Érdekességek

ÉRDEKESSÉG HIDROGÉNIZOTÓPOK A 7. osztályban tanultál arról, hogy nemcsak I-es tömegszámú hidrogénatom létezik. Két izotóp ismert, a deutérium és a tricium. A deutériumatom 1, a tríciumatom 2 neutront tartalmaz. A különböző hidrogénatomok atommagjának jelölése:  .

A trícium a Föld légkörében keletkezik a kozmikus sugárzás hatására, és az esővel kerül le a Föld felszínére. A trícium sugárzás közben bomlik. Az eredeti mennyiség 12,5 év alatt csökken felére, ezt nevezzük felezési időnek. A trícium és a bomlástermék mennyiségét mérve meghatározható a víztömeg kora. Régi, ismert korú vízmintákat összegyűjteni nehéz, ezért egy kutató (Libby) méréseit különböző évjáratokból és különböző országokból származó borokkal végezte el. A bor tríciumtartalma " ~ ján számított kora minden esetben megegyezett az üvegre felírt dátummal!

JÓ, HA TUDJUK!

A HÁZTARTÁSBAN HASZNÁLHATÓ NÉHÁNY KLÓRVEGYÜLET

A háztartásban a tisztító-, a fehérítő- és fertőtlenítőszerek között több klórtartalmú vegyület található. Ilyenek például a hypo, a chlorox, a domestos, az ACR, a klórmész és a sósav.

A hypo (NaOCI) jellegzetes szagú folyadék. Bomlása során atomos oxigén keletkezik, amely erős oxidáló hatással rendelkezik. A hypo annyira bomlékony, hogy már a levegő szén-dioxid tartalmának hatására is klórgáz szabadul fel belőle, ezért szúrós szagú. A hypo roncsolja a festékeket és a fehérjéket, ezért fehérítő- és fertőtlenítőszerként használható. Veszélyes háztartási tisztítószer! (Használata során gumikesztyűvel védjük a kezünket!)

A klórmész (Ca(OCl)CI) a hypóra emlékeztető szagú, fehér, szilárd anyag. Vizes oldata fehérít, fertőtlenít. Az előbbi anyagokat tilos .sósavval együtt használni, mert erősen mérgező klórgáz szabadul fel. A háztartási sósav 20 tömegszázalékos. Hígítva alkalmas arra, hogy a kivált vízkövet feloldja. Az oldás során gázfejlődés (azén-dioxid) figyelhető meg.

A HALOGÉNELEMEK SZEREPE AZ ÉLŐ SZERVEZETEKREN

A halogénelemek jelentős szerepet töltenek be az emberi szervezetben.

Fluorvegyület szükséges a csontok és a fogak felépítéséhez. A fluoridtartalmú fogak ellenállóbbak a fogszuvasodással szemben.

A klór nátrium-klorid formájában jut a szervezetbe és játszik jelentős szerepet. A gyomorsav szintén klórvegyület.

A pajzsmirigy az anyagcserét szabályozza, a jód pedig a pajzsmirigy működését befolyásolja. Jódhiány esetén lassul a szellemi tevékenység, a szervezet energiaszegénynyé válik, a pajzsmirigy megnagyobbodásával járó betegség alakulhat ki. Hazánkban a jódhiányos állapot megelőzésére "jódozott" konyhasót is forgalmaznak. I kg konyhasóhoz 5-10 mg kálium-jodidot kevernek.

A HIDROGÉN, AZ OXIGÉN ÉS A NlTROGÉN FELFEDEZÉSE

A XVII. század előtt a tudósok minden gázt egyszerűen levegőnek tekintettek. A természetben előforduló és az alkimisták laboratóriumaiban előállított gázok azonban igen eltérő tulajdonságokat mutattak, ezért később megállapították, hogy nem minden levegő, ami légnemű. A levegőt nem különféle gázok keverékének, hanem egyszerű anyagnak tartották.

