ფანტასტიკური ქიმია

სიგურნი უივერი კოსმოსურ ხომალდზე  „უცხოს“ ებრძოდა. ეს „უცხო“ ნამეტანი შეუხედავი ვინმე იყო და პირიდან მწვანე-ყვითელი  ქაფი გადმოსდიოდა, რომელიც ბოლავდა, გარშემო ყველაფერს შლიდა და აორთქლებდა.

ექიმი „ექიმი ვინ“-დან სამყაროს დროსა და განზომილებებში მოგზაურობდა და ბოროტისგან ადამიანებს შველოდა. ერთ პლანეტაზე მოიყვითალო სისხლიან ადამიანებს ებრძოდა. ამათი სისხლი რასაც/ვისაც მიესხმებოდა, მისი საქმე წასული იყო.

ფილმ „ხუფში“ კი რაღაც ჯადოსნურ გამოქვაბულში შესასვლელად, ყვითელი ტბა უნდა გადაგეცურა, მაგრამ ამ ტბის წყალი მთლიანად დაგწვავ-დაგანახშირებდა. ჰოდა, ფილმის გმირებმა რკინის ნავი გააკეთეს. ნავმა გაძლო… გაცურეს და უკანაც დაბრუნდნენ. გაძლებდა ნავი აბა რა, მანამდე ერთმა თვალახვეულმა ჯადოქარმა შეულოცა. ეს ჯადოქარი ღამით ჯადოქარი იყო, დღისით ყვავი და დაფრინავდა ყვანჩალით აქეთ-იქეთ.  მერე კი იმ ნავს ცუდი ბედი ეწია. ერთმა ჩვეულებრივმა კაცმა (ანუ, არა ჯადოქარმა) ჭანჭიკები დააძრო და შეჭამა.

ახლა, მავანი ჩემზე იფიქრებს, ეს თურმე რას უყურებსო… ჰო, რა მოხდა მერე, ბავშვობიდან ზოგჯერ ასეთი ფილმების ყურებაც მიყვარს. საქმე იმაში კი არ არის, რას უყურებ, არამედ როგორ უყურებ. მე ქიმიურ ყურებაზე ვსაუბრობ.

მოდი დავფიქრდეთ… გამოდის, რომ ყველა ზღაპრულ ფანტასტიკურ ფილმში ქიმიას იყენებენ. ეს ცხვირ-პირიდან გადმოსული ქაფები, ყვითელი სისხლები და ყვითელი ტბები, რომელიც ყველაფერს შლის და წვავს მჟავაა და ფილმებში მათ სწორედ მომწვანო ან მოყვითალო სითხეებად აჩვენებენ.

ყვითელი მჟავა ლაბორატორიაშიც მოიპოვება. იგივე მჟავა ადამიანის კუჭშიც არის. რა თქმა უნდა, არა იმ კონცენტრაციითა და რაოდენობით, რაც ლაბორატორიაში მაგიდაზე მდგარ ბოთლშია. თუმცა, ჩნდება კითხვა, ჩვენი კუჭი რკინის ლურსმანს მოინელებს? რატომ ვკითხულობ იცით? იმ კაცმა ნავის ლურსმნები ხომ მოინელა? და ფილმებში მჟავები კოსმოსური ხომალდის კორპუსიდან დაწყებული, თუჯის ტაფით დამთავრებული, თუ ყველაფერს ანადგურებენ, ერთი ლურსმნის მონელება რა გახდა?

მარილმჟავას გარდა, უამრავი სხვა მჟავაც არსებობს, აზოტმჟავა, აზოტოვანი მჟავა, გოგირდოვანი მჟავა, გოგირდმჟავა, ფოსფორმჟავა და კიდევ ბევრი სხვა, ყველას ვერ ჩამოვწერ. ჰოდა, საინტერესოა, რა სხვაობაა მათ სიძლიერეს შორის.

ზოგადად, რაც უფრო იოლად ჩამოცილდება მჟავას პროტონი, მით ძლიერად ჩაითვლება.

თუმცა, რობერტ ბოილის არ იყოს, ყველაფერი ექსპერიმენტულად გამოსცადეთ და გაკვეთილზე მჟავების შეჯიბრი მოაწყვეთ. ხომ არის ხოჭოების, ზაზუნების და კუების რბოლა, დაახლოებით ასეთივე  შეჯიბრი იქნება.

ავიღოთ სამი მჟავა: აზოტმჟავა, გოგირდმჟავა და მარილმჟავა. ავიღოთ რკინის  სამი ერთნაირი ლურსმანი.

