Kysymyksiä ja vastauksia LUMA-aiheista

Pelästyin kun luin, että hammastahna sisältää titaanidioksidia. Olen kuullut, että tämä on syöpää aiheuttava kemikaali. Sikainfluenssarokote sisältää kuulemma myös titaanidioksidia. Miten se on mahdollista? Pitääkö minun lopettaa hammastahnan käyttö?

Titaanidioksidi on laajalti käytetty valkoinen pigmentti. Yhdysvaltalainen National Institute for Occupational Safety and Health julkaisi vuonna 2005 tutkimuksen, jossa kirjoitettiin titaanidioksidin vaarallisuudesta. Tutkimuksen mukaan titaanidioksidipölyn hengittäminen saattaa aiheuttaa ihmiselle keuhkotulehduksia tai keuhkosyövän. Tulos saatiin rottakokeilla.

Tutkimustulos on ymmärretty väärin yleistämällä titaanidioksidin vaarallisuus muihinkin tapauksiin kuin kuivan pölyn hengittäminen. Tutkimuksen mukaan vain pienimmät partikkelit jäävät keuhkorakkuloiden sisälle ja aiheuttivat oireita. Keuhkotulehdus selitetään sillä, että bakteerit tarttuvat helposti titaanidioksidin pinnalle. Saman ilmiön aiheuttaa esimerkiksi tavallisen kivipölyn hengittäminen, mikä tunnetaan tautinimellä pölykeuhko.

Nykyisen tiedon mukaan titaanidioksidilla ei ole muunlaisia haittavaikutuksia, joten hammastahnan käytön pitäisi olla turvallista, samoin kalkkitablettien käytön. Titaanidioksidipölyän hengittäminen on ongelma lähinnä on tehtaissa kuten kivipölyn hengittäminen kaivoksissa.

En löytänyt mainintaa titaanidioksidin esiintymisestä rokotteissa. Itse asiassa rokotusneula saattaisi tukkeutua titaanidioksista, sillä se on kiinteä aine. Titaanidioksidia on todennäköisesti väriaineena kiinteässä sikainfluenssalääkkeenä käytetyssä tabletissa.

Kuulin, että jos sekoittaa puoli litraa vettä ja puoli litraa viinaa, siitä ei tule yhteensä yhtä litraa. Katoaako reaktiossa vettä? Kuulin myös, että seoksen tasaantumisessa kestää kolme päivää. Pitääkö se paikkansa?

Kun sekoitetaan vettä ja etanolia, uuden liuoksen tilavuus on todellakin alle yhteenlasketun tilavuuden. Mitään ainetta, ei vettä eikä etanolia, ei katoa mihinkään.

Tilavuuden pienenemisen aiheuttaa se, että vesimolekyylit pääsevät lähelle etanolimolekyyliä. Vesi- ja etanolimolekyylien välille muodostuu vuorovaikutuksia, joita kutsutaan vetysidoksiksi. Vetysidoksen puoleensa vetävä voima syntyy vesi- ja etanolimolekyylien happi- ja vetyatomien välille. Tilavuus siis pienenee, kun vesi- ja etanolimolekyylit pakkautuvat lähemmäs toisiaan.

Jos haluat valmistaa tasakoosteisen liuoksen, voimakas ravistaminen tai sekoittaminen riittää veden ja etanolin sekoittumiseen. Kolmen päivän odotusta ei tarvitse.

Miten klooria saadaan uimahallien vesiin? Missä muodossa kloori vedessä on, Cl₂:na? Erään uimahallin vieressä oli suolahapon ja natriumhypokloriitin nimillä varustetut putket. Onko niillä jotain tekemistä asian kanssa? Mikä on tapahtuman reaktioyhtälö?

Kyllä, vastaus piilee natriumhypokloriitissa NaClO. Sitä käytetään uimahallien veden desinfiointiin. Veteen joutuessaan natriumhypokloriitti liukenee natrium-ionina Na⁺ ja hypokloriitti-ionina ClO⁻ . Hypokloriitti-ioni reagoi vedessä muodostaen klooria, josta osa on liuenneena veteen ja osa höyrystyy hengitysilmaan.

