Intymne wyznania chemików...

Intymne wyznania chemików... czyli o tym, co robią chemicy, gdy drzwi do laboratorium zamykają się, a oni zostają sami w swoim królestwie. Zaraz dowiemy się, co robią chemicy, gdy nikt nie patrzy.

Po całych długich i nudnych dniach robienia nieciekawych eksperymentów, każdego chemika dopada chwila w której ma ochotę zobaczyć wybuch, usłyszeć grzmot, poczuć ciepło płonącej substancji. W takich momentach, gdy drzwi do jego laboratorium zamykają się, on staje się szalonym pirotechnikiem, trucicielem, estetą i nieznającym zahamowań przed syntezą nawet najbardziej groźnych materiałów chemikiem.

Myślę, że większoś ć  chemików może zgodzic się ze mną, że w pierwszym odruchu po wielu dniach nudnej pracy z nieciekawymi związkami, gdy nadchodzi czas na zabawę w pirotechnika, pierwszym związkiem jaki będą chcieli zrobić  jest trijodek azotu. Nazwa nie zachęca, właściwości kuszą. Jest to bardzo prosty w budowie (azot połączony z trzema atomami jodu- nuda) brunatno- fioletowy kryształek. Wątpię, że da się otrzymać więcej niż kilka gram tego związku, ponieważ podobno wybucha on nawet jak się na niego krzywo popatrzy, a na pewno, gdy się do niego zbliży. Detonację trijodku azotu jest w stanie wywołać nawet lekki podmuch powietrza! Tak swoją pracę wspomina pewien chemik, który przygotował, aż nazbyt wielką ilość trijodku azotu:
"Przygotowałem kiedyś do demonstracji w sali wykładowej sporą porcję (ok. 10 g) jodku azotu NI₃ x NH₃ na sączku (oczywiście na mokro!) i pozostawiłem ją w sali pod wyciągiem, do wyschnięcia. W międzyczasie dla próby eksplodowałem próbkę ok. 1 g substancji. Była to porcja aż nadto wystarczająca na tę salę! Powstał problem: jak przed zajęciami zlikwidować tamtą 10-gramową porcję, która zdążyła w międzyczasie wyschnąć? Przypominam, że jodek azotu eksploduje nie tylko od dotknięcia piórkiem, ale (podobno) nawet od krzywego spojrzenia... Próba dotknięcia sączka zakończyłaby się z pewnością zdemolowaniem zarówno wyciągu, jak i nieprzezornego eksperymentatora. Problem rozwiązałem zakładając podwójną plastikową maskę na twarz, ochraniacze na uszy, grube rękawice i ciężki gumowany fartuch. W takim rynsztunku udało mi się kropla po kropli nasączyć bibułę z ową nerwową substancją, wodą nakraplaną obok sączka (kapnięcie kropli bezpośrednio na suchy jodek azotu również powoduje jego eksplozję). I wyniosłem go szczęśliwie w wiadrze z wodą. Było to najbardziej emocjonujące moje przeżycie (nomen-omen; dosłownie!) z substancjami wybuchowymi. Pamiątką po tym zdarzeniu jest nawyk myślenia o ewentualności demontażu nieudanych eksperymentów. Dla porządku: miałem i tak sporo szczęścia, bo są sprawdzone doniesienia, że jodek azotu może eksplodować nawet w stanie mokrym; a także na skutek intensywnego błysku światła." 

Jak widzimy, ta złośliwa substancja może przysporzyć  wielu kłopotów, dlatego trzeba pamiętać, że przy jej syntezie, nie powinniśmy przygotowywać jej więcej niż 0,5 grama. Mówiąc o syntezie i wracając do naszego spragnionego eksplozji chemika, moim zdaniem będzie to jedna z pierwszych substancji wybuchowych po jaką sięgnąłby chemik z powodu tego, że jest dziecinnie prosta do przygotowania. Wystarczy nam jodek potasu oraz (najlepiej) woda amoniakalna o wysokim stężeniu. Teraz wystarczy dodawać do kolbki z wodą amoniakalną jodku potasu, aż po czasie powstanie nam osad materiału wybuchowego. Oczywiście jest to dziecinie proste do przygotowania przez doświadczonego chemika, natomiast ciężkie do wykonania w domu z uwagi na to, że rzadko kto ma dostęp do tych dwóch odczynników... a nawet jeśli ktoś ma, to bez wyciągu nie powinno bawić się takimi rzeczami. Tutaj mamy trochę dłuższy filmik z zastosowaniem większej ilości trijodku azotu niż na gifie powyżej. 

