Drodzy Czytelnicy! Ważny komunikat!

Mijają dokładnie dwa miesiące od chwili, gdy wystartowaliśmy z tym blogiem. Nadeszła pora na poważne zmiany. Zdecydowaliśmy się na Eksperyment Myślowy, a dokładniej na wykupienie domeny o nazwie: eksperymentmyslowy.pl. Z punktu widzenia czytelników zmiana będzie polegała tylko na tym, że będziecie zaglądać do nas, wchodząc pod powyższy adres. Dzięki staraniom naszego dobrego informatycznego ducha Macieja cała zawartość starego bloga (łącznie z Waszymi komentarzami) została przeniesiona pod nowy adres i tam właśnie od dziś będą publikowane wszystkie nowe wpisy (oraz komentarze).

Stary blog pozostanie czynny jeszcze przez jakiś czas, ale nie będzie już uzupełniany. Nie będzie można też umieszczać nowych komentarzy.

Dziękuję za uwagę i jeszcze raz zapraszam pod nowy adres. Przypominam:

eksperymentmyslowy.pl

Do zobaczenia!

Nikotyna – mity i fakty – część I – Chemia i toksykologia

Nikotyna (ciemnoszare – węgiel, jasnoszare – wodór, niebieskie – azot)

źródło – Wikipedia, licencja: domena publiczna

Zacznę od krótkiego wstępu chemicznego. Nikotyna to względnie prosty związek organiczny, składający się z atomów węgla, tlenu, azotu i wodoru. Klasyfikowana jest jako alkaloid, podobnie jak np. kofeina czy teobromina, ale też morfina albo efedryna. I tak, jak wszystkie inne alkaloidy, ma charakter zasadowy. A skąd owa nikotyna się bierze? Ano, z natury! Spotkamy ją w liściach tytoniu, ale też w pomidorach, kalafiorach, ziemniakach czy bakłażanach – praktycznie we wszystkich roślinach z rodziny psiankowatych (łac. Solanaceae). Jaki jest sens syntezy tego związku przez rośliny? A taki, że jest on bardzo efektywną bronią chemiczną, konkretnie insektycydem. Od końca XVII w. wyciąg z tytoniu był stosowany w tym właśnie celu. Dziś czasami starsi działkowcy też jeszcze czasami go używają.
Jeśli rozpatrujemy działanie nikotyny na człowieka, mamy tu sporo ciekawostek. Przyjęta w małych ilościach działa stymulująco, dzięki temu, że zwiększa wydzielanie adrenaliny, zmniejsza odczuwanie głodu i bólu. Jednak gdy zostanie przedawkowana, jej działanie jest wręcz przeciwne: daje uczucie „odlotu”, oderwania od rzeczywistości, gonitwę myśli, tachykardię. Dalej już jest tylko gorzej – halucynacje, arytmia, utrata przytomności, drgawki, zgon. Brzmi fatalnie, prawda?
Nikotyna jest toksyczna, to dość oczywiste. Ale tu właśnie mamy pierwszą poważną kontrowersję. Jak bardzo jest toksyczna? Od mniej więcej 150 lat uznawano ją za bardzo silnie trującą. Dane książkowe mówią, że dawką śmiertelną jest zaledwie 60 mg (0,06 g), a w przypadku dzieci połowa tej wartości. Czyli – bardziej trująca niż cyjanek (dawka śmiertelna ok. 200 mg). I przez półtora wieku uznawano to w zasadzie za prawdę objawioną. Dopiero w drugiej dekadzie XXI w. austriacki profesor toksykologii, Bernd Mayer, przyjrzał się dokładniej danym literaturowym i postanowił odmitologizować toksyczność tego związku. W opublikowanym w 2013 r. artykule przywołuje wiele przypadków, w których zdecydowanie większe dawki nie powodowały skutków śmiertelnych. Jest tu przykład próby samobójczej przez zażycie 4 g (4000 mg!) czystej nikotyny. Analizując wiele dostępnych danych z badań laboratoryjnych Mayer szacuje, że dawka śmiertelna wydaje się być co najmniej kilkakrotnie wyższa – 0,5-1 g. Z oczywistych względów nie da się tego zweryfikować doświadczalnie. Dlatego Mayer postanowił zrobić analizę danych historycznych. Wyszło z niej, że tak naprawdę dane o tych 60 mg pochodzą z jednej(!) publikacji pochodzącej z połowy XIX w.! Wszyscy kolejni autorzy po prostu kopiowali ten wynik bez rzetelnego sprawdzenia.
Każdy, kto kiedykolwiek palił papierosy czy cygara wie doskonale, że nie da się ich wypalić dużo za jednym razem. Taka próba kończy się mdłościami i wymiotami. W ten sposób organizm broni się przed trucizną. Połknięcie roztworu nikotyny skończyłoby się podobnie. Bardzo niebezpieczne byłoby jej wstrzyknięcie wprost do krwi, ale to już jest sprawa skrajna.
No dobrze, a co z kwestią działania rakotwórczego nikotyny? Owszem, gdy ktoś pali tytoń, ma duże szanse na rozwój takich chorób, jak rak płuca czy pęcherza moczowego. Tyle, że tak naprawdę za te choroby są odpowiedzialne inne składniki dymu tytoniowego – przede wszystkim substancje smoliste, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne itd. Gdy przeanalizuje się dane z literatury, okazuje się, że nie ma badań dotyczących wpływu nikotyny nieobciążonej dodatkami na rozwój chorób nowotworowych. Zresztą – gdyby nikotyna powodowała raka, czy jakakolwiek agencja rządowa zezwoliłaby na sprzedaż w aptekach gum, plastrów, sprejów czy tabletek zawierających czystą nikotynę? A są one dostępne na rynku jako produkty OTC, czyli sprzedawane bez recepty. Produkty te są stosowane w leczeniu z uzależnienia od tytoniu.
Okazuje się jednak, że całkiem możliwe, że niebawem zaczną być stosowane w innych celach medycznych, ale o tym już w drugim odcinku.

