Układ okresowy pierwiastków – część I

Prowadząc zajęcia z chemii dla uczniów lub studentów zawsze nazywałem układ okresowy pierwiastków chemicznych najbardziej uniwersalną ściągą. Co ważne – ta ściąga wisi praktycznie w każdej pracowni chemicznej i można z niej korzystać legalnie nawet podczas klasówek i sprawdzianów. Czasem układ okresowy nazywany jest tablicą Mendelejewa, choć jest to już w zasadzie nazwa historyczna. Ale to nazwisko trzeba pamiętać, bo jego idea była genialna. Już nieco wcześniej próbowano układać pierwiastki według ich właściwości, ale te próby nie pozwoliły na przewidywanie właściwości tych pierwiastków, które w tamtym czasie nie zostały jeszcze odkryte. A o przewidywanie pokusił się właśnie Dymitr Mendelejew.

Portret Dymitra Mendelejewa (c) public domain

Po ułożeniu ówcześnie znanych pierwiastków w formę tabeli zauważył, że są w niej luki. Uznał, że w tych miejscach powinny się znaleźć pierwiastki nieznane w czasie, gdy tworzył swoją tablicę.

Jedna z pierwszych wersji tablicy Mendelejewa – (c) public domain

Co więcej – na podstawie właściwości pierwiastków sąsiednich przewidział właściwości tych nowych. I miał zapewne wielką satysfakcję, gdy zostały odkryte – niektóre jeszcze za życia uczonego. I tak pomiędzy glinem (Al) a indem (In) znalazł się gal (Ga), a pomiędzy krzemem (Si) a cyną (Sn) znalazł się german (Ge). Zbadane właściwości tych pierwiastków doskonale zgadzały się z przewidywaniami Mendelejewa. Jako ciekawostkę można tu dodać, że gdy odkrywca galu, Lecoq de Boisbaudran, opublikował właściwości nowego pierwiastka, dostał list od Mendelejewa, który (nie widząc galu na oczy) stwierdził, że wartość gęstości tego metalu została błędnie wyznaczona. Okazało się to prawdą. Ponowne badanie idealnie potwierdziło przewidywanie Mendelejewa. To był ostateczny triumf wielkiego uczonego.

Niestety, wielki uczony nie został uhonorowany nagrodą Nobla, pomimo tego, że jego praca była doceniona przez naukowców. A wynikało to z tego, iż jednym z najważniejszych ludzi w komitecie noblowskim był Svante Arrhenius (ten od dysocjacji). A on nie znosił Mendelejewa, bo ten krytykował teorię dysocjacji. I pomimo tego, że siedmiokrotnie twórca układu okresowego był nominowany, nagrody nie dostał. A potem problem się rozwiązał, gdy Mendelejew zmarł.

Docenili go jednak studenci, którzy w kondukcie pogrzebowym nieśli transparent z wymalowaną tablicą Mendelejewa.

To tyle w pierwszym odcinku o układzie okresowym pierwiastków. W drugim będzie trochę informacji o tym, co ważnego można z niego wyczytać.

(c) by Mirosław Dworniczak
Jeśli chcesz wykorzystać ten tekst lub jego fragmenty, skontaktuj się z autorem. Linkować oczywiście można.

Woda niejedno ma imię

image (c) by José Manuel Suárez, licence: CC BY 2.0

H₂O to znany chyba każdemu wzór wody, związku niezbędnego dla życia na Ziemi. Ale jeśli znajdziemy pojemnik z napisem „woda”, zastanówmy się chwilę, jeśli będziemy chcieli się napić. Bo woda wodzie nierówna. Już starożytni alchemicy znali niezwykły roztwór, nazywany przez nich wodą królewską (łac. aqua regia). Jest to mieszanina stężonego kwasu solnego i azotowego (3:1), która potrafi roztwarzać wiele metali, w tym złoto. Chyba nie muszę dodawać, że do picia się nie nadaje. Do mycia rąk też nie.

