Νέο τραγούδι για τον Περιοδικό Πίνακα

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.

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.  

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 H₂O_2(aq) → 2 H₂O_(l) + O_2(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)

H₂O_2(aq) + Ι^-_(aq) → OI^- _(aq) + H₂O_(l)

H₂O_2(aq) + OI^- _(aq) → Ι^-_(aq) + H₂O_(l) + O_2(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. 

Χημεία και έρωτας...

Διαβάστε δυο σχετικά άρθρα

Έχει χημικό τύπο ο έρωτας ;

Ο έρωτας είναι θέμα χημείας

Θειοκυανιούχος υδράργυρος - Το "φίδι του Φαραώ"

Είναι ένα σταθερό στερεό σε θερμοκρασία δωματίου που έχει την εμφάνιση λευκής σκόνης. Μπορεί επίσης να είναι γκρίζο στο χρώμα, ανάλογα με την καθαρότητα.  Είναι εμπορικά διαθέσιμο, αν και ακριβό. 

Ο θειοκυανιούχος υδράργυρος Hg(SCN)₂ χρησιμοποιήθηκε στο παρελθόν σε πυροτεχνήματα προκαλώντας φαινόμενο γνωστό ως "ερπετό του Φαραώ" ή "φίδι του Φαραώ". Όταν η ένωση θερμανθεί με μια αρκετά ισχυρή πηγή θερμότητας, γίνεται μια ταχεία εξώθερμη αντίδραση η οποία παράγει μια μεγάλη μάζα της περιέλιξης - φίδι. Μια διακριτική φλόγα η οποία συχνά είναι μπλε, αλλά μπορεί επίσης να εμφανιστεί σε κίτρινο-πορτοκαλί συνοδεύει την καύση. Το χρώμα του στερεού που προκύπτει μπορεί να κυμαίνεται από σκούρο γκρι γραφίτη έως ανοιχτό καφέ στο χρώμα με το εσωτερικό γενικά πολύ σκοτεινότερο από το εξωτερικό.
Για κάποιο χρονικό διάστημα, ένα προϊόν που ονομαζόταν πυροτέχνημα "Pharaoschlangen" ήταν στη διάθεση του κοινού στη Γερμανία, αλλά τελικά απαγορεύτηκε όταν ανακαλύφθηκαν οι τοξικές ιδιότητες του προϊόντος : πολλά παιδιά βρήκαν το θάνατο όταν έτρωγαν κατά λάθος το στερεό που παρέμενε, .

Αν και μερικοί άνθρωποι το χρησιμοποιούν ακόμη για το σκοπό αυτό, γενικά πρέπει να αποφεύγεται η χρήση του, λόγω της παραγωγής τοξικών αερίων όταν συμβεί αυτή η αντίδραση.

Δείτε το "φίδι του Φαραώ" στο βίντεο εδώ

Μια παρόμοια, λιγότερο ακραία, εφαρμογή μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας ένα πυροτέχνημα γνωστό ως "μαύρο φίδι". Αυτό συνήθως αποτελείται από μαγειρική σόδα (όξινο ανθρακικό νάτριο) και ζάχαρη. Το μείγμα θερμαίνεται και το διοξείδιο του άνθρακα που παράγεται από τη διάσπαση του όξινου ανθρακικού νατρίου και την καύση της ζάχαρης διογκώνει το παραγόμενο στερεό. Δείτε το σχετικό βίντεο εδώ

ΚΑΛΗ ΧΡΟΝΙΑ !

CHEMISTREE !...