Groźna broń chemiczna w Bałtyku – II

Co w takim razie zatopiono w wodach Bałtyku? Był to przede wszystkim iperyt siarkowy, czyli tzw. gaz musztardowy. Ale mamy tam też tabun (środek paralityczno-drgawkowy), chloropikrynę (gaz łzawiący), fosgen (gaz duszący). Był też adamsyt, iperyt azotowy, luizyt oraz tzw. Blaukreutz (niem. błękitny krzyż) – wyjątkowo paskudną mieszaninę toksycznych związków organicznych na bazie arsenu (tzw. sternitów). Dokładnych wykazów jednak brak, nikt się tym wtedy nie przejmował.

 

Iperyt siarkowy (czarne – węgiel, szare – wodór, żółte – siarka, zielone – chlor)
źródło: Wikipedia, licencja – domena publiczna

Pociski, granaty i inne ładunki zawierające środki chemiczne, jak też zwykłe stalowe beczki, w których je przechowywano, wylądowały w końcu na dnie morza. Są tam od kilkudziesięciu lat. Działanie wody morskiej powoduje powolną, ale systematyczną korozję. Penetrująca je słona woda reaguje z zawartością, ale tak naprawdę nie wiadomo, co powstaje w wyniku rozkładu tych substancji toksycznych. Dodatkowo prądy morskie przemieszczają te ładunki. Niestety, ich zawartość jest straszliwie groźna, nawet po latach. Latem 1955 roku grupa kolonistów z Żywca bawiła się nad Bałtykiem na plaży w Darłówku. Znaleźli tam przerdzewiałą beczkę, którą zaczęli toczyć. Z wnętrza wydostawała się gęsta, twardniejąca na powietrzu beżowo-brunatna ciecz – najprawdopodobniej był to jeden z iperytów azotowych, po latach w wodzie morskiej przypominający bursztyn. Ponad setka(!) dzieci uległa poparzeniom. Czwórka straciła bezpowrotnie wzrok. Ówczesne władze komunistyczne skrzętnie ukryły te informacje przed społeczeństwem. W ostatnich latach wypadki dotyczą głównie rybaków. W 1976 roku sześciu rybaków z Darłowa zostało poparzonych zaplątanym w sieci iperytem. Podobne zdarzenie miało miejsce w 1997 w okolicach Władysławowa, gdzie poszkodowane były cztery osoby.

Powtórzę – po długim czasie przebywania pod wodą iperyty (a także biały fosfor, którego sporo wylądowało też na dnie Bałtyku) wyglądem przypominają bursztyn. Co gorsza – to nie jest tak, że taki „kamyk” wzięty do ręki parzy od razu. On się uaktywnia pod wpływem temperatury dłoni, a jak zacznie działać, to robi to bardzo intensywnie. Dlatego warto się przyglądać każdemu znalezisku nad morzem. Uważajcie szczególnie na dzieci.

No dobrze – a co możemy zrobić w tej sytuacji? Jakiś czas temu zainicjowano program CHEMSEA. Ma on za zadanie klasyfikację i monitoring składowisk broni chemicznej. Ale wszystko jak zawsze rozbija się o koszty. Obawiam się, że nikt nie sypnie solidną kasą, zwłaszcza w czasach, gdy tuż obok trwa wojna, jak też kryzys finansowy. Jaki będzie efekt? Kolejne poparzenia, wypadki, śmierć fauny bałtyckiej. To niestety jest raczej nieuniknione.

Co można zrobić? Rozpatrywane są dwie koncepcje – bezpośrednie wydobycie i utylizacja tych ładunków (straszliwie drogie) albo też zabetonowanie zlokalizowanych miejsc zatopienia (tańsze, ale tylko odwlekające wszystko w czasie). Sytuację dodatkowo komplikuje fakt, że nie wiemy, czy ostatnie eksplozje, które zniszczyły elementy gazociągów przebiegających po dnie Bałtyku, nie naruszyły też zagrzebanych w mule dennym starych ładunków, co jeszcze bardziej może skomplikować sytuację.

