Stefan Sękowski - Chemia dla ciebie v11 Fotochemia domowa.pdf
(
1827 KB
)
Pobierz
6237416 UNPDF
CHEMIA DLA CIEBIE
Stefan Sękowski
Fotochemia domowa - Wydanie drugie
Warszawa 1990; Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne
Zamiast wstępu
Co tu dużo ukrywać — spotykamy się już po raz 11. Tak, tak, po raz 11. Popatrz na tytuły!
Widzisz?. Zaczęło się od: galwanotechniki, potem przyszła kolej na kleje, kity, następnie
na 2 tomiki ciekawych doświadczeń, elektrochemię, tworzywa sztuczne, na domowe
laboratorium znów w dwóch książeczkach, była już też chemia organiczna i pierwiastki w
domowym laboratorium, i tak seria książeczek „Chemia dla Ciebie" rozrosła się do
dziesięciu pozycji. Ta jedenasta książeczka poświęcona jest fotochemii.
Dlaczego akurat fotochemii — pytasz — a nie na przykład pirotechnice, paliwom
rakietowym czy gazom łzawiącym? Twoim zdaniem taka właśnie tematyka byłaby o wiele
bardziej interesująca, a doświadczenia —jakże efektowne!
Ja osobiście jestem jednak odmiennego zdania i tego rodzaju doświadczenia, a zwłaszcza
pirotechniczne, określam nie efektownymi lecz efekciarskimi. Chemii tam niewiele, a
ryzyko ogromne. Ot; krótki błysk, huk, może dym i po wszystkim (czasem łącznie z
palcami i wzrokiem). Co z czym przereagowało, jak, dlaczego i jakie powstały produkty —
oto przykłady pytań, których amatorzy efektów pirotechnicznych nie zadają z zasady. Nie
można im się wcale nawet dziwić. Ich interesuje samo zewnętrzne zjawisko, a nie chemia.
Nie dla nich jest niestety nasza seria. Modelarze rakiet też muszą paliwa do swych modeli
szukać w swoich klubach, a nie tutaj. Pozostaje mi tylko odpowiedzieć na Twoje pytanie:
— Dlaczego akurat fotochemia?
Cóż, z pytania tego wynika, że nie znasz wszystkich pozycji z serii. Na podstawie czego
tak sądzę? Bo starsi Twoi koledzy, z którymi spotykam się juz po raz właśnie jedenasty
przy stole laboratoryjnym, dobrze wiedzą, ze tematyka poszczególnych książeczek jest
odzwierciedleniem ich zainteresowań. To właśnie oni poprzez swoje listy sygnalizują, co
ich interesuje, jakie mają problemy i trudności.
Ponieważ w ostatnim okresie otrzymałem wiele pytań dotyczących fotografii na tkaninach,
odbitek i rysunków na najrozmaitszych podłożach, postanowiłem wszystkie te zagadnienia
połączyć i omówić w jednej książeczce, właśnie w "Fotochemii domowej". No, a teraz
sprawa bardzo, a bardzo ważna. Dotyczy ona stylu i sposobu pracy w Twoim domowym
laboratorium. Tylko, proszę Cię, nie obrażaj się, że to jest Twoja i jedynie Twoja prywatna
sprawa. Otóż, wcale nie Każde Twoje potknięcie, błąd czy drobny przypadek roznoszą się
lotem błyskawicy i mobilizują opinię publiczną przeciw amatorom eksperymentu. Dlatego
też przyrzeknij mi, że:
- Będziesz respektował podane w książeczce wskazówki i wprost rygorystycznie
przestrzegał bezpieczeństwa pracy. W czasie wykonywania doświadczeń będziesz
niejednokrotnie operował substancjami palnymi, żrącymi, szkodliwymi dla zdrowia. A więc
istnieć będzie pewne ryzyko. Rzecz w tym, aby to ryzyko sprowadzić do minimum. Jest to
na pewno realne, trzeba tylko opanować wrodzone lenistwo, zamiłowanie do prowizorek,
„śmiecioplastyki" i z zasady najpierw pomyśleć, potem zrobić. Ryzyko tylko wówczas
spadnie do minimum, jeżeli bezwzględnie i z żelazną konsekwencją przestrzegać
będziesz wszelkich podawanych środków bezpieczeństwa.
- Dopomożesz mi udowodnić całemu otoczeniu, że można eksperymentować bez
wybuchów, zatruć i pożarów. Jestem szczery i przyznaję, że wcale nie żałuję Twoich
poparzonych palców czy dziur w ukochanych dżinsach. Bo musisz stale pamiętać, że I
najmniejsze Twoje potknięcie czy najbłahszy nawet wypadek, to nie tylko sprawa Twego
bezpieczeństwa, ale również przysłowiowa woda na młyn przeciwników
eksperymentowania w warunkach domowych. Bądź więc solidarny, nie dawaj broni do rąk
naszych nieprzyjaciół. A raczej odwrotnie — swą staranną pracą udowodnij otoczeniu, że
eksperymentowanie chemiczne nie jest wcale niebezpieczniejsze od radioamatorstwa,
metaloplastyki, rzeźbiarstwa czy każdego innego modelarstwa. Jednak mimo najlepszych
nawet chęci i staranności, niektóre doświadczenia można wykonywać jedynie pod okiem
nauczyciela lub odpowiedniego, dorosłego opiekuna.
Co, krzywisz się, że to już słyszałeś?
Nic nie szkodzi. O bezpieczeństwie i staranności pracy w domowym laboratorium muszę
powtarzać stale, aby z kolei w Tobie wytworzyły się odpowiednie odruchy i
przyzwyczajenia.
Jeszcze więc raz apeluję, abyś swą ostrożną pracą stal się ambasadorem bezpiecznego
eksperymentu chemicznego. Wierzę, ze mogę na Ciebie liczyć w tej materii i że pomożesz
mi, i co najważniejsze — początkującym chemikom, którzy dopiero torują sobie drogę do
założenia własnego laboratorium.
Apeluję również, podobnie jak i w poprzednich książkach, abyś, juz
tylko dla swoich potrzeb, prowadził dziennik pracy. Co prawda w
Twoim wieku nie miewa się jeszcze sklerozy, ale za to żyjesz w
czasach tak szybkiego przepływu wiadomości, że może Ci się
zdarzyć zapomnieć, co z czym zmieszałeś poprzedniego dnia i potem
nie będziesz wiedział czemu zawdzięczasz powodzenie, albo w
którym momencie popełniłeś błąd. Powierz tez swojemu dziennikowi
obserwacje i uwagi, jakie nasuną Ci się podczas pracy. I jeszcze
jedną rzecz mam Ci do powiedzenia. Zgodnie z obowiązującym już w
kraju międzynarodowym układem jednostek miar SI i my będziemy
się w tej książeczce i we wszystkich dawniejszych, ale świeżo
wznawianych, posługiwali m. in. centymetrami sześciennymi [cm3]
zamiast mililitrami [ml] do wyrażania objętości. W praktyce nic się
właściwie nie zmieni, bo kolbka miarowa, dajmy na to o pojemności 100 ml, będzie nadal
mieściła do kreski 100 ml wody destylowanej o temp. 20
o
C, tyle tylko, że zamiast w
mililitrach objętość wyrażona zostanie w centymetrach sześciennych. Tak więc jak dawniej
1 l zawierał 1000ml, tak teraz 1 dm
3
zawiera 1000cm
3
. Podobnie, dawna jednostka ilości
ciepła, kaloria, w układzie SI zastąpiona jest dżulem, a jednostka ciśnienia atmosfera —
paskalem. Na marginesie tych zmian dodam Ci jeszcze, że w książkach wydawanych
około 20 lat temu i dawniej, objętości podawane były w centymetrach sześciennych. W
latach sześćdziesiątych wprowadzono mililitry. Będziesz się więc stykał zarówno z
mililitrami, jak i z centymetrami sześciennymi. Mam nadzieję, że dasz sobie z tym radę. I
starym już zwyczajem przypominam: jeżeli masz kłopot zupełnie nierozwiązalny, pytanie,
które mimo poważnych poszukiwań nie ma wciąż odpowiedzi, gdy reakcje kilkakrotnie
powtarzane nie chcą wychodzić i ogarnia Cię juz „czarna rozpacz", pisz na adres:
Dział Łączności z Czytelnikami
Redakcja Młodego Technika
ul. Spasowskiego 4
00-389 Warszawa
PHOS PO GRECKU ZNACZY ŚWIATŁO
Długo się zastanawiałem nad rozłożeniem materiału i treścią poszczególnych rozdziałów.