Cavendish kémiai kutatásai során gázokkal foglalkozott. Megfigyelte, hogy ha fémeket sósavban oldott, gáz fejlődött. Megállapította, hogy a felfogott gáz sokkal kisebb sűrűségű a levegőnél. Azt is megfigyelte, hogy bármilyen fém oldódott sósavban, mindig ugyanolyan sűrűségű gáz keletkezett. A sűrűség mérése tette lehetővé a hidrogéngáz azonosítását. Cavendish "gyúlékony levegőnek" nevezte el, mert megállapította, hogy az új gáz, bár az égést nem táplálja, jól ég.

Az oxigént két tudós majdnem egyszerre, egymástól függetlenül fedezte fel. 1773-ban a svéd Scheele és 1774-ben uz angol Priestley. Felfedezését Priestley hozta hamarabb nyilvánosságra, ezért az oxigén felfedezése az ő nevéhez fűződik.

Scheele és Priestley észrevette, hogy a felfedezett gázban a különféle anyagok hevesebben égnek. Állatkísérleteikben felismerték a szerepét a légzésben is. Priestley saját magán is kipróbálta a gáz hatását. A következőképpen nyilatkozott: "Tüdőm szenzációs érzésben részesült, sokkal könnyebben és felszabadultabban lélegzek. mint máskor."

Daniel Ruthertbrd megállapította, hogy a levegő összetevőinek aránya mindenütt azonos. Ő fedezte fel a nitrogént is. Leírta, hogy a nitrogén elreagáltatása után visszamarad egy kis buborék. Ezt a tényt csak ő rögzítette, más nem. Egy évszázad múlva két angol tudós ismerte fel, hogy a buborékban a levegőnek addig még ismeretlen alkotórészei vannak: a nemesgázok.

BIOKATALIZÁTOROK, AUTOKATALÍZIS

Minden élő szervezet igen nagy számú katalizátort tartalmaz, amelyek a kémiai folyamatok szükséges sorrendjét és sebességét biztosítják. Ezek a biokatalizátorok az enzimek. Többségükben csak egy bizonyos anyagnak egy bizonyos fajta átalakulását katalizálják. Az enzimek számos olyan kölcsönhatás létrejöttét teszik lehetővé, amelyeket más, ún. szervetlen katalizátorok nem befolyásolnak. Ha egy reakciót több különféle anyag képes katalizálni, akkor az enzim bizonyul a leghatékonyabb katalizátomak. Az enzim működését több tényező befolyásolja. Mivel az enzimek fehérjék, a reakcióelegy kémhatása az enzimhatást erősen befolyásolja. Mint általában a kémiai reakciók sebessége, az enzimhatás is nő a hőmérséklettel. Idegen anyagok hatása gyakran csökkenti, néha-néha növeli az enzimek aktivitását. Az autokatalízis során a kölcsönhatáskor keletkező valamelyik anyag katalizálja a reakciót. Mivel a katalizátor a kölcsönhatás során állandóan termelődik és szaporodik, a reakció a kezdeti lassú megindulás után mind gyorsabbá és gyorsabbá válik. Autokatalitikus folyamatokkal különösen az élő szervezetben találkozunk, így pl. a véralvadás és az emésztés hatóanyagainál az autokatalitikus kölcsönhatás jól megfigyelhető.

A SZELÉNVEGYÜLETEK ÉLETTANI HATÁSAI

A szelén az oxigéncsoport egyik eleme. Vegyületeinek mérgező hatását először a szelénben gazdag réteken legelő állatokon tapasztalták (az állatok lesoványodtak, izmaik elsorvadtak, szőrzetüket és patáikat elhullatták). Ezeken a területeken jelentős mértéken dúsítják fel szervezetükben a szelént az úgynevezett szelénindikátor növények (pillangósvirágúak). Ettől kellemetlen, fokhagymára emlékeztető szagúak, és a legelő állatok halálos elhullását okozhatják.

A szelén ugyanakkor védő hatású a nehézfémionok okozta mérgezésekben. A tonhal pl. jelentős mennyiségű higanyt és szelént tartalmaz, mégsem károsodik sem a hal, sem a fogyasztója. A nehézfémionok (Hg`', Pb2+, ed~+) jelenlétében a szelén vízben rosszul oldódó (nehézfém) szelénvegyületeket alkot, amelyek biológiailag hatástalanok.