Tak czy inaczej – zegar tyka nieubłaganie, a chowanie głowy w piasek nie spowoduje, że niebezpieczeństwo zniknie.

Groźna broń chemiczna w Bałtyku – I

Jedną z broni masowego rażenia jest broń chemiczna. Znana już od niepamiętnych czasów. Użyta wielokrotnie na froncie wschodnim i zachodnim w trakcie I wojny światowej, na szczęście nie była używana podczas II wojny światowej, choć groźba jej wykorzystania była wtedy powszechna, praktycznie każdy żołnierz miał na wyposażeniu maskę przeciwgazową.

Niemiecki atak gazowy w czasie I wojny światowej

licencja: domena publiczna

A magazyny wszystkich stron konfliktu były zapełnione. Szczególnie duże zapasy miały Niemcy. Oni zresztą też przodowali w badaniach nad nowymi, coraz bardziej śmiercionośnymi związkami chemicznymi. Szacuje się, że setki tysięcy ton środków duszących, parzących czy paralityczno-drgawkowych znajdowały się nadal w 1945 r. w niemieckim arsenale. Historycy na podstawie ocalałej dokumentacji oszacowali ilość bojowych środków trujących wyprodukowanych przez poszczególne fabryki.

Po zakończeniu wojny alianci, którzy w owym czasie okupowali Niemcy, postanowili (na konferencji w Poczdamie), że cała ta broń zostanie zebrana, zinwentaryzowana i zatopiona. Możemy dyskutować czy było to sensowne czy też nie. Faktem jest to, że plan zakładał wywiezienie tego śmiercionośnego ładunku na Atlantyk i zatopienie w miejscach, w których głębokość przekracza 1000 m. Takie były założenia, ale po oszacowaniu kosztów zostało to zmodyfikowane. Alianci poszli na łatwiznę i uznali, że można to zatopić w płytkim Bałtyku. Przypomnę, że średnia głębokość Bałtyku to 55 m, a maksymalna – 459. Do tego jest to morze śródlądowe, praktycznie zamknięte. Ale to aliantom nie przeszkadzało. Co więcej, nawet nie spytali państw bałtyckich (w tym Polski), co o tym wszystkim sądzą. Tuż po wojnie rozpoczęła się inwentaryzacja i zaraz potem zatapianie. Zajmowała się tym prawie wyłącznie Armia Czerwona, tylko niewielki ułamek alianci mieli zatopić w okolicy cieśnin duńskich. Ładunki przejęte przez Związek Radziecki miały być zatapiane w Głębi Gotlandzkiej oraz Głębi Bornholmskiej. Miały być… ale wiadomo, jak to wyglądało. Tuż po wypłynięciu na wody otwarte sowieckie okręty po prostu pozbywały się ładunku, oszczędzając czas i pieniądze. Aby zamaskować te przekręty nie oznaczano realnego miejsca zrzutu. W papierach wszystko musiało się zgadzać. Co gorsza, duża część ładunków była zrzucana w drewnianych skrzyniach, które nie tonęły od razu, ale dryfowały i zanurzały się znacznie później. Dlatego bardzo niewiele wiadomo o tym, gdzie te wszystkie śmiercionośne ładunki wylądowały na dnie. Niektórzy badacze uważają też, że Sowieci, korzystając z powojennego zamieszania, jakąś część niemieckiej broni chemicznej wywieźli na wschód, wzmacniając własny śmiercionośny arsenał. Wiadomo przecież, że Armia Czerwona wywiozła do siebie co najmniej kilka instalacji produkujących broń chemiczną na terenie obecnej Polski.

Bardzo ciekawy artykuł na temat tego, co się czai w Bałtyku napisał kpt.ż.w. Jacek Sobota – można go przeczytać tutaj.

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

Niezwykły hotel Hilberta

To nie jest hotel Hilberta, bo ma za mało pokoi. (licencja: domena publiczna)

Czym jest nieskończoność, każdy wie, prawda? Intuicyjnie oczywiście. Nieskończoność to dużo czegoś, bardzo dużo. Tyle, że nie da się tego policzyć. Wyjątkiem jest oczywiście Chuck Norris, który codziennie przed śniadaniem zwykle liczy do nieskończoności. Dwa razy. Brzmi śmiesznie, ale czy na pewno jest śmieszne?
Kilka zdań o paradoksach, jakie niesie z sobą nieskończoność. Oczywiście nie mam tu na myśli nieskończoności w rozumieniu filozoficznym, ale matematycznym. Jednym z nich jest tzw. paradoks hotelu Hilberta. Nazwa pochodzi od Davida Hilberta, wybitnego matematyka niemieckiego. Urodzony w Królewcu (ówczesne Prusy Wschodnie), zmarł w Getyndze.