W końcu doszedłem do wniosku, że najlepiej będzie całą książeczkę podzielić na 3 części.
Co będzie treścią pierwszej części?
Sam chyba rozumiesz, że trudno studiować literaturę, jeżeli się nie umie czytać, czy też
budować dom, gdy się nic nie wie o trzymanym po raz pierwszy w ręku bloczku siporeksu.
Podobnie i my zanim przejdziemy do konkretnego wykorzystania światłoczułych związków
żelaza i chromu, co będzie stanowić części 2 i 3, musimy zacząć od poznania przedmiotu.
Dlatego w tej części omówimy wspólnie sprawę zasadniczą, a mianowicie sam zakres
poruszonych w tej książeczce zagadnień fotochemicznych, dalej będą migawki z dziejów
fotografii i — w końcu — prezentacja pewnych skutków działania światła. O tym wszystkim
porozmawiamy zresztą przy stole laboratoryjnym, przeplatając starym zwyczajem teorię
doświadczeniami.
Leży oto przed Tobą ta mała książeczka, którą długo miętosiłeś w dłoniach, kartkując ją od
przodu do tyłu i z powrotem, a teraz myślisz i zastanawiasz się, i wahasz, bo tak na dobrą
sprawę dalej nie wiesz, o czym ona jest. Wstępu — jak zawsze nie przeczytałeś albo
przeczytałeś go szybko, pobieżnie. Przypomnę Ci więc, ze tematyka tej książeczki wyszła
od Twoich kolegów, po prostu wynikła z treści ich listów. Dlatego właśnie będzie w niej
mowa o fotochemii. Aha, zaczynasz sobie coś kojarzyć: a więc będzie tu mowa o
fotografii! I już zapewne puszczasz wodze fantazji, czujesz się autorem pięknych foto-
gramów, fantastycznych zdjęć trikowych czy też zaskakujących fotografii mikroskopowych.
Moja odpowiedź brzmi: i tak,i nie, przy czym zdecydowanie bardziej nie niż tak. Po prostu
fotografią jako taką, a więc samą techniką wykonania i reprodukcji zdjęć,zajmować się nie
będziemy. Teraz juz nic nie rozumiesz, a z wyrazu Twoich oczu odczytuję pytanie:
No to, co tu właściwie jest grane? „Grana" będzie fotochemia, a ściślej - jeden z jej
ważnych działów, w których bada się reakcje chemiczne zachodzące pod wpływem
światła, często stosowane też w technice reprodukcji rysunków i obrazów. Zacznijmy więc
może od tego, czym właściwie jest fotochemia? W naukach mamy juz bardzo daleko
posuniętą specjalizację. Weźmy jako przykład samą chemię. Z grubsza biorąc, dzieli się
ona na chemię nieorganiczną, organiczną i fizyczną. Dalej przychodzi już podział na
poszczególne dziedziny praktyczne i związany z tym sam warsztat pracy. Mamy więc
biochemię, geochemię, agrochemię czy właśnie fotochemię.
Ta ostatnia, jak Ci już przed chwileczką wspomniałem, jest działem chemii poświęconym
reakcjom zachodzącym pod wpływem światła. A więc, będzie to brązowienie Twojej skóry
pod wpływem słońca lub światła kwarcówki, synteza chlorowodoru, bielenie płótna na
słońcu, czernienie halogenków srebra na świetle, płowienie barwników czy też doniosłe
przemiany fotosyntezy zachodzące w zielonych liściach roślin, wszystkie te procesy i
jeszcze wiele innych nie wymienionych, a pozornie tak różnych, łączy wspólna cecha. —
Mianowicie:
procesy zachodzące tu są wynikiem reakcji chemicznych wywołanych czy też
zainicjowanych przez światło.
W ciemności, czyli bez dostępu światła, roślina nie urośnie, Ty się nie opalisz i nie
wykonasz zdjęcia fotograficznego, szare lniane płótno nie zbieleje, a barwna tkanina nie
zsiwieje, zaś z mieszaniny chloru i wodoru nie powstanie chlorowodór.
Fotochemia zna wiele typów reakcji.
Kiwasz głową, że już o tym była mowa.
