2024. március 29., péntek
KRÉTAPOR

Kémiás érdekességek

2. rész

Sorozatunk eddig megjelent összeállításaiban igyekeztünk olyan vegyületekre, vegyületcsoportokra, jelenségekre ráirányítani a figyelmet, amelyek gyakran előfordulnak, és fontos szerepet töltenek be a mindennapjainkban. Több esetben olyan anyagokra esett a választásunk, amelyek, bármerre is nézünk, bármit is teszünk, szinte mindenütt ott vannak, körbevesznek bennünket, napi tevékenységeink során találkozunk velük. Ezúttal sincs ez másként, ugyanis olyan információkat válogattunk össze, amelyek akár meglepőnek is tűnhetnek, ám mindenképpen a tudásunk, ismereteink bővítésére szolgálhatnak.

A porcelán

A porcelánból készült edényekre gyakran csodálattal tekintünk, és főleg akkor tartjuk őket nagy becsben, ha családi ereklyeként az idősebbek adományozzák őket a fiatalabbaknak. A porcelán elnevezés az olasz porcellana szóból származik, az anyag fehérségére utal, amit a kagyló héjához hasonlítottak. A porcelán szó hallatán sok embernek Kína jut eszébe. Talán az egyik leghíresebb kínai porcelánfajta a Ming-dinasztia korából származó kék-fehér változat, amelyre a mintát ecsettel festették. Európába a keresztes lovagok hozták be az első porcelántárgyakat, ám azok hamarosan olyan népszerűek lettek, hogy az uralkodó osztályok luxuscikként tekintettek rájuk. A 18. században alapították meg a meisseni porcelángyárat, Magyarországon pedig a 19. században került sor ilyen gyár megalapítására. Ha Magyarországra összpontosítunk, akkor mindenképpen ki kell emelnünk a herendi és a Zsolnay-gyárat.

Fotó: Pixabay

Fotó: Pixabay

A porcelán kvarcból, földpátból, valamint kaolinból készül, magas hőmérsékleten (1200 és 1400 Celsius-fok között) tömörre kiégetett, kagylós törésű anyag, a kerámiaipar legnemesebb terméke. Keménysége leginkább a mullittól származik, ami a kaolinból jön létre 1100 Celsius-fok fölötti hőmérsékleten. A porcelánmasszához azért adnak hozzá földpátot, illetve meszet, vagyis olvasztó hatású anyagokat, mert ezáltal elérhető, hogy alacsonyabb hőmérsékleten is tömörré égethető legyen a massza. Az így kapott anyag azonban még nehezen formázható. A harmadik fő komponens, a finomra őrölt kvarc azért szükséges, mert a porcelánok áttetszőségéért felelős, ám szintén csökkenti a massza alakíthatóságát. Amennyiben nő a kaolintartalom, növekszik a hőállóság is, a földpát biztosítja az áttetszőséget, míg a kvarc és a földpát tartalmának együttes növelése a mechanikai szilárdságot növeli.

A fahamu

Bármennyire is furcsa a 21. században élők számára a fahamu szerepe, jelentősége igen sokat változott a történelem folyamán, volt olyan időszak, amikor nagyon fontosnak számított a háztartásokban. A fa elégetésekor keletkező hamu erősen lúgos kémhatású, ám a különböző fafajták hamujának lúgossága eltérő. Ez azért fontos, mert a lúgnak tisztító hatást tulajdonítottak, amit befolyásol a hamu káliumtartalma. Ezért természetesen ilyen szempontból sem mindegy, hogy gyümölcsfát, bükkfát vagy esetleg akácfát égettünk-e el. Biztosan sokan tapasztalták már, hogy a hamu enyhén zsíros tapintású, éppen emiatt nem is meglepő, hogy az egyik káliumtartalmú vegyületet hamuzsírnak nevezik (ez a kálium-karbonát, K2CO3).

