8 Δεκ 2013

Ένας πολύ σπάνιος εργαστηριακός οδηγός



Η "Χρυσή βίβλος των Πειραμάτων Χημείας" ήταν ένα παιδικό βιβλίο χημείας γραμμένο στη δεκαετία του 1960 από τον Robert Brent και εικονογραφημένο από τον Harry Lazarus και δημοσιεύθηκε από Western Publishing στη σειρά Χρυσή βιβλία τους. Πολλά από τα πειράματα που περιλαμβάνονται στο βιβλίο θεωρούνται τώρα πολύ επικίνδυνα για τα παιδιά χωρίς επίβλεψη, και δεν θα εμφανίζονταν σε ένα σύγχρονο βιβλίο χημείας για παιδιά. Υπολογίζεται ότι αυτή τη στιγμή υπάρχουν μόνο 126 αντίτυπα αυτού του βιβλίου στις βιβλιοθήκες σε όλο τον κόσμο.
Η τιμή του, σύμφωνα με το amazon.com  κυμαίνεται από $197,99 μέχρι $1.899,33 !...

11 Νοε 2013

Το γάλλιο έχει χαμηλό σημείο τήξης...


Είναι γνωστό ότι το μόνο μέταλλο που είναι υγρό σε θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι ο υδράργυρος (Hg). Όμως το γάλλιο (Ga) έχει σημείο τήξης περίπου 30οC, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να λιώσει στο χέρι μας.
Το γάλλιο είναι ένα σπάνιο, μαλακό, εύτηκτο, εύθρυπτο σε χαμηλές θερμοκρασίες, αργυρόλευκο μέταλλο με στιλπνή μεταλλική λάμψη. Ο ατομικός αριθμός του είναι 31 και η σχετική ατομική μάζα του 69,723.
Ανακαλύφθηκε το 1875 από τον Γάλλο χημικό Πολ-Εμίλ (Φρανσουά) Λεκόκ ντε Μπουαμποντράν με φασματοσκοπική μελέτη και πήρε το όνομά του από την Gallia, παλιά λατινική ονομασία της Γαλλίας. Ανεπιβεβαίωτες φήμες εκείνης της εποχής λένε ότι το όνομα γάλλιο μπορεί να προέρχεται από το όνομά του "Λε Κοκ" (Le Coq) που στα λατινικά (γκάλιουμ) σημαίνει πετεινός, αρσενική γαλοπούλα, γάλος. Στην ελληνική γλώσσα η ονομασία "Γάλλιον" όπως αποδόθηκε το "Γκάλιουμ", ή "Γκάλιαμ", αναφέρεται από το 1885 από τον Καθηγητή του Πανεπιστημίου Αθηνών Αναστάσιο Δαμβέργη (1857-1920).
Το γάλλιο δεν υπάρχει σε ελεύθερη μορφή στη φύση. Τα λίγα ορυκτά με υψηλή περιεκτικότητα σ' αυτό, όπως ο γαλλίτης, αφενός είναι πολύ σπάνια για να χρησιμεύσουν ως βασική πηγή του στοιχείου ή των ενώσεών του και αφετέρου χωρίς οικονομική σπουδαιότητα. Η περιεκτικότητα του μετάλλου στο στερεό φλοιό της γης κυμαίνεται από 15 ppm (ή 0,0015 %) έως και 19 ppm (ή 0,0019 %).
Το μεγαλύτερο μέρος του μετάλλου παράγεται σήμερα ως παραπροϊόν κατά την επεξεργασία της αλουμίνας που προέρχεται από το βωξίτη. Μικρό ποσοστό παράγεται από την επεξεργασία των καταλοίπων της εξαγωγής ψευδαργύρου από το σφαλερίτη.
Το γάλλιο υγροποιείται λίγο πάνω από τη θερμοκρασία δωματίου και λιώνει εύκολα στο χέρι. Διαλύεται αργά στο υδροχλωρικό οξύ και στο υδροξείδιο του καλίου. Είναι διαβρωτικό για διάφορα μέταλλα ειδικά όταν είναι ζεστό. Σχηματίζει ένα οξείδιο, το Ga2O3, ενώ είναι γνωστά επίσης διάφορα χλωρίδια, σουλφίδια και νιτρικά άλατά του. Από μια ένωσή του, το θειικό γάλλιο, μπορούμε να παρασκευάσουμε στυπτηρία.
Το καθαρό γάλλιο δεν αποτελεί επιβλαβή ουσία για τους ανθρώπους κατά την επαφή, αν και αφήνει σημάδι στα χέρια. Πολλές φορές αγγίζεται μόνο και μόνο για την απλή ευχαρίστηση που προκαλεί η παρατήρησή του όταν λειώνει από τη θερμότητα που εκπέμπεται από το ανθρώπινο χέρι...
Στο παρακάτω βίντεο ένα κουτάλι από γάλλιο "εξαφανίζεται" σε ζεστό νερό...