Nie, mój kochany, dotychczas była tylko mowa o rodzajach, a więc o asymilacji dwutlenku
węgla czy czernieniu halogenków srebra. Teraz przyszedł już czas, poznać typy reakcji
fotochemicznych. Zacznijmy od początku:
w reakcjach fotochemicznych działanie światła polega na pochłonięciu przez cząsteczkę
substancji kwantu energii świetlnej, czyli fotonu. Dopiero gdy foton zostanie pochłonięty, w
cząsteczkach substancji zajść mogą najróżniejsze reakcje. Widzę, ze kręcisz głową, bo
coś Ci się tu nie zgadza. Juz wiem, o czym myślisz. Normalnie mówiąc o świetle mamy na
myśli różnej długości fale elektromagnetyczne. Tymczasem ja mówiąc o świetle zacząłem
od wymienienia fotonów, czyli kwantów energii świetlnej. Zupełnie więc słusznie zadajesz
pytanie:
—
Czym więc jest światło: falą czy cząsteczką?
Weź, proszę, monetę, na przykład dwuzłotową. Po jednej stronie widzisz na niej orła, a po
drugiej tzw. reszkę — napis „2 zł" wkomponowany w gałązkę.
I teraz ja się pytam:
— Czy moneta ta jest orłem, dokładniej — wizerunkiem orła?
— Nie — odpowiadasz.
— A może w takim razie jest reszką?
— Tez nie — stwierdzasz.
I słusznie. Moneta nie jest ani orłem ani reszką. lecz krążkiem metalu posiadającym po
obu stronach różne rysunki. Podobnie jest i ze światłem. Nie ma ono ani charakteru tylko
falowego, ani tylko cząsteczkowego, a więc korpuskularnego. Stąd odpowiedź na Twoje
wcale nie proste pytanie brzmi: światło jest rodzajem materii, która w pewnych
doświadczeniach ujawnia swą strukturę falową, a w innych — strukturę korpuskularną.
W interesujących nas doświadczeniach fotochemicznych dominuje struktura
korpuskularną, kwantowa. Energię kwantu energii świetlnej, czyli fotonu, wyrażamy
wzorem
E = hv
Z wzoru tego wynika, że energia niesiona przez kwant jest proporcjonalna do częstości v
(grecka litera ni) pomnożonej przez tzw. stałą Plancka — h.
A teraz podam Ci przykłady reakcji, które mogą zostać zapoczątkowane przez
pochłonięcie kwantów energii:
●
atomizacji
●
syntezy
●
redukcji
●
łańcuchowa
●
izomeryzacji
Tak zwana cząsteczka wzbudzona, czyli cząsteczka,
która pochłonęła foton, może w przeciągu bardzo
krótkiego czasu, około 10-8 sekundy, albo
przereagować z inną cząsteczką, albo utracić uzyskaną
energię i wrócić do stanu podstawowego. Zbiorowisko
cząsteczek tracąc pochłonięte kwanty energii świeci, a
obserwowane wtedy zjawisko nazywamy fluorescencją,
ale tylko w przypadku, kiedy trwa krótko po
naświetleniu. Jeżeli trwa dłuższy czas po naświetleniu,
wtedy mówimy o fosforescencji Tyle o fotochemii powinieneś zapamiętać.
Z wielkiej liczby reakcji i procesów, zachodzących pod wpływem światła, w książeczce tej
zajmiemy się tylko jednym ich typem. Będą to
reakcje fotochemiczne, stosowane w różnego
rodzaju technikach utrwalania rejestracji czy też
reprodukcji wszelkiego rodzaju obrazów.
Naciskając spust migawki aparatu
fotograficznego, Ty i Twoi koledzy z zasady nie
interesujecie się procesami, jakie wtedy
zachodzą w warstewce emulsji światłoczułej ani później, w trakcie wywoływania i
utrwalania negatywów oraz pozytywów.
Tymczasem właśnie nas, chemików eksperymentatorów, powinny obchodzić i interesować
przede wszystkim reakcje i procesy chemiczne. Dlatego pozostaw fotografikom dobór
aparatów, umiejętność kompozycji, wyszukiwanie motywów i technikę pracy ciemniowej, a
sam zajmij się w pierwszym rzędzie reakcjami wywoływanymi przez światło. Inaczej
mówiąc: książeczka ta nie jest następnym poradnikiem fotograficznym, ale zbiorem
ciekawych doświadczeń z jednej dziedziny fotochemii, i to doświadczeń możliwych do
wykonania w domowym laboratorium.
