Quantum of Science

Voda se razlikuje od većine drugih tečnosti na Zemlji: ima desetke čudnih svojstava, uključujući visoku površinsku napetost, visok toplinski kapacitet, visoke tačke taljenja i vrelišta, anomaliju u širenju te nisku kompresibilnost. A sad je otkriveno da ima još jedno čudno stvojstvo. Upoznajte dvije vode. Neki naučnici smatraju da to uopšte nije jedna tekućina, već dvije različite tekuće faze koje koegzistiraju u smjesi.  Sada bi fizičari željeli po prvi put izravno posmatrati transformaciju između dva stanja, u superhladnoj vodi pomiješanoj s trehalozom, prirodnim antifrizom koji sprječava smrzavanje tekućine jer se radi o superhladnoj stvari. Stvar je u tome koliko su tvari u različitim agregatnim stanjima oranizovane. Čvrsto stanje je najviši stepen organizacije - često su u čvrstom stanju prisutne kristalne rečetke i strukture. U tekućem stanju, molekule i atomi su manje organizirni, a u plinovitom su disorganizirani, haotični.  Međutim, kod vode već znamo da u tekućoj faz...

Da li bismo uskoro koristili urin za punjenje baterija? Možda će i to biti moguće... Katalizator koji sadrži nikl i željezo može razgraditi glavni otpadni proizvod iz urina, ureu,  za stvaranje električne energije i bezopasnih nusproizvoda. Elektrokatalitičke tehnike mogu pretvoriti otpadne vode bogate ureom, koje su postale velika prijetnja ljudskom zdravlju, u vodik za dobijanje čiste energije, uzsmanjenje štetnih učinaka na okoliš. Urea je često prisutna u otpadnim vodama, ali se može koristiti za napajanje gorivnih ćelija i kao alternativni oksidacijski supstrat vodi u elektrolizatoru.  Naime, urea je bogata dušikom (azot, nitrogen) i već neko vrijeme se razmatra njena upotreba za dobijanje električne energije kao alternativnog izvora.  Urea se može se koristiti u elektrolizerima za proizvodnju vodika, koji se zatim može koristiti kao čisti izvor električne energije.  No reakcija koja bi mogla proizvesti vodik (reakcija oksidacije uree) nije superefikasna, pa otp...

Uređaj koji koristi električnu energiju za razgradnju vode elektrolizom mogao bi se koristiti za pretvaranje jako slanog rastvora na Marsu u opskrbu vodikovim gorivom i kisikom koji održava život. Atmosfera crvenog planeta bogata je ugljendioksidom, ali sadrži samo 0.14% kisika. Kako bi bilo moguće da ljudi neka žive na Marsu, NASA planira generirati kisik izbacivanjem kisika iz ugljendioksida, stvarajući na taj način ugljenmonoksid i kisik. Međutim, postoje i druge mogućnosti stvaranja potrebnog kisika.   Kao alternativnu strategiju, Vijay Ramani i njegove kolege s Univerziteta Washington u St. Louisu, istvorili su aparat za elektrolizu, koji inače cijepa molekule vode na molekule vodika i kisika.   Većina marsovske vode je smrznuta, ali neka područja na planeti imaju visoke koncentracije magnezijevih soli, koje pomažu da voda ostane tekuća na niskim temperaturama. Elektrolizator naučnika ima jednu elektrodu izrađenu od spoja na bazi olova i rutenija, koji pospješuje stva...

Hemičari ono što se događa u hemijskim reakcijama opisuju pomoću hemijskih jednadžbi/jednačina. Hemijske jednadžbe se mogu pisati pomoću formula jedinjenja ili tekstualno, ali je važno da svaki put kada napišemo jednadžbu, ta jednadžba bude tačno napisana i izjednačena. Tvari u prirodi mogu stupati u međusobne reakcije a proučavanje i opisivanje ovog međudjelovanja tvari jedan je od zadataka hemije. Kada šibica gori, to je jedna hemijska reakcija. Dešava se oksidacija glave šibice i ta reakcija je prilično burna što vidimo jer se razvija plamen. Reakcija oksidacije jednog metala, magnezijuma, čak je još burnija. Neke reakcije su toliko burne da moramo biti veoma oprezni kada ih radimo kako nam tvari koje reagiraju ne bi oštetile oči ili kožu. Recimo, voda se nikad ne smije sipati u jaku kiseline kao što je sumporna upravo zbog toga. Zapamtite pravilo „voda u kiselinu je VUK“ i to se ne smije raditi. Kako hemičari opisuju hemijske reakcije Hemičari to čine ...

Sjećate ste kako ste u školi morali učiti one cikluse mahovina i paprati i pitali se da li će ikada doći dan kada će vam to znanje trebati u životu? Taj dan nikada nije došao niti će. Oni koji su upisali studije na kojima se izučavaju razvojni ciklusi mahovina i paprati su sve to morali učiti ispočetka, jer se nisu sjećali cijelog ciklusa, a oni koji nisu upisali te fakultete - pa, te informacije im nikada nisu ni zatrebale. Istovremeno, jako puno ljudi izađe iz školskih klupa ne naučivši da su sljepić i blavor bezopasni beznogi gušteri, ne znajući prepoznati otrovne gljive i bilje, ne znajući praktično ništa o jestivom i ljekovitom bilju. Prosječan građanin zna prepoznati ružu, hrast, brezu i kesten, dok ostale vrste drveća za njega ostanu pod velom misterije. Smreka i jela, dvije različite vrste četinara, koje nije previše teško razlikovati ako se čovjek samo malo potrudi, obični građanin obično stavi pod skupni termin "borići". Kada izađu iz školskih klu...

Naš svijet je svijet materije. Sve oko nas,  Zemlja, druge planete, pa čak i ljetnji povjetarac, jeste neka materije ili efekat osobina materije. Ako se ta materija ne može naći slobodno u prirodi – poput asfalta, benzina, betona i sličnih materijala, čovjek je može sintetizirati. Papir, boje, dijelovi kompjutera i pametnih telefona – sve su to primjeri materijala koji se ne mogu naći slobodno u prirodi, pa ipak, ljudi ih prave i koriste se njima. Upravo je to jedan od zadataka nauke koja se zove hemija – stvarati nove, poželjne i korisne materijale i spojeve, biti u službi čovječanstva. Naravno,  hemija se ne bavi samo time kako stvoriti nešto što je korisno. Ona otkriva i neke prirodne zakone, zakonitosti slaganja atoma, tih malih čestica materije, u složenije strukture, koje zovemo molekule. Dakle, hemija se bavi i prirodom hemijskih veza. Hemija također mjeri – mjeri veličinu atoma, broja atoma i molekula u određenoj količini tvari te svrstava tvari prema određen...