go z niewielką ilością wody. Do dwuszyjnej kolby wlałem stężony kwas siarkowy i chłodząc w krystalizatorze z wodą wsypałem Azotan (V) sodu, otrzymując mieszaninę nitrującą. Do środka wrzuciłem również mieszadełko magnetyczne, wyglądające jak podłużna tabletka, będące małym magnesikiem, i umieściłem na mieszadle. Gdy włączy się takie mieszadło, mały magnesik w kolbie zaczyna wirować, mieszając równomiernie ciecz i wyręczając chemika, który musiałby robić to ręcznie. Wygląda to tak.

Fenol

Do kolby podłączyłem duży wkraplacz i przelałem do niego stopiony fenol, mający postać malinowego płynu. Przez drugą szyję wprowadziłem termometr i zacząłem wkraplać płyn, cały czas sprawdzając czy temperatura nie przekracza 20 °C, w przeciwnym wypadku dolewałem do krystalizatora wodę lub dorzucałem lodu. Ta kontrola temperatury była potrzebna aby uzyskać tylko jednokrotnie znitrowany fenol, w wyższych bowiem powstaje wspomniany kwas pikrynowy, będący wszakże związkiem wybuchowym. Prowadzący zajęcia opowiadał nam, jak to kiedyś jedna ze studentek zagapiła się, i kolba się jej rozprysnęła w trakcie zajęć.
Gdy temperatura się ustabilizuje, a cały fenol zostanie dodany, zawartość kolby musi się mieszać i mieszać. Musi się mieszać bardzo i mieszać długo. Mieszać równomiernie i mieszać aż do znudzenia - dokładnie przez dwie godziny.

Gdy zawartość się już wymiesza i przereaguje, trzeba ją odstawić aż produkty, mające postać bordowo-brunatniej żywicy, oddzielą się od kwaśnego roztworu. Zawartość kolby wygląda wówczas tak:

Zawartość kolby po nitrowaniu

Kwaśny roztwór należy odlać i zmajstrować zestaw do destylacji z parą wodną. W mojej wersji wyglądał tak:

Zestaw do destylacji z parą wodną

A więc od lewej: kociołek do wytwarzania pary, mający wygląd metalowej butelki, stojący na palniku; szklana rurka zanurzona w kociołku o wolnym końcu, mająca zabezpieczać przed nagłymi skokami ciśnienia; specjalne doprowadzenie, wprowadzające strumień pary na dno kolbki; nasadka łącząca kolbkę z chłodnicą; chłodnica wodna Liebiega, będąca rurką otoczoną płaszczem w którym płynie zimna woda; i wreszcie odbieralnik, czyli zlewka na podwyższeniu, do której skapuje destylat. Bardziej czytelny rysunek.

Oddzielający się o-nitrofenol miał postać żółtego płynu. Gdy destylat stał się bezbarwny odstawiłem zlewkę na parapet aby produkt wykrystalizował. Miał postać długich, żółtych igiełek. Należało teraz przesączyć ciecz na lejku Buchnera pod zmniejszonym ciśnieniem, i na sączku został niemal czysty o-nitrofenol:

A co z p-nitrofenolem? Vogel, z którego "Preparatyki Organicznej" brałem przepis, podaje że pozostałość, po ochłodzeniu i odsączeniu, należy ogrzewać w temperaturze wrzenia z kwasem solnym i węglem aktywowanym, dla usunięcia barwnych zanieczyszczeń, przesączyć a przesącz odstawić do krystalizacji. Tego jednak na zajęciach nie robiłem. 

P-nitrofenol również ma postać jasnożółtego proszku, krystalizującego w postaci igiełek. W toku dalszych przemian można otrzymać z niego popularny lek przeciwgorączkowy - Paracetamol - stąd znaczenie jakie ma opisana synteza w przemyśle.


Gdy już otrzymało się preparat, należy go zważyć dla sprawdzenia sprawności preparowania. Vogel podaje sprawność 36%, lecz mi wyszło blisko cztery razy mniej. Najprawdopodobniej jest to wynik przegrzania, zbytnio bowiem szybko wkraplałem fenol do kolby, i nim lodem schłodziłem ją odpowiednio, temperatura podskoczyła do 30 stopni, więc część związku uległa dalszemu nitrowaniu a może i utlenieniu.