Mikroelemként a szelén sok élőlény számára létfontosságú. A szelénhiány állatoknál máj- és izomsorvadást okoz. A Kínában előforduló szívizomgyulladás (Keshan-kór) szelén adagolásával megelőzhető volt. Statisztikai adatok alapján a szelén daganatellenes hatására is következtetnek.

Az emberi szervezetbe elsősorban ipari és laboratóriumi alkalmazás (fotocellák, egyenirányítók, fénymásolók, üveg- és zománcipar) során jut a szelén. Nagy mennyiségben mérgező, fejlődési rendellenességet okoz, sőt feltehetően rákkeltői hatást .

ÉRDEKFSSÉG A MÉLYSÉGI MÁMOR ÉS A KESZONRETEGSÉG

A nitrogén a vízben és a testnedvekben igen kismértékben oldódik.

A nitrogén vízben való oldékonysága a nyomás növekedésével nő. Ezért a nagy mélységben dolgozó búvárok vérében több nitrogén oldódik, amely bénítólag hat az idegsejtekre. Ez okozza a mélységi mámort. Ha a búvár a mélyből hirtelen jön a felszínre, a nyomáscsökkenés miatt a véréből buborékok formájában szabadul fel a nitrogéngáz. A kivált gáz az érrendszerben embóliát okozhat, amely végzetes lehet. Ez a keszonbetegség. Megelőzhető lassú, fokozatos emelkedéssel vagy nyomáscsökkentéssel.

A NITROGÉN-OXIDOKRÓL

A gépkocsitervezők az üzemanyag-fogyasztás csökkentésére nagy nyomású és magas égési hőmérsék­letű motorokat készítenek. Ezekben az égési folyamatokban nitrogén-monoxid képződik, amely a le­vegőben egészségkárosító nitrogén-dioxiddá alakul át. A nitrogén-oxidok szerepet játszanak az erdők pusztításában. A napfény hatására ózonképződést okoznak. A földközeli ózonréteg az ember tüdejére mérgező hatású. Nagyfokú mérgezések a nyári szmog idején fordulhatnak elő.

A téli szmog esetében elsősorban a kén-dioxid, a szén-monoxid és a lebegő por ér el gyorsan veszélyes koncentrációt a levegőben. Ez szintén a légzőszerveket károsítja.

Mindkét szmogtípus főként a gyerekekre, az idős és beteg emberekre jelent nagy veszélyt.

 1. oldal

A SALÉTROMSAV GYÁRTÁSA

Az iparban a salétromsavat az ammónia (katalitikus) oxidációjával állítják elő, mivel a nitrogén közvetlenül nehezen egyesül az oxigénnel.

Az ammóniát katalizátor (Pt) jelenlétében kb. 700 °C-on nitrogén-monoxiddá (NO) oxidálják. 4NH3 + 50, = 4N0 + 6H20

A NO könnyen tovább oxidálódik nitrogén-dioxiddá: 2 NO + O2 = 2 NO2

A nitrogén-dioxid oxigénfeleslegben vízzel salétromsavvá alakul: 4 NO2 + O2 + 2 H2O = 4 HNO3

A NITRÁTOKRÓL

A gyomorban a nitrátok erősen mérgező vegyületekké alakulnak át. A túladagolt nitrogéntartalmú műtrágya miatt a nitráttartalommal rendelkező élelmiszerek (sárgarépa, spenót), továbbá a pácolt húsok túlzott fogyasztása egészségkárosító hatású. A csecsemők fejletlen emésztőrendszere miatt ezek az anyagok rájuk fokozott veszélyt jelentenek. A nitrátok csak az ember szervezetére mérgező­ek, a növények életben maradásához ezzel szemben nélkülözhetetlenek..

ÉRDEKESSÉG A LIDÉRCFÉNY

A mocsaras vidékeken szélcsendes meleg nyári éjszakákon a mocsár felett apró imbolygó lángocskák jelennek meg. A babona szerint az ott élő gonosz szellemek, a lidércek gyújtanak tüzet, és ezzel csa­logatják áldozataikat az ingoványba.

