Pregled posta

Adresa bloga: http://blog.dnevnik.hr/endimion17

Marketing

Brom u bliskom infracrvenom spektru

Iz naslova vam je već jasno koje je rješenje zadatka kojeg sam postavio prije nekoliko dana.

Zato prvo pogledajte video, namjerno napravljen da bude pomalo sablastan.


Ljudima kojima sam postavio ovu zagonetku uglavnom je bilo vrlo teško shvatiti ključ za rješavanje, a to je "it's not what it looks like".
Davali su svakakve odgovore. Od etilovog acetata, metanola, fluorovodične kiseline, pa sve do ukapljenih plinova poput fosgena i još otrovnijih tvari.
Ništa od toga nije moglo biti točno, jer ako odgovor izgleda onako kako izgleda tvar na videu, onda odgovor nije točan. To su skoro svi redom ignorirali jer su se fiksirali na druge stvari.

Točan odgovor prvi je dao forumaš Pok jer je shvatio da ono što gleda nije stvarni izgled, gledano ljudskim očima.
Jedan od pomoćnih znakova u videu koji sam postavio kao zadatak bio je infracrveni apsorpcijski spektar u pozadini, a to je točno pogodio forumaš woelen.


Nedavno sam kupio nešto elementarnog broma, pa mi je palo na pamet promatrati kako guši razne dijelove vidljivog spektra. Plavo i zeleno zračenje se jedva probija i kroz njegovu paru, a potpuno je zaustavljeno tankim slojem tekućine.
Napokon sam ga imao dovoljno da lijepo provjerim ponašanje u infracrvenom spektru, a našlo se i nešto opreme za bilježenje tog, ljudskom oku nevidljivog elektromagnetskog zračenja.

Radilo se naime o jednoj hipotezi koju sam postavio prije nekoliko godina, a to je da je brom, tekućina koju ljudske oči vide kao crnu na refleksiji, a krvavocrvenu tekućinu na transmisiji, u barem nekom dijelu infracrvenog spektra proziran.
Siguran sam da to već negdje postoji kao činjenica, ali nigdje ju nisam mogao naći.
Tekući je brom pri refleksiji crn jer snažno upija skoro sve fotone vidljivog zračenja, a na transmisiji tamno crven, poput guste krvi, jer upija skoro sve osim crvenog dijela spektra, i to onog krajnjeg.
Obično su tvari koje snažno upijaju zeleno, plavo i ljubičasto gotovo indiferentne prema infracrvenom, bar nekom dijelu.

NIR ili near infrared je dio EM spektra taman ispod crvenog. To je ono zračenje koje ispušta dioda daljinskog upravljača, IrDA port-ova i ono čime specijalne noćne sigurnosne kamere "osvjetljavaju" vidno polje. (To nije ono što vide vojne kamere za gledanje u mraku!)


izvor: Coast Guard Academy`s Remote Sensing Curriculum: Studying the Environment from Space



Neke kamere su sposobne prikazivati to zračenje. Najčešće su to kamere jeftinije izvedbe koje u sebi nemaju IR-blokirajući filter. NIR senzorima kamere smeta i uništava blještave dnevne slike, stoga ga se nastoji otkloniti u skupim DSLR kamerama filterom koji se zove "hot mirror".
Ljudsko oko ga ne vidi, stoga se na ekranima uređaja koji ga očitavaju prikazuje kao crnobijela slika, što je uostalom i najmanje varljiva aproksimacija. One "toplinske snimke" s često lažnim psihodeličnim bojama su još nižeg spektra (thermal IR), ali te su boje samo oznake za pojedine dijelove odabranog spektra.

Video sam snimao koristeći vrlo filtrirano zračenje negdje između 700-900 nanometara, vjerojatno oko 850. Točne vrijednosti ne mogu dati jer nemam uređaj koji bi to mogao izmjeriti.
Moram priznati da me prvi pogled na prozirnost tekućine koju sam na praksi redovito gledao kao zlu crnu tvar koja se narančasto puši, snažno oduševio. Nekakav "eureka" trenutak, jer se dugogodišnja hipoteza pokazala točnom, a i zato jer mi je kroz prvu ruku pokazalo koliko je slika koju mozak vidi registrirajući svijet mrežnicom upravo relativne prirode.