მარილმჟავა მბოლავია, ამიტომ ამწოვ კარადაში უნდა იმუშაოთ. რა გამოდის? „უცხოს“ ქაფიც ბოლავდა, ანუ  მარილმჟავა ყოფილა. ქარხნული მარილმჟავა 36%-37%-იანია. გოგირდმჟავა არ ბოლავს და ნაყიდი 98%-იანია. აზოტმჟავა 65%-იანია, თუმცა შესაძლოა 98%-იანიც იყიდოთ. ესეც მბოლავია (აჰა, „უცხოს“ ქაფი შესაძლოა აზოტმჟავა ყოფილიყო). თუ აზოტმჟავასთან ხელთათმანის გარეშე იმუშავებთ, თითებზე ყვითელი ლაქები არ აგცდებათ. რამდენიმე დღეში გაგივლით, თუმცა, ხელთათმანის გარეშე ქიმიურ რეაქტივებს ნუ შეეხებით, წესად გაიხადეთ და მორჩა.

ჯერ მოვამზადოთ განზავებული მჟავები. ვნახოთ, თუ შეიძლება, რომ კოსმოსური ხომალდი რკინის იყოს და თან იქ უცხოებს ვებრძოლოთ.  ავიღოთ სამი ჭიქა და შიგნით 25-25მლ წყალი ჩავასხათ, შემდეგ თითოეულ ჭიქას 5-5მლ სხვადასხვა მჟავა დავამატოთ. მარილმჟავიან ჭიქაში ჩავდოთ ლურსმანი. პროცესი ძლივს წარიმართება და წყალბადის  ბუშტუკები ძალიან ნელა გამოჩნდება.

 

Fe +2HCl=FeCl2+H2

 

ლურსმანი ახლა აზოტმჟავაში ჩავდოთ. რეაქცია გაცილებით მძაფრად დაიწყება.

 

Fe +4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O

 

აზოტის მონოქსიდი უფერო გაზია, თუმცა, როგორც კი ზემოთ ამოდის და ჟანგბადს შეეხება, წარმოიქმნება აზოტის დიოქსიდი, რომელიც მუქი ყავისფერია.

 

2NO+O2=2NO2

 

ლურსმანი მთლიანად გაიხსნება მაშინ, როცა მარილმჟავიან ჭიქაში ჩადებულ ლურსმანს არაფერი ეტყობა.

მესამე ლურსმანი, გოგირდმჟავიან ჭიქაში ჩავდოთ. აქაც რეაქცია მარილმჟავასთან შედარებით, უფრო სწრაფად წარიმართება:

 

Fe+H2SO4=FeSO4+H2

 

დასკვნა ასეთია, რკინის ლურსმანს ვერ მოვინელებთ. ფილმიდან ის ლურსმნებჭამია კაცი  იტყუებოდა.

კოსმოსური რაკეტის კორპუსი კი რკინის ან მისი შენადნობი შეიძლება იყოს, მთავარია უცხოს სისხლად  აზოტმჟავა არ ჰქონდეს.

ტბაშიც თუ მარილმჟავა იქნებოდა, ნავი გაცურავდა.

ახლა კონცენტრირებულ მჟავებს მივხედოთ. ქიმიურ ჭიქებში 25-25 მლ სამი მჟავა ჩავასხათ.

კონცენტრირებულ მარილმჟავასა და რკინის ლურსმანს შორის რეაქცია გაცილებით ინტენსიურად მიმდინარეობს.

კონცენტრირებულ აზოტმჟავაში რკინის ლურსმანს არაფერი ემართება, რადგან ოქსიდის თხელი ფენით იფარება. შესაძლოა, რომ ფილმ „ხუფში“ არსებული ტბა კონცენტრირებული აზოტმჟავა გახლდათ, რადგან რკინის ნავმა გაცურა, გმირებს დაელოდა და უკან გამოცურა. არა, ნამდვილად აზოტმჟავა იქნებოდა, რადგან ფილმის გმირებს წვიმის ეშინოდათ. ანუ, წვიმა თუ მოუსწრებდათ, ტბა განზავდებოდა და რკინის ნავი წამში გაქრებოდა მასში. თან წვიმა ხომ ზემოდან დაედინებოდა მჟავაზე…აუფ, ხომ წარმოგიდგენიათ, რაც იქ მოხდებოდა…

კონცენტრირებულ გოგირდმჟავაში რეაქცია ნელა, თუმცა მიმდინარეობს. ოღონდ, თუ ჭიქას გავაცხელებთ, რეაქცია დაჩქარდება. ამ დროს განზავებულ გოგირდმჟავასთან შედარებით, სხვა პროდუქტები წარმოიქმნება:

 

2Fe+6H2SO4 (კონც)=Fe2(SO4)3+ 3SO2+6H2O

 

კონცენტრირებული აზოტმჟავას გაცხელებისას რეაქცია თითქოს ჩქარდება, თუმცა ლურსმანი არ იცვლება.

რადგან რკინის ლურსმნებზე და ნავზე ვსაუბრობ, კოროზიაც ვახსენოთ. კოროზია, ანუ „უხილავი ხანძარი“ ნებისმიერ დაუცველ მეტალის ნაკეთობას შეიძლება დაემუქროს.

