close
Vážení uživatelé,
16. 8. 2020 budou služby Blog.cz a Galerie.cz ukončeny.
Děkujeme vám za společně strávené roky!
Zjistit více

Vážení uživatelé,
16. 8. 2020 budou služby Blog.cz a Galerie.cz ukončeny.
Děkujeme vám za společně strávené roky!

Únor 2014

Archimedes a hustota zlatých slitin.

4. února 2014 v 5:34 | Petr |  Příroda
Paní Kubáčová se za pár měsíců se mnou dokonale naučila jak správně "mačkat všechny čudlíky", takže se nedávno navlíkla do outfitu s "nezanedbatelným erotickým aspektem" a začala promenovat po bytě s veškerým kroucením, natřásáním a "nenápadným" prohrabováním se ve vlasech - řka: "Viď, že pojedeme do Orsay ?" ...... "A vezmeš si prstýnek ?"
Jelikož muži (ani ženy) nemají nad svým limbickým systémem tak úplně vládu tak jsem se samozřejmě chytil a za chvíli už jsem, k údivu ostatních částí svého mozku, slintal jak bernardýn a navlíkal kalhoty a "prstýnek".

Prstýnkem se rozumí ten protivný kroužek, nutný ke svatbě, který stál tolik jako Osciloskop s FFT nebo Signální generátor do 100 MHz. V autě se žena ptala: "A proč leží na polici mezi součástkami ?" "Protože jej mám v úmyslu podrobit nějakému měření !" To už paní Kubáčová měla slzičky na krajíčku : "A nechceš ho zamontovat do některého z robotů že ne ?" Což je skoro doslovná citace jedné písničky mé milované skupiny Horribles Cernettes.

I gave you a golden ring to show you my love
You went to stick it in a printed circuit
To fix a voltage leak in your collector
You plug my feelings into your detector

Když už jsem pokazil náladu paní Kubáčové a věděl, že "i přes outfit s erotickým aspektem asi nebude nic" - nastal čas onen fyzikální experiment realizovat.
O co tedy jde ? O nic menšího než o měření hustoty kovu metodou Archimeda ze Syrakus. Ten jak známo měl zjistit zda koruna krále Hieróna II. je z čistého zlata, proto korunu zvážil, ale pak nevěděl jak změřit její objem. Až na to přišel když lezl do vany a pozoroval jak voda v ní stoupá.
Hmotnost je jasná - patřím mezi šťastlivce, kteří mají v práci tzv. Pětimístné analytické váhy - tedy váhy, které váží s přesností 10-5 gramu neboli setina miligramu. Kdysi jsem si s nimi dosti hrál a měřil jstem třeba "váhu tečky za větou" napsanou různými průpiskami. Když budu mít váhu změřenou s přesností 10-5, tak je škoda nemít stejně přesně změřený objem. I objem můžeme měřit na váze - prstýnek je potřeba ponořit do destilované vody a zvážit ponořený. Podle Archimedova zákona bude nyní jeho váha menší přesně o váhu destilované vody .... prstýnkem vytlačené .... Ze známé hustoty destilované vody vypočteme objem.

Zbývají už jenom technické detaily - takové měření se dělá tak že předmět místo aby ležel na misce váhy - visí na niti nad kádinkou, do které se nalije voda. Niť by měla být co nejtenčí, nejlehčí a naprosto nenasákavá. Kde takovou vzít když nejsem rybář a nemám doma silonový vlasec ? Vlasec nemám, ale Vlas mám - tak jsem zabavíl a do práce donesl i kartáč na vlasy paní Kubáčové, který svojí nevyčištěností a špinavostí už tři roky hyzdí koupelnu....
Pak už šlo všechno ráz na ráz Takže rekapituluju

Váha "na vlásku"5,09407 g
Váha "ve vodě"4,69415 g
Váha "bez vlásku"5,09006 g

První co vidíme je "váha vlasu" paní Kubáčové, která činí 4,01 miligramů. Objem prstenu je první číslo - druhé tedy 0,39992 gramů vody - tedy 0,39992 mililitrů. Z toho nám vychází hustota 5,09006 / 0,39992 = 12,72769 g/cm3.
Teď ve vás jistě hlodají pochybnosti, takže krom prstenu pro ženské jsem vzal i "prsten pro chlapy" a zopakoval totéž.

