Archive for the ‘Sjeemie’ Category

Wetenschappelijk witwassen van juwelen

februari 2, 2010

In deze tijden van crisis zijn onze gouden juwelen of dat unieke zilveren servies een heel kostbaar bezit. Maar waarom wordt zilver na verloop van tijd dof, en lijkt goud te verkleuren? Hoe houdt dat alles verband met oxidatie? Kun je die sieraden nog reinigen, en kan de chemie je daarbij helpen? We poetsen je geheugen graag even op!

Yzer roest, en edelmetaal oxideert

Zilveren juwelen kunnen chemisch reageren met stoffen uit hun omgeving, waardoor ze dof en donker worden. Dat fenomeen is veel beter bekend bij ijzer, dat na verloop van tijd gaat roesten. Omdat metaal reageert met zuurstof, verandert je fiets na verloop van tijd in een roestbruin vehikel. Zuurstof is in grote mate aanwezig in de lucht, maar ook in water, dat corrosie dus in de hand werkt.  Als een metaal reageert met zuurstof spreekt men van oxidatie.

Zilver kan oxideren, maar het is vooral onder invloed van verontreinigingen dat blinkende juwelen mat worden.  Zo zal zilver reageren met je parfum, het zweet op je huid, of zelfs het zeezout in de lucht. De voornaamste boosdoener is echter zwavel: als je een zilveren lepeltje in een ei laat steken, wordt het binnen de kortste keren gitzwart. Die donkere korst is zilversulfide, dus een chemische verbinding van zilver met zwavel.    

Zilver wordt zwart, terwijl goud verkleurt

Goud reageert nooit met de lucht, en zal dus niet oxideren. Niettemin lijken gouden sieraden soms ook een bruine of rode tint te krijgen. De verklaring voor deze verkleuring schuilt in het feit dat zuiver goud te zacht is om juwelen te smeden. Daarom wordt goud altijd verstevigd met andere metalen zoal koper, nikkel, zilver of zink. Die metalen kunnen wél oxideren, waardoor je gouden halsband veel van haar glans kan verliezen. De hoeveelheid zuiver goud in een juweel wordt aangeduid met het aantal karaat. Hoe hoger dit cijfer, hoe meer goud in het sieraad werd verwerkt. 

Zilveren Halsketting Molecule

Grootmoeders wijze (huis)raad

Je hoeft je verkleurde ringen of het doffe bestek echter geenszins in de vuilnisbak te gooien. Een juwelier kan de oxidelaag mechanisch verwijderen door het zilver te polijsten. Vervolgens zal hij het sieraad rhodineren, dat wil zeggen dat er een beschermlaag (uit rhodium) wordt  aangebracht. Je juwelen zijn na zo’n behandeling zo goed als nieuw!

Ook onze grootmoeders hielden destijds verschillende middeltjes achter de hand om hun zilveren eetservies in ere te houden. Zo werden zwarte lepels bijvoorbeeld in citroenzuur gedoopt, of kunnen doffe vorken en messen behandeld worden met ammoniak. In de handel zijn ook verschillende soorten zilverpoets beschikbaar, die op een scheikundge manier net hetzelfde doen.

De beste oplossing om het verkleuren van gouden sieraden tegen te gaan is nog veel eenvoudiger: overtuig je man om voortaan enkel juwelen van vierentwintig karaat te kopen! 

© 2010 – Labo Vekalie

Advertenties

Koorddansen op de kennisgrens

augustus 28, 2009

In zijn meest naakte essentie is wetenschap het bestendig laven van de dorst naar kennis. Onderzoekers stellen systematisch àlles in vraag, en dulden daarbij geen dogma’s. Wetenschappelijk onderzoek vergt derhalve een voortdurend vorsen naar waarheid, en een soms delicaat koorddansen op de kennisgrens. Onderstaand artikel geeft een summier overzicht van de stand van zaken in de diverse takken van de wetenschap, en de grootste uitdagingen voor de toekomst.

Man on Wire

 

Fysica als moeder van alle wetenschap

Fysica of natuurkunde is de moeder van alle wetenschappen, en hanteert de wiskunde als taal om haar theorieën vastere vorm te geven. De klassieke mechanica beschrijft bv. de baan van de planeten in ons zonnestelsel, voorspelt het traject van een kanonskogel, of kan de snelheid van een projectiel berekenen. Het elektromagnetisme bestudeert dan weer de wisselwerking tussen elektrische en magnetische velden, en laat toe om elektrische netten te begroten of magnetische fenomenen te verklaren. Een fascinerende tak van de sterrenkunde is de kosmologie, waar men het ontstaan, de structuur en de evolutie van het heelal tracht te begrijpen. Subatomaire fysica, zoals de kwantummechanica, bestudeert het gedrag van elementaire deeltjes; terwijl de relativiteitstheorie de effecten van zwaartekracht bij heel hoge snelheden voorspelt.