Woda bromowa – czasami zachęcałem moich uczniów, aby poszukali, kim był ten Bromow. Oczywiście to żart, woda bromowa to nasycony roztwór pierwiastkowego bromu (Br₂), ciecz o barwie od żółtawej do brązowej. Dawniej wykorzystywana w laboratorium do wykrywania obecności wiązań podwójnych w związkach organicznych (odbarwiała się), dziś (rzadko) jako utleniacz.

Woda amoniakalna – jest to roztwór gazowego amoniaku w wodzie. Stosowana w przemyśle i rolnictwie (nawóz azotowy). Rozcieńczona (1-3%) jest składnikiem preparatów do mycia okien.

Woda utleniona – popularna nazwa 3% roztworu nadtlenku wodoru (H₂O₂). Kiedyś stosowana do odkażania powierzchownych niewielkich ran. Dziś głównie we fryzjerstwie oraz jako wybielacz. 30% roztwór nosi nazwę perhydrol – uwaga: ten jest naprawdę niebezpieczny.

Woda z Javel – to już rzadko spotykana zwyczajowa nazwa roztworu podchlorynu sodu (chloranu(I) sodu). Jest to środek wybielający i silnie utleniający. Nazwa pochodzi od dzielnicy Paryża, w której francuski chemik, Bertholet, założył w XVIII w. fabrykę produkującą ten wybielacz, używany w tamtym czasie głównie w przemyśle tekstylnym. Nazwa często zapisywana błędnie jako „woda z Javelle” albo nawet „woda Javelle’a”.

Woda siarkowodorowa – oj, ten zapach znają wszyscy absolwenci chemii z dawnych lat. Jest to roztwór gazowego siarkowodoru (H₂S) w wodzie. Ohydny zapaszek zgniłych jaj. Silnie trująca. Na szczęście dziś już praktycznie nieużywana, zastąpiona roztworem AKT (amid kwasu tiooctowego) – też niezbyt mile pachnącym, ale nie aż tak jak woda siarkowodorowa.

Woda wapienna – to nasycony wodny roztwór wodorotlenku wapnia (Ca(OH)₂). W laboratorium służy do wykrywania obecności dwutlenku węgla (roztwór mętnieje), a w przemyśle m.in. do uzdatniania wody.

Mniej znana jest dziś woda gulardowa, czyli wodny roztwór zasadowego octanu ołowiu(II). Jest to środek ściągający, był stosowany w XVIII i XIX w. w medycynie i kosmetyce. Wymyślona przez francuskiego chirurga, Thomasa Goularda. Dziś już wiemy, że sole ołowiu są trujące, a ta dodatkowo jest rakotwórcza. Nie pijemy, nie używamy.

No i jest jeszcze ciężka woda – to szczególny przypadek. Różni się od zwykłej H₂O tym, że zamiast zwykłego (lekkiego) atomu wodoru mamy tam dwa atomy deuteru (a więc jej wzór to D₂O, choć za ciężką uznaje się też HDO). Formalna nazwa to tlenek deuteru. A deuter od zwykłego wodoru (czyli tzw. protu) różni się tym, że w jądrze ma oprócz protonu neutron. Dlatego jest dwa razy od niego cięższy. Uwaga: ani deuter ani ciężka woda nie są promieniotwórcze! Ciężka woda ma nieco inne właściwości niż zwykła. Krzepnie w ok. 4 stopniach, wrze w temp. 101,4. Ponieważ zwykła woda zawiera niewielką ilość D₂O, można uzyskać ciężką przez elektrolizę (zwykła elektrolizuje szybciej), ale ze 100 tys. l można uzyskać zaledwie 1 litr wody ciężkiej.

(c) by Mirosław Dworniczak Jeśli chcesz wykorzystać ten tekst lub jego fragmenty, skontaktuj się z autorem. Linkować oczywiście można.