Jump to content
Bellatrix

CHEMIA Układu Słonecznego

Recommended Posts

CHEMIA UKŁADU SŁONECZNEGO

RZECZ O WYBRANYCH ZWIĄZKACH CHEMICZNYCH

OBECNYCH   W  REJONIE  UKŁADU   SŁONECZNEGO
 

image.png

 

Danielowi dedykuję

                                                               
 

        Układ Słoneczny fascynuje, nie tylko z uwagi na obecne w nim zadziwiające obiekty astronomiczne. Świadomość, że są planety spowite woalem mgieł kwasu siarkowego, mocno działa na wyobraźnię. W niniejszym opracowaniu zostanie przedstawiona charakterystyka wybranych związków chemicznych, wchodzących w skład systemu planetarnego otaczającego naszą Dzienną Gwiazdę.


KWAŚNA NATURA PIĘKNEJ WENUS

Najbliższa Ziemi planeta to ogromny rezerwuar kwasów mineralnych o szczególnych właściwościach. Wenus jest planetą skalista- podobnie jak Ziemia. Ale otacza ją bardzo gęsta atmosfera, której głównym składnikiem jest dwutlenek węgla. Sam w sobie nie jest może kwasem, ale w kontakcie z wodą, w której nieznacznie się rozpuszcza, formuje słaby kwas węglowy (H2CO3). Chętnie reaguje z zasadami, tworząc sole- węglany. Mówimy zatem, że CO2 to bezwodnik kwasotwórczy.
Atmosfera Wenus zawiera również mgły kwasu siarkowego. Jest to związek chemiczny, o którym większość z nas słyszała. Nie bez przyczyny- to jeden z ważniejszych surowców mających szerokie zastosowanie- nie tylko w laboratoriach badawczych, ale przede wszystkim w przemyśle. Jest stosowany także jako elektrolit w akumulatorach samochodowych. Pełni kluczową rolę w syntezach organicznych (m.in. przy produkcji barwników albo leków). H2SO4 to kwas wysokiej mocy. Zwęgla materię organiczną odbierając od niej wodę, roztwarza metale- nawet te półszlachetne, jak miedź czy srebro, oporne na działanie większości kwasów nieutleniających. Reaguje nie tylko z zasadami, ale także z niektórymi niemetalami, np. fosforem czy węglem, utleniając je. I oczywiście wchodzi w skład atmosfery pięknej, urzekającej Gwiazdy Zarannej, uroczej Jutrzenki- Wenus, podziwianej o poranku lub tuż po zachodzie Słońca. Czyż nie ironia?

 

SUCHY LÓD NA MARSIE i MARSJAŃSKA RDZA

Druga co do odległości od Ziemi planeta również zaskakuje swoim składem chemicznym. Jak wiadomo, bieguny Marsa pokrywają rozległe czapy polarne o pięknym białym kolorze, mocno kontrastującym z rdzawą powierzchnią planety. Ich głównym składnikiem, prócz lodu wodnego, jest tzw. suchy lód, czyli dwutlenek węgla w stanie stałym. CO2 jest w temperaturze pokojowej gazem. Ale, kiedy temperatura spadnie poniżej ok. -78oC , substancja ta może ulec resublimacji, czyli zestaleniu (bezpośrednio z fazy gazowej). Suchy lód wyglądem przypomina zwykły lód wodny lub śnieg. W warunkach ziemskich otrzymuje się go sztucznie na szeroką skalę, gdyż zyskał on ważne zastosowanie jako czynnik chłodniczy, m.in. przy transporcie żywności łatwo ulegającej zepsuciu. W laboratoriach używa się suchego lodu w mieszaninie z acetonem- również jako czynnik chłodzący.
 

image.png
 

Obserwując Marsa przez teleskop, zapewne nie raz zastanawialiśmy się skąd pochodzi jego wyjątkowa czerwona barwa. Otóż źródłem niezwykłego koloru marsjańskiej powierzchni są tlenki żelaza, a zwłaszcza tlenek żelaza (III), o wzorze Fe2O3. Jest to ta sama substancja, która wchodzi w skład rdzy (występuje tam w postaci uwodnionej, a więc jako dość luźne połączenie z cząsteczkami wody). Bywa stosowana jako czerwony pigment.
Fe2O3 ma charakter amfoteryczny. Oznacza to, że reaguje równie ochoczo z kwasami jak i z zasadami. Z częścią kwasów formuje sole tworzące roztwory o żółtej barwie. Na przykład chlorek żelaza (III) FeCl3, stosowany niegdyś do tzw. wytrawiania płytek elektronicznych.