9 Νοε 2013

146α γενέθλια της Μαρίας Κιουρί




Η Μαρία Σκλοντόφσκα-Κιουρί (Maria Skłodowska-Curie) ήταν Γαλλίδα φυσικός και χημικός πολωνικής καταγωγής. Σε συνεργασία με το σύζυγό της, Πιερ Κιουρί, ανακάλυψε το ράδιο και μελέτησε τα φαινόμενα της ραδιενέργειας. Ανακάλυψε επίσης το πολώνιο και υπήρξε η πρώτη γυναίκα που έγινε Καθηγήτρια στο πανεπιστήμιο της Σορβόνης, ενώ τιμήθηκε δυο φορές με το Βραβείο Νόμπελ για τη Φυσική (1903) και τη Χημεία (1911). Όντας η πιο φημισμένη γυναίκα επιστήμων της εποχής της, ήταν γνωστή επίσης και ως Μαντάμ Κιουρί.

28 Οκτ 2013

Χημικοί δεσμοί



ΙΟΝΤΙΚΟΣ (ΕΤΕΡΟΠΟΛΙΚΟΣ) ΔΕΣΜΟΣ 
















Ο ιοντικός ή ετεροπολικός δεσμός, όπως υποδηλώνει το όνομα του, αναπτύσσεται μεταξύ ετεροατόμων, συνήθως μεταξύ ενός μετάλλου (στοιχείου δηλαδή που έχει την τάση να αποβάλλει ηλεκτρόνια) και ενός αμετάλλου (στοιχείου δηλαδή που έχει την τάση να προσλαμβάνει ηλεκτρόνια). Ο δεσμός αυτός απορρέει από την έλξη αντίθετα φορτισμένων ιόντων, κατιόντων (που είναι θετικά φορτισμένα) και ανιόντων (που είναι αρνητικά φορτισμένα). Τα ιόντα αυτά σχηματίζονται με μεταφορά ηλεκτρονίων, π.χ. από το μέταλλο στο αμέταλλο. 
Με άλλα λόγια, κατά το σχηματισμό ιοντικού δεσμού μεταξύ δύο ατόμων, το ένα άτομο αποβάλλει 1 έως 3 ηλεκτρόνια, παίρνοντας έτσι τη μορφή κατιόντος (θετικό ιόν). Αντίθετα, το άλλο άτομο προσλαμβάνει 1 έως 3 ηλεκτρόνια, παίρνοντας έτσι τη μορφή ανιόντος (αρνητικό ιόν). 
Τα ιόντα που σχηματίζονται έλκονται μεταξύ τους με ηλεκτροστατικές δυνάμεις Coulomb και διατάσσονται στο χώρο σε κανονικά γεωμετρικά σχήματα, τους ιοντικούς κρυστάλλους.



27 Ιουλ 2013

"Καθρέφτη, καθρεφτάκι μου..."

Μια πολύ κοινή εργαστηριακή παρασκευή κατόπτρου είναι η αντίδραση μεταξύ μιας ένωσης που περιέχει αλδεϋδομάδα (-CH=O) με το αντιδραστήριο Tollens (αμμωνιακό διάλυμα νιτρικού αργύρου). 
Η αντίστοιχη χημική εξίσωση είναι :

RCH=O + 2AgNO3 + 3NH3 ---> RCOONH4 + 2Ag + 2NH4NO3 

Ο άργυρος (Ag) που παράγεται, αποτίθεται στα γυάλινα τοιχώματα του δοκιμαστικού σωλήνα ή της φιάλης, όπου γίνεται η αντίδραση σχηματίζοντας κάτοπτρο.

Δείτε ένα βίντεο με αυτή την αντίδραση εδώ.


