Rtęć i jej związki - dlaczego tak niebezpieczne?

Witajcie!

Dzisiejszy post będzie zawierał słów kilka o powszechnie, każdemu znanej RTĘCI. :)

Nie raz słyszeliśmy w dzieciństwie, żeby uważać na termometr podczas mierzenia temperatury, a kiedy już go zbijemy to najlepiej zawołać rodziców, żeby jak najszybciej posprzątać i co najważniejsze... NIE WDYCHAĆ oparów, które ulatniają się z cieczy termometru. Takie zagrożenie i jego konsekwencje doprowadziły do wprowadzenia na rynek m.in. termometrów elektrycznych, które są zdecydowanie bardziej bezpieczne. 

Dlaczego taka niepozorna ciecz może nam szkodzić?

Wszystkiego dowiecie się czytając dalszą część postu! :)

Rtęć (z ang. mercury) znajduje się w 6 okresie i 12 grupie układu okresowego.

Jako jedyny metal w przyrodzie w warunkach normalnych, występuje w formie ciekłej.

Rtęć może występować pod kilkoma postaciami, gdzie każda z nich jest trująca dla człowieka. 

Stężenie rtęci uważane za bezpieczne (czyli tzw. dawka progowa), wynosi 0,05 mg Hg na 1 m³ powietrza, dlatego też rtęć metaliczna, która została rozlana stanowi już potencjalne niebezpieczeństwo zatrucia dla człowieka. Ciekła rtęć szybko paruje, a unoszące się pary mogą być wdychane i wchłaniane przez organizm, docierając do mózgu i powodować jego uszkodzenie. 

Omawiany związek rozpuszcza niektóre metale, tworząc tak zwane amalgamaty. Od XIX w. amalgamaty srebra i cyny były stosowane m.in do wypełnienia ubytków w zębach. Jednak ze względu na wzrost przypadków zatrucia rtęcią, zaczęto odchodzić od takiego jej zastosowania. Współcześnie rtęć, pod różnymi postaciami, jest stosowana w procesach przemysłowych i podczas wytwarzania takich produktów jak: elektrody, baterie, czy katalizatory.

Nieorganiczne związki rtęci (tj. sole) są zazwyczaj rozpuszczalne w wodzie, dlatego też łatwo mogą rozprzestrzeniać się w środowisku. Warto zwrócić uwagę na tak zwaną chorobę Minamata, o której historia poniżej:

W zatoce Minamata (na japońskiej wyspie Kyushu) istniała fabryka, która od lat wytwarzała chlorek winylu (stosowany do produkcji tworzywa sztucznego, tj. poli(chlorku winylu)). Podczas produkcji tego związku stosowano katalizator - tlenek rtęci. Wszystkie zanieczyszczenia i produkty uboczne reakcji było wrzucane wraz ze ściekami do wód zatoki. Mimo, że same nieorganiczne związki rtęci mogły zostać rozpuszczone w wodzie, jednak wymieszane z innymi ściekami, osadzały się na dnie zatoki. Wszelkie organizmy żywe, w tym plankton, małe organizmy żywe a tym samym ryby, które są stałym pożywieniem człowieka, zaczęły gromadzić ten związek w swoim organizmie, co doprowadziło do bioakumulacji metylortęci. Zatrucia Japończyków nazwano właśnie chorobą Minamata. Opisana katastrofa środowiskowa doprowadziła do ok. 70 zgonów oraz blisko 2265 przypadków zatruć związkami rtęci i mimo, że firma wypłaciła odszkodowania to nawet po upływie wielu lat, ofiary zatruciem cierpiały na dolegliwości neurologiczne, tj. utrata pamięci, problemy ruchowe, czy niestabilność emocjonalną.

Przyczyną takich objawów, jak w przypadku choroby Minamata, jest fakt, że organiczne związki rtęci, tj. metylortęć, w odróżnieniu od związków nieorganicznych (np. soli rtęci), są bardzo dobrze rozpuszczalne w lipidach (inaczej: tłuszczach), w wyniku czego łatwo wnikają zarówno do mózgu, jak i do układu nerwowego. 

Jednak rtęć w różnych postaciach wywołuje różne objawy. Dlaczego?