Dodatkowo należy zbadać, czy aby na pewno otrzymaliśmy dobry związek. O tym jak ważne może być takie sprawdzanie, przekonałem się będąc kiedyś na wycieczce szkolnej w laboratorium analizy elementarnej, gdzie usłyszałem anegdotę o doktorancie, który po kilku miesiącach skomplikowanej analizy dał im próbkę do potwierdzenia składu, i okazało się, że to nie to. Gdzieś popełnił błąd.

Taką prostą i szybką metodą jest porównanie temperatury topnienia otrzymanego związku z podawaną w literaturze. Aby to zrobić należy nabić niewielką ilością związku zatopioną z jednego końca kapilarkę:

Kapilarka nabita związkiem

 Aparatura do pomiaru jest nieskomplikowana, kapilarkę ze związkiem wsuwa się do podświetlanej komory z regulowanym ogrzewaniem, w której tkwi termometr. Kapilarkę obserwujemy przez okular. Podwyższamy powoli temperaturę i gdy kryształki zaczną się szklić, to jest nasączą się cieczą, sprawdzamy temperaturę i zapisujemy. Gdy związek całkowicie się stopi zapisujemy drugą temperaturę, otrzymując pewien przedział, w którym powinna się mieścić temperatura literaturowa.

W moim przypadku temperatura ta powinna wynosić 46 °C, jednak przedział jaki zmierzyłem, nie zgadzał się z tymi danymi - wyniósł 36-40 °C. Najpewniej to wynik wspomnianego przegrzania.

Komora topnienia. Po prawej - związek stały, po lewej stopiony.

Jednak pomiar temperatury jest jak widać niewystarczający, dlatego pozostałą część substancji bada się spektrometrycznie za pomocą aparatury NMR. Jeśli w otrzymanym wykresie występują takie piki jakie podaje literatura, to mamy pewność, że rzeczywiście otrzymaliśmy związek jaki był nam potrzebny.
 

I tak skończyłem syntezę. Należało tylko zmienić ubranie i wykąpać się, bo zaśmiardłem fenolem jak ze szpitala.

---------------------

Przypisy:

[1] - Zwykle obrazuje się to jako przeskok elektronu i pękniecie jednego z wiązań podwójnych pierścienia. Ponieważ do utworzenia wiązania potrzebne są dwa elektrony, po jego pęknięciu zostaje jeden niesparowany, stanowiący ów wolny ładunek. Ponieważ jednak trzy wiązania podwójne są rozmyte na cały pierścień, i każde jest niejako półtorakrotne, rzeczywista sytuacja jest trochę trudniejsza do opisu i sprowadza się do zwiększenia gęstości ładunku ujemnego w trzech miejscach.

[2] - Vogel Arthur Israel, "Preparatyka organiczna" Wydawnictwo WNT 2006 Wydanie III zmienione. - Gruba, ponad tysiącstronnicowa kniga, prawdziwa biblia preparatyków. Wszystkie dane i odniesienia dotyczą tego wydania.

Ilustracje wzorów pochodzą z Wikipedii. Zdjęcia moje.

Co z tym jodem?

Pierwotnie zamierzałem pierwszą notkę poświęcić fotorelacji z przeprowadzanej na zajęciach syntezy, ale w ręce sam wpadł mi doskonały temat. Dlatego będzie o tym, co ma jod do skażenia promieniotwórczego.

Tragiczne trzęsienie ziemi w Japonii i wywołana nim fala tsunami okazały się jedną z największych katastrof ostatnich lat. Na pewno zginęło kilka tysięcy ludzi, a wiele tysięcy uważa się za zaginione. Jednak największe przerażenie wywołała seria poważnych awarii w japońskich elektrowniach atomowych. Świat wciąż jeszcze pamięta o Czarnobylu, nic zatem dziwnego, że wszyscy obawiają się powtórki z historii. W informacjach na ten temat pojawił się wątek będący bezpośrednim powodem dla którego rozpoczynam ten temat, mianowicie informacja o "panice solnej" w Chinach. Jak podaje Onet:

Niektórzy mieszkańcy Państwa Środka wierzą, że zawierająca jod sól, uodparnia na promieniowanie radioaktywne. W czwartek w supermarketach w wielu chińskich miastach zabrakło jej. Pojawiły się również plotki, że radioaktywne substancje już przedostały się z elektrowni Fukushima do wody, wywołując skażenie, w efekcie czego sól morska będzie niezdatna do użycia.