David Hilbert (1862-1943) – licencja: domena publiczna

Jednym z jego uczniów był nasz rodak, Hugo Steinhaus. Ale… ruszamy na wycieczkę do hotelu. Wyobraźcie sobie wielki hotel. Ogromny, ale taki naprawdę ogromny. Dysponuje tylko pokojami jednoosobowymi, ale jest ich nieskończenie wiele. Biznes niesamowity. Co więcej, hotel jest bardzo popularny i nie narzeka na brak klientów. I pewnego dnia przyjeżdża tam gość, który chce wynająć pokój. Hmm, ale wszystkie są zajęte! Mądry właściciel hotelu wpada na prosty pomysł: zarządza, aby obsługa przeniosła gościa z pokoju nr 1 do pokoju nr 2, tego z pokoju nr 2 do numeru 3 itd. Pokój nr 1 jest wolny i można zameldować nowego gościa.
Ale spokój trwał tylko chwilę, bo do hotelu przyjeżdża wycieczka. Duża. Nieskończona liczba turystów. Ale właściciel hotelu ma już przygotowaną odpowiednią procedurę: gościa z pokoju nr 1 przenosi do pokoju 2, gościa z pokoju 2 do pokoju 4, z pokoju 3 do 6 – czyli przenosi ich wszystkich do numerów parzystych. W tym momencie nieparzyste są wolne, a jest ich… nieskończenie wiele. I tam się kwaterują wycieczkowicze. Gotowe! A kasa płynie.
I to była też tajemnica Chucka Norrisa – najpierw liczył tylko liczby nieparzyste, potem parzyste. Dwa razy do nieskończoności i to jeszcze przed śniadaniem. Ale ciii… coś się dzieje! Na zewnątrz słychać jakiś niesamowity ruch. Okazuje się, że do hotelu nadjeżdża nieskończona liczba autobusów, a w każdym jest nieskończona liczba turystów. Poważna sprawa.
Jak to rozwiązano? A o tym sobie możecie przeczytać pod tym linkiem.

Niestety, link automagicznie przestał działać. Dlatego odsyłam do krótkiego filmu, który to wszystko wyjaśnia.

Nieskończoność, a właściwie wiele różnych nieskończoności to niesamowity temat. Myślę, że warto go dokładniej zgłębić. Tę tematykę rozwinął badacz teorii mnogości Georg Cantor. To on wykazał, że są różne nieskończoności, a także sformułował tzw. hipotezę continuum, która spędzała sen z powiek matematykom. Dopiero po stu latach wykazano, że nie da się jej udowodnić, ale też nie można jej obalić. Paradoks? Nie jedyny! Teoria mnogości naprawdę jest ciekawa, poczytajcie o niej kiedyś.

Czym pachnie Boże Narodzenie?

Chemistree – projekt Department of Chemistry, Simon Fraser University (Kanada)

Każdy z nas na pewno pamięta charakterystyczne zapachy, które towarzyszą świętom Bożego Narodzenia i zakończeniu roku. W dzieciństwie zapewne mało kto (łącznie z autorem) zastanawiał się nad tym, skąd się te zapachy biorą. One po prostu były i tyle. A każdy zapach to przecież czysta chemia! A magicznymi pachnącymi związkami są przede wszystkim terpeny!

W większości domów w tym czasie króluje bowiem choinka, drzewo o bardzo charakterystycznym zapachu – i to niezależnie od tego, czy jest to świerk, jodła czy nawet sosna. Wszystkie te drzewa iglaste zawierają właśnie terpeny – związki organiczne, a konkretnie węglowodory, które są zawsze zbudowane z połączonych z sobą cząsteczek izoprenu (C₅H₈) – czasami dwóch, czasami większej ich liczby. A sam izopren to niesamowicie ciekawa cząsteczka – pewnie kiedyś o nim też napiszę.

Izopren [atomy czarne – węgiel, jasne – wodór]
licencja: domena publiczna

W igłach choinek dominują różne pineny (to też terpeny), ale także estry, takie jak octan bornylu. To właśnie te wszystkie związki, wydzielając się w niewielkich ilościach w ciepłym mieszkaniu, dają charakterystyczny zapach typowy dla drzewa iglastego.