Innym bardzo prostym (dla doświadczonego chemika, z odpowiednim przeszkoleniem i sprzętem) związkiem, który jest w stanie zaspokoić jego dzikie fantazje jest nadtlenek urotropiny. Poprawna 'chemiczna' nazwa tego związku to Heksametylenotriperoksydiamina (HMTD), ale kogo to obchodzi? Podobnie jak trijodek azotu jest ona prosta w przygotowani- polega ona z grubsza na polewaniu urotropiny perhydrolem w kwasowym środowisku, najlepiej jakby było zimne. Dla chemika nic trudnego. HMTD jest mniej wrażliwe niż trijodku azotu, ale z uwagi na to, że jest proste w wykonaniu i ma niezłego kopa może dostarczyć chemikowi wielu ciekawych obserwacji. Oczywiście fakt, że jest to jeden z bezpieczniejszych materiałów wybuchowych nie oznacza, że nie trzeba uważać. Sam wybuch jak wybuch- trochę błysku, trochę huku, może urwane palce... nic nadzwyczajnego. Wybucha poprzez inicjacje płomieniem, prądem bądź silniejszym dotykiem. Również załączam tutaj filmik z kilku prób detonacji HMTD. To co może rzucić się nam w oczy jest obserwacja, że przy niewielkich ilościach HMTD podczas wybuchu znika on praktycznie całkowicie, nie pozostawiając najmniejszych śladów swojej obecności. 

Innym, bardzo ciekawym, ale równie bardzo niebezpiecznym związkiem (na kilku stronach internetowych znalazłem określenie, że jest to jeden z najbardziej 'chamskich' materiałów) o którego zrobienie można się pokusić jest nadtlenek acetonu (TCAP). Oczywiście znowu powodem, dlaczego TCAP jest atrakcyjny dla chemika, który potrzebuje coś 'wybuchnąć' jest łatwa synteza tego związku. Reakcja perhydrolu z acetonem w zakwaszonym środowisku nie jest piorunująco trudna do zrobienia. Oczywiście powinni w takie rzeczy 'bawić ' się tylko doświadczeni chemicy. TCAP nazywany jest 'chamskim' związkiem, ponieważ jego hobby to gromadzenie się w górnych częściach pojemnika w których jest trzymany. Ponieważ podobnie jak trijodek azotu jest w stanie wybuchnąć  od krzywego spojrzenia, często zdarza się, że odkręcając wieczko pod którym bezpośrednio nagromadził się TCAP wywołuje jego zapłon, co może byc tragiczne w skutkach dla otwierającego. Filmik z detonacji niewielkiej ilości TCAP

Oczywiście chemicy spragnieni wrażeń na odreagowanie nie muszą bawić się materiałami wybuchowymi. Niektórzy mogą pokusić się o szybkie wzbogacenie się za pomocą fotografii znienawidzonych członków rodziny. Ponieważ srebro kosztuje około 1400$ za kilogram trzeba by było użyć bardzo wielu fotografii, albo mieć wielu nielubianych krewnych, ale dla chcącego nic trudnego. Sam fakt odzyskiwania srebra z fotografii może być wystarczająco kuszący. Jedną z metod jest poddanie błon rentgenowskich (tych długich, czarnych taśmy z negatywem zdjęcia) działaniu proszku do prania (koniecznie z dodatkiem enzymów). Enzymy rozkładając błonę wywołują uwalnianie srebra, który gromadzi się w postaci osadu w żelatynie na dnie naczynia. Teraz wystarczy tylko ten osad porozdzielać, przemyć i mamy gotowe srebro.  Może nie jest go dużo, ale jak ktoś ma dużo czasu, dostatek enzymatycznego proszku do prania i chęci, nic nie stoi na przeszkodzie w drodze do bogactwa. 

Gdy spragniony przeżyć  chemik wzbogaci się uzyskanym srebrem na tyle, że może dokupić  odpowiednich odczynników, wraz z nastaniem nocy może on próbować oszczędzać na oświetleniu swojego laboratorium. Jest na to bardzo prosty sposób- luminescencja. Nazwa kojarzy się z Harrym Potterem, ale jest to po prostu zwykła, stosunkowo prosta reakcja chemiczna, którą można przeprowadzić w każdych warunkach (mając oczywiście odczynniki). Przepis na chemiczną latarkę jest stosunkowo prosty: "Przygotować pustą ampułkę z przezroczystego polietylenu, np. po tzw. “fiksanalu”; której szerszą końcówkę obciąć w połowie. Do suchej (!) ampułki nasypać 10-20 g stałego KOH starając się, aby podczas tej czynności nie nastąpiło zbytnie zawilgocenie higroskopijnego wodorotlenku. Osobno przygotować cienkościenną kapilarę (z odpadów przy pracach szklarskich), o średnicy 2-3 mm, z zatopionym jednym końcem. Do kapilary wlać za pomocą mikropipetki, roztwór 5-10 mg LUMINOLU (czyli: hydrazydu 3-aminoftalowego, nie mylić z lekiem: Luminalem!) w 1-2 kroplach dwumetylosulfotlenku (CH₃)₂SO, czyli DMSO. Pozostały koniec kapilary zatopić w płomieniu palnika (wymaga to pewnej wprawy). Do plastikowej ampułki zawierającej stały KOH wsunąć zatopioną kapilarę z roztworem luminolu, a następnie wlać 5-10 ml DMSO. Otwarty koniec polietylenowej ampułki ogrzać ostrożnie nad płomieniem zapalniczki, do zmięknięcia, a następnie zacisnąć pincetą.