 

WYBUCHOWY POTENCJAŁ JOWISZA

Jowisz nazywany jest gazowym gigantem. Jak się okazuje, w pełni zasługuje na to miano- nie tylko w znaczeniu stricte astronomicznym. Trudno o ciekawszą i bardziej złożoną kompozycję lotnych związków o wyjątkowych właściwościach. Przyjrzyjmy się uważniej poniższemu zestawieniu:

Atmosfera Jowisza aż w 86 procentach składa się z wodoru. W warunkach beztlenowych to tylko lekki, występujący w postaci dwuatomowych cząsteczek gaz. Spróbujmy wyobrazić sobie, co by się stało, gdyby owe olbrzymie pokłady H2 miały styczność z tlenem. Czynnik zewnętrzny, np. wyładowanie atmosferyczne spowodowałoby potężny wybuch. W silnie egzotermicznej reakcji syntezy powstałaby woda, w myśl równania:

2H2 + O2  -> 2H2O

Atmosfera Jowisza zawiera również niewielkie ilości siarkowodoru. H2S jest silnie trującym gazem o obrzydliwej woni zepsutych jaj. Działaniem toksycznym niewiele ustępuje cyjanowodorowi. Podobnie jak wodór, H2S jest palny i tworzy z tlenem mieszaniny wybuchowe. Komplet toksycznych właściwości uzupełnia fosforowodór, PH3- fosforowy odpowiednik amoniaku (NH3), który przewyższa pod tym względem nawet cyjanowodór. 


image.png

 

DEPOZYTY SIARKI NA IO

Io, jeden z księżyców Galileuszowych Jowisza, to istny rezerwuar siarki oraz jej prostych połączeń: SO2 lub SO2Cl2. Jego cechą specyficzną są liczne wulkany, które uwalniają płynną siarkę oraz dwutlenek siarki. Stąd wyjątkowy żółty kolor księżyca, z dodatkami pomarańczowego i zieleni. Na tak wysoką aktywność wulkaniczną mają wpływ siły pływowe Ganimedesa i Europy, z którymi Io jest w rezonansie, oraz wpływ grawitacyjny Jowisza.

image.png
 


Siarka jest pierwiastkiem niemetalicznym, który występuje pod kilkoma odmianami alotropowymi- stad wielobarwna powierzchnia księżyca Io. Łatwo spala się w tlenie. Płonie pięknym, intensywnie niebieskim, pełzającym płomieniem wytwarzając lotny, duszący, kwasowy tlenek siarki (IV): SO2, który jest silnie bakteriobójczy i grzybobójczy. Stad jego zastosowanie do dezynfekcji pomieszczeń i pojemników, zbiorników.
SO2, który obok siarki, również występuje na Io, z racji niskiej temperatury ulega resublimacji, formując na powierzchni księżyca białe obszary. Można zatem przyjąć, że na Io pada śnieg z dwutlenku siarki.

 

GANIMEDES- WŁADCA TLENU

Największy z wszystkich znanych księżyców Układu Słonecznego, a zarazem księżyc galileuszowy Jowisza- Ganimedes, zasługuje na szczególny podziw, nie tylko z racji rozmiarów. Okazuje się, że jego cienka atmosfera złożona jest prawie wyłącznie z tlenu. O roli tego pierwiastka nie trzeba przypominać, ale jak wiadomo, stężenie tlenu w powietrzu atmosferycznym na Ziemi jest bliskie 21% objętościowych. Jakie właściwości ma czysty tlen? Oczywiście jest silnym utleniaczem i podtrzymuje oraz umożliwia proces spalania. Jednak spalanie w atmosferze czystego tlenu przebiega znacznie intensywniej niżeli wobec powietrza. Tak więc wełna stalowa (cienki zwinięty drut ze stali) spala się bardzo jasnym płomieniem, magnez, który wobec tlenu atmosferycznego daje biały płomień, wprowadzony do naczynia z czystym tlenem ulega gwałtownej reakcji połączonej z silnym rozbłyskiem. Siarka w atmosferze 100-procentowego O2 spala się pięknym jasnym, szafirowym płomieniem. Możemy próbować sobie wyobrazić co by mogło nastąpić, gdyby atmosfera Ganimedesa zawierająca tlen w stężeniu 100% roztaczała się nad powierzchnią sąsiedniego księżyca galileuszowego: Io, który jest pokryty olbrzymimi pokładami siarki…