Oczywiście, jak tego juz wymaga tradycja książeczek z serii „Chemia dla Ciebie", nie
będzie to tzw. sztuka dla sztuki. Podam Ci wiele konkretnych zastosowań. Jednak jeszcze
raz uprzedzam i zapowiadam: fotografią klasyczną, artystyczną, zajmować się nie
będziemy. Przykładowo — fotograficy oprócz związków srebra do wykonania pięknych, o
wysokich walorach artystycznych fotografii, wykorzystują światłoczułe związki żelaza i
chromu. My również tak postąpimy, ale nie w celu uzyskania efektownych fotografii, lecz
przede wszystkim w celu poznania samego mechanizmu reakcji. Postaramy się więc
wspólnie przy stole laboratoryjnym poznać różne reakcje fotochemiczne od
najtypowszych, powszechnie w fotografii znanych, aż do bardzo rzadko stosowanych, i to
wyłącznie w technice, a nie w fotografice.
Niejako produktem wtórnym naszych doświadczeń będą różne śmieszne, pomysłowe, a
może dziwne drobiazgi, które przy okazji da się wykonać. Będą to, krótko mówiąc,
różnego typu rysunki i obrazy na najprzeróżniejszych podłożach. Już w samym doborze
słów ostatniego zdania kryje się motyw przewodni naszego postępowania.
Nie mamy zamiaru konkurować z fotografikami, natomiast chcemy poznać reakcje
fotochemiczne, stosowane w technice reprodukcyjnej i z ich pomocą wykonać
najrozmaitsze obrazy czy rysunki, ale bez żadnych ambicji artystycznych. Powiedzmy
sobie szczerze, czasem przez zbieg okoliczności czy tez przypadkowy dobór zestawu
barw. może Ci wyjść zwyczajna szmira. Tak, używam tego określenia z całą
świadomością. Daleki jestem od namawiania Cię do celowej i świadomej fabrykacji rzeczy
nieartystycznych, ale dla mnie znacznie ważniejsze jest w tej chwili poznanie przez Ciebie
mechanizmów reakcji i opanowanie zdolności eksperymentatorskich niż walory
artystyczne u-zyskanych obrazów. Chociaż i na to radziłbym Ci w drugiej kolejności
poświęcić trochę czasu, wysiłku i inwencji.
Stosując reakcje fotochemiczne, będziesz mógł wykonać różne praktyczne przedmioty,
barwne metalowe plakietki, tabliczki znamionowe, formę do druku sitowego, skalę na
szkle, dowolne wklęsłe i wypukłe rysunki, napisy i podziałki na metalach. A czy nie jest
przyjemnie posiąść umiejętność wytwarzania obrazów na tkaninach, drewnie, tworzywach
sztucznych, ceramice? — Na pewno tak. Eksperymentować będziemy z różnymi
światłoczułymi substancjami, np.: związkami srebra, żelaza, chromu, miedzi. Taki zakres
doświadczeń z fotochemii postanowiłem omówić z Tobą w tej książeczce.
Celowo natomiast pominąłem fotosyntezę, nie omawiam reakcji zachodzących w skórze
pod wpływem promieni nadfioletowych ani też nie analizuję mechanizmu płowienia
barwnika. Są to reakcje bardzo ciekawe na pewno godne opisania przez kogoś w formie
Plik z chomika:
Plikomaniaczek
Inne pliki z tego folderu:
Stefan Sękowski - Chemia na co dzień (1982).pdf
(47436 KB)
Stefan Sękowski - Rozmaitości Chemiczne.pdf
(34013 KB)
Stefan Sękowski - Chemia dla ciebie v13 Drugi bazar chemiczny (1987).pdf
(27580 KB)
Stefan Sękowski - Chemia dla ciebie v06 Moje laboratorium cz1 wyd 5 (1985).pdf
(24249 KB)
Stefan Sękowski - Chemia dla ciebie v3 Na wszystko jest rada.pdf
(1995 KB)
Inne foldery tego chomika:
! Przełęcz ocalonych chomikuj (2016) Napisy PL
[PL] Heavyweight Thunder
¤¤¤¤¤ Spryciarze Pl -Porady na wszystko ¤¤¤¤¤
¤¤¤¤¤ Tuning Chomika ¤¤¤¤¤
✱Spintires (2014)(PL)
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin