Kemičar u kući (#13): umijeće čišćenja umijeće je razrjeđivanja

U serijalu „Kemičar u kući“ objavljujemo kemijske zanimljivosti iz svakodnevnog života. Želimo vam pokazati kako znanje kemije može svakome, pa i ne-kemičaru, pomoći u svakodnevnom životu.

Nenad Raos subota, 8. kolovoza 2020. u 23:32

Kaže meni moj kolega, inače profesor kemije u gimnaziji, da u njegovoj kući samo on pere suđe, štoviše da je strogo zabranio svojoj (poslušnoj) bračnoj družici da to čini. Pogledah ga: „A zašto?“  Zato što ona nikad ne bi znala tako dobro oprati lonce, tave, zdjele, tanjure, vilice, žlice… kao on. Na spomen suđerice samo se osmjehnuo i sažalno me pogledao, kao da hoće reći: „Zar se tim strojem može išta oprati?“

Nije on jedini. Veli mi kolegica da i njezin muž, kemičar, čini to isto – preuzima u kući monopol na pranje posuđa. Tim čudnije što je i ona kemičar. Valjda on (muž) misli da je bolji kemičar od nje. Ja taj  problem kod kuće nisam imao. Iako sam kemičar, moja je žena bila farmaceut, a farmaceuti su u tom pogledu još zahtjevniji od kemičara. Jer u apoteci ne samo da sve mora biti čisto u kemijskom smislu, nego mora biti i sterilno, ne smije sadržavati alergene i sl. Usto, kada kemičar napreduje u  struci, sve se više bavi formulama a sve manje kemikalijama, a na kraju se (nažalost) najviše bavi formularima i dopisima.

 „Ako hoćeš kuhat znati, uči prije suđe prati!“, stoji napisano na krpi, jednom od onih nebrojnih djela narodne umjetnosti koja su se nekoć mogla vidjeti u svakoj kuhinji. Tako je i u kemijskom laboratoriju.  Kemičar prije svega mora znati oprati pribor kojim će raditi pokus. I najmanja nečistoća može sve upropastiti. Primjer? Između dva rata njemački su kemičari radili na postupku kojim su iz morske vode htjeli izdvojiti zlato – kako bi mogli namaknuti sredstva za isplatu ratne štete. Nalazili su da u moru ima zlata, no jako, jako malo. Nasuprot tome, neki je kemičar pokazao da u morskoj vodi ima dovoljno zlata da bi njegovo izdvajanje bilo ekonomski isplativo. Uskoro je otkriveno zašto: zato što je nosio naočale s pozlaćenim okvirom.

Postoje dvije osnovne metode kako se pere laboratorijsko posuđe. Prvi se postupak temelji na kromsumpornoj kiselini (zasićenoj otopini natrijeva dikromata u koncentriranoj H2SO4). Posuđe se prvo opere u kromsumpornoj kiselini, a potom ispere tri do četiri puta destiliranom vodom. Drugi se pak postupak primjenjuje za vrlo osjetljive analize. Pere se najčišćom dušičnom kiselinom, a potom se, opet, ispere tri do četiri puta redestiliranom vodom. (Umjesto destilirane i redestilirane vode može se koristiti voda koja je jedanput ili dvaput pročišćena ionskim izmjenjivačem, deioniziranom vodom, no to ovdje nije bitno.)

I u kućanstvu koristimo sredstva za pranje, ne nužno kromsumpornu i dušičnu kiselinu, no jedno je svim postupcima čišćenja zajedničko: ispiranje. Zašto na kraju svakog pranja kemičar svoj pribor tri puta ispire, bilo destiliranom bilo redestliliranom vodom?

Da ne bih ovu raspravu oduljio u nedogled dat ću vam jednostavan primjer. Popili smo mlijeko i sad bismo htjeli oprati bocu (bilo zato da u nju nešto drugo uspemo, bilo da je čistu bacimo u kontejner za otpadnu plastiku). Prvo što nam pada na pamet je da je do vrha napunimo vodom, a potom vodu izlijemo. Što se tu događa?

Uzmimo da je u boci zaostalo 10 ml mlijeka i da će, kad je isperemo u njoj zaostati isto toliko, 10 ml vode. Dodavanjem jedne litre (1000 ml) vode razrijedili smo mlijeko 100 puta, što znači (budući da se volumen nečistoće nije promijenio) da će u „čistoj“ boci biti 100 puta manje mlijeka, tj. 0,1 mililitar. No postoji i drugi način.

U bocu uspemo samo dva decilitra (200 ml) vode, a kad je izlijemo, opet u nju ulijemo 200 ml vode. Sada smo početnu nečistoću (mlijeko) razrijedili 20 × 20 = 400 puta, što znači da smo bocu očistili četiri puta bolje – uz utrošak dvaput manje vode (400 umjesto 1000 ml). I ne samo to. Napunimo li bocu vodom do vrha, moći ćemo je samo izliti. No, ako je napunimo samo petinu (kao u drugom slučaju) boce, moći ćemo vodu dobro promućkati i tako ukloniti svaku nečistoću. Nakon dva ulijevanja i dva mućkanja boca će biti čista k'o suza – i bez deterdženta.

Ovaj postupak, dakako, vrijedi i drugdje. Bolje je posuđe isprati (od deterdženta) dvaput nego jedanput. Bolje je ruke oprati dvaput nego jedanput, jer i ovdje vrijedi isti zakon, zakon razrjeđenja. Dezinfekcijsko sredstvo naime ne ubija bakterije po broju nego po udjelu, po postotku: ako je prvo pranje preživjela svaka tisućita bakterija, nakon drugog pranja imat ćemo milijun puta manje bakterija na rukama.

I još jedan trik zanata. Koliko god dobro bocu isprali u njoj će uvijek nešto zaostati, ako ništa drugo ono (destilirana) voda. I za to postoji lijek. Prije upotrebe bocu treba još isprati tekućinom koju ćemo se u nju uliti. Dakle, ako lijevate u bocu vino, isperite je prije toga s malo vina – da možda (slučajno) ne biste s vinom popili i vodu.

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti pišući za časopise Prirodu (kojoj je sedam godina bio i glavni urednik), Čovjek i svemir, ABC tehnike, Smib, Modru lastu te, naravno, Bug online. Autor je više stručnih  i 13 znanstveno-popularnih knjiga, među njima i knjige  „Deset kemijskih pokusa koji su promijenili svijet“ koja je izišla 2000. godine kao prošireni katalog istoimene izložbe u zagrebačkom Tehničkom muzeju Nikola Tesla. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.