Περισσότερα για τους καθρέφτες εδώ 

2 Ιουν 2013

ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ 2013

Θέματα Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης εδώ

Θέματα Χημείας-Βιοχημείας Τεχνολογικής Κατεύθυνσης εδώ

Θέματα επαναληπτικών Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης εδώ

Θέματα επαναληπτικών  Χημείας-Βιοχημείας Τεχνολογικής Κατεύθυνσης εδώ

27 Απρ 2013

Παρα-νιτρο-ανιλίνη και πυκνό θειικό οξύ


Αρωματικές ενώσεις λέγονται αυτές που περιέχουν ένα τουλάχιστον πυρήνα βενζολίου.
Η ανιλίνη ή φαινυλαμίνη προκύπτει εάν αντικατασταθεί ένα άτομο υδρογόνου του βενζολίου από αμινομάδα (-ΝΗ2).
Ένας Αγγλος φοιτητής, ο W.H. Perkin, είχε την ιδέα να οξειδώσει την ανιλίνη, με την ελ­πίδα ότι θα παρασκεύαζε κινίνη. Αυτό έγινε το 1856, όταν οι σχετικές γνώσεις ήταν ελάχιστες και δε θα προκαλούσαν το μει­δίαμα που θα σχηματιζόταν στα χείλη ενός σύγχρονου χημικού για την ανεδαφικότητα της ιδέας. Το προϊόν της οξείδωσης ήταν ένα μαύρο ίζημα που δεν αποθάρρυνε το νεαρό ερευνητή, καθώς διαπίστωσε ότι κατά την αραίωση του στο νερό έπαιρνε ένα ωραίο ιώδες χρώμα. Στη συνέχεια απομόνωσε τη νέα ένωση που είχε σχηματιστεί και την ονόμασε μωβεΐνη. Από δω και πέρα η τύχη δεν έπαιξε μεγάλο ρόλο. Η μωβεΐνη αποδείχθηκε άριστη βαφή για το μαλλί και το μετάξι κι ένα μεγάλο βαφείο ενδιαφέρ­θηκε να τη χρησιμοποιήσει. Σε ηλικία 20 ετών ο Perkin έχτισε ολόκληρο εργοστάσιο παραγωγής μωβεΐνης, εγκαινιάζοντας την εποχή των συνθετικών χρωμάτων, τα οποία γρήγορα εκτόπισαν τα φυσικά.

Όταν η ανιλίνη νιτρωθεί, της προσθέσουμε δηλαδή μια νιτρο-ομάδα (-ΝΟ2) στη θέση 4, που λέγεται και παρα-  θέση, παράγεται η 4-νιτρο-ανιλίνη ή π-νιτρο-ανιλίνη.
Μια μικρή ποσότητα π-νιτρο-ανιλίνης με μια μικρή ποσότητα πυκνού θειικού οξέος και κατόπιν θέρμανση, μας δίνει το αποτέλεσμα της εικόνας. Η μαύρη  στήλη που ανασηκώνεται είναι άνθρακας...

Σημείωση : απανθράκωση με πυκνό θειικό οξύ έχουμε και στους υδατάνθρακες, όπως για παράδειγμα στο κλασικό πείραμα επίδρασης πυκνού θειικού οξέος στη ζάχαρη ("carbon snake"). Δείτε αυτό το πείραμα εδώ.


30 Μαρ 2013

Οξειδοαναγωγή και διοξείδιο του αζώτου



Cu + 4HNO3 (πυκνό διάλυμα→  Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
  
Ο χαλκός (Cu) μεταβάλλει τον αριθμό οξείδωσής του από 0 σε +2, δηλαδή οξειδώνεται, άρα δρα ως αναγωγικό σώμα.
Το άζωτο (Ν) μεταβάλλει τον αριθμό οξείδωσής του από +5 σε +4, δηλαδή ανάγεται, άρα το ΗΝΟ3 δρα ως οξειδωτικό σώμα.