Dzieje się tak, ze względu na sposoby ich rozprzestrzeniania w organizmie oraz w ich odmiennych właściwościach. Płynna pierwiastkowa rtęć, która dość szybko paruje, może być wdychania drogami oddechowymi. Jeśli odpowiednio duża dawka przedostanie się do organizmu, wnika tam do różnych tkanek, powodując ich uszkodzenia, a tym samym prowadząc np. do bólu głowy, a także może niszczyć dziąsła bądź zęby. 
Rtęć, która dostaje się do organizmu drogą pokarmową (np. po przegryzieniu termometru rtęciowego przez dziecko), nie jest aż tak bardzo szkodliwa, ponieważ znacznie szybko może zostać wydalona z jelit wraz z kałem, a tylko niewielka jej część może dostać się do krwiobiegu.
"Pocieszający" jest fakt, że nieorganiczne związki rtęci nie są rozpuszczalne w lipidach (tak jak w przypadku organicznych związków) i nie pokonują bariery krew-mózg, a tym samym nie doprowadzają do uszkodzenia mózgu.

Zgodnie z myślą Paracelsus'a: "Wszystkie substancje to trucizny; nie ma wśród nich żadnej, która nie byłaby trucizną. Tylko dawka odróżnia truciznę od lekarstwa". 

Dlatego też pamiętajmy, że każda substancja jest w pewnym stopniu niebezpieczna, wszystko zależy od dawki, jej postaci, czy sposobie przedostania się do organizmu.
Tym akcentem pragnę zakończyć post dotyczący rtęci i jej działania. :) 

Już niedługo kolejne posty odnośnie innych, powszechnie znanych substancji oraz garść nowego "szkolnego" materiału :) 

A może macie propozycje, o czym chcielibyście, abym napisała/poruszyła jakiś chemiczny problem? 

Zapraszam do kontaktu! 
chemia.na.6stke@gmail.com 

Miłego dnia! :)

Reakcje chemiczne - przykłady

Witajcie!

Zgodnie z obietnicą, dzisiejszy post będzie dotyczył omówienia konkretnych przykładów reakcji chemicznych, a dokładnie ich stechiometrycznego uzgadniania.

Do dzieła! :)

Przykład nr 1. Zacznijmy od jednej z najprostszych reakcji chemicznych, najbardziej rozpowszechnionych w przyrodzie, czyli od syntezy wody.

Napiszmy reakcję powstawania wody z wodoru i tlenu (bez uzgadniania współczynników stechiometrycznych):

Z załączonej reakcji możemy stwierdzić, że cząsteczka wodoru reaguje z cząsteczką tlenu tworząc cząsteczkę wody. Jednak czy powyżej zapisana reakcja jest poprawna? 

Oczywiście, że nie. Zgodnie z prawem zachowania masy, ilość substratów (czyli reagentów tych z lewej strony) musi równać się ilości powstałych produktów (czyli reagentów z prawej strony). 

W powyższym przypadku mamy:

po lewej stronie: 2 atomy wodoru + 2 atomy tlenu

po prawej stronie: 2 atomy wodoru i jeden atom tlenu ( w jednej cząsteczce wody)

2 wodory (lewa strona) = 2 wodory (prawa strona)

2 atomy tlenu (lewa strona) > 1 atom tlenu (prawa strona) 

W tym przypadku należy dokonać uzgodnienia stechiometrycznego, gdzie finalnie poprawiona reakcja powinna wyglądać następująco:

Teraz mamy następującą ilość poszczególnych atomów:

po lewej stronie: 4 atomy wodoru (2 cząsteczki x 2 atomy) + 2 atomy tlenu

po prawej stronie: 4 atomy wodoru (2 x 2 atomy) i 2 atomy tlenu 

4 wodory = 4 wodory

2 atomy tlenu = 2 atomy tlenu

Pamiętaj! przy uzgadnianiu reakcji, nie możesz zmieniać wzoru związku chemicznego (tzn. dopisywać współczynników w indeksach dolnych, gdzie popadnie ;) np. tworząc nowe związki tj. H₃O ). Natomiast możesz zwiększać/zmniejszać ilość cząsteczek (dopisywanie współczynników przed daną cząsteczką/związkiem chemicznym, tak jak zostało zrobione w powyższym przykładzie).