Ispitao sam brzinski i optička svojstva joda u NIR spektru. Pretpostavio sam da će se ponašati slično bromu, no samo mu je para bila prozirna. Tekući jod je ispao neproziran.
Moje objašnjenje je slijedeće. Jodovi atomi su ogromni, a njihovi su zadnji elektroni dosta slabo vezani, što inače jodu daje svojstva lake distorzije molekule. Svojstvo jakog remećenja jodovih elektronskih oblaka zaslužno je za njegova slabašna metalna svojstva poput jačeg odsjaja kad je krutina. Vjerojatno je i zbog toga prozirnost njegove taline u IR spektru pomaknuta od NIR-a prema MIR/FIR (middle, far) spektru.
Brom ima dosta manje atome, čiji se zadnji elektroni čvršće drže skupa, stoga su manje podložni distorzijama.
Klor i fluor su još i manji i čvršći atomi/molekule, pa su u krutom stanju spektri apsorpcije pomaknuti prema ultraljubičastom dijelu spektra, a dijelovi transmisije su u vidljivom dijelu. Kruti klor je naime intenzivno žutozelene boje, a fluor svijetložut. Slaže se.


Čvrsti brom u NIR spektru sam također snimio u gornjem videu, a ovdje je i slika.


Proziran je, odnosno reflektivan ("bijel") ako je toliko sitan da rasipa zračenje. Bilo koja bezbojna tvar bit će reflektivna kada ju se snažno usitni.

Gledano ljudskim očima u vidljivom spektru, čvrsti brom pri transmisiji zadržava crvenu boju, ali je prozirniji, očigledno zbog većeg reda među molekulama. U tekućini su zgusnute i svuda se kreću, pa tako i jače blokiraju zračenje.



Pri refleksiji brom podsjeća na jod.


Ima metalni odsjaj. Boju zapravo i nema, ili je barem dosta neuočljiva. Ovdje je zlaćana samo zato jer toliko snažno sublimira (jače od joda) da je epruveta u kojoj stoji puna njegove rijetke pare koja je žućkasta. Trebalo bi ga ohladiti tekućim dušikom i provjeriti.

Jodovi kristali su pri vidljivom spektru metalnog odsjaja, a pri transmisiji tankih slojeva crveno-smeđi (nemam dovoljno dobru sliku, pa ćete mi morati vjerovati na riječ).
U NIR spektru su prozirni, ali samo onda kada su vrlo urednih slojeva, a to je kod malih i tankih kristala. Teško je dobiti veće monokristale joda, tako da imalo veći kristali postaju neprozirni za NIR, odnosno izgledaju crno na snimci.

Ekstrapolirajući viđeno o bromu na jod, ono što namjeravam napraviti s tim znanjem jest uredan video taljenja joda.
Naime, jod je jedan od kemijskih elemenata kojeg je dopalo patološko iskrivljavanje didaktičkog pojednostavljivanja u nastavi kemije. Činjenica je da jod jako sublimira. Ako ga se stavi u tikvicu, nakon par minuta nazire se blijedo ljubičasta para. Međutim skoro svi profesori kemije, koji nažalost uglavnom nisu upoznati sa svojstvima tvari o kojima uče djecu, to su shvatili kao "jod nema talište, već iz krutog prelazi u plinovito stanje". Ta glupost ide toliko daleko da su je kadri ponavljati djeci čak i dok izvode (ako se udostoje, jer danas jedva koji išta izvodi) klasični pokus odvajanja joda od kuhinjske soli, gledajući kako se jod pretvori u crnu tekućinu koja natopi sol u čaši dok istovremeno iznad nje kuljaju tamnoljubičaste, skoro crne pare.
Snimajući video zagrijavanja joda u NIR spektru, moći ću vidjeti kroz te pare i pokazati kako se jod sasvim uredno pretvara u tekućinu na 113.7 °C, baš kao i brom na -7.2 °C, tako da će u nekom sljedećem članku i to doći na red.
Zasad mogu reći da uredno punim Web sadržajima koji na njemu nisu postojali, a s takvom ću praksom nastaviti i dalje.


Post je objavljen 17.04.2013. u 04:05 sati.