Alfa-pinen [atomy czarne – węgiel, jasne – wodór]

(licencja public domain)

Ale święta pachną przede wszystkim jedzeniem. Zwykle już znacznie wcześniej w kuchniach rozchodzi się bardzo charakterystyczny zapach pierników. Robi się je nawet kilka tygodni wcześniej, aby „dojrzały”. Każda gospodyni (i każdy gospodarz, bo mężczyźni czasem też pieką!) ma swój przepis na pierniki, często przekazywany z pokolenia na pokolenie. Zapach pochodzi oczywiście od przypraw. Mamy tam m.in. cynamon, a więc pachnie aldehyd cynamonowy oraz, nieco mniej, kumaryna. Zwykle jest też imbir, a w nim gingerol i zingeron. Kardamon zawiera geraniol – alkohol będący pochodną wspomnianych wcześniej terpenów. Jeśli dodajemy gałkę muszkatołową, to spotkamy tam ciekawy związek psychoaktywny – mirystycynę.

mirystycyna,

atomy czarne – węgiel, czerwone – tlen, szare – wodór (licencja: domena publiczna)

Pamiętam, jak w dzieciństwie czekaliśmy na pomarańcze, mandarynki i inne cytrusy. Starsi zapewne pamiętają te słynne komunikaty, że statek z kubańskimi pomarańczami już płynie. Potem stał na redzie, ale w końcu pojawiały się one w sklepach. Wspominam je średnio – były dość łykowate i niezbyt smaczne. Teraz są znacznie lepsze. Ale tak czy owak – zawsze zawierały terpeny – przede wszystkim limonen. Warto dodać jako ciekawostkę, że za różne zapachy cytryny i pomarańczy odpowiedzialny jest ten sam związek, ale jeden jest odbiciem lustrzanym drugiego (to enancjomeria – kiedyś o tym napiszę).

limonen

(licencja: domena publiczna)

Tradycja chrześcijańska wspomina o darach trzech króli, którymi były złoto, kadzidło i mirra. Złoto nie ma zapachu, ale pozostałe dwa – jak najbardziej. Głównym składnikiem kadzidła jest żywica kadzidłowca (Boswellia sacra), wydzielana przez zranione drzewo. Co tam pachnie? Oczywiście terpeny i ich pochodne, m.in. kwasy bosweliowe, ale też alkohole monoterpenowe, takie jak linalol i neridol.

grudki kadzidła

(licencja: domena publiczna)

Z kolei mirra to też żywica, otrzymywana z drzew i krzewów z rodzaju balsamowca. Tu też podstawowymi związkami pachnącymi są różnorodne terpeny.

balsamowiec mirra

(licencja: domena publiczna)

Reasumując – życzę PT Czytelnikom dużo dobrego, spokojnego, przyjemnego czasu spędzonego w towarzystwie terpenów bliskich. A jak już wypoczniecie, wracajcie czytać kolejne wpisy na blogu. Zapraszamy!

 

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

Guziki żołnierzy Napoleona, czyli o alotropii

Zacznijmy od alotropii, ponieważ jest to dość ważne pojęcie naukowe, istotne w fizyce i chemii. Nazwa pochodzi z greki: ἄλλος (allos) oznacza „inny/inna”, a τρόπος (tropos) – „miejsce”. Jest to występowanie danego pierwiastka (uwaga – tylko pierwiastka, nie związku chemicznego!) w dwóch lub więcej odmianach (w tym samym stanie skupienia). Typowym przykładem jest węgiel, który może występować m.in. jako grafit, grafen, diament, fulereny czy nanorurki. Z kolei odmiany fosforu to: czerwony, biały, fioletowy i czarny. Alotropia dotyczy też gazów. Tu przykładem jest tlen, który może istnieć jako cząsteczka O₂, ale też jako odmiana trójatomowa (O₃). Odmiany alotropowe zawsze różnią się od siebie właściwościami fizycznymi i (czasami) chemicznymi. Alotropia występuje też w przypadku wielu pierwiastków metalicznych. Jednym z nich jest żelazo, które ma pięć odmian alotropowych różniących się od siebie strukturą krystaliczną, co ma olbrzymie znaczenie dla metalurgii oraz inżynierii materiałowej.
Ale bardzo ciekawy przypadek stanowi cyna – jeden z metali, który znany jest od najdawniejszych czasów. Przez wieki była wykorzystywana szeroko przez ludzi – ma względnie niską temperaturę topnienia, łatwo się ją odlewa. Cyna tworzy dwie odmiany alotropowe. W temperaturze pokojowej występuje odmiana β (cyna biała), która poniżej temperatury 13,2°C bardzo powoli zmienia się w odmianę α (cynę szarą). Ponieważ obie odmiany różnią się zdecydowanie (o 25%) gęstością przemiana ta wygląda dość dramatycznie. Pozostawiony w niskiej temperaturze kawałek cyny białej po prostu zaczyna się powoli rozsypywać na proszek. Co więcej, zauważono, że jeśli dotknie się cyny białej elementem z cyny szarej, proces ten następuje znacznie szybciej. Dlatego też taką przemianę nazywa się czasem zarazą cynową (trądem cynowym). Warto tutaj dodać, że cyna biała ma właściwości metaliczne, natomiast odmiana szara jest półprzewodnikiem. Przedmiotów wykonanych z czystej cyny nie wolno trzymać w zimnych pomieszczeniach. Sale muzealne, w których czasami są one eksponowane, muszą być ogrzewane w taki sposób, aby temperatura nie spadała poniżej temperatury przemiany.

