Τετάρτη 17 Δεκεμβρίου 2008

Σύνθεση αμμωνίας, αλλά και Zyklon B.

Αναδημοσίευση από τον Σκύλο της Βάλια Κάλντα
Προχτές, χαζεύοντας στη Wikipedia έπεσα πάνω σε μία από τις τραγικότερες προσωπικότητες της ιστορίας. Ο γερμανός (εβραϊκής καταγωγής) Φριτς Χάμπερ ήταν διαπρεπής χημικός: στον Α' Παγκόσμιο Πόλεμο συνεισέφερε τα μέγιστα στην ανάπτυξη των χημικών όπλων, που τότε χρησιμοποιήθηκαν κατά κόρον. Όσο αυτός πηγαινοερχόταν μεταξύ ανατολικού και δυτικού μετώπου, για να επιβλέψει τη «σωστή» τους χρήση, η σύζυγός του (επίσης χημικός) του αυτοκτόνησε με το υπηρεσιακό του πιστόλι, μην αντέχοντας την απάνθρωπη εφευρετικότητά του. Το 1918 ο Χάμπερ πήρε το Νόμπελ Χημείας για τη συνθετική παραγωγή αμμωνίας (εκρηκτικά, λιπάσματα, κλπ).

Ο Χάμπερ, λοιπόν, είχε διατυπώσει τον κανόνα, που φέρει το όνομά του, και ο οποίος λέει ότι η έκθεση για μικρό χρόνο σε πυκνό χημικό όπλο ισούται με την μακρόχρονη έκθεση σε αραιό χημικό όπλο, όπως τα δακρυγόνα. Πράγμα, που σε απλά ελληνικά σημαίνει ότι σε λίγο καιρό θα αρχίσουν να εμφανίζονται καρκίνοι από τα δακρυγόνα. Και θα εμφανιστούν σε μπάτσους, όσο στεγανές μάσκες κι αν φοράνε, γιατί αυτοί είναι μέρα παρά μέρα μέσα στα δακρυγόνα.

Τραγικός επίλογος: αν και παρασημοφορημένος από τον Κάιζερ, το 1933 ο Χάμπερ αντιμετώπισε τον διωγμό όλων των εβραίων από τους Ναζί. Πέθανε το 1934 στη Βασιλεία της Ελβετίας. Το ινστιτούτο, που ίδρυσε, συνέχισε να υπάρχει και μεταξύ άλλων ανέπτυξε το Zyklon B, το αέριο που χρησιμοποιήθηκε στον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο για να εξοντώσει εκατομμύρια ανθρώπων. Μεταξύ των οποίων και πάρα πολλούς συγγενείς του Χάμπερ...
Περισσότερα εδω, στο σκύλο της ζεστής κοιλάδας.

Παρασκευή 5 Δεκεμβρίου 2008

Υπολογισμός θερμότητας αντίδρασης.

Στην εργαστηριακή άσκηση «Υπολογισμός θερμότητας αντίδρασης» επαληθεύουμε το νόμο του Hess, μετρώντας τις θερμότητες αντίδρασης σε τρεις αντιδράσεις, από τις οποίες η τρίτη είναι η απευθείας πορεία από τις αρχικές ουσίες στα τελικά προϊόντα.

Όπως γράφει ο τότε καθηγητής Δημήτριος Κατάκης του Χημικού – Φυσικού Αθήνας, στο βιβλίο του «Μαθήματα Ανοργάνου Χημείας» - Αθήνα 1972 -
….εάν η αντίδρασις λαμβάνη χώραν κατά διαδοχικάς βαθμίδας, η μεταξύ τελικών προϊόντων και αρχικών ουσιών διαφορά ενθαλπίας ισούται προς το αλγεβρικόν άθροισμα των διαφορών ενθαλπίας των επί μέρους αντιδράσεων.
Ανάλογος διατύπωσις είναι δυνατόν να δοθή δι’ αντιδράσεις υπό σταθερόν όγκον, χρησιμοποιουμένης εν τοιαύτη περιπτώσει της εσωτερικής ενέργειας, αντί της ενθαλπίας.
Και παρακάτω …. (Εις το τεράστιον εργοστάσιον της Φύσεως, η Αρχή της εντροπίας διαδραματίζει ρόλον διευθυντού, διότι υπαγορεύει τον τρόπον και την μέθοδον ολοκλήρου της επιχειρήσεως, ενώ η Αρχή της ενέργειας απλώς χρησιμεύει εις την τήρησιν των λογιστικών βιβλίων, δίδουσα τον ισολογισμόν των χρεώσεων και των πιστώσεων R. Emden)

Με βάση τον εργαστηριακό οδηγό της Χημείας της Β Λυκείου κατεύθυνσης, Λιοδάκη – Γάκη, η πορεία της άσκησης με μικρές τροποποιήσεις:
Η πρώτη αντίδραση είναι η διάλυση στερεού ΝαΟΗ σε νερό. Διαλύουμε 2 g NaOH σε 200 ml νερό και υπολογίζουμε τη θερμότητα που εκλύθηκε από τη διαφορά θερμοκρασίας που παρατηρείται.
Η δεύτερη αντίδραση είναι η εξουδετέρωση διαλύματος ΝαΟΗ με διάλυμα HCl. Προσθέτουμε 100 ml διαλύματος ΝαΟΗ 0,5 Μ, σε 100 ml HCl O,5 M. Υπολογίζουμε τη θερμότητα που εκλύεται από την διαφορά θερμοκρασίας που παρατηρείται.
Η τρίτη αντίδραση είναι η συνολική των δυο προηγούμενων, η εξουδετέρωση στερεού ΝαΟΗ με διάλυμα HCl. Στερεό ΝαΟΗ ρίχνεται απευθείας σε διάλυμα ΗCl. Προσθέτουμε 2 g ΝαΟΗ σε 200 ml HCl O,5 M. Υπολογίζουμε τη θερμότητα που εκλύεται από την διαφορά θερμοκρασίας που παρατηρείται.
Στη συνέχεια υπολογίζουμε τη θερμότητα αντίδρασης για την κάθε αντίδραση, και διαπιστώνουμε ότι η θερμότητα της τρίτης αντίδρασης ισούται με το άθροισμα των θερμοτήτων των δυο επιμέρους αντιδράσεων. Εκεί που τελειώνει η πρώτη, αναλαμβάνει τη σκυτάλη η δεύτερη για να φτάσουμε στα τελικά προϊόντα της τρίτης.
Η άσκηση σε τρεις κάρτες
Η πρώτη κάρτα με τις τρείς αντιδράσες.
Η δεύτερη κάρτα με ενδεικτικές μετρήσεις – υπολογισμούς.
Η τρίτη κάρτα επιχειρεί μια εποπτική ερμηνεία του νόμου του Hess με ενεργειακά σκαλοπάτια