Váha "na vlásku"10,52286 g
Váha "ve vodě"9,18061 g
Váha "bez vlásku"10,54261 g

Tady ale berte cifry s rezervou, protože jsem měl obrovské problémy nejprve se vzduchem a pak s vodou "mezi závity". Objem matice je tedy 1,34225 cm3 a z toho vychází hustota 10,54261 / 1,34225 = 7,85443 g/cm3. Schválně se mrkněte na Wolfram, že hustota železa je 7,874 - takže metoda funguje, ale ty bubliny prostě měření kazí.

Na prstenu je vyryto, že obsahuje 585 / 1000 zlata, které má hustotu 19,30 g/cm3. To znamená, že v prstenu je (teoreticky) 5,09006 * 585/100 = 2,97769 g zlata, což je při hustotě zlata 19,30 je objem 0,15428 cm3. Zbývá tedy 2,11237 g hmoty uložené v objemu 0,24564 cm3. Zjistíme že hustota"zbývajícího kovu" je 8,59945 g/cm3. Vzhledem k tomu, že naše snubní prsteny jsou z ploviny z "bílého" a z poloviny z "červeného zlata" a vzhledem k obvyklému složení těchto slitin je pravděpodobné složení následující

KovHustotaPodíl
Zlato19,30585 / 1000
Měď8,96285 / 1000
Nikl8,9065 / 1000
Zinek7,1365 / 1000
Celkem12,731000 /1000

Jelikož jsme v Česku tak jsem 100% předpokládal, že za "hříšné prachy" máme doma jen "kočičí zlato", vysoká hustota této slitiny (která přesto zcela nevylučuje podvod) je pro mně příjemným překvapením.
Problém šperku je v tom, že na rozdíl od signálního generátoru, si jej nemůžete v prodejně "nechat pustit" - takže je-li prsten falešný - zůstane takový už navždy !! Což se zdá - není náš případ.

Nyní by měla následovat rada pro brunety - pokud chcete utratit "hříšné peníze" za snubní prsteny - vemte si k nim rovnou manžela, co má v práci "pětimístné váhy", a umí s nimi zacházet (berte však v potaz, že já jsem už zadaný).

Chemie pro šílence 5. Epoxidy

2. února 2014 v 5:54 | Petr |  Chemie pro šílence
Minulé 4 díly chemie jsem napsal "jedním vrzem" a hned jsem je dal přečíst paní Kubáčové, aby v nich našla chyby. Paní Kubáčová opravila chyby a okamžitě na mně vystartovala: "Proč jsi ještě nevaroval před bisfenolem-A. Chceš aby zase byl sexuální utrum ?" Takže z nařízení nejvyššího velitelství bude dnešní článek o bisfenolu-A - a o robotiky nejvíce milovaném výrobku z něho - epoxidové pryskyřici.

Bisfenol A byl poprvé připraven někdy v předminulém století - v malém množství v laboratoři, ale když se po II. světové válce začal připravovovat průmyslově - zdálo se, že to bude ekologický zázrak - Vezmete totiž dvě relativné toxické substance - fenol a aceton a z nich uděláte netoxický bisfenol-A a zbyde vám jen voda - ideální bezodpadová technologie.
Bisfenol A
Bisfenol-A pak použíjete na výrobu - polyethylen-tereftalátu dnes známého jako materiál "PET flašek" nebo na výrobu polykarbonátu, nebo na výrobu epoxidu. Zcela bez znešištění přírody získáte surovinu pro výrobu hodnotných plastů - lze si přát více ? Proč tedy paní Kubáčová tolik vyvádí ?
Drobný problémedček bisfenolu-A je že jej organismus savců omylem považuje za ženský pohlavní hormon estrogen. Tedy ve věděckém newspeaku se mu říká "hormonální disruptor", aby veřejnost nepropadla panice.
Představte si modelovou situaci - za bolševika jste koupili kilo známého (a tehdy jedině dostupného ) EPOXY CHS1200. Dostali jste dvě pixle - velkou plechovku s medovitým částečně polymerizovaným bisfenolem-A a malou lahvičku se smradlavým a dýmajícím epichlorhydrinem. Epichlorhydrin byste asi nevypili, ale ta medovitá substance z velé pixle není vůbec toxická - ve smyslu otravy - jenom by se vám pindík zmenšoval a zmenšoval, spermií ubývalo a prsa rostly a rostly. Průser je v tom, že nepatrné množství bisfenolu-A v každém plastu zůstává a pomalu se uvolňuje do prostředí - mechanismus jakým to škodí jsem už kdysi popsal v článku Absolutní antikoncepce.