No dobrze, a co z guzikami? W czasie, gdy wojska napoleońskie szły na Moskwę, szynele wojskowe i spodnie były wyposażone w tanie guziki cynowe. Wyprawa zaczęła się latem, a więc nie było początkowo problemu, ale pod koniec 1812 r. zaczęły się typowe rosyjskie mrozy. Według jednej z hipotez przyśpieszyło to klęskę Napoleona, ponieważ żołnierzom zaczęły się po prostu rozsypywać guziki w odzieży. Brzmi to dość spójnie z fizycznego punktu widzenia, ale hipoteza ta nie została jak dotąd potwierdzona. Krytycy uważają, że ówczesne guziki były produkowane z taniej cyny zanieczyszczonej m.in. ołowiem, a taki stop, co ciekawe, nie ulega zarazie.

Odwrót Napoleona spod Moskwy, obraz olejny, autor: Adolph Northen (1851), licencja: domena publiczna

 

To słynny kaletnik – Mendelejew!

Portret Mendelejewa w stroju akademickim, autor – Ilia Repin (1885), licencja – domena publiczna

Najbardziej znany jest jako twórca układu okresowego, niektórzy dodają, że „wymyślił wódkę”, co tak naprawdę jest legendą. Ale tak naprawdę Dymitr Iwanowicz Mendelejew jest postacią niesamowicie ciekawą i wielowymiarową, godną dużej biografii. Jego kariera rozpoczęła się w wyniku splotu wielu nieszczęść rodzinnych. Urodził się w głębi carskiej Rosji, w Tobolsku, z dala od świata naukowego. W wieku 13 lat stracił ojca, a niedługo potem spaliła się huta szkła, której właścicielką była matka Dymitra. Rodzina przeniosła się do Petersburga. A trzeba dodać, że była to spora rodzina – miał on od 13 do 16 rodzeństwa (do dziś nie wiadomo dokładnie ilu). Młody Mendelejew ukończył studia na tamtejszym Uniwersytecie Pedagogicznym (kierunek matematyczno-– fizyczny). Przez kilka lat był nauczycielem na Krymie, potem wrócił do Petersburga, gdzie zaczął pracę w katedrze chemii.

Ale chemia była tylko jedną z dziedzin, którą się interesował. Lista jego dokonań jest olbrzymia. Mało kto wie, że zaprojektował olbrzymi balon z hermetyczną gondolą, sam zresztą też się wybrał w podróż powietrzną, w trakcie której obserwował koronę słoneczną w trakcie zaćmienia. W latach 80. XIX w. tworzył pierwszy uniwersytet w Tomsku (Syberia). Po powrocie do Petersburga pracował dalej na uczelni, ale też współpracował z firmą produkującą proch bezdymny, rozwijając technologię jego produkcji. Co ciekawe, pracował też nad technologią podziemnego zgazowania węgla, będąc w tej dziedzinie pionierem.

Uczony był znany z tego, że wstawał w okolicy południa, ale potem pracował do świtu. Nie cierpiał tracić czasu na takie czynności jak strzyżenie i golenie. Raz w roku, na wiosnę udawał się do fryzjera, który strzygł go i golił do gołej skóry. Proste, prawda?

Mało znaną ciekawostką jest to, że w czasie, gdy był na Krymie, nauczył się kaletnictwa. Sam produkował ze skóry walizki i kufry. Były mu niezbędne do przechowywania archiwów, książek i przyrządów. Sam wybierał na targu skóry i okucia. Pewnego dnia ktoś spytał sprzedawcę, kim jest ten dziwaczny kudłaty mężczyzna, który wybierał surowce. Odpowiedź brzmiała: jak to – pan nie wie? To wybitny kaletnik, Mendelejew! Niestety, nie zachowały się żadne ilustracje tych walizek i kufrów.

OK, a co z tą wódką? Owszem, uczony podczas pracy na uniwersytecie zajmował się mieszaninami etanol-woda, ale badał takie zjawiska jak efekt kapilarny, napięcie powierzchniowe czy zmiany gęstości mieszanin dwuskładnikowych. Skonstruował m.in. piknometr – przyrząd do precyzyjnego pomiar gęstości.