თუ რკინაზე ვსაუბრობთ, მაშინ კოროზიის დროს ასეთი რეაქცია მიმდინარეობს:

 

4Fe+3O2=2Fe2O3

 

თუმცა… კოროზიის პროცესში კიდევ ერთი კომპონენტი მონაწილეობს და ის წყალია. რეაქციის სწორი ჩანაწერი კი უფრო ასე იქნება:

 

4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3

 

რკინის (III) ჰიდროქსიდი, სწორედ ეს გახლავთ ჟანგი, რომელსაც დაჟანგულ ნივთებზე ვხედავთ.

ვიცით, რომ ჟანგბადი წყალში იხსნება. სწორედ ამგვარად გახსნილი ჟანგბადით სუნთქავს თევზი წყალში. თუმცა, წყალში ჟანგბადის რაოდენობა შესაძლოა სხვადასხვა იყოს.  ახლა სწორედ ეს შევამოწმოთ. ვნახოთ წყალში არსებული სხვადასხვა რაოდენობის ჟანგბადი, როგორ იმოქმედებს კოროზიის ხარისხზე.

ავიღოთ ჩვეულებრივი რკინის ლურსმანი. თუნდაც ჟანგიანი  იყოს, ჟანგს უცებ მოვაცილებთ. აზოტმჟავაში მოვათავსოთ და ჟანგი, ანუ რკინის (III) ჰიდროქსიდი მჟავასთან შევა რეაქციაში. წარმოიქმნება რკინის ნიტრატი:

 

Fe(OH)3+3HNO3=Fe(NO3)3+3H2O

 

რეაქციის ტოლობაში  აზოტის მურა ფერის დიოქსიდი არსად ჩანს, არადა, რეალურად ჩატარებული ექსპერიმენტის დროს გამოიყოფა. ეს ნიშნავს, რომ აზოტმჟავა ხსნის რა ჟანგს, თავად რკინაზე გადადის და მასთან იწყებს მოქმედებას.

ანუ, რეაქცია შეგვიძლია ასეც დავწეროთ:

 

Fe+6 HNO3= Fe(NO3)3+3 NO2+3H2O

 

ახლა, კოროზიის სინჯებს რაც შეეხება. ავიღოთ ონკანის წყალი, გამოხდილი წყალი და მზესუმზირის ზეთი (ჩვ.საკვები). ავიღოთ ოთხი სინჯარა და თითოეულში თითო ლურსმანი მოვათავსოთ. პირველ სინჯარაში ჩავასხათ ონკანის წყალი ისე, რომ ლურსმანი სანახევროდ იყოს წყალში. მეორე სინჯარაში ლურსმანი ონკანიდან აღებული წყლით მთლიანად დავფაროთ. მესამე სინჯარაში ლურსმანი გამოხდილი წყლით დავფაროთ მთლიანად. მეოთხე სინჯარაში ლურსმანი მთლიანად დავფაროთ ონკანის წყლით და ზემოდან ზეთი დავამატოთ.  ყველაზე მეტი ჟანგი პირველ სინჯარაში წარმოიქმნება, რადგან აქ ლურსმანს შეხება ჰქონდა წყალთანაც და ჰაერთანაც. ჟანგი დიდი რაოდენობით შეინიშნება საზღვარზე წყალი-ჰაერი. მეორე სინჯარაში ჟანგი წარმოიქმნება, ოღონდ მცირე რაოდენობით, რადგან რკინა შევიდა რეაქციაში იმ ჟანგბადთან, რაც წყალში იყო გახსნილი. აქ ასევე ჰაერში შემავალი ჟანგბადიც იხსნებოდა წყალში და რკინა მასთანაც შედიოდა რეაქციაში. თუმცა, ჰაერიდან წყალში ჟანგბადის გახსნის პროცესი სწრაფი ვერ იქნება. ყველაზე ნაკლებად ჟანგი მეოთხე სინჯარაში წარმოიქმნება, რადგან ზეთის ფენა წყალში ჟანგბადის გახსნას ხელს უშლის. რკინაც მხოლოდ წყალში უკვე არსებულ ჟანგბადთან შევიდა რეაქციაში. ახლა წარმოიდგინეთ, თუ რკინის ლურსმანიც კი წესიერად ვერ დაიჟანგება ზეთის ფენის ქვეშ, რა დაემართება საწყალ თევზებს და სხვა ცოცხალ არსებებს ზღვების და ოკეანეების ზედაპირზე დაღვრილი ნავთის ფენის ქვეშ.

აი, მესამე სინჯარაში, სადაც გამოხდილი წყალი არის, ლურსმანი ძალიან დაიჟანგება. არადა, წყალი გამოხდილია და შიგნით ჟანგბადი არ უნდა იყოს. საქმე იმაშია, რომ გამოხდილ წყალში ჟანგბადი ჰაერიდან კარგად გაიხსნება და სწორედ ის დაჟანგავს რკინის ლურსმანს.

მოკლედ, საქმე ასეა…ქიმია, ვითომ არავის უყვარს, სინამდვილეში კი ყველას თვალი მასზე უჭირავს და ჰოლივუდის ფანტასტიკური ფილმების სცენარისტებიც კი ტექსტების წერისას ქიმიის წიგნში იხედებიან.

 

 

კომენტარები

comments