Epichlorhydrin
Představte si že epichlorhydrin z obrázku nahoře smícháme s bisfenolem-A - ten má na obou stranách molekuly hydroxylovou -OH skupinu - vodík z OH a chlor z epiclorhydrinu mají tendencí spolu reagovat a vytvořit kyselinu chlorovodíkovou - tím nám bisfenol-A polymerizuje na dlouhé řetězce
Aby to nebylo ještě tak jednoduché, abychom dosáhli ještě vyšší pevnosti - přidávájí se k epichlorhydrinu ještě nějaké "vytvrzovače" v podobě organických diaminů tedy molekul které mají aminovou -NH2 skupinu na obou stranách - ty pak reagují s koncovými epoxidy a s hydroxylovými -OH skupinami za vzniku molekulové sítě podobného vzhledu jako na následujícím obrázku.
Jasné' ? Díkdy této síťovité struktuře, která vzníká až po smíchání všech chemikálií jsou Epoxidy skutečně "absolutní lepidla" - pokud laminujete surfové prkno, nebo kajak - díky síťovité struktuře epoxidu je veškerá pryskyříce v celé 4 metrové lodi jediná molelkula !!!! Takže když Epoxidový spoj řežete pilou - tak prakticky tou pilou štípete kovalentní vazby mezi molekulami (napadlo vás to někdy ?)

Nastává obvyklé okénko "ďábel se skrývá v detailech" - smícháme tedy staré dobré EPOXY CHS1200 a reakce se spustí - Bisfenol polymerizuje, diaminy vytvářejí síťovitou strukturu - což je moře chemických vazeb, které musí vzniknout - což nevyhnutelně trvá dlouho. Pokud spěcháme máme možnost nechat pryskyřici vyzrát v peci, nebo použít "5 minutový epoxid".
Ten je dělaný tak aby chemických reakcí nutných k vytvrzení bylo mnohem méně - proto obsahuje částečně polymerizovaný bisfenol-A, proto není zdaleka tak nebezpečný pro spermie - je ti to jasné má drahá ?? A navíc místo jednoduchých malých molekul diaminu obsahuje dlouhé řetězce nějakého polymeru s aminovými konci. Proto taky obě tubičky "5 minutového epoxidu" obsahují viskózní mírně smrdící sračku a proto se taky většinou míchají v poměru 1:1.
Už jste pochopili, že je to něco za něco - tedy za rychlost vytvrzení platíme kvalitou vzniklého polymeru - který není zdaleka tak tvrdý a pevný jako původní "nízkomolekulární" epoxid CHS1200.

Jistě jste pochopili, že epoxidové pryskyřice to je veliká skupina molekul, které chemici umí "uvařit na míru", proto stojí za to podrobně zkoumat co výrobce píše na krabici. Jinak díky síťovité struktuře je epoxid první polymer, který má vlastnosti termosetu - teplem neměkne a netaví se, ale naopak tvrdne a při vysokých teplotách má tendencí místo tavení se chemicky rozkládat.

Pro dnešek to bylo všechno - pokud nechcete prsa - nepatlejte se epoxidem a ulepené ruce si umyjte nejlépe nejprve acetonem a pak mýdlem. Zbývá už jenom rada robotům ke zničení lidstva - anglosasská literatura říká "děti dělají z muže otce, a dvousložkové lepidlo (epoxid) dělá z otce tátu" - roboti se sice zatím nerozmnožují pohlavně, ale nosit s sebou nějakou tu tubičku dvousložkového lepidla - to by mohl být robotický ekvivalent lékárničky pro lidi no ne ?

Poznámka při druhém čtení - nejvyšší obsah nízkomolekulárního bisfenolu-A mají termocitlivé papíry z tepelných tískáren - proto doufám, že vy všichni i má drahá po přečtení toho článku vyhodíte tu hromadu účtenek z Orsay.