Piknometr konstrukcji Mendelejewa (1859), licencja: domena publiczna

Jeśli chodzi o wódkę, to prawdą jest tylko to, że gdy pełnił obowiązki dyrektora Urzędu Miar i Wag, wydał rozporządzenie, że nazwę wódka może nosić tylko mieszanina, w której zawartość etanolu wynosi nie mniej niż 40%. Na tej podstawie pod koniec XIX w. został wydany carski ukaz, czyli ustawa. Stąd właśnie legenda o „wynalezieniu” wódki przez Mendelejewa. Ale warto dodać, że prace Mendelejewa prawdopodobnie uratowały przed więzieniem jednego z dyrektorów gorzelni. Został on oskarżony o kradzież alkoholu. Badania Mendelejewa wykazały, skąd się wzięła ta pozorna strata. Jeśli zmieszamy 50 litrów spirytusu z taką samą ilością wody, w rezultacie nie uzyskamy 100 litrów, lecz 96,3 litra. Zjawisko to nosi nazwę kontrakcji objętości. Pewnie kiedyś jeszcze o tym napiszę, bo zjawisko jest wielce ciekawe.
Uczony pozostawił po sobie około 1500 publikacji. Można więc powiedzieć, że był autentycznym tytanem pracy.

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

Nazwy pierwiastków – kilka ciekawostek

Nazewnictwo pierwiastków chemicznych to kopalnia niesamowitych informacji. Jest to też źródło ciekawej wiedzy związanej zarówno z językoznawstwem, ale też z historią nauk przyrodniczych. Kiedyś w nomenklaturze panowała wolna amerykanka, co powodowało, że czasem jeden pierwiastek miewał dwie nazwy w różnych krajach. Dziś jest to nieco bardziej uporządkowane, bo formalnym zatwierdzaniem nazw nowych pierwiastków zajmuje się IUPAC – Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej. Co kilka lat zbiera się szacowne grono i nadaje oficjalne nazwy (i symbole).

Ale popatrzmy na te nazwy z językowego punktu widzenia. Gdy się dobrze przyjrzymy układowi okresowemu, zauważymy, że większość nazw jest rodzaju męskiego. Pomińmy je. Przyjrzyjmy się rodzajowi żeńskiemu. I tu mamy tylko pięć przykładów: siarka, rtęć, miedź, cyna, platyna. Jeszcze mniej jest pierwiastków rodzaju nijakiego: tylko złoto, srebro i żelazo. A gdzie parytet, ja się pytam?! Ale w ramach treningu proponuję znaleźć wymienione wyżej pierwiastki w układzie okresowym.

Są tam także pierwiastki pochodzące od nazwy jednej malutkiej miejscowości. Erb, terb, iterb oraz itr – to nazwy pierwiastków, które pochodzą od nazwy Ytterby, szwedzkiej wioski, gdzie istniała kopalnia, w której znaleziono minerały zawierające właśnie te (i inne) pierwiastki.

Polacy też mają swoją część układu okresowego. Maria Skłodowska-Curie nazwała dwa pierwiastki – rad (Ra) i polon (Po). Innym pierwiastkiem związanym z Polską jest kopernik (Cn), metal przejściowy o liczbie atomowej 112, zsyntetyzowany po raz pierwszy w 1996 r. w Darmstadt.

Mamy też w układzie okresowym polski problem językowy. Spójrzcie na dwa pierwiastki – bor (B, na samej górze, w grupie 13, liczba atomowa 5) oraz bohr (Bh, na dole układu, liczba atomowa 107). Ta druga nazwa pochodzi oczywiście od nazwiska wybitnego duńskiego fizyka, Nielsa Bohra. I tu mamy kłopot, bo po polsku jego nazwisko wymawia się dokładnie tak, jak nazwa pierwszego z pierwiastków. W języku angielskim problemu nie ma, bo pierwiastek B to boron, a Bh to bohrium. Nasi spece od nazewnictwa wymyślili rozwiązanie – „stary” bor pozostaje borem, a „nowy” mamy wymawiać tak, jak się pisze, czyli z literą „h”. No cóż… nieco dziwne, jak dla mnie.

I jeszcze jedna ciekawostka. Jeśli traficie kiedyś na starszy układ okresowy (szczególnie niemiecki), poszukajcie tam pierwiastka jod. Jego symbol był dawniej zapisywany jako J, dziś oczywiście jest to symbol I. Symbol J pochodził z języka niemieckiego, natomiast I – z greki (ioeides – fioletowy).

Układ okresowy z 1885 r, licencja: domena publiczna

I już na sam koniec – w zasadzie nie nadaje się nazw pierwiastków od nazwisk osób żyjących. Ale oczywiście od każdej reguły są wyjątki. Pierwszy taki przypadek miał miejsce w 1997 r., gdy pierwiastek 106 otrzymał nazwę seaborg (Sg) – od nazwiska amerykańskiego fizyka, Glenna T. Seaborga. Drugi w 2016 – tym razem nazwą oganeson (Og – pierwiastek 118) uczczono nadal żyjącego fizyka pochodzenia ormiańskiego, pracującego w ZSRR, a potem w Rosji, Jurija Oganiesiana. 