Czytelnicy starsi ode mnie pamiętają zapewne rok 1986 i gorączkowe podawanie dzieciom obrzydliwego w smaku Płynu Lugola, zawierającego duże ilości jodu, dla zapobieżenia szkodliwemu wpływowi radioaktywnej chmury, jaka nadleciała nad Polskę w kilka dni po katastrofie Czarnobylskiej. Jednak dlaczego akurat Jod? I czy jego zażywanie może uchronić nas przed skażeniem? Zanim do tego dojdziemy, czas przedstawić naszego bohatera.

Jod jest niemetalicznym pierwiastkiem chemicznym z grupy fluorowców o liczbie atomowej 53, podobnym do chloru czy fluoru, jednak zdecydowanie mniej od nich reaktywnym. W przeciwieństwie do pozostałych pierwiastków z tej grupy, w stanie wolnym jest ciemnoszarym ciałem stałym o grafitowym połysku. Łatwo lotny, w podwyższonej temperaturze zamienia się w ciemnofioletową parę, co zachodzi bez topnienia na drodze sublimacji. Pary jodu zestalają się na chłodnych powierzchniach, co wykorzystuje się do jego oczyszczania. Stosunkowo szeroko rozpowszechniony w przyrodzie, nie tworzy jednak własnych minerałów, z uwagi na dużą rozpuszczalność związków. Przemysłowo otrzymuje się go z saletry chilijskiej zawierającej, oprócz azotanu (V) potasu, domieszki jodków i jodanów potasu, oraz z wody morskiej gdzie występuje w większych ilościach. Zużywa się go głównie do produkcji leków, barwników, a także filmów fotografii analogowej, choć wobec rozpowszechnienia technik cyfrowych coraz bardziej traci na znaczeniu. Jednak najważniejsze jest jego działanie biologiczne.
Jod jest niezbędnym mikroelementem, potrzebnym organizmowi do wytwarzania dwóch ważnych hormonów tarczycowych : Tyroksyny i Trójjodotyroniny. Odpowiadają one za prawidłowy przebieg przemiany materii, regulują pracę serca i przysadki mózgowej, regulują poziom glukozy we krwi i wydzielanie neuroprzekaźników, duże znaczenie ma też ich stymulujące działanie na rozwój ośrodkowego układu nerwowego, zwłaszcza we wczesnym okresie rozwoju. Niedobór jodu w diecie wywołuje zatem ich niedostateczne wydzielanie. Organizm próbuje przeciwdziałać temu, zwiększając aktywność tarczycy będącej gruczołem T3 i T4, czego zewnętrznym objawem jest jej powiększenie, tzw "wole endemiczne":

Kobieta z wolem endemicznym

Jest to oczywiście skrajny przypadek, dotyczący nieleczonej choroby. Znacznie groźniejsze są powikłania związane z niedoborem jodu w kobiet w ciąży, wówczas bowiem dojść może do nieodwracalnych zmian rozwojowych u płodu, określanych mianem Kretynizmu. Dziecko dotknięte kretynizmem cierpi na znaczny niedorozwój umysłowy, częściowo również fizyczny. Przebieg schorzenia można łagodzić przez podawanie jodu bądź hormonów tarczycowych, lecz raz zaistniałe zmiany nie ulegną cofnięciu.
Niedobór jodu występuje na terenach, w których jego zawartość w glebie jest niska. W przypadku Polski dotyczy to niestety przeważającej części jej powierzchni, z wyjątkiem wąskiego pasa nadmorskiego, gdzie jod z wody morskiej dociera pod postacią aerozolu, dlatego większość polaków jest zagrożona niedoborem. Szczególnie silny niedobór dotyczy terenów podgórskich. Skalę zjawiska oddają badania z lat 1992-93 , kiedy to co setne dziecko rodziło się z powiększeniem tarczycy, zaś u jednego na 4 tysiące występowały pierwsze objawy kretynizmu związanego z niedoczynnością. Jod zawarty w jedzeniu nie wystarczał, zaś specjalnej jodowanej soli używał tylko co czwarty polak. Dlatego właśnie od 1997 roku obowiązkowo każdy rodzaj soli spożywczej musi zawierać domieszkę jodu. Od tego czasu częstość występowania wola endemicznego i wiążących się z tym powikłań spadła drastycznie (tu polecam dobry artykuł na ten temat na Globalnym Śmietniku).