Reaktioyhtälö on:

HClO (aq) + HCl (aq) → Cl₂ (aq) + H₂O (l).

Miten kuparipalanen voidaan elektrolyyttisesti hopeoida siten, että hopeapinta tarttuu kupariin pysyvästi? Mitä esikäsittelyä kupari vaatii?

Pysyvää hopeapintaa on hyvin vaikeaa saavuttaa, sillä hopean alla kupari ajan mittaan hapettuu. Ympäristö hapettaa hopean pintaa, ja kupari toimii elektronien luovuttajana hopealle. Käytännössä sinun tulee pinnoittaa hopeoitu kupari jollain paksulla lakalla, jotta ilma ja kosteus eivät pääsisi sen pinnalle. Vain näin voit saada jokseenkin kestävän pinnan.

Ennen elektrolyysiä voit raaputtaa hopean pintaa, jotta kupari pääsisi tarttumaan siihen paremmin. Kytke hopea negatiiviseen napaan elektrolysoidessasi kuparisulfaattiliuosta.

Miksi alkuaine niobiumin (järjestysluku Z = 41) uloimmat orbitaalit täyttyvät järjestyksessä 4d⁴, 5s¹ ? Orbitaali 4d olisi puoliksi täynnä, jos siellä olisi viisi elektronia, joten miksi viimeinen elektroni meneekin 5s:lle? Myös täyttymisjärjestys alkuaineilla Z = 42–46 (molybdeeni, teknetium, rutenium, rodium, palladium) sekä Z = 77 (iridium, 5d ⁹ 6s ⁰ ) on minulle mysteeri. Pystyykö näitä asioita kemian keinoin laskemaan tai päättelemään, vai onko turvauduttava taulukkokirjaan?

Elektronien täyttyminen orbitaaleille noudattaa energiaminimiä ja Paulin kieltosääntöä. Joissain tilanteissa konfiguraatiot eivät aina toteuta täysien ja puoliksi täysien orbitaalien nyrkkisääntöä. Esimerkiksi mainitsemassasi niobiumin tapauksessa on juuri näin. Voisi olettaa, että 5s:n yksi elektroni saisi aikaan puoliksi täyttyneen 4d:n, mutta poikkeuksellisesti energiaminimi saavutetaan taulukkokirjassa esitetyllä tavalla.

Samanlainen poikkeuksellinen tilanne on rutetiumilla ja rhodiumilla. Molybdeeni, teknetium ja palladium voidaan kuitenkin selittää puoliksi täyden ja täyden 4d-orbitaalin periaatteella. Iridiumin rakenne on 5d⁷6s² .

Miten suklaa toimii kemiallisesti ruoanlaitossa?

Suklaa koostuu kookosrasvasta, kaakaojauhesta, sokerista ja lisäaineista. Lisäaineita ovat esimerkiksi lesitiini, joka on sideaine kookosrasvan ja sokerin välissä, sekä vanilja, joka toimii makuaineena. Suklaassa on myös runsaasti kofeiinin kaltaista teobromiinia.

Suklaata sulattaessa rasva sulaa. Tämä sulamispiste riippuu hyvin paljon suklaan rasvan määrästä. Kun suklaa sulaa, se sekoittuu helpommin ruoka-aineisiin ja saadaan näin tasaisesti makuelämykseksi.

Suklaan on myös todistettu lisäävän hyvän olon tunnetta aivoissa, mutta se ei varmasti ollut yllätys kenellekään.:)

Minulla on lehtikuparia ja tarkoitus olisi tehdä mormuskoita. Sinikromin värisiä, jotkut sanovat sähkönsiniseksi. Sininen väri tulee huhujen mukaan, kun kupariin sivelee jotain ainetta ja lämmittää. Kuinka se onnistuu kotikonstein? Lämmittämistä olen kokeillut, mutta ei onnistunut. Kun kuparin on saanut siniseksi, muuttuuko väri tinattaessa kupariin koukkua? Entä millä kuparin saa peilikirkkaaksi? Kaupasta olen ostanut kiillotusaineita, mutta jokainen jättää pinnan mataksi.