 

JEZIORA PARAFIN I MORZA BEZ WÓD

Saturn posiada niezwykły księżyc- Tytan, który jest ogromnym rezerwuarem węglowodorów. Węglowodory, to najprostsze związki organiczne, a więc połączenia węgla i wodoru. Na Ziemi występują pod postacią paliw kopalnych- jako składniki ropy naftowej. Mają więc zastosowanie jako surowiec energetyczny, ale również jako substrat do otrzymywania polimerów, tworzyw sztucznych, leków, farb i wielu innych materiałów. Na powierzchni Tytana widoczne są formy, które najprawdopodobniej zostały uformowane przez strumienie ciekłych węglowodorów (m.in. metan). Parafiny (węglowodory) utworzyły koryta rzeczne oraz ogromne jeziora. Co więcej, na księżycu obserwujemy zjawiska pogodowe, podobne do ziemskich. Jednak chmury, które się formują oraz deszcze padające na powierzchnię Tytana, składają się z węglowodorów.
 

image.png
 

Wyobraźmy sobie jezioro benzyny albo metanowy deszcz... Na całe szczęście, atmosfera Tytana nie zawiera znaczącej ilości tlenu- w przeciwnym razie wyładowanie elektryczne lub inny impuls zainicjowałby potężny wybuch, jaki ma miejsce w mieszaninach tlen- węglowodór.
Niezwykłym, niespotykanym związkiem organicznym, który odkryto w atmosferze Tytana jest tzw. diacetylen.
Jest to substancja wyjątkowo reaktywna i podatna na rozkład. Posiada bardzo nietrwałe, wielokrotne wiązanie potrójne.

image.png
 

CZERWONY POLIMER

Na biegunie północnym Charona oraz na powierzchni Plutona znajduje się czerwonawe przebarwienie. Uczeni sugerują, że pochodzi ono od tzw. tolin. Toliny to są substancje organiczne o charakterze mieszanych polimerów. Powstają one w wyniku reakcji polimeryzacji prostych węglowodorów aktywowanych silnym promieniowaniem ultrafioletowym. Tholiny mają czerwonawy odcień.
 

image.png
 

Czym są polimery? To związki wielkocząsteczkowe, które powstają na skutek połączenia ze sobą wielu prostych jednostek (zwanych merami). Dzięki reakcji łańcuchowej (często inicjowanej czynnikiem zewnętrznym) tworzy się znacznych rozmiarów struktura o szczególnych właściwościach, odmiennych od cech jednostek budulcowych. Przykładem polimerów są tworzywa sztuczne, taki jak polietylen oraz polipropylen. Oba materiały to ciała stałe, z których wykonuje się różne plastikowe przedmioty. Ale elementy wyjściowe, z których powstały, to gazy: eten (etylen) oraz propen (propylen). Na skutek procesu polimeryzacji, utworzyły one materiał o nowych, odmiennych właściwościach. Podobnie jest z tholinami. Uformowały się z prostych węglowodorów obecnych w cienkiej atmosferze niektórych odległych ciał Układu Słonecznego lub w ich pokrywie lodowej, zawierającej m.in. zamrożone alkany i proste związki nieorganiczne. Tholiny mają brudno-czerwonawą, ciemną barwę i tworzą charakterystyczne przebarwienia, np. u Plutona i Charona.

 

image.png

  • Like 9

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie to, żebym coś wytykał (bardzo fajny materiał :like:), ale chochlik zjadł literę.

5 godzin temu, Bellatrix napisał:

GANIEDES- WŁADCA TLENU

Aż przez chwilę zastanawiałem się, co to za księżyc i co o nim wiem (Jowisz tyle ich ma, że nie sposób wszystkich spamiętać).

  • Like 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

O kurczę, szybkość reakcji przekroczyła prędkość światła :D

Ale jest jeszcze poważniejszy problem - w ,,ciemnej" wersji strony nie widać tekstu, tylko wstawione pliki graficzne i tytuły rozdziałów (a żeby było ciekawiej,  ostatni rozdział CZERWONY POLIMER widać w całości, razem z tekstem). Ale to uwaga do admina - znowu problem z alternatywnym widokiem strony.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Być może to ma związek z kolorem czcionki czy coś, odpowiedzi do tematu mają czcionki ,,po bożemu" - w białej wersji czarne, w szarej białe. Natomiast w samym temacie to co widać, to tytuły rozdziałów - czcionka niebieska, a widoczny tekst rozdziału jest czarny.