No dobrze, tylko co to wszystko ma wspólnego ze skażeniem promieniotwórczym i z Czarnobylem? Już wyjaśniam. Produktami kontrolowanego rozszczepiania jąder Uranu, do jakiego dochodzi w reaktorach atomowych, są lżejsze pierwiastki, w tym wiele izotopów promieniotwórczych. Do szczególnie groźnych należy tu izotop Jodu-131, stanowiący kilka procent odpadów reaktorowych. Jod występujący w naturze ma masę atomową równą 127 i jest pierwiastkiem trwałym. Jego groźny, cięższy krewniak rozpada się nadzwyczaj łatwo - czas półtrwania wynosi 8 dni, co oznacza, że z każdego grama po 8 dniach zostaje pół, po kolejnych 8 dniach - ćwierć, po następnych 8 dniach - ósma itd aż do zupełnego zaniku. Przez ten czas jednak emituje silne promieniowanie beta.
W świetle wszystkiego co napisałem powyżej powinno być jasne, że Jod, jako łatwo lotny pierwiastek chętnie ulatniał się do atmosfery podczas tak poważnej awarii, jaką był kilkudniowy pożar prętów paliwa jądrowego w reaktorze. Gdy wiatr przemieścił go nad obszar naszego kraju, od dawna cierpiące na powszechny niedobór organizmy obywateli zaczęły wchłaniać go i wbudowywać w tarczycę, gdzie osiągał koncentrację wystarczającą, aby doprowadzić do uszkodzenia tego narządu, a w dalszej perspektywie ryzyko nowotworu. Właśnie temu zapobiegać miał Płyn Lugola. Gdy organizm jest wysycony jodem w potrzebnej ilości, nie przyjmuje naddatkowych dawek, więc podanie roztworu zapobiegło wchłanianiu promieniotwórczego izotopu.

Taki jest właśnie sens podawania jodu. Zapobiegnie on tylko i wyłącznie uszkodzeniu tarczycy pod wpływem promieniotwórczego izotopu. W żadnym razie nie spowoduje uodpornienia na promieniowanie, nie ma zatem też żadnych własności ochronnych. Jeśli na takiego "najodowanego" człowieka opadnie Stront-90, również należący do produktów rozszczepienia uranu, to zapadnie na chorobę popromienną tak samo jak ten z wolem. Piszę o tym nie po to, aby wzbudzać niepokój u tych, który sądzili że na Japonię jodowana sól wystarczy - przeciwnie, sądzę że cała ta katastrofa zostanie opanowana, gdy zaś temat przygaśnie, w pamięci wielu osób pozostanie błędne przekonanie o nadzwyczajnych własnościach ochronnych jodu.
Niestety pojawiają się już sygnały świadczące, że próbuje się wykorzystać tą niewiedzę i żeruje na zainteresowaniu jakie wzbudza katastrofa, oto bowiem Monitor Polski informuje:

NOSE (dawna robocza nazwa A-FLUSIMINE 09) to donosowy aerosol zawierający mikroelementy pozyskane w wyniku jodkowo-potasowej maceracji pęków kwiatów goździków, wydatnie wspomagający układ odpornościowy w walce z infekcjami wirusowymi u stosujących go osób. (...)
5.) w naturalny sposób chroni organizm przed powikłaniami napromieniowania organizmu po dużych ekspozycjach promieniowania alfa, beta i gamma, niebezpiecznych dla zdrowia i życia ludzkiego.

Krótko mówiąc jest to preparat z goździków które moczyły się w wodzie z jodowaną solą, mający być przewspaniałym lekiem na grypę i inne przeziębienia a dzięki zawartości jodu mającym chronić przed wszelkim promieniowaniem - co w świetle powyższego jest oczywistą bzdurą. Zapewnienia, że to, iż preparat wpłynął pod inną nazwą tuż po kataklizmie w Japonii, nie jest ze strony producenta próbą wykorzystania całej historii, brzmią zupełnie niewiarygodnie.

---
Źródła (oprócz podawanych) :
*"Zbawienna szczypta soli", Rzeczpospolita 27 wrzesień 1994
* Szwedzki Państwowy Instytut Ochrony przed Promieniowaniem
* Wikipedia - Isotopes of Iodine
* Wikipedia - Kretynizm
* Wikipedia - Triiodothyronine