A mocsárban elpusztuló növényzet bomlásakor egy könnyen gyulladó foszforvegyület (foszfor-hidrogén, PH3) keletkezik. A nyári melegben ennek a gáznak az öngyulladása következik be, amely meggyújtja a bomláskor szintén keletkező mocsárgázt, a metánt. A gázbuborékok fel-fellobbanó képe a természet sejtelmes játéka.

Műtrágyák A növények növekedése és fejlődése csak akkor zavartalan, ha a szervezetük felépítéséhez szükséges tápanyagok kellő mennyiségben és arányban állnak rendelkezésre.

A növények testét felépítő elemek: a szén, a hidrogén, az oxigén, a nitrogén, a foszfor, a kén, a kálium a kalcium, a magnézium, a vas. Ezeken kívül még sok elemre van szükségük, amelyekből csak nagyon kevés épül be szervezetükbe. Ezek a nyomelemek.

A a szenet, a hidrogént és az oxigént a növények a levegőből és a vízből veszik fel. A többi elem vegyületét oldott állapotban gyökereiken keresztül szívják fel a talajból. Mivel a terményeket az ember a földekről betakarítja, megbontja az elemek természetes körforgását. Ezért a termőtalajok megfelelő tápelem tartalmáról az embernek kell gondoskodnia.

A növények a talaj tápelemeit mindig a legkisebb mennyiségben jelen levő elem arányában hasznosítják. Ez tehát azt jelenti, hogy nem elegendő csak a nitrogént pótolni, mert a többi elem hiányában a jelen levő elemet sem tudja hasznosítani a növény.

A természetes trágyák mellett nagy mennyiségű műtrágyát használ a mezőgazdaság. A megfelelő időben a megfelelő mennyiséget kell az adott műtrágyából a talajba juttatni. A túladagolás nemcsak gazdaságtalan. hanem káros is.

A nitrogénvegyületek hiánya a növekedés elmaradását okozza. A termény mennyisége és minősége is kedvezőtlenebb. A nitrogénhiányban szenvedő növény levelei elsárgulnak.

A nitrogénműtrágyák közül a legismertebb a pétisó: ammónium-nitrát és mészkőpor keveréke. Nitrogénműtrágya még az ammónium-szulfát és a karbamid is.

Amennyire fontos a növények számára az időben földbe juttatott műtrágya, olyan károkat okoz a vizekbe került ammóniumvegyület. A vízi állatok mérgezéséhez, pusztulásához vezet. Az ammóniát vagy nitrátot tartalmazó víz fertőzött, ivóvízként nem használható. A túladagolt műtrágya megfertőzheti a kutakat.

A foszforvegyületek jelenléte elősegíti a termés kialakulását, a cukor felhalmozódást a gyümölcsösökben. Fokozza a növények hideg- és szárazságtűrő képességét. Hiányában a növények növekedése leáll. és a levelek lehullanak.

Foszfort tartalmazó műtrágya a szuperfoszfát, a csontliszt. Káliumot tartalmazó a kálisó.

A műtrágyákból többnyire megfelelő arányú keveréket készítenek, és ezt szórják ki a talajra. Felhasználásuk akkor a legkedvezőbb, ha oldatukat permetezik a földekre.

14-ES SZÉNIZOTÓP

14-es szénizotóp (14C) radioaktív. Az atmoszféra felső rétegeiben kozmikus sugárzás hatására állandóan keletkezik és bomlik. Mivel a keletkezés és bomlás sebessége azonos, így mennyisége a légkör1en állandó.

légkör oxigénjével egyesülve szén-dioxiddá alakul. Mivel a növények a légkör szén-dioxidját használják fel testük anyagának felépítéséhez, a radioaktív szén minden növényi anyagba beépül, tehát életükben minden növényt egy kissé radioaktívvá tesz. Amikor egy fát kivágnak, megszűnik a C felvétele, és a benne felhalmozódott radioaktív szén az idővel fokozatosan csökken. A kivágott fa radioaktivitásának mértékét összehasonlítva a friss fáéval megállapítható, hogy mennyi idő telt el az anyagcsere megszűnése óta.

'°Ez a radiokarbon-kormeghatározás, amely kb. 100 ezer évre visszamenőleg ' használható. Napjainkban e a módszert alkalmazzák régészeti leletek korának megállapítására. Így tudták sok egyiptomi és ókori személyiség uralkodásának idejét meghatározni.

NÉHÁNY NAGY TÖRTÉNELMI GYÉMÁNTRÓL

A világ leghíresebb gyémántjai nemcsak szépségükkel és nagyságukkal, hanem regénybe illő történetükkel is felhívják magukra a figyelmet. A legtöbb viharos története során többször cserélt gazdát, esetenként átcsiszolták, így alakjuk megváltozott, tömegük csökkent.

A KOHINOOR ("fényhegy") története a Iegendák szerint ötezer évre vezethető vissza. Első tulajdonosa a Mogul dinasztia alapítója volt- majd a gyémántot elrabolták, és egy sah tulajdonába került. Uralkodók és kereskedők kezén folytatta útját. Jelenleg II. Erzsébet királynő koronájának homlokrészét díszíti.

A REGENT nevű halványsárga gyémántot egy indiai rabszolga találta, aki szabadulásáért felajánlotta egy matróznak. A matróz a rabszolgát megölte, a gyémántot eladta, amely az angol kormányzó birtokába került. Egy orleani herceg vásárolta meg XV. Lajos számára, így lett a királyi korona ékszereinek világhírű darabja.

Az ORLOv zöldes-kékes árnyalatú. A legenda szerint a madrasi Brahma szobor szemeként csillogott, és innen lopta el egy francia katona, aki egy spanyol hajóskapitánynak adta el, majd egy londoni kereskedőhöz került. Hosszú útja végén Orlov orosz herceg vette meg, aki II. Katalin cárnőnek ajándékozta. A gyémánt sokáig a cári jogart díszítette.

A világ eddig megtalált két legnagyobb gyémántja: a 3106 karátos ( 1 karát = 0,2 g) Cullinan és a 995,7 karátos Excelsior az afrikai kontinensről származik.

Az EXCEISIOR kékes árnyalatú gyémánt, 21 darab briliánst csiszoltak belőle.

ACUI.lINAN színtelen, alakjából ítélve egy sokkal nagyobb kristály lehasadt darabja. Megmunkálásakor feldarabolták, és négy nagy, öt kisebb és 96 darab kisméretű briliánst csiszoltak belőle. A Cullinan l. a világ legnagyobb csiszolt gyémántja, amelynek tömege 530,2 karát, az "Afrika Csillaga" nevet kapta. Jelenleg az angol királyi jogar csúcsát díszíti. Az eredeti gyémánt tübbi darabja is a koronaék­szereken és a királynő ékszerein a Tower-ban tekinthetők meg.

Egyes meteoritok belsejében gyémántszemcsék találhatók. Ez azt bizonyítja, hogy kozmikus körülmények között is képződhet gyémánt. A gyémántot napjainkban mesterségesen is előállítják.

MIBŐI. VAN A SZÍNPADON GOMOLYGÓ FÜST?

Koncerteken, színházi előadásokon nagy hatású az a látvány, amikor füst gomolyog be a színpadra. Előállítása úgy történik, hogy szárazjeget forró vízbe dobnak. A hirtelen szublimáló szárazjég nagy mennyiségű folyadékcseppet ragad magával. Ezt az anyagot látjuk.

HOL FORDUL ELŐ A SZÉN-DIOXID JELENTŐS MENNYISÉGBEN'?

A vulkánok gőzeinek fő alkotórésze szén-dioxid. Vulkáni kitörések alkalmával gyakran jelentős mennyiségű szén-dioxid jut a Föld légkörébe. A vulkáni utóműködések területein gázömlésekben (pl. Torjai Büdösbarlang, Nápolyi Kutyabarlang) fordul elő, és a földközeli részeken halmozódik fel. Mivel az égést nem táplálja, ezért az élőlények megfulladnak tőle. A Nápolyi Kutyabarlang a benne el­pusztult kutyák miatt kapta ezt a nevet.