Znaczek z Armenii – Oganiesian i jego pierwiastek, licencja: domena publiczna

 

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

Ostra choroba popromienna – Polska 1965

Elektrownia Pątnów – widok z 2008 r.

autor: Kolanin, źródło: Wikipedia, licencja: CC BY 3.0 

 

W 1965 trwała budowa elektrowni Pątnów koło Konina. Używano tam m.in. defektoskopów gamma do badania szczelności spawów. Defektoskopia to dziedzina tzw. badań nieniszczących. Polega ona na prześwietlaniu rozmaitych elementów w celu wykrycia w nich wad, które nie są dostrzegalne na powierzchni. Standardowo wykorzystuje się tu wysokoenergetyczne promieniowanie elektromagnetyczne – zwykle rentgenowskie albo gamma. Źródłem tego ostatniego są najczęściej izotopy promieniotwórcze.
W defektoskopach używanych wtedy w Pątnowie stosowany był iryd-192, izotop silnie promieniotwórczy. I nagle jeden z nich zniknął – co gorsza, pojemnik został na miejscu otwarty i rurka z irydem „wyparowała”. Alarm był wielki, po Koninie i okolicach jeździły milicja i wojsko, pierwszy raz widziałem taką panikę. Gigantyczne zamieszanie. Rzecz jasna oficjalnie nic nie było wiadomo. Po Koninie krążyły niesamowite plotki – najczęściej o zachodnich szpiegach, którzy penetrują okolice kopalni węgla brunatnego i elektrowni, aby wykraść naszą technologię albo dokonać jakiegoś sabotażu. Oczywiście ludzie, którzy pracowali na budowie elektrowni, dość szybko rozpowszechnili wiadomości o tym, ze zniknął izotop. Władze nie uznały za stosowne ostrzec mieszkańców o potencjalnym niebezpieczeństwie.
Dwa albo trzy dni później do przychodni, w której pracowała moja Mama, zgłosił się młody (ok. 19 lat) pacjent z poparzeniem uda i narządów płciowych. Był typowym chłoporobotnikiem, jakich setki pracowało na tym terenie, zarówno w kopalni, jak i elektrowniach. Tam pracował jako pomocnik montera. Strasznie kręcił, gdy go spytała kiedy i jak się poparzył. Nie wyglądało to na typowe poparzenie czymś gorącym, ponieważ chłopak był bardzo słaby, a do tego miał niemal ciągły krwotok z nosa. Został na miejscu opatrzony i wysłany do szpitala, bo sprawa wyglądała poważnie. Mama opowiadała, że dość szybko skojarzyła tę panikę wojskowo-milicyjną z informacją o skradzionym izotopie i tym właśnie pacjentem. Ze szpitala został szybko zabrany do szpitala Wojskowej Akademii Medycznej do Łodzi – strasznie byli tym przypadkiem zainteresowali, bo nigdy nie mieli przypadku ostrej choroby popromiennej „na żywo”. Pomimo wielu problemów medycznych udało się chłopaka wyleczyć (trwało to 1,5 roku!), potem w zasadzie ślad po nim zaginął. Wiadomo, że pojechał na wybrzeże i zaciągnął się na statek jako zwykły marynarz. Jego dalsze losy nie są znane. Aha – ciekawostka: zarówno z Konina, jak i z Łodzi szybko zniknęła dokumentacja medyczna pacjenta. Po prostu nigdy nie istniał. Jeśli na podstawie jego przypadku powstały jakieś prace naukowe czy doktoraty, zostały też utajnione.

Po co to zrobił? Oficjalna wersja – mówili, że to drogie i cenne, więc chciał sprzedać (luz blues, wiadomo, że promieniotwórczym irydem handluje się nawet na wiejskim targu, razem z warzywami). Prawda była nieco inna: mieli dobre szkolenie BHP, wiedzieli, że tam jest silne promieniowanie i że może ono spowodować bezpłodność. No to gość chciał pomóc koledze z wioski, który już miał sporo potomstwa – dać mu ten izotop, żeby sobie narządy napromieniował i miał problem z głowy. Nie zdążył, bo pojawiło się poparzenie uda, krwotoki z nosa itd. On wtedy to zakopał koło domu (niektóre źródła piszą, że w króliczej norze) i pojechał do przychodni. Iryd – po wskazówkach samego nieszczęśnika – odzyskano po 10 dniach.
A sam iryd (ten niepromieniotwórczy) to niesamowicie ciekawy metal. Ma największą gęstość: 22,4 g/cm^3 (dwa razy większa niż ołowiu!), temp. topnienia ponad 2400 stopni, wrzenia: ponad 4400. Jest niesamowicie twardy. Najprawdopodobniej dotarł na Ziemię z asteroid lub meteorytów. Stosuje się go m.in. do wyrobu końcówek dobrych stalówek. W stopie z platyną był kiedyś wzorcem kilograma. Dziś ten wzorzec jest już tylko historyczny. Nowy, obowiązujący od 2019 r., oparty jest na stałej Plancka oraz współczesnych definicjach metra i sekundy. Ale to już oczywiście zupełnie inna historia.

Krótki film o tym wydarzeniu sprzed lat można obejrzeć tutaj

 

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