Kemičar u kući (#6): sol – sredstvo za čišćenje slivnika

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 nedjelja, 3. svibnja 2020. u 07:00

Neki je moj kolega – davno je to bilo – radio diplomski rad na organskoj sintezi. No uz organsku sintezu idu i organska otapala, a jedno od tih otapala bio je i eter, kemijski spoj koji nije bez razloga dobio ime po „vatrenoj tvari“ (petom elementu) od koje su, prema vjerovanju starih Grka, sačinjene zvijezde. Eter se nakon upotrebe, kao uostalom i sva otapala, ne smije bacati u slivnik nego u za to posebno pripremljenu bocu na kojoj piše „Otpadni eter“ ili „Otpadna otapala“. No našem se studentu  to nije dalo činiti – baš kao što se njegovom profesoru dalo činiti da s upaljenom cigaretom uđe u laboratorij (što se nikako ne smije činiti).

 Kako u laboratoriju nije bilo pepeljare, profesor priđe slivniku i strese u njega pepeo s cigarete. Buuum! Uz zaglušnu eksploziju iz slivnika izleti do stropa visok mlaz blata i mulja te pade  na nesmotrenog profesora i njegova još nesmotrenijeg studenta. Tako se ne čisti slivnik!

Slivnici se čiste specijalnim sredstvima za čišćenje. Među tim „specijalnim sredstvima“ nalazi se i kromsumporna kiselina, pleno titulo sumpornokisela dikromatna otopina. Što je to? To je, dragi moj čitatelju, koncentrirana 98%-tna sumporna kiselina koja je – kao  da sama po sebi nije dovoljno jaka – još osnažena otapanjem do zasićenja kalijevim dikromatom, K2Cr2O7. Ta se otopina koristi za pranje laboratorijskog posuđa jer zbog izuzetno velike oksidacijske snage razara praktički sve organske i anorganske tvari, pa nema bojazni da neće razoriti i ono što je začepilo slivnik. No, tu moje čuđenje ne prestaje nego tek počinje.

Čudi me naime da se pri opisu pokusa u udžbenicima kemije navode svakojake opasnosti i nalažu mjere opreza, uz obaveznu upotrebu zašitnih sredstava (naočale i rukavice). Sjećam se televizijske emisije u kojoj je trebalo pokazati kako kap sumporne kiseline (uzete kapalicom iz boce) pravi rupu na gumiranom platnu. Kemičar koji je to pokazivao nosio je zaštitne rukavice i zaštitne naočale da mu slučajno kapljica iz kapalice ne bi pala na kožu ili frknula u oko. No kad treba izliti kromsumpornu kiselinu u slivnik, onda to može činiti svatko, sa i bez zaštitnih rukavica i naočala. Valjda se nesreće s kemikalijama događaju samo kemičarima u kemijskom laboratoriju.

Ima još jedan problem s kromsumpornom kiselinom. Rijetko se događa, ali i ona može eksplodirati, kada se njome čisti. Kažem „rijetko se događa“, jer sam o tome čuo samo dvaput: prvi put kad se takva nesreća dogodila u mom institutu, a drugi put sam kad sam pročitao pismo uredniku u nekom kemijskom časopisu; čitatelj je smatrao potrebnim da na to nazgodno svojstvo kromsumporne kiseline upozori svoje kolege. No koliko god se tješili da se radi o rijetkom događaju, trebamo znati da nakon eksplozije kromsumporne kiseline na koži neće ostati samo trag kanalizacijskog mulja.

No, što činiti kada se slivnik zaštopa? Zvati vodoinstalatera? Rabijati podove? Raskapati zidove?

Ne, nego uzeti kutiju soli iz kuhinje. Dakle, da ne duljim, treba u slivnik nasuti onoliko krupne kamene ili morske soli, svjedeno (jer glavno je da bude NaCl) koliko stane, a zatim povremeno ulijevati malo po malo vode i dosipavati  malo po malo soli. A onda pustiti da sol odradi svoj posao. Kad vidite da dodana voda prolazi bez većeg otpora, isperite slivnik mlazom vode.

Djeluje čudesno, jer doista je neobično da obična sol koju svaki dan jedemo ima isto djelovanje, istu snagu čišćenja kao i kromsumporna kiselina koja ni za živu glavu ne smije doći do naše kože a kamoli do našeg jezika. No u kemiji je sve pitanje reakcije, a prije svega specifične reakcije. Koja je specifična reakcija kuhinjske soli iliti natrijeva klorida, NaCl?

Ono što začepljuje slivnike su kalcijevi sapuni koji nastaju reakcijom natrijevih sapuna s kalcijevim solima, točnije kalcijevim ionima, iz vodovodne vode. Natrijev sapun, koji služi za pranje, drugo je ime za smjesu natrijevih soli viših masnih kiselina, primerice stearinske, C17H35-COOH, ili palmitinske, C15H31-COOH (opća formula: R-COOH). Da pri kupanju nastaju kalcijevi sapuni lako ćemo se uvjeriti po onom tankom, bijelom sloju kojeg vidimo na površini vode. Upravo ta tvar, poput cementa, veže nečistoću što s vodom prolazi kroz slivnik.

Kada u vodu dodamo sol, dogodit će se obrnuta reakcija. Sada će kalcijevi sapuni prijeći u natrijeve, (R-COO)2Ca + 2 NaCl → 2 R-COONa + CaCl2, uz nastajanje također topljivog kalcijeva klorida, CaCl2. No zašto je sada natrij jači od kalcija, pa nastaju natrijeve, a ne kalcijeve soli? Odgovor leži u kemijskoj ravnoteži. Svaka kemijska reakcija može ići u dva smjera, od lijeva na desno (→)  ili od desna na lijevo (←). U kojem će smjeru ići ovisi o koncentraciji reaktanata, u ovom slučaju o koncentraciji kalcijevih i natrijevih iona: koncentracija Na+  u zasićenoj vodenoj otopini NaCl daleko je viša od koncentracije Ca2+ u vodovodnoj vodi. Zato slivnike možemo očistiti i običnom kuhinjskom solju.

 

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, a u posljednje vrijeme i za mrežne stranice Zg-magazin 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. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.