Το διοξείδιο του αζώτου (ΝΟ2) που παράγεται, είναι τοξικό αέριο.
Συμβάλλει στη δημιουργία ασθματικών καταστάσεων και αναπνευστικών προβλημάτων, καθώς είναι από τα συστατικά που δημιουργούν τη φωτοχημική αιθαλομίχλη ("νέφος") κυρίως τους καλοκαιρινούς μήνες. 
Σε συνθήκες βροχής, μαζί με το ΝΟ, σχηματίζουν, αντιδρώντας με το νερό, νιτρικό οξύ (όξινη βροχή), ενώ σε συνθήκες υψηλής υγρασίας σχηματίζουν ατμούς νιτρικού οξέος, οι οποίοι είναι δυνατόν να εισχωρήσουν στο αναπνευστικό σύστημα προκαλώντας του σοβαρές βλάβες. Τα μικροσωματίδια που σχηματίζονται, επίσης, μπορούν να εισχωρήσουν στα πλέον ευαίσθητα σημεία των πνευμόνων και να προκαλέσουν εμφύσημα και βρογχίτιδα και να επιδεινώσουν καρδιακές παθήσεις.
Σε πειράματα που έγιναν σε ζώα που εκτέθηκαν σε ατμόσφαιρα με υψηλές συγκεντρώσεις διοξειδίου του αζώτου παρατηρήθηκαν αντιστρεπτές και μη αντιστρεπτές βλάβες στους πνεύμονες καθώς και βιοχημικές μεταβολές. Σε μικρότερες συγκεντρώσεις αλλά για μεγάλο χρονικό διάστημα εμφανίστηκαν αλλοιώσεις σε ιστούς, εμφράξεις των βρογχιολίων και μεγαλύτερη ευπάθεια σε μικροβιακές λοιμώξεις του αναπνευστικού συστήματος.
Το τελικό συμπέρασμα είναι ότι οι υψηλές συγκεντρώσεις του διοξειδίου του αζώτου είναι βλαπτικότερες για την υγεία ανθρώπων και ζώων σε σχέση με τις επί μακρότερο χρόνο εκθέσεις χαμηλών συγκεντρώσεων.  

19 Μαρ 2013

H Οδοντόκρεμα του Ελέφαντα





Υλικά
50-100 mL διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου 30% (Η2Ο2)
κορεσμένο διάλυμα ιωδιούχου καλίου (ΚΙ
υγρό απορρυπαντικό πλυσίματος πιάτων
χρωστικές τροφίμων
ογκομετρικός κύλινδρος 500 mL

Διαδικασία
1.   Φορέστε τα γάντια και γυαλιά ασφαλείας. Το ιώδιο από την αντίδραση μπορεί να λεκιάσει επιφάνειες οπότε ίσως να θέλετε να καλύψει το χώρο εργασίας σας με μια ανοιχτή σακούλα σκουπιδιών ή ένα στρώμα από χαρτί κουζίνας.
2.   Χύστε ~ 50 ml διαλύματος υπεροξειδίου υδρογόνου 30% μέσα στην ογκομετρική φιάλη.
3.   Ρίξτε λίγο απορρυπαντικό πιάτων και ανακατέψτε.
4.   Μπορείτε να τοποθετήσετε 5-10 σταγόνες χρωστικής τροφίμων κατά μήκος του τοιχώματος του κυλίνδρου για να μοιάζει ο αφρός ριγέ οδοντόπαστα.
5.   Προσθέστε ~ 10 mL διαλύματος ιωδιούχου καλίου. Μη σκύβετε πάνω από τον κύλινδρο όταν το κάνετε αυτό, καθώς η αντίδραση είναι πολύ ισχυρή και μπορεί να πιτσιλιστείτε ή ακόμα και να καείτε από τον ατμό.


Παραλλαγές
 Μπορείτε να προσθέσετε 5 γραμμάρια αμύλου στο υπεροξείδιο του υδρογόνου. Όταν προστεθεί το ιωδιούχο κάλιο, ο αφρός που σχηματίζεται θα έχει φωτεινές και σκοτεινές κηλίδες από την αντίδραση του αμύλου με το ιώδιο (στην ουσία Ι3-)
 Επίσης μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μαγιά αντί για ιωδιούχο κάλιο. Έτσι ο αφρός παράγεται πιο αργά.


  Η Χημεία της Οδοντόκρεμας του Ελέφαντα
Η συνολική εξίσωση για την αντίδραση αυτή είναι :
2 H2O2(aq) → 2 H2O(l) + O2(g) 
Ωστόσο, η διάσπαση του υπεροξειδίου του υδρογόνου σε νερό και οξυγόνο καταλύεται από το ιόν ιωδίου, σχηματίζοντας ενδιάμεσα υποϊωδιώδες ιόν (θεωρία των ενδιαμέσων προϊόντων)
H2O2(aq) + Ι-(aq) → OI- (aq) + H2O(l)
H2O2(aq) + OI- (aq) → Ι-(aq) + H2O(l) + O2(g) 

Το απορρυπαντικό πιάτων συλλαμβάνει το οξυγόνο ως φυσαλίδες. Η χρωστική τροφίμων μπορεί να χρωματίσει τον αφρό. Η θερμότητα από την εξώθερμη αυτή αντίδραση είναι τέτοια ώστε ο αφρός βγαίνει με μορφή ατμού.