Dichroman amonný
Meera Senthilingam
Tento týden Brian Clegg vzpomíná na jednoduchou, ale výbušnou sloučeninu.
Brian Clegg
Ze všech chemických sloučenin, které jste mohli najít v chemické sadě v dávných dobách, než se vše stalo zdravotně nezávadným, byl možná nejuspokojivější ve své jednoduchosti dichroman amonný. Tato poměrně složitá anorganická sloučenina kombinuje dva amonné ionty s dvojnásobně záporným Cr2O7 a vytváří poměrně atraktivní oranžový krystal, který vypadá stejně neškodně jako síran měďnatý. Když na něj však posvítíte – což je u látky v krystalické formě překvapivě snadné -, vychrlí velké množství opeřeného, tmavě zeleného prášku oxidu chromového s množstvím jasně oranžových jisker a dostatečně působivou silou, aby se mu přezdívalo „Vesuvský oheň“. Zapomeňte na modelové sopky poháněné hydrogenuhličitanem sodným a octem, sopka z dichromanu amonného je opravdová záležitost.
Zdroj: ©
Abychom byli k chemické policii spravedliví, dichroman amonný je dráždivý, jedovatý, téměř jistě karcinogenní a při zahřívání v uzavřené nádobě může explodovat. Krystalová struktura je termodynamicky nestabilní, takže při spuštění plamene nebo dostatečném zahřátí začne exotermická reakce, která způsobí velké zvětšení objemu, protože většina, ale ne všechen dichroman se přemění na oxid. Při tomto procesu se uvolňuje dusík a reakce se někdy používá v laboratořích k výrobě čistšího dusíku, než jaký lze snadno získat ze vzduchu.
Sloučenina začíná svůj život jako v přírodě se vyskytující minerál chromit, FeCr2O4, který se praží v peci s hydroxidem sodným a oxidem vápenatým za vzniku chromanu sodného. Hlavním cílem je pak výroba základního síranu chromitého, nezbytného pro kožedělný průmysl, ale část se zpracovává přes dichroman sodný na amonnou sůl.
Dichroman amonný je z průmyslového hlediska tak trochu „včerejší sloučenina“. V počátcích fotografie to byla jedna z řady chemických zásob – obvykle nebezpečných – které se používaly k pořízení snímku. Nejpřímější použití bylo v bichromátové fotografii (bichromát je jen starší, alternativní výraz pro dichroman).
Dichroman amonný bude vždy tak trochu výstavní, sloučenina, která vždy přinese vzrušení a rozruch
Postup pochází z 50. let 19. století a vytváří výtisky, které mohou být plnobarevné nebo černobílé. Postup spočívá v natírání papíru směsí pigmentu – obvykle akvarelové barvy – a arabské gumy, což je míza stromu akácie, i když někteří moderní uživatelé nahrazují gumu lepidlem PVA. Vrstva se pak ošetří dichromanem amonným (a někdy i draselným), který ji učiní citlivou na světlo a oxiduje gumu, aby se pigment udržel na místě, kam dopadá světlo. Po vystavení obrazu (přes barevný filtr, pokud je požadován plnobarevný výsledek) se omyje ve vodě, čímž se odstraní pigment, který nebyl vystaven světlu. Pro přidání dalších barev se proces opakuje ve vrstvách s různými pigmenty, čímž se získá výrazný obraz, který se více podobá malbě než tradiční fotografie.
Dichroman amonný se dnes používá pouze u specializovaných nadšenců, stejně jako další fotografické použití dichromanu amonného, kyanotypický tisk na slunci. Zde se sloučenina mísí s oxalátem amonno-železitým a ferrikyanidem draselným a namáčí se do papíru. Po zaschnutí je papír světlocitlivý a po vystavení slunečnímu světlu zmodrá. Obrázky se obvykle vytvářejí částečným stíněním papíru předměty, aby se vytvořily negativní stíny.
Ačkoli se dnes již pravděpodobně příliš nepoužívá, pyrotechnický průmysl používal dichroman amonný do některých ohňostrojů, a to jak samostatně v prvních ohňostrojích pro vnitřní použití (než byl považován za příliš nebezpečný), tak ve směsi, která působila jako okysličovadlo a rozpínavá pohonná látka.
Zdroj: ©
Stejný postupný ústup od používání můžeme pozorovat i u další z aplikací dichromanu amonného. Dichromany se ukázaly jako účinné mořidla při barvení. Mořidlo byla původně spona nebo přezka opasku – něco, co pevně drželo – a tento termín se přenesl do barvířského průmyslu, kde chtěli najít způsob, jak zajistit, aby barviva pevně držela na materiálech, které je přirozeně odpuzovaly. Mořidlo funguje jako jakýsi prostředník, který s barvivem vytvoří komplex, jenž se spojí s vláknem tkaniny. Protože existují jiná stejně účinná, ale méně nebezpečná mořidla, dichroman amonný se dnes používá jen zřídka.
Jednou z posledních aplikací, která zmizela mnohem náhleji než mořidlo, byla pomoc při výrobě obrazovek pro televizory a počítače. V podstatě se dichroman používal v podobném procesu jako bichromanová guma ve fotografii k připevnění shluků fosforeskujícího materiálu na obrazovku v podobě pixelů. Povrch se pokryl směsí, pak se vystavil světlu se stínovou maskou, která vytvořila vzor bodů na obrazovce, a poté se meziprodukt smyl. Zavedení LCD, plazmových a LED obrazovek však prakticky zničilo trh, kde měl dichroman amonný své poslední hi-tech uplatnění, a obrazovky na bázi fosforu se tak staly raritou pro specializované uživatele.
Musíme se smířit s tím, že navzdory zdánlivě nevinné kráse těchto třpytivých oranžových krystalků je dichroman amonný příliš nebezpečný na to, aby se stal hračkou. Ale za kontrolovaných podmínek může tato tryskající sopečná reakce stále vyvolat široký úsměv na tváři i těch nejcyničtějších chemiků. Dichroman amonný bude vždycky tak trochu show-off, sloučenina, která vždycky přinese vzrušení a rozruch.
Meera Senthilingam
Vědecký spisovatel Brian Clegg se sopečnou chemií dichromanu amonného. Příští týden se věci stanou metabolickými.
Nate Adams
Skupina proteinů cytochromu p450s je pravděpodobně nejdůležitějším molekulárním strojem v našich buňkách. Jsou to enzymy, které zahajují proces odbourávání neboli metabolismu obvykle toxických nebo nebezpečných molekul, které naše tělo nechce nebo už nepotřebuje.
Meera Senthilingam
Příští týden se spolu s Natem Adamsem v pořadu Chemie ve svém živlu dozvíte, jaká chemie za tím stojí. Do té doby vám děkuji za pozornost, jsem Meera Senthilingam.