Co je to suchý led?
Je to pevná forma oxidu uhličitého. Při ochlazení pod asi -80 °C plynný CO2 zmrzne v krystalky pevné látky. Ty se pak lisují do kostek suchého ledu, který se poté běžně používá pro chlazení potravin, spolu s vodou ke kouřovým efektům a nebo k různým průmyslovým účelům jako je chlazení (O kterém jste se na Oslu již mohli dočíst) nebo čištění povrchů.
Oxid uhličitý je v mnoha aspektech podobný vodě, skládá se ze tří atomů, i když jejich velikostní poměry jsou odlišné a poblíž 0 °C se vyskytují všechna jeho skupenství. Navíc v superkritickém stavu (stav mezi kapapalinou a plynem) je podobně jako voda, velmi dobré rozpouštědlo a proto se mimo jiné používá pro odstranění kofeinu z "bezkofeinové" kávy.
Supertvrdé sklo z uhlíku a kyslíku
Suchý led tvoří "zmrzlé" molekuly CO2. Vědci však chtěli vytvořit látku, která by byla tvořena neuspořádanou sítí atomů kyslíku a uhlíku v poměru odpovídajícím jejich zastoupení v oxidu uhličitém - tzv. amorfní sklo. Za tímto účelem stlačili CO2 ve formě suchého ledu na 500 tisíc atmosfér (asi 50 GPa). Ramanovou spektroskopií spolu s využitím difrakce rentgenových paprsků zjistili, že skutečně stlačené atomy netvoří molekuly a neuspořádanou síťovou strukturu - sklo. Toto sklo je velmi tvrdé, ale je to dáno podmínkami ve kterých se vytvoří a tím pádem velkou blízkostí atomu. Za normálních teplot a tlaků existovat nemůže.
Vědci si myslí, že zkoumání tohoto materiálu může pomoci k porozumění dějům v jádrech obřích planet. Jupiter obsahuje poblíž svého jádra velké množství CO2 pod tlakem 40 GPa i vyšším. Tento objev by mohl mařit naděje snílků, kteří věří, že jádra obřích planet tvoří čisté diamanty. Může to být pouhé sklo.
Další možností využití by mohlo být smíchání skla ze suchého ledu a běžného křemičitého skla za obřích tlaků. Vytvořit by se tak mohla velmi tvrdá amorfní látka stabilní i za pokojové teploty. Při dalších výzkumech se vědci zaměří na zkoumání látek za ještě vyšších tlaků okolo 80 GPa o budou zjišťovat, jak se za těchto podmínek atomy ve směsi organizují.
Další informace
Dry ice forms ultrahard glass (14. 6. 2006) - Populární článek informující o tomto objevu
A new form of CO2 - Článek v časopise Nature
Oxid uhličitý - Popis této látky v encyklopedii Wikipedia
Autor píše weblog o vědě a technice Techblog.
Diskuze:
Kde sehnat?
Radek,2006-07-08 11:46:18
V soucasnych vedrech bych rad nekde sehnal suchy led (staci pri beznem tlaku :). Nevite, kde se prodava?
Tak prave vas citovali v radiu (CRn, n=nevim :)
zub,2006-07-04 09:57:26
Tak prave vas uvedli jako zdroj v nejakych tech "velkych malych zpravach", nebo jak tomu rikaji. Odkazovali se na vas jako na "server open source e-learning", ale o osel.cz nepadlo ani slovo. :-(
V rádiu
Martin Šrubař,2006-07-05 00:18:20
Ono Radiožurnál cituje články z Osla velmi často. Když občas slyším svůj, jsem překvapen, že v podstatě jen vynechají složitější věci a zbytek přečtou. Zdroj jsem je ani v tomto případě uvádět neslyšel, ale kdysi dávno jsem jsem větičku "podle serveru Osel.cz" zaslechnul.
Pavle,
Z.Rohlík,2006-07-01 10:26:51
měl jsem na mysli tento link:/>
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/5083222.stm
a konkrétně osmý odstavec zdola.
tlaky
saya,2006-06-30 23:52:50
muze mi nekdo vysvetlit, jakym zpusobem se dosahuje uvedenych tlaku 50GPa ci 80GPa?
Bude to diamantová komora
Martin Šrubar,2006-07-01 00:30:52
Mám dojem, že se to provádí v diamantové komoře. Nějaké informace o ní jsou v češtině k nalezení v prostředku následujícího článku:/>
http://www.aldebaran.cz/bulletin/2004_45_pre.html
wikipedie
hugo,2006-07-01 21:47:12
Něco málo je i tady
<a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Diamond_anvil_cell">http://en.wikipedia.org/wiki/Diamond_anvil_cell</a>
A ještě dodatek -
Z.Rohlík,2006-06-30 22:59:17
v tom prvním odkazu, který uvádíte, vyslovují autoři záměr pokusit se zvýšit koordinační číslo uhlíku nad čtyři, což je velmi ambiciózní projekt: uhlík se v takovém koordinačním okolí vyskytuje opravdu výjimečně (zpravidla vazebným podvodem za použití vícestředových vazeb, nebo je zalezlý mezi pěti až osmi atomy kovu v nějakém klastru), prostě na to "nemá orbitaly". Tak jim držme palce ;o)
Pane Šrubaři!
