Ciekawostki chemiczne

• Jakie jest stężenie wody w wodzie?
• Czy Silan to płyn do płukania tkanin?
• Granaty - niebezpieczne, smaczne czy interesujące?
• Pracowity termit - aż wrze

Sprecyzujmy: nie chodzi o (najbardziej chyba znane) stężenie procentowe (m/m) tylko molowe oraz, rzecz jasna, czystą wodę.

Odpowiedź brzmi: 55 moli na dm³ (decymetr sześcienny czyli litr). Jak to możliwe - zapytacie? Otóż jak wiadomo woda ma gęstość w przybliżeniu równą 1g/cm³, czyli 1dm³ ma masę 1kg (1dm³ to 10cm * 10cm * 10cm czyli 1000 cm³). Teraz czym jest ów mol: to po prostu 6,0221367 * 10²³ (stała Avogadra) cząsteczek, a w przypadku wody ma on masę 18g (H₂O = 2 * H + 1 * O czyli 2 * 1 + 16 ^[1]).
Ile moli wody zawiera 1dm³ tej substancji - to już chyba jest proste: 1000g / 18g =~ 55 moli. Ponieważ stężenie wyrażamy w molach na dm³, toteż będzie miało ono wartość 55 mol/dm³.

[1] - masy molowe pierwiastków można odczytać z układu okresowego (są równe co do wartości masom atomowym)

Dla chemika - nie. Silan to inaczej krzemowodór, SiH₄, pierwszy z szeregu silanów (krzemowodorów), odpowiadających budową związkom węgla - nasyconym węglowodorom alifatycznym. W odróżnieniu od węglowodorów silany są mniej trwałe (np. ulegają samorzutnemu spalaniu na powietrzu) i znanych jest tylko 6 pierwszych związków z ich szeregu homologicznego - od silanu (monosialnu) do heksasilanu, Si₆H₁₄.

Większości czytelników granaty skojarzą się z pewnością z pociskami bądź uprawianymi w regionie morza Śródziemnego owocami krzewu z gatunku Punica granatum. Jednakże mogą one stanowić także grupę nietuzinkowo wyglądających minerałów (m.in. pirop, almandyn, spessartyn, grossular, uwarowit czy andradyt), poprzez oszlifowanie których otrzymuje się kamienie półszlachetne.
Z punktu widzenia chemika minerały te są krzemianami II i III-wartościowych metali; można je przedstawić ogólnym wzorem M^II₃M^III₂[SiO₄]₃, gdzie jako M^II występuje magnez (Mg²⁺), wapń (Ca²⁺), mangan (Mn²⁺) lub żelazo (Fe²⁺), a jako M^III glin (Al³⁺), żelazo (Fe³⁺) bądź chrom (Cr³⁺). To właśnie od metali wchodzących w skład granatów zależy barwa tych minerałów. Na zdjęciu spessartyn o składzie Mn₃Al₂[SiO₄]₃ pochodzący z Tongbei (prowincja Fujian) w Chinach.

Podstawowe skojarzenie, jakie wywoływane jest przez słowo termit, to zapewne nieco podobny do mrówki owad z rzędu Isoptera. Tymczasem termit w innym znaczeniu jest mieszaniną glinu (inaczej zwanego aluminium, stąd nazwa procesu wykorzystującego termit: aluminotermia) oraz tlenku żelaza, która po zainicjowaniu zapłonu reaguje rozgrzewając się do temp. ponad 3000^oC, w efekcie czego otrzymuje się tlenek glinu i płynne żelazo (które ma temp. topnienia 1535^oC):
3Fe3O4 + 4Al 4Al₂O₃ + 3Fe(c).
Reakcja ta jest dość widowiskowa, przez co również niebezpieczna przy braku odpowiedniego przygotowania, gdyż towarzyszą jej intensywny płomień oraz bryzgające kawałki stopionego metalu i snopy iskier. Zamiast tlenku żelaza mogą być stosowane tlenki chromu, manganu, wanadu i innych metali, bądź ich mieszaniny. Proces ten wynalazł w 1893 r. niemiecki chemik dr Hans Goldschmidt, a dwa lata później, w 1895 r., opatentował go. Pierwotnie zastosowanie obejmowało otrzymywanie metali z ich rud tlenkowych (zamiast używania węgla jako reduktora), a później także spawalnictwo (np. do spawania szyn kolejowych czy rur) oraz wyrób pocisków czy granatów, gdzie termit pełni rolę mieszaniny zapalającej, mającej wytopić poszycie czołgów.

I co dalej?

Jeśli masz pomysł, o jakie zagadnienia warto wzbogacić ciekawostki chemiczne lub chcesz nam przysłać swoją ciekawostkę, napisz do nas.