Nawiązując do ostatniego wpisu przejdźmy dziś do innych „wód”, jednak takich, które absolutnie nie nadają się do spożycia.
Należy do nich na przykład słynna woda królewska (z łac. aqua regia), niezwykle niebezpieczna. Jest nią bowiem mieszanina stężonych kwasów, solnego i azotowego, w stosunku objętościowym 3 do 1. To roztwór niezwykle żrący, zdolny do roztworzenia metali szlachetnych, które oparłyby się działaniu zwyczajnych kwasów, działających samodzielnie. Dotyczy to także złota, królewskiego metalu, a stąd nazwa tej „wody”. Wodę królewską opracowali jako pierwsi alchemicy, których głównym zajęciem było, oprócz znalezienia sposobu na nieśmiertelność, przemiana metali pospolitych w złoto (tzw. transmutacja). Złoto było więc w centrum ich zainteresowania i poświęcali mu wiele uwagi, badając jego oddziaływanie z różnymi substancjami i ich mieszaninami. Wyjątkowe właściwości wody królewskiej sprawiają, że do dziś jest stosowana w laboratoriach i przemyśle chemicznym.
[Daniel Grohmann, Wikimedia Commons]
Chemicy stosują także wodę wapienną. Jest to roztwór wapna gaszonego (wodorotlenku wapnia, Ca(OH)2), które w sumie w bardzo niewielkim stopniu rozpuszcza się w wodzie, ale ta ilość, która się rozpuści wystarcza, aby wodę tę zastosować do wykrywania i pochłaniania dwutlenku węgla. Ten ostatni reaguje z wapnem gaszonym tworząc węglan(IV) wapnia, CaCO3, który praktycznie nie rozpuszcza się w wodzie. W rezultacie kontaktu z dwutlenkiem węgla przezroczysta woda wapienna mętnieje, gdyż powstają w niej mikroskopijne cząstki węglanu(IV) wapnia.
Być może słyszeliście także o wodzie amoniakalnej, czyli wodzie nasyconej amoniakiem, NH3. Jest to gaz bezbarwny, ale zdecydowanie nie bezwonny, o czym może się przekonać każdy, kto znalazł się w jego pobliżu. Zapach ten, szczególnie intensywny, niemalże potrafi „zbudzić umarłego”, stąd woda amoniakalna była składnikiem tzw. soli trzeźwiących. Ampułkę takich soli przystawiano do nosa osobom omdlałym czy osłabionym. Efekt bywał piorunujący, choć opierał się tylko na wrażeniu węchowym. Skądinąd sole trzeźwiące dawno wyszły z użycia i dziś można o nich poczytać w książkach, albo zobaczyć na filmach. Woda amoniakalna ma jednak także dziś wiele zastosowań przemysłowych, a w życiu codziennym stosuje się ją jako środek czyszczący (np. do sreber).
Woda amoniakalna zawiera niewielką ilość jonów amonowych powstających na skutek reakcji amoniaku z wodą:
NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH−
Jako ostatnią chciałbym wspomnieć ciężką wodę. Tu należy nawiązać do budowy atomu wodoru, który to pierwiastek może występować w dwóch trwałych odmianach, tzw. izotopach, różniących się ilością neutronów w jądrze. W przyrodzie na kilkadziesiąt tysięcy atomów „zwykłego” wodoru (czasem nazywanego protem) występuje jeden atom wodoru dwa razy cięższego, bo poza jednym protonem zawierającym jeden neutron w jądrze atomowym. Ten cięższy wodór określa się mianem deuteru. Jeśli on zastąpi w cząsteczce wody jeden lub oba atomy „zwykłego” wodoru to mamy wtedy do czynienia właśnie z ciężką wodą. Jest ona bardzo kosztowna w produkcji, jednak jest bardzo przydatna w technikach jądrowych. Ma ona zdolność wyłapywania i spowalniania rozpędzonych neutronów, powstających w podczas rozpadu promieniotwórczego, stąd stosuje się w osłonach reaktorów jądrowych. Pozwala ona regulować proces rozpadu a tym samym ilość uwalnianej energii. Stąd, szczególnie u początków opracowywania technik jądrowych, ciężka woda stała się produktem strategicznym, dla państw pracujących nad bombą atomową.
[Alchemist-hp (talk) (www.pse-mendelejew.de), FAL, via Wikimedia Commons]
Walka o produkcję i zapasy ciężkiej wody w czasie II Wojny Światowej bywa określana „bitwą o ciężką wodę”, a spopularyzowały ją liczne książki, piosenki („Saboteurs” zespołu Sabaton) i filmy, jak „Bohaterowie Telemarku” (ang. „The Heroes of Telemark”) z 1965 roku, czy współczesny serial norweski „Kampen om tungtvannet” (pol. „Bitwa o ciężką wodę”). I tak ciężka woda weszła na trwałe do kultury popularnej.
Gdy więc będziecie gdzieś mieli do czynienia z wodą bądźcie uważni. Niektóre z wód bywają bardzo niebezpieczne, a na pewno nie nadają się do spożycia 😉
Wojciech Smułek
19.10.2022