Dva školska sata kemije (slobodnih) radikala

Abstract

K. MOLČANOV: Dva školska sata kemije (slobodnih) radikala, (2017) UvodŠto znamo o (slobodnim) radikalima? Kako ih možemo pripraviti, kako ih možemo proučavati, možemo li ih vidjeti? Koja im je uloga u kemiji? Koliko su štetni? Odakle im njihovo neobično ime?Svaki će se kemičar složiti da (slobodni) radikali zauzimaju važno mjesto u proučavanju kemijskih reakcijâ, kemijskoj kinetici, organskoj sintezi i biokemiji. Na žalost, o toj se važnoj grani kemije vrlo malo zna. Za većinu kemičarâ, osim onih malobrojnih specijalistâ, koncepti vezani uz (slobodne) radikale prilično su mutni; za laike još i više.Postavimo li pitanje "Što su radikali?", najčešće ćemo dobiti odgovor tipa "To su neke užasno opasne kemikalije koje uzrokuju rak i starenje"; neki će pak reći da su radikali neka mračna i opasna politička organizacija. Ipak, većina ljudi smatra (slobodne) radikale nečim vrlo malignim. Razlog je tomu manjak (kemijske) naobrazbe. Kemije (slobodnih) radikalâ uglavnom nema u nastavnim programima, ni na srednjoškolskoj ni na sveučilišnoj razini.Izrazi "radikal" i "slobodni radikal" potječu iz organske kemije 19. stoljeća, kada se razlikovalo funkcijske skupine koje reagiraju i "ostatak" ili "korijen" molekule koji se u reakciji ne mijenja. Za taj se "korijen" rabio naziv "radikal" (od lat. radix, korijen). Povremeno bi kemičarima pošlo za rukom detektirati poneki nestabilni međuprodukt, koji po svoj prilici sadrži trovalentni ugljikov atom -dakle, u pitanju je radikal bez funkcijske skupine, iliti "slobodni radikal". Nakon što je početkom 20. stoljeća razvijena teorija kemijske veze i elektronskih parova, značenje izraza "radikal" radikalno se izmijenilo, dok je izraz "slobodni radikal" postao nepotreban i zastario te od tada samo stvara zabunu.Prema današnjoj definiciji radikali su kemijske vrste s nesparenim elektronima.1 Uglavnom su nestabilni i pojavljuju se tek kao kratkoživući međuprodukti. Većina kemičara smatra da ih se može pripraviti i stabilizirati samo pri strogo kontroliranim uvjetima te da su za njihovo prouča-vanje potrebni naročito sofisticirani (i, naravno, skupi) instrumenti. Prema tome, radikalima nije mjesto u skromno opremljenim školskim laboratorijima.Ipak, ta tvrdnja ne vrijedi uvijek. Dušikov(II) oksid i duši-kov(IV) oksid su radikali, imaju 15, odnosno 23 elektrona, a ipak ih je lako pripraviti u najobičnijem kemijskom kabinetu kakav se nađe u gotovo svakoj školi. Dišemo i ne razmišljajući da je molekula O 2 u svojem osnovnom stanju biradikal, tj. da ima dva nesparena elektrona. Superoksidi, kao npr. KO 2 su također radikali jer ion O 2 − ima neparan broj elektrona. Neke se organske radikale može i kristalizirati: 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH), prvi put pripravljen 1922., 2 danas se upotrebljava kao standard u magnetokemijskim mjerenjima. Prvi stabilni organski radi- Institut Ruđer Bošković, Bijenička 54, HR-10 000 Zagreb Sažetak Radikale, kemijske vrste s nesparenim elektronima, obično se smatra vrlo nestablinima, tako da ih se može pripraviti samo pod posebnim uvjetima i proučavati sa...

Klor u vodi – primjer kemijske ravnoteže i reaktivnosti

“…Tema klorne vode s niskom koncentracijom aktivnog klora (< 200 mg l −1 ) sasvim je prikladna da se uobliči u učenički istraživački miniprojekt. Razlog tome je što ta tema ujedinjuje praktički sve grane kemije (anorganska i organska kemija, fotokemijske i redoks-reakcije, 31,32 reakcije slobodnih radikala, 33 elektrokemija, kemijska kinetika i termodinamika), a usto povezuje kemiju s kemijskom tehnologijom (proizvodnja klora i klorne vode) te biologijom i zdravstvenim odgojem (HOCl kao dezinfekcijsko sredstvo i metabolit). Može također poslužiti kao primjer kemijske ravnoteže i reaktivnosti, na što upućuje naslov ovoga rada, ali biti i nadopuna nastavne jedinice o halogenim elementima (npr.…”