Kupariin saa sinisen värin lämmittämällä liekillä pienessä lämpötilassa. Tällöin kupari hapettuu. Jos liekki on liian kuuma, kupari muuttuu takaisin punertavaksi, jolloin se taas pelkistyy.

Kupariin saa sinisen värin myös ammoniakilla. Kupari muodostaa sinisen kompleksin ammoniakin kanssa. Kompleksi irtoaa vedessä helposti, joten pinta pitää suojata lakalla.

Kuparin saa parhaiten kiiltäväksi käyttämällä suolahappoa. Suolahappo liuottaa epäpuhtaudet levyn pinnasta ja pelkistää kuparin takaisin alkuainemuotoon.

Miten määritellään siirtymäalkuaine? Ovatko skandium, kupari ja sinkki siirtymäalkuaineita?

Siirtymäalkuaine on IUPAC:n mukaan alkuaine, jonka atomilla tai jollakin kationilla on vajaa d-alakuori. Atomilla tai ionilla pitää siis olla vähintään yksi elektroni d-orbitaalilla, mutta sen uloimmalla d-alakuorella ei saa olla täyttä kymmentä elektronia.

Skandiumin elektronirakenne on [Ar]3d¹4s² , eli skandiumilla on vajaa d-alakuori ja se on siirtymäalkuaine. Kuparilla ([Ar]3d¹⁰4s¹) on täysi d-alakuori, mutta se voi esiintyä Cu²⁺ -ionina ([Ar]3d⁹ ), jonka d-alakuori on vajaa. Siten kuparikin on siirtymäalkuaine. Sinkki ([Ar]3d¹⁰4s²) ei ole siirtymäalkuaine, koska se voi muodostaa vain kahdenarvoisen Zn²⁺ -ionin ja ionissa kumpikin elektroni on lähtenyt s-orbitaalilta, eli d-orbitaalit pysyvät täysinä.

Määritelmän perusteella siirtymäalkuaineita eivät ole myöskään sinkin kanssa samaan ryhmään kuuluvat kadmium ja elohopea, joskin elohopea voi äärimmäisissä olosuhteissa saavuttaa hapetusluvun +4. Joissakin kirjoissa nämä ryhmän 12 alkuaineet saatetaan määritellä siirtymäalkuaineiksi, vaikka ne poikkeavat selvästi ominaisuuksiltaan ryhmien 3–11 alkuaineista.

Mitä suoloja käytetään maataloudessa ja rakentamisessa?

Kysymys on hyvin laaja, joten vastaus ei ole kaikenkattava.

Lannoitteina käytetään lähinnä typen, fosforin ja kaliumin suoloja. Typenlähteenä käytetään ammoniumnitraattia. Fosforinlähteenä käytetään fosfaatteja, esimerkiksi kaliumfosfaattia. Jos maan alkaliniteettia eli haponsitomiskykyä halutaa nostaa, käytetään kalkkia eli kalsiumkarbonaattia.

Rakentamisessa käytetään harvoin suoloja. Tunnettuin materiaali on tuotenimeltään Gyproc, joka on kalsiumsulfaatti-nimistä suolaa paperilevyjen välissä. Lasivilla on taas piidioksidi-nimistä suolaa. Painekyllästeisessä puussa käytetään esimerkiksi kuparisulfaattia säänkeston lisäämiseksi.

Syövyttääkö kolajuoma hampaita?

Kyllä, kolajuoma syövyttää hampaita happamuutensa vuoksi. Hammas koostuu kiilteestä ja hammasluusta, jotka molemmat ovat happoihin liukenevia kalsiumsuoloja. Kiille on esimerkiksi kalsiumapatiittia. Happamuuden kolajuomissa aiheuttaa useimmiten fosforihappo. Voit mitata kolajuoman happamuuden pH-paperilla ja kokeilla, kuinka nopeasti hammas syöpyy happoliuoksessa. Tarvitset vain hampaan :).