Ha az vulkáni tevékenység során képződött szén-dioxid vízben oldódik, savanyúvizek (ásványvizek) keletkeznek. Ilyen például a balatonfüredi, margitszigeti, borszéki, , mohai víz.

]Ó, HA TUDOD!

A szervezet oxigéncseréjét a vér hemoglobinja bonyolítja le. A szén-monoxid a hemoglobinnal nehezen felbomló vegyületté alakul. A vér ezért kis mennyiségű szén-monoxidot tartalmazó levegő huza­mosabb belélegzése esetén is fokozatosan telítődik szén-monoxiddal. A fűtőgázok mérgező hatását, a rosszul kezelt széntüzelésű kályháktól származó "széngázmérgezést" a szén-monoxid okozza. A robbanómotorok kipufogógáza is szén-monoxid-tartalmú. A mérgezés ellenszere: friss levegőn mesterséges lélegeztetés. A mérgezettet feltétlenül orvoshoz kell vinni!

A FÉMEK SZEREPE AZ EMBER ÉLETÉBEN

Mindennapi életünk, a modern technika, a civilizáció mai szintje a fémek felhasználása nélkül elkép­zelhetetlen. A történelmi adatok alapján tudjuk és mindennapi életünkben tapasztaljuk, hogy a fémek mindig jelentős szerepet töltöttek be az emberiség életében.

A kémiatörténet talán egyik legfontosabb felfedezése az volt, amikor az ember megfigyelte, és később tudatosan alkalmazta, hogy bizonyos kövekből - mai szóval ércekből - tűz hatására, szén jelenlétében fém keletkezik. A fémek megmunkálhatóságuk miatt kiválóan alkalmasak szerszámok, fegyverek, edé­nyek, ékszerek és számos más tárgy készítésére.

Egyes időszámításunk előtti történelmi korszakokat annak alapján neveztek el, hogy a használt tárgyak milyen fémből vagy ötvözetből készültek. (Rézkor, bronzkor, vaskor). A leletek tanúsága szerint távoli elődeink egymástól függetlenül több helyen, többször is felfedezték és alkalmazták ugyanazokat a fémeket.

Az ókor költői megénekelték a fémek jelentőségét és szerepét korukban. Ezekből a művekből követ­keztethetünk egyes fémek megismerésének sorrendjére is. Aranyból, ezüstből már az ókorban pénzt és ékszereket készítettek. Babilonban olyan hivatal mögött, amely az ellenőrzött, jónak ítélt tárgyakat pecséttel látta el. A pénzt gyakran hamisították, ez tette szükségessé a fémek vizsgálati módszereinek kidolgozását. Arkhimédész fizikai úton tanulmányozta a fémeket.

Az alkímisták tevékenysége is szorosan kapcsolódik a fémekhez. Legfontosabb céljuk az volt, hogy aranyat állítsanak elő. Az alkimisták az anyagok átalakításának sikerét a titokzatos "bölcsek kövétől" remélték. Elképzelésük szerint az "iható arany" minden betegség gyógyítására képes, sőt az örök éle­tet is biztosítja. Az alkimisták céljukat nem érhették el, de a különféle anyagok, vegyszerek létrehozá­sával, a kémiai eszközök és módszerek kidolgozásával jelentős szerepet töltöttek be a kémia történe­tében.

Napjainkban a fémek felhasználási köre rohamosan bővül. A fémek és ötvözeteik szerkezetének kutatása lehetővé teszi, hogy az igénybevételnek legjobban megfelelő tulajdonságú anyagokat alakítsák ki. Az eszközök, gépek, műszerek, elektronikus berendezések számtalan fajtája a földön, a levegőben és a világűrben, mind különleges tulajdonságú fémekből, fémötvözetekből készülnek.

A fémek termelésének mennyiségi növekedése mellett egyre nagyobb szerepet kap az az igény, hogyan lehet a mind különlegesebb igénybevételnek megfelelő minőségű anyagokat kialakítani. Ezért az újabb érclelőhelyek, ércek felkutatása mellett a fémek további szerkezetkutatása korunk tudományának egyik fontos feladata.