Przykład nr 2 Synteza NaCl (chlorku sodu), czyli powszechnie używanej soli kuchennej :)

Napiszmy najpierw reakcję chemiczną:

Powyższa reakcja oznacza, że jeden atom sodu reaguję z jedną cząsteczką (dwuatomową) chloru i powstaje jedna cząsteczka chlorku sodu - oczywiście reakcję trzeba uzgodnić ;)

Obecnie mamy:
po lewej stronie: jeden atom sodu + 2 atomy chloru
po prawej stronie: jeden atom sodu i jeden atom chloru w jednej cząsteczce chlorku sodu

1 atom sodu = 1 atom sodu w NaCl, ale
2 atomy chloru > 1 atomu chloru w NaCl

Nie zgadza się, więc uzgadniamy:

Jak to robimy?

Właśnie tak :)

Sprawdzamy, którego atomu nam brakuję i po której stronie. Skoro chloru w NaCl było za mało, to dopisujemy wielką DWÓJKĘ przed NaCl i sprawdzamy jeszcze raz ;). Po dopisaniu dwójki przed NaCl zwiększyliśmy nie tylko liczbę Cl, ale również Na, więc wracamy na początek reakcji i dopisujemy również duże DWA przed Na i teraz mamy:

po lewej stronie: 2 atomy Na + 2 atomy Cl

po prawej stronie: 2 atomy Na i 2 atomy Cl w NaCl

2 atomy sodu = 2 atomy sodu w NaCl oraz

2 atomy chloru = 2 atomy chloru w NaCl

Wszystko się teraz zgadza! :)

Przykład nr 3.  Teraz reakcja odwrotna od reakcji syntezy (tj. powstawanie bardziej złożonych związków ze związków prostych), czyli reakcja analizy (tj. rozpad związków złożonych na związki proste).

W tym przypadku mamy analizę tlenku miedzi (II) na związki proste tj. miedź i tlen.

Cząsteczka CuO rozpada się na atom miedzi Cu oraz cząsteczkę tlenu.

po lewej stronie: jeden atom miedzi i jeden atom tlenu w jednej cząsteczce CuO

po prawej stronie: jeden atom miedzi + dwa atomy tlenu

Po uzgodnieniu stechiometrycznym:

po lewej stronie: 2 atomy miedzi i 2 atomy tlenu w jednej cząsteczce CuO

po prawej stronie: 2 atomy miedzi + 2 atomy tlenu 

2 Cu (w CuO) = 2 Cu

2 O (w CuO) = 2 O

Proste, prawda?

Teraz zadanie dla Was :):

Dobierz współczynniki w następujących reakcjach:

Powodzenia! ;)

Jeżeli macie jakieś pytania odnośnie omówionego tematu, piszcie na adres: chemia.na.6stke@gmail.com

Zapraszam!

Miłego tygodnia! ;)

Come back! + nowa lekcja: REAKCJE CHEMICZNE

Wielki COME BACK bloga chemia-na-6tke.blogspot.com !!!

Kochani!

Najmocniej przepraszam wszystkich zainteresowanych, którzy śledzili moje chemiczne posty za dość spory zastój na blogu… W ostatnim czasie dość dużo działo się w moim życiu, stąd brak mojej aktywności :( Ale spokojnie, od dziś będę nadrabiać zaległości :) (a trochę się ich nazbierało).

Nowy post, po wielkim come back’u zacznę od czegoś przyjemnego, a bez czego każdy chemik, ba … każdy organizm, który żyje na tym świecie (tak - Ty też ;) ) nie mógłby funkcjonować.

Tak! Mówię oczywiście o reakcjach chemicznych!

Tylko spokojnie, nie przestraszcie się ;) Wiem, że reakcje za pewne od razu kojarzą Wam się z uzgadnianiem stechiometrycznym (lewa strona musi zawsze równać się prawej….NUDA… a w szczególności, kiedy te dwie strony nie chcą się wcale równać…). Jednak na pozór „skomplikowane” reakcje chemiczne nie są takie złe, wręcz przeciwnie, są nam niezbędne do życia.