Z.Rohlík,2006-06-30 22:48:36
Druhý odstavec popořadě:
1) opatrně s tou podobností k vodě bych prosil, já jako chemik shledávám víc rozdílů než podobností (namátkou acidobazické vlastnosti, vazebné poměry, vodíkové vazby (!), dipólový moment (!), spektroskopické vlastnosti)
2) trojný bod nemá s kritickým stavem co dělat. Zde jde o bod kritický (konec křivky kapalina/pára), kde mizí rozdíl mezi kapalnou a plynnou fází. Navíc se extrakce neprovádějí kritickým CO2, ale SUPERkritickým CO2 (super = nad).
3) z bezkofeinové kávy kofein těžko odstraníte :o)
Třetí odstavec:
1) Co jste chtěl řící tou "...směsí podchlazených atomů kyslíku a vodíku ..."? (A nejde mi o ten vodík, ale o tu podchlazenou směs. To není popularizace ale, odpusťte, blábol.)
2) Nebylo jednodušší napsat, že v materiálu dojde ke změně "molekulové struktury tvořené samostatnými částicemi O=C=O" na "síť, v níž je každý atom uhlíku propojen se čtyřmi dalšími uhlíky přes kyslíkové můstky C-O-C" (alespoň tak to troufám je)?
3) Zvýšená tvrdost není podle mého názoru dána "podmínkami vzniku" nebo "blízkostí atomů" (jednoduchá vazba je delší než dvojná), ale právně trojrozměrnou strukturou, která drží pohromadě nikoli slabými mezimolekulovými interakcemi (jako suchý led), ale solidními chemickými vazbami.
4) V článku na BBC (viz odkaz níže v diskuzi k linkům) se píše, že a-carbonia byla stálá za normální teploty pod patřičným tlakem.
Mám pocit, že od publikace zmíněného objevu (a že je to zatraceně zajímavý objev!) se o oxidu uhličitém napsalo tolik blábolů, že by to vydalo na humoristický spisek (a to proboha neberte osobně).
Děkuji za doplnění
Martin Šrubař,2006-07-01 00:11:09
Velmi Vám děkuji za odborné doplnění, upřesnění a opravení mých chyb.
Druhý odstavec:
1) Odlišnosti, které uvádíte, jsou jistě podstatné. Chtěl jsem jen upozornit na vnější chování obou sloučenin, které je v některých ohledech podobné.
2) Děkuji za upozornění, opravím to.
3) Formulace nešťastná, ale rozumět tomu snad lze.
Třetí odstavec:
1) Vodík samozřejmě opravím na kyslík, ale blábolu musím oponovat. Máte pravdu, že použití výrazu "směs" je nevhodné, pokud jej chápete v jeho exaktním chemickém významu a potom je věta skutečně blábol. Bylo to míněno v obecném významu něco jako "směsice" nebo "změť". Ale máte pravdu, měly by se používat adekvátní a nematoucí výrazy, zkusím to opravit na přijatelnější termín. Jestli to stále není to, na co narážíte, tak potom jsem já tvrdě narazil na hranici svých znalostí. ;-)
2) Pro mě by to jednodušší nebylo a nejsem si jist, zda by to bylo přínosné pro srozumitelnost článku.
3) Váš názor, má jistě větší hodnotu než můj názor.
4) Ano, také píši: "za normálních teplot a tlaků."
Ještě jednou Vám děkuji za opravy spousty mých chyb. Jistě by každému mému článku velmi prospělo, kdybych jej před publikací prokonzultoval s odborníkem na dané téma. Často je to však nerealizovatelné. Pokud byste byl ochoten občas věnovat pár minut přečtení a okomentování článků týkajících se Vašeho oboru ještě před jejich vydáním, byl bych Vám velice zavázán.
chyba
pavel,2006-07-01 01:41:23
tak v tom článku je psáno že BY MOHLO být možné vyrobi materiál stabilní za normálních teplot.
Ještě k té podchlazené směsi
Z.Rohlík,2006-07-01 11:00:29
jednak mi vadila ta směs (což je možná skutečně profesionální přecitlivělost), ale taky trochu zmínka o "teplotě" na atomarni urovni. Teplota je makroskopický projev atomárních pohybů, takže mluvit o podchlazených atomech nemá valného smyslu. Kdyby ta věta zněla "Vědci však chtěli vytvořit látku, která by byla tvořena neuspořádanou sítí atomů kyslíku a uhlíku v poměru odpovídajícím jejich zastoupení v oxidu uhličitém - tzv. amorfní sklo", přestal bych remcat.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