Latarkę uruchamia się przez silne zgięcie jej w dłoniach, aż do rozbicia szklanej kapilary wewnątrz, a następnie przez energiczne potrząsanie ampułką przez kilkanaście sekund. Wnętrze ampułki rozbłyskuje dość intensywnym zielononiebieskim światłem." Światłem pochodzącym z takiej latarki można cieszyc się przez kilkadziesiąt minut (nawet do kilku godzin). Oczywiście do oświetlenia całego laboratorium potrzeba byłoby wielu takich latarek, ale dla chcącego nic trudnego. 

Węglowa erekcja- tak nazywa się bardzo proste doświadczenie zwęglania kuchennego cukru za pomocą kwasu siarkowego. Doświadczenie to można znaleźć pod nazwą 'węże faraona', ale 'węglowa erekcja' również oddaje charakter tego widowiska. Ponieważ kwas siarkowy (VI) ma silne właściwości 'wyciągania' wody z substancji, jest on w stanie tak silnie wyciągnąć wodę z cukru, aż do tego stopnia, by cukier ten po prostu się zwęglił. W czasie trwania zwęglania z próbówki często zaczyna wychodzić węglowy człon, który z czasem może przybierać ciekawe kształty.

Jak już mowa o erekcjach to można też napomknąć, że chemik w swoim porywie szaleństwa może doświadczyć wytrysku. Oczywiście mowa tutaj o popularnym doświadczeniu chemicznym zwanym 'wytryskiem Ludwika'. Filmik z wytrysku oczywiście w celach edukacyjnych, a ja tymczasem objaśnię jak to działa. Doświadczenie jest dziecinnie proste, a cieszy jak mało co. Do wąskiej zlewki wlewa się perhydrol z dodatkiem płynu do mycia naczyń. Jeśli ktoś ma ochotę może bawić się w używanie kolorowych farbek by nadać pianie różne kolory. Do tak przyrządzonej mikstury wystarczy dodać kilka gram jodku potasu. Efekt natychmiastowy. Piana wręcz wytryskuje z próbówki. Im bardziej stężony roztwór nadtlenku wodoru tym lepiej. 

Czasami chemik potrzebuje płomienia palnika. Ale może zdarzyć się tak, że palnika zabraknie... albo chemikowi nie chce się go rozpalać. 'Prościej' użyć do tego celu nadmanganianu potasu, który polewamy gliceryną. Po kilku sekundach nastąpi samozapłon mieszanki, co na pewno uszczęśliwi niejednego spragnionego ognia chemika.

Burza w próbówce- popularne doświadczenie, które może zmrozić krew w żyłach jeśli tylko używa się cienkościennych próbówek, oraz bardzo stężonego kwasu siarkowego. By osiągnąć efekt prawdziwej burzy z potężnymi grzmotami (im bardziej stężony kwas i czystszy alkohol tym lepiej) do próbówki wystarczy wlać kwas siarkowy, a na niego delikatnie wlewać alkohol etylowy. Płyny nie mogą się mieszać. Gdy to już jest gotowe wystarczy dodać kryształki nadmanganianu potasu by rozpętać prawdziwą burzę. Gdy wszystko idzie zbyt dobrze może dojść do zapłonu alkoholu, albo rozerwania próbówki. Filmik tutaj.

Jeśli chemik jest estetą może spróbować wyhodować  sobie piękny ogród. Najlepiej użyć do tego wąskiego, lecz wysokiego akwarium, które napełniamy szkłem wodnym, oraz dodajemy trochę wody. Ze szkłem wodnym nie powinno być problemu- można je dostać w Castoramie. Z wodą raczej też nikt problemu nie ma. By uzyskać  piękny efekt, ogrodu, który dosłownie rośnie na naszych oczach potrzebujemy kryształki kolorowych soli. Nadają się do tego sole takie jak siarczan (VI) miedzi (II), chlorek kobaltu (II), azotan (V) niklu (II) i wszystkie inne sole, które mają jakiekolwiek kolory. Do przygotowanego pojemnika ze szkłem wodnym wystarczy jednie wrzucić kryształek soli i obserwować piękne twory, które po chwili powinny zacząć się formować. Im większy pojemnik i im więcej kolorowych kryształków- tym lepiej. Tutaj podaje link do filmiku z rosnącym ogródkiem, oraz na zakończenie posta załączam kilka zdjęć ogródków. 

Chemiczny ogród

Chemiczny ogród

Ogród chemiczny

Nie zapomnijcie odwiedzać strony Antykwariatu na której na pewno znajdziecie wiele pozycji, w których opisanych jest wiele innych ciekawych doświadczeń.