W naszych organizmach zachodzi tysiące tego typu procesów… Kiedy spożywamy pokarmy, nasze narządy wykonują ogromną pracę, aby wszystkie niezbędne składniki (zbędne niestety też -  w końcu powiedzenie: "jesteś, tym czym jesz" nie wzięło się znikąd) odpowiednio uległy metabolizmowi i w prawidłowej postaci zostały dostarczone do naszych komórek.

Oczywiście - to nie jest lekcja biologii, więc przechodzimy do chemicznych szczegółów (w końcu po to tu jesteśmy ;))

Czym są wspomniane reakcje chemiczne??

W teorii reakcja chemiczna jest to proces, w wyniku którego z pierwotnej substancji (składników) – zwanych substratami, powstaje inna substancja/substancje (składniki), zwanych produktami. Aby doszło do powstania nowej substancji konieczne jest rozerwanie wiązań chemicznych pierwotnych substancji. Jest to warunek, bez którego reakcja chemiczna nie istnieje.

substrat/substraty -- > produkt/produkty

I to co lubimy najbardziej, czyli przykład!:

2H₂ + O₂ -- > 2H₂O

P.S. Spokojnie, później będą trudniejsze ;)

Hmm… możemy się zastanowić w takim razie, jak to jest np. z topnieniem lodu? Przecież lód to woda, więc kiedy topnieje czy wiązania cząsteczek wody również się rozrywają?

Oczywiście, że nie ;) Lód podczas topnienia zmienia swoją postać fizyczną z ciała stałego na ciecz i mówimy wtedy o przemianie fizycznej (czego w żadnym wypadku nie wolno mylić z reakcją chemiczną). Podczas przemiany fizycznej, nie dochodzi do rozerwania wiązań chemicznych, a tym samym „produkty”, które powstają pod wpływem topnienia, krzepnięcia, sublimacji itp. są wciąż tymi samymi substancjami, tylko występującymi pod inną postacią.

Wróćmy do naszych reakcji ;)

Oczywiście, żeby nie było tak łatwo, występuje kilka rodzajów reakcji chemicznych, które omówię poniżej:

1. Reakcja syntezy (łączenie) – jest to reakcja, kiedy w wyniku połączenia się dwóch, dość prostych składników, powstaje inny bardziej złożony składnik,  czyli:

A + B -- > AB

konkret:

2Na + Cl₂ -- > 2NaCl

!!! Pamiętajmy o ustaleniu współczynników stechiometrycznych (czyli liczb przy danym atomie pierwiastka), tak, aby lewa strona reakcji równała się prawej – patrz: prawo zachowania masy !!!

2. Reakcje analizy (rozkładu) – czyli reakcja odwrotna do syntezy, a mianowicie podczas analizy dochodzi do rozkładu złożonej substancji, na bardziej proste, mniejsze cząsteczki.

2CuO -- > 2Cu + O₂

3. Reakcja wymiany -  rodzaj już trochę bardziej skomplikowanej reakcji, której jak sama nazwa wskazuje polega na wymianie jednego lub kilku atomów w cząsteczce danej substancji:

AB + C -- > BC + A

(widzimy, że składnik C „wskoczył” na miejsce A i „wyrzucił” A z cząsteczki)

CuSO₄ + Fe -- > FeSO₄ + Cu

Teoria – teorią, a jak to wygląda w praktyce? Gdzie są te „słynne” reakcje?

Tak, jak mówiłam na początku – one są WSZĘDZIE!!!

Fotosynteza

Metabolizm w organizmach żywych

Przemysł

Uczucia i emocje - to także reakcje chemiczne w naszym mózgu ;)

Podsumowując moją dzisiejszą krótką lekcję dotyczącą reakcji chemicznych – pamiętajcie o tak istotnym znaczeniu, jakie dla nas stanowią omawiane procesy. Bez nich nie byłoby życia na tej planecie (i myślę, że na każdej innej też ;) ). Warto też zwrócić uwagę, na prawo zachowania masy, które pozwala na ujednolicenie wszystkich reakcji chemicznych, tak aby każdy proces rządził się takimi samymi regułami ;) (Link do praw chemicznych: https://chemia-na-6tke.blogspot.com/2016/12/podstawowe-prawa-chemiczne.html).

P.S. W kolejnym poście omówię kilka konkretnych przykładów odnośnie uzgadniania współczynników stechiometrycznych reakcji chemicznych ;)

Miłej soboty! ;)