Sok épületet a Zsolnay-kerámia tesz még különlegesebbé

Sok épületet a Zsolnay-kerámia tesz még különlegesebbé

A növények hamuja kálium-, magnézium-, valamint kalciumtartalmú vegyületeket is tartalmaz, emiatt régebben a hamuzsír gyártására használták, sőt a szappanfőzők még a 19. század végén is ebből készítették a lúgot. Emellett felhasználták még az az üveg- és agyagáruk gyártásában, valamint a savanyú talajok mészpótlására is, mivel nagyobb mennyiségben tartalmaz kalcium-karbonátot, ezáltal pedig alkalmas arra, hogy növelje a talaj kémhatását. A hamuzsír fertőtlenít, tisztít, kiváló zsíroldó és remek folteltávolító. A természetbe visszakerülve teljesen lebomlik. Íme néhány tipp, hogy mire használták régen a hamut, vagyis hogy mire lenne alkalmazható ma is. A fa elégetésekor keletkező hamu sok értékes ásványi sót tartalmaz, ezért a termőföldre vagy otthon a virágcserépbe szórva a föld táplálására is alkalmas, ugyanakkor a különféle növényi kártevők, férgek ellen is hatásos. A faházak, fakerítések, kültéri fabútorok elszürkülését forró lúgos lemosással akadályozták meg. A beltéri bútordarabokat és a padlót is átmosták vele. Visszaadta a fa mintázatát, eredeti fényét, és a szú ellen is védett. A leégett edényeken is segít, a legjobb, ha egy kicsit forraljuk az edényben a lúgot. Zsíroldó hatását az erősen szennyezett ruhák áztatásánál és mosásánál is kihasználhatjuk. Használhatjuk gépi mosáshoz is, patyolatfehérre mos, mosogatáshoz, a tűzhely tisztításához, felmosáshoz, sőt akár a csempe tisztítására is.

A habarcs

A habarcs vagy malter homokból és oltott mészből készülő (3:1 arányban), a falak építésénél, valamint vakolásánál használt kötőanyag. A keverékhez annyi vizet adnak hozzá, hogy a téglasorra önthető vagy fölkenhető és ott elsimítható legyen. Ügyelni kell arra, hogy a homok lehetőleg kevés más anyagot tartalmazzon (ezért használnak folyami homokot), az oltott mész pedig sűrű legyen. Ha ezek az anyagok vízben oldódó sókat tartalmaznak, salétromosodás alakulhat ki. A habarcs megkötése azon alapszik, hogy a levegő szén-dioxidjának hatására az oltott mész mészkővé alakul át.

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

Vastag falaknál a habarcs csak lassan köt meg. Ez a magyarázat arra, hogy az új épületek falai viszonylag sokáig nedvesek, ugyanis nemcsak a készítés során felhasznált víznek, hanem a kémiai reakció során keletkezett víznek is távoznia kell. A száradás gyorsítására kokszkályhákat használnak, mert a levegőben található CO2 koncentrációja növekszik a koksz égése során keletkezett szén-dioxid koncentrációjával. A megnövekedett szén-dioxid-koncentráció miatt gyorsabban lejátszódik az oltott mésszel a kémiai reakció, aminek köszönhetően nem izzad tovább a habarcs, vakolat. Az évek során azonban előfordulhat, hogy a ház falai nedvesednek, főleg abban az esetben, ha nem teljesen megfelelő az épület szigetelése. A hiányos, elöregedett falszigetelés miatt a talajból származó nedvesség a különböző rétegeken áthaladva ásványi sókat hoz magával, így kerülhet a kálium-nitrát (KNO3) és a nátrium-nitrát (NaNO3) a falba. A salétromos falak a fűtés és a szellőztetés miatt a folyamatos nedvesedés mellett folyamatosan száradnak is, közben pedig az ásványi sók kiválnak, és a fal felületén maradva, salétrom formájában látszik a jelenlétük. Mivel az ásványi sók kristályosodása a térfogat megnövekedéséhez vezet, ezért mállik a fal és pereg a vakolat. A megoldás a problémára az utólagos falszigetelés.

A patina

A fémek felületén a környezet hatására végbemenő kémiai változások összessége a korrózió. A fémek korróziójának mértékét elsősorban a standardpotenciáljuk szabja meg. A kis standardpotenciálú fémek korróziója nagymértékű (ilyenek az alkálifémek), míg a nagy standardpotenciállal rendelkező fémek korróziója kismértékben megy végbe, ezek a nemesfémek. Érdekes jelenség figyelhető meg a réznél, hiszen gyakran láthatunk az épületek kupoláján vagy a szobrokon jellegzetes zöld színű patinát. A szobrok esetében a bronzból készültekre gondoljunk, mivel a bronz rezet tartalmazó ötvözet. Azt is mondhatjuk, hogy a bronzszobrok jellegzetessége, hogy végleges színüket nem a szobrászművész alakítja ki. A réz felületén összefüggő oxidréteg jön létre. Nedves és szén-dioxid-tartalmú levegőn zöld bevonat, úgynevezett patina alakul ki, és vonja be a réztárgyak felületét, amely megvédi azt a további korróziótól.

A patina kialakulása a rézből és a bronzból készült tárgyak sajátossága

A patina kialakulása a rézből és a bronzból készült tárgyak sajátossága

2 Cu + H2O + CO2 + O2 → Cu(OH)2 + CuCO3

A reakció alapján megállapíthatjuk tehát, hogy a patina a réz(II)-hidroxid és a réz(II)-karbonát keveréke, azaz bázisos réz-karbonát.

Nyitókép: A porcelánból készült tárgyainkat féltve őrizzük