Share this post


Link to post
Share on other sites

>>>... Tytan posiada niezwykły księżyc ...<<<

Powinno być : Saturn posiada niezwykły księżyc ...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

Warto jeszcze zaznaczyć, że prężność dwutlenku węgla w atmosferze Wenus jest tak duża, że mimo bardzo wysokiej temperatury na Wenus nie dochodzi do rozkładu węglanów, w tym węglanu wapnia (kalcytu) z których zbudowana jest planeta. Bardzo wysokie stężenie produktu reakcji rozkładu węglanów, czyli dwutlenku węgla w atmosferze powoduje silne przesunięcie równowagi reakcji mocno w lewo (zgodnie z regułą Le Chateliera-Bruna), dzięki temu węglany się nie rozkładają :)

 

Edit: jeszcze w sprawie diacetylenu - sformułowanie "wielokrotne wiązanie potrójne" jest pleonazmem. Wiązanie potrójne to właśnie typ wiązania wielokrotnego, w przypadku diacetylenu posiada on po prostu dwa wiązania potrójne :)

Edited by Stahp

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ok, nie powiem ze już w Młodym Techniku o tym czytałem bo Voyagery dopiero leciały ale czekam na drugą część pod tytułem dlaczego tak . Teoria o wywiewaniu lekkich pierwiastków po odkryciach keplera jest jeszcze ważna ? Dlaczego tlenki Fe na Marsie i O na Ganimedesie. Czy wystarczyły dwie supernowe I i II czy musiało być więcej ? No tak ta trzecia co zagęściła, podobno. Jak już taki ciekawy temat to warty rozwinięcia. 

 

Andrzej

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

  • Our picks

    • Pracownia astrofotografii Astrography.com wesprze polską edycję Astronomy Picture Of the Day
      Niedługo polska edycja Astronomy Picture Of the Day będzie świętowała trzecie urodziny. Przez trzy lata eksperci największych polskich portali zajmujących się tematyką astrofotografii amatorskiej Astropolis,
        • Love
        • Like
      • 1 reply
    • Zdjęcie Czarnej Dziury - dzisiaj o 15:00
      Pamiętajcie, że dzisiaj o 15:00 poznamy obraz Czarnej Dziury. Niezależnie od tego, jak bardzo będzie ono spektakularne (lub wręcz przeciwnie - parę pikseli), trzeba pamiętać, że to ogromne, wręcz niewyobrażalne, osiągnięcie cywilizacji. Utrwalić coś tak odległego i małego kątowo, do tego wykorzystując mega sprytny sposób (interferometria radiowa), ...no po prostu niewyobrażalne. EHT to przecież wirtualny teleskop wielkości planety. Proste?
        • Love
        • Like
      • 144 replies
    • Amatorska spektroskopia supernowych - ważne obserwacje klasyfikacyjne
      Poszukiwania i obserwacje supernowych w innych galaktykach zajmuje wielu astronomów, w tym niemałą grupę amatorów (może nie w naszym kraju, ale mam nadzieję, że pomału będzie nas przybywać). Odkrycie to oczywiście pierwszy etap, ale nie mniej ważne są kolejne - obserwacje fotometryczne i spektroskopowe.
        • Like
      • 4 replies
    • Odszedł od nas Janusz Płeszka
      Wydaje się nierealne, ale z kilku źródeł informacja ta zdaje się być potwierdzona. Odszedł od nas człowiek, któremu polskiej astronomii amatorskiej możemy zawdzięczyć tak wiele... W naszym hobby każdy przynajmniej raz miał z nim styczność. Janusz Płeszka zmarł w wieku 52 lat.
        • Sad
      • 167 replies
    • Małe porównanie mgławic planetarnych
      Postanowiłem zrobić taki kolaż będący podsumowaniem moich tegorocznych zmagań z mgławicami planetarnymi a jednocześnie pokazujący różnice w wielkości kątowe tych obiektów.
      Wszystkie mgławice na tej składance prezentowałem i opisywałem w formie odrębnych tematów na forum więc nie będę się rozpisywał o każdym obiekcie z osobna - jak ktoś jest zainteresowany szczegółami bez problemu znajdzie fotkę danej mgławicy na forum.
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 29 replies
×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.