Met voorsprong de grootste uitdaging in de moderne fysica is het kneden van één fysische theorie, die in staat is om alle voornoemde fenomenen te beschrijven en te verklaren. Zo’n universele theorie moet dus het grillige, en nauwelijks voorspelbare gedrag van uiterst kleine deeltjes kunnen verzoenen met de structuur van gigantische sterrenstelsels, terwijl zij tevens de wetten van de relativiteitstheorie respecteert, en het bestaan van zowel elektrische als magnetische velden toelaat.

Hoewel die allesomvattende theorie (nog) niet voor morgen lijkt, zijn de recente ontwikkelingen alleszins fascinerend. Zo suggereert de (super)snaartheorie bijvoorbeeld het bestaan van verschillende werelden of realiteiten, die echter elk aan een verschillende frequentie trillen. De M-theorie tracht dan weer de verschillende supersnaartheorieën samen te smeden tot een hyperuniversum in elf dimensies. De bouw van de deeltjesversneller in Genève moet meer inzicht verschaffen in deze nog grotendeels onontdekte wereld. Recent werd de Nobelprijs voor de natuurkunde trouwens nog toegekend aan drie wetenschappers die een doorbrak hadden bereikt in het onderzoek naar de symmetrie-eigenschappen van elementaire deeltjes.

Scheikunde als cataloog van alle elementen

Reeds eeuwen geleden trachtten alchemisten lood om te vormen in goud, middels ingewikkelde (en bovenal ontzettend zinloze) formules. Chemie of scheikunde heeft sinds mensenheugenis veel interesse gewekt, vermits wij nu eenmaal willen weten hoe alle stoffen in elkaar steken. Scheikunde, zoals de naam laat vermoeden, bestudeert het scheiden van stoffen tot hun elementaire bouwstenen, met de heimelijke ambitie om ze naderhand opnieuw samen te smeden tot edeler materialen. Dankzij de scheikunde bestaat aspirine tegen de hoofdpijn, wordt ruwe olie geraffineerd tot benzine of kunststof, kan textiel geverfd worden, en kunnen wij genieten van een frisse pint.

Hoewel de scheikunde zich aanvankelijk richt tot het scheiden van stoffen, ligt haar grootste toekomstpotentieel net in het samenstellen van verschillende atomaire deeltjes. De huidige (en vaak gecontesteerde) kerncentrales werken immers op het principe van kernfissie, waarbij energie vrijkomt bij het splitsen van atoomkernen. Een grote doorbraak zou echter kernfusie zijn, waarbij reusachtig veel energie vrijkomt door kernen opnieuw samen te smelten. Het onderzoek naar deze techniek, die eensklaps alle energieproblemen zou kunnen oplossen, staat echter nog in de kinderschoenen. Zo moet vandaag nog een atoombom tot ontploffing worden gebracht om de juiste voorwaarden te creëren waaronder kernfusie kan plaatsvinden…

Geneeskunde is dienstbare wetenschap

De geneeskunde is wellicht de meest nobele van alle toegepaste wetenschappen. Haar ambitie ligt immers niet laner dan het remediëren van kwalen, en het helen van zieke mensen. De voorbije decennia is hierbij veel aandacht gegaan naar het ontrafelen van de geheimen die besloten liggen in ons desoxyribonucleïnezuur, beter bekend als DNA. Dit DNA, dat teruggevonden wordt onder de vorm van chromosomen, lijkt op een wenteltrap, en bevat nagenoeg alle erfelijke informatie die in onze genen zit. Een beter begrip van DNA kan leiden tot een scherper inzicht in de werking van erfelijke ziektes, en op termijn kunnen genetische manipulaties zelfs fungeren als een feilloos vaccin.

Ook stamcelonderzoek oogstte de voorbije jaren wel vaker controverse. Stamcellen, die men in groten getale bij embryo’s aantreft, zijn de meest maagdelijke bouwstenen van ons organisme. Een stamcel is in staat om zich te veranderen in ieder mogelijk type cel, m.a.w. zij kan nog uitgroeien tot ee nstukje oor, een deel van de lever, of zelfs een neushaar. Stamcellen lijken dus het ultieme recept om verwoestende ziektes als kanker te kunnen behandelen.

De grote uitdagingen van de geneeskunde zijn zonneklaar: zoeken naar therapieën voor levensbedreigende ziektebeelden als kanker, aids of alzheimer. Dit onderzoek is dus andermaal een delicaat koorddansen op de kennisgrens, dat niet zelden uitmondt in een ethisch debat.

© 2009 – Labo Vekalie