Kysy kemistiltä, osa 4

posted in: Kysy kemistiltä | 0

Mukavaa marraskuuta, lukijat! Tämänkertaisessa kirjoituksessa pohdimme, kuinka paljon happea ja vetyä mahtuu litraan vettä, kuinka välttyä lyijymyrkytykseltä ilmakivääriammunnan jälkeen ja miksi nestesaippua ei ole myrkyllistä, vaikka sen ainesosa on johdettu etyleeniglykolista. Jos nämä inspiroivat kysymään lisää, niin voit esittää oman kysymyksesi sivulla Kysy kemistiltä!

Nimimerkki ”Kemiat kohdallaan” kysyy:
Kuinka monta litraa happea ja vetyä on litrassa vettä?

Kemisti vastaa:
Vesimolekyyli koostuu yhdestä happiatomista ja kahdesta vetyatomista. Vesimolekyylit muodostavat välilleen vetysidoksia, jotka ovat vahvoja molekyylien välisiksi sidoksiksi. Siksi vesi pysyy nesteenä huoneenlämmössä ja molekyylit ovat paljon lähempänä toisiaan kuin kaasussa. Jos vesi eroteltaisiin hapeksi ja vedyksi, ne olisivat kaasuja, jolloin tilavuus muuttuisi. Vety ja happi voivat toki esiintyä myös nestemäisinä, mutta silloin lämpötilan pitäisi olla niin kylmä, ettei sellaisia maapallon pinnalla luonnollisissa olosuhteissa esiinny. Siksi lähdemme siitä oletuksesta, että kun vesilitran happi ja vety erotetaan toisistaan, niistä tulee kaasumaisia.

Vesimolekyylin moolimassa on 18,016 g/mol. Koska kysymyksessä ei mainittu lämpötilaa, voimme tehdä sellaisen olettamuksen, että yksi litra vettä painaa yhden kilogramman eli 1000 grammaa. Tästä saadaan vesimolekyylien ainemääräksi n=m/M = 1000 g / 18,016 g/mol = 55,506 mol. Hapen ja vedyn voi olettaa ideaalikaasuiksi, koska ne ovat pienimolekyylisiä ja poolittomia. Ideaalikaasun moolitilavuus on 22,41 l/mol. Sekä happi että vety esiintyvät kaksiatomisina molekyyleinä. Koska vetymolekyylissä on kaksi vetyatomia, kuten vesimolekyylissäkin niin vetymolekyylien määrä on sama kuin vesimolekyylien. Happimolekyyliin tarvitaan puolestaan kaksi vettä, koska yhdessä vedessä on vain yksi happiatomi ja happimolekyylissä kaksi. Siksi happimolekyylien määrä on puolet siitä. Tilavuudet saadaan kertomalla ainemäärä moolitilavuudella:

V(vety) = 55,506 mol * 22,41 l/mol = 1244 litraa
V(happi) = 27,753 mol * 22,41 l/mol = 622 litraa

Vastaus: yksi litra vettä sisältää 1244 litraa vetyä ja 622 litraa happea. Ihmeellistä, eikö vain?

Anonyymi lukija kysyy:
Harrastan toisinaan ilmakivääriammuntaa ja niissä käytettävät patruunat on valmistettu lyijystä. Riittääkö session jälkeen huolellinen käsien pesu saippualla vai onko saippuassa riittävä pesuteho irrottamaan lyijyn jämät käsistä? Itse olen käyttänyt käsien pesuun Fairyn pesuainetta sekä joitain nestesaippuoita.

Kemisti vastaa:
Lyijypöly pysyy kiinteänä eikä kemiallisten ominaisuuksiensa puolesta vaadi voimakkaita pesuaineita. Löysin aiheesta pari englanninkielistä sivua, joissa annetaan ohjeita joilla välttää lyijyn kertymistä elimistöön. Turvatoimenpiteiden tarve riippuu myös siitä, miten harrastat ammuntaa. Sisäradoilla lyijypölyä voi olla ilmassa ja se tarttuu myös muualle ihoon ja vaatteisiin. Toisella sivuista suositellaan kaikkien vaatteiden vaihtamista ja suihkua, ennen kuin olet tekemisissä muiden asunnossasi asuvien tai ruoan kanssa. Jos ammut ulkona, riittänee että putsaat kädet ja ne osat itsestäsi, jotka ovat olleet kosketuksissa patruunoihin. Peseytymiseen suositellaan viileää vettä, koska lämmin vesi laajentaa ihohuokosia ja helpottaa haitallisten aineiden imeytymistä.

https://www.usacarry.com/how-to-avoid-lead-poisoning-after-shootin/

https://www.npr.org/sections/health-shots/2017/05/10/527648768/lead-dust-from-firearms-can-pose-a-silent-health-risk?t=1603347377240&t=1603647627464

Toinen anonyymi lukija kysyy:
Nestesaippuapullo oli pudonnut tiskipöydältä lattialle kissan juomakippoon ja näin kissan juovan vettä mihin sitä ainetta oli liuennut. Tämä saippua sisältää sellaista ainetta kuin glycol distearate eli suomeksi etyleenidistearaatti. Pelästyin huomatessani, että tämä aine on johdettu etyleeniglykolista eli siitä mitä on pakkasnesteessä ja mikä on hyvin myrkyllistä. Netin mukaan tämä johdettu aine ei olisi juuri ollenkaan myrkyllistä mutta onko se muka tosiaan näin? Miten etyleeniglykoli ja etyleenidistearaatti, mitä käytetään monissa kosmetiikka ja pesuaineissa eroavat toisistaan? Eläinlääkäri pyysi tarkkailemaan tilannetta mutta ei osannut sanoa näistä aineista mitään.

Kemisti vastaa:
Kemiallisia aineita voi tosiaan johtaa hyvin erilaisista aineista kuin lopputuote. Esimerkiksi etyleenidistearaatin rakenne selviää seuraavalta sivulta:
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Ethylene-glycol-distearate#section=2D-Structure
Kun kelaat sivua alaspäin rakennekaavaan, niin plus-merkillä suurentamalla voit nähdä, että punaiset täplät tarkoittavat happea (O).

Tämä poikkeaa huomattavasti etyleeniglykolista, jossa on vain kaksi hiiltä, joihin kumpaankin on liittynyt OH-ryhmä ja kaksi vetyä. Tässä OH-ryhmän vedyt on korvattu pitkillä hiiliketjuilla, joissa on vielä kaksoissidoksilla liittynyt happi. Rakenteeltaan uusi aine on hyvin erinäköinen kuin se, mistä se on johdettu, ja täten myös kemiallisilta ominaisuuksiltaan.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *