RSS

Wyniki wyszukiania dla ‘wiązanie wodorowe’

O wiązaniach wodorowych, dyfuzji i przegryzaniu się…

Co się dzieje w roztworze, czyli sięgamy głębiej

Dla użytkownika e-papierosa w zasadzie nie ma specjalnego znaczenia to, co dzieje się w otrzymanym roztworze, na poziomie oddziaływań fizycznych czy też chemicznych. Najważniejszą sprawą jest to, aby liquid był smaczny, miał odpowiednią gęstość,  i dawał właściwą ilość „dymu”.

Często jednak na forach lub rozmowach prywatnych spotykałem się z pytaniami dotyczącymi popularnej kwestii „przegryzania się” czy też „leżakowania” płynu. Czy ma to jakieś znaczenie? Jeśli tak, to jaki jest mechanizm tego przegryzania się?

W dość oczywisty sposób narzuca się nam tutaj porównanie z sytuacją, w której przygotowujemy roztwór alkoholu, korzystając ze spirytusu i wody. Praktycznie każdy, kto to kiedyś robił, zauważył różnicę w smaku tuż po zmieszaniu oraz po kilku czy kilkunastu godzinach. Skąd to się bierze?

Warto zauważyć, że te dwa przypadki – mieszanie liquidu oraz mieszanie alkoholu – są z punktu widzenia chemicznego bardzo zbliżone. Należy tu przypomnieć, że głównym składnikiem naszego płynu są też alkohole – glikol propylenowy, dwupropylenowy czy też gliceryna. Wszystkie związki należące do grupy alkoholi mają jedną cechę wspólną – w budowie ich cząsteczek można wyróżnić grupę hydroksylową, a więc -OH. Jest ona bardzo istotna z fizykochemicznego punktu widzenia, ponieważ cechuje ją możliwość tworzenia tzw. wiązania wodorowego. Nie będę się tu wdawał w szczegóły, wystarczy napisać, że wiązanie to jest bardzo powszechne – występuje m.in. w wodzie czy też łączy ze sobą dwie nici DNA.
Jeśli ktoś chciałby poczytać więcej na temat wiązania wodorowego, polecam: http://pl.wikipedia.org/wiki/Wiązanie_wodorowe

No dobrze, ale czy to ma jakieś znaczenie dla naszego liquidu? Przecież skoro tam są te wiązania, to po prostu są.

Nie do końca tak jest. Owszem, wiązania wodorowe są zarówno w płynie bazowym, jak też w rozcieńczalnikach – glikolu czy glicerynie. Rzecz w tym, że zmieszanie składników powoduje na poziomie mikro gigantyczne zmiany. Cząsteczki muszą się poustawiać w zupełnie nowym porządku, jedne wiązania ulegają zerwaniu, inne natomiast się tworzą. Należy tu powiedzieć, że pojedyncze wiązanie wodorowe jest tak naprawdę bardzo słabe – jego moc to zaledwie kilka procent mocy klasycznego wiązania chemicznego. Kluczem jest tutaj jego powszechność. Praktycznie każda z cząsteczek może utworzyć nawet kilka takich wiązań (w przypadku gliceryny – nawet 6), jeśli tylko gdzieś w okolicy znajdzie się odpowiednio ustawiona inna cząsteczka alkoholu lub wody. Co więcej – cząsteczka nikotyny też może brać udział w tworzeniu takich wiązań. Ponieważ w roztworze mamy prawie wyłącznie cząsteczki tworzące wiązania wodorowe, struktura tej cieczy jest niesamowicie złożona.

Każde mieszanie istniejącego już roztworu bazowego z innym – rozpuszczalnikiem czy roztworem aromatu, powoduje wielką reorganizację istniejących już w roztworze wiązań wodorowych. Gdyby wszystko było już doskonale wymieszane, to proces ten byłby dość szybki. Rzecz w tym, że nawet dobre wytrząśnięcie naszego liquidu nie gwarantuje jednorodności. I tu dochodzi do głosu proces zwany dyfuzją, a więc samorzutne rozprzestrzenianie się cząsteczek w roztworze. Dyfuzja jest zjawiskiem powszechnym – na pewno każdy miał okazję zauważyć, jak zapach perfum rozchodzi się w powietrzu – to właśnie jest typowy proces dyfuzji.

Dyfuzja w cieczy jest zdecydowanie wolniejsza niż w gazie, tak więc do wyrównania stężeń wszystkich związków w liquidzie potrzeba nieco czasu. Sytuację taką można porównać z następującym obrazem makroskopowym. Wyobraźmy sobie dość zatłoczoną salę taneczną. Nagle do sali wchodzi grupa ludzi i chce się wmieszać w tłum. Ludzie na parkiecie tańczą w parach, czasem w większych grupach, a więc przybysze muszą się między nimi przepychać, powodując chwilowe zrywanie par (czyli wiązań wodorowych). Dopiero po jakimś czasie przybysze rozprzestrzenią się po parkiecie, zaczną sami tworzyć pary lub tańczyć w grupach (czyli tworzyć własne wiązania wodorowe). To właśnie czas, który uważamy za okres „przegryzania się”.

Oczywiście w roztworze, który opisuję, następuje wiele innych zdarzeń – między innymi możliwe są reakcje chemiczne, ale to już daleko wykracza poza potrzeby naszego opisu.

(c) by Mirosław Dworniczak
Jeśli chcesz wykorzystać ten tekst lub jego fragmenty, skontaktuj się z autorem.

 
9 Komentarzy

Opublikował/a w dniu 12 sierpnia 2010 w ogólne

 

Tagi: