Zagadki chemiczne // Wszystkie chwyty dozwolone I

Takie właśnie niesportowe zachowanie podejście jest podstawą działania w pewnej dziedzinie chemii - chemii analitycznej, która stanowi odrębny, ważny dział. Dawniej była jedynie "sztuką rozbioru chemicznego" - analizą, z greckiego analysis - rozłożenie. Zanim w ogóle mówić można o chemii, już człowiek nieświadomie uprawiał chemię analityczną starając się zidentyfikować substancje a nawet oznaczyć je ilościowo np. zawartość metali szlachetnych w monetach i ozdobach. Sprawdźmy i my, co wiadomo nam o pracy chemika - detektywa, odpowiadając na następujące pytania:

---

---

1. Skąd wzięło początek potoczne powiedzenie o "poddawaniu próbie ogniowej"?

2. Jak brzmi nazwisko polskiego uczonego, który wykonując analizę tajemniczego płynu znalezionego w szczątkach niemieckiej bomby V-2 przyczynił się do rozwiązania tajemnicy tej groźnej broni?

3. Za co uczony czeski, Jaroslav Heyrovský otrzymał w 1959 r. nagrodę Nobla?

---

Odpowiedzi:

Ad.1

Powiedzenie "poddać próbie ogniowej" używa się obecnie - oczywiście w przenośni - w odniesieniu do człowieka; jest to próba charakteru. Dawniej próbie ogniowej, w sensie dosłownym, poddawano metale, chcąc przekonać się o tym, czy wyroby z metalu szlachetnego, np. złote monety, nie są zafałszowane dodatkiem metalu nieszlachetnego, który obniżałby ich wartość. Jeśli podczas ogrzewania w ogniu złoty przedmiot nie zmienił swojego wyglądu, można było być pewność, że nie zawiera niepożądanych domieszek.

Rys. 1 Spalanie złota płatkowego - złoto nie zmienia się a jedynie zgina od ciepła co jest oznaką, że mamy do czynienia z prawdziwym metalem szlachetnym; spalanie cienkiej warstwy złota umieszczonego na bazie - złoto na niej topi się natychmiastowo a ponieważ baza składa się z plastiku i łatwopalnych barwników pozostaje trochę popiołu; spalanie szlagmetalu czyli imitacja złota- nie topi się, ale kolor ciemnieje przez obecność miedzi i cynku.

Ad.2

Uczonym tym był wybitny chemik, analityk profesor Marceli Struszyński (1880-1959). Jego znajomość analizy okazała się bezcenna w czasie ostatniej wojny, kiedy to otrzymał od profesora Józefa Zawadzkiego (ojca Tadeusza - "Zośki") różne materiały do analizy. W maju 1944 r. łączniczka profesora Zawadzkiego przyniosła profesorowi Struszyńskiemu małą buteleczkę, szczelnie zamkniętą szlifowanym korkiem i oświadczyła, że jest w niej "paliwo" z niemieckiej rakiety. A oto relacja samego profesora Struszyńskiego (wg książki Michała Wojewódzkiego Akcja V-1, V-2):

"Obejrzałem dokładnie zawartość flaszeczki. Była to ciecz oleista, bezbarwna, dość gęsta. Ponieważ poinformowano mnie, że jest to "paliwo", przystąpiłem do zwykłej destylacji. Zaledwie jednak zacząłem podgrzewać, płyn zawrzał niezwykle gwałtownie. Całe szczęście, że podgrzewałem bardzo ostrożnie. Mimo to, kilka kropel wrzącej cieczy prysnęło mi na rękę. Poczułem ból. Błyskawicznie wyłączyłem płomień. Sparzona ręka bolała dotkliwie. Ze zdziwieniem ujrzałem, że skóra na oparzonych miejscach, natychmiast pokryła się białymi plamami. Zorientowałem się, że mam do czynienia ze składnikiem chemicznym, którego absolutnie nie oczekiwałem. Oczywiście do dalszego badania przystąpiłem z największą ostrożnością. Wynik analizy był dla mnie - i nie tylko dla mnie - zupełną rewelacją! Okazało się, że płyn w buteleczce to po prostu nadtlenek wodoru (H₂O₂), tj perhydrol, czyli woda utleniona (zobacz). Ale nie była to wcale zwykła woda utleniona! W powszechnym bowiem użyciu znaliśmy wówczas tylko trzyprocentową wodę utlenioną. Tymczasem dostarczona w buteleczce ciecz była nadtlenkiem wodoru w ogromnym, osiemdziesięccioprocentowym stężeniu! Odkrycie, że Niemcy wyprodukowali osiemdziesięccioprocentowy perhydrol, stanowiło olbrzymią niespodziankę naukową".

Rys. 2 Niemiecka rakieta V-2 wystrzelona podczas brytyjskiej operacji "Backfire"; pomnik poświęcony udziałowi profesorów Politechniki Warszawskiej w akcji V1 i V2 ; rakieta V-2 na przyczepie typu Meiller(V2 – Vergeltungswaffe-2 czyli broń odwetowa nr 2 była pierwszym w historii rakietowym pociskiem balistycznym ,"skład chemiczny" rakiety

Ad.3

Jaroslav Heyrovský (1890-1967) otrzymał nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za odkrycie i opracowanie polarografii (analizy polarograficznej). Jest to instrumentalna metoda jakościowej i ilościowej analizy chemicznej polegająca na badaniu zmian natężenia prądu elektrycznego, płynącego przez naczynia elektrolityczne, w zależności od przyłożonego do elektrod napięcia. Metoda ta jest bardzo szybka, czuła i dokładna. Pozwala na jednoczesne oznaczenie kilku substancji w roztworze i nie wymaga do badania dużych ilości próbek. Metoda polarograficzna znalazła zastosowanie w chemii analitycznej, w przemyśle chemicznym, spożywczym i farmaceutycznym oraz w różnych dziedzinach nauki, ponieważ umożliwia oznaczanie nawet śladowych ilości substancji, co pozwala na wykrywanie różnych zanieczyszczeń. Heyrowsky wraz z M. Shikatą skonstruował również przyrząd stosowany w analizie polarograficznej - polarograf (1925 r.).

Rys. 3 Stosowana w polarografii jako elektroda pracująca - wisząca kroplowa elektroda rtęciowa (HMDE, ang. Hanging Mercury Drop Electrode); wykształcona kropla rtęci - zwróć uwagę na idealnie gładką i czystą powierzchnie; Jaroslav Heyrovský; popiersie uczonego w Pradze; medal wydany na siedemdziesiątą rocznicę urodzin uczonego, rewers medalu przestawiający polarograf (urządzenie wykorzystywane w analizie) na tle polarogramu (wykres natężenia prądu elektrycznego od napięcia) z napisem: Czechosłowacka Akademia Nauk wynalazcy polarografii