Hvis jeg kan lugte et objekt, betyder det, at molekyler af det bliver adskilt fra det, så de kan nå min næse. Så vidt jeg ved, sublimerer metaller sig ikke, især ikke ved stuetemperatur. Kobber har dog en meget stærk og karakteristisk lugt. Betyder det, at kobber nedbrydes temmelig hurtigt, eller er vi bare så følsomme over for det, at nogle få molekyler er tilstrækkelige? Jeg antager, at det har at gøre med oxidering, men det oxiderer ikke så meget naturligt som andre metaller, for eksempel jern.
Kommentarer
- Relateret: Hvorfor smager mit blod som rust?
- Jeg ledte efter et svar siden nogensinde (men især med jern ). I mellemtiden har jeg studeret kemi. Og jeg er stadig på udkig efter et svar (jeg antog, at støv og kropsslimhinder spiller en rolle. Nu begynder jeg at rulle ned med håb 🙂
Svar
Dette er et godt spørgsmål, da det konfronterer en meget replikerbar og fælles oplevelse med en veletableret, men tilsyneladende modstridende kendsgerning. Som du havde forventet, har lugten af metal intet at gøre med, at metallet faktisk kommer ind i din næse, da de fleste metaller har et alt for lavt damptryk ved almindelige temperaturer til at muliggøre direkte detektion. Den karakteristiske lugt af metal er faktisk forårsaget af organiske stoffer!
Der har været fokus på det specifikke tilfælde af lugt af jern (artikel om fri adgang!). Der er mindst to måder, hvorpå jern producerer en metallisk lugt. For det første er sure stoffer i stand til at korrodere jern og stål og frigive fosfor og kulstofatomer, der findes i metallet eller legeringen. Disse kan reagere til dannelse af flygtige organophosphorforbindelser såsom methylphosphin ($ \ ce {H3CPH2} $, der har en hvidløg / metallisk lugt i små koncentrationer. Fra artiklen:
Den “hvidløgsmetalliske” lugt (se understøttende information) af gasproduktet fra den sure opløsning af støbejern er domineret af disse organophosphiner. Vi målte en ekstremt lav lugtgrænse for to vigtige lugtstoffer, methylphosphin og dimethylphosphin (6 og 3 ng P / m³ henholdsvis hvidløg-metallisk lugt), som derfor hører til de mest potente lugtstoffer, der er kendt. Fosfin ($ \ ce {PH3} $) er ikke vigtig for denne lugt, fordi vi fandt ud af, at den har en meget højere lugtdetekteringstærskel (> 10⁶ ng / m³). En “calciumcarbid” (eller “brændt kalk” / “cement”) egenskab af den generelle “hvidløg” lugt er sandsynligvis forårsaget af umættede carbonhydrider (alkyner, alkadiner), der er forbundet med et højt kulstof indhold af jern (tabel 1, se understøttende information).
Også det viser sig, at $ \ ce {Fe ^ {2 +}} $ ioner (men ikke $ \ ce {Fe ^ {3 +}} $) er i stand til at oxidere stoffer, der findes i olier produceret af huden, nemlig lipidperoxider. En lille mængde $ \ ce {Fe ^ {2 +}} $ ioner produceres, når jern kommer i kontakt med syrer i sved. Disse nedbryder derefter olierne, der frigiver en blanding af ketoner og aldehyder med carbonkæder på mellem 6 og 10 atomer. Især kommer det meste af lugt af metal fra den umættede keton 1-octen-3-on , som har en svampe / metallisk lugt selv i koncentrationer så lave som $ 1 \ \ mu g \ m ^ {- 3} $. Kort sagt:
Svedig hud korroderer jernmetal for at danne reaktive $ \ ce {Fe ^ {2 +}} $ ioner, der oxideres inden for få sekunder til $ \ ce {Fe ^ {3 +}} $ -ioner, samtidig med at man reducerer og nedbryder eksisterende hudlipidperoxider til lugtende carbonylhydrocarboner, der opfattes som en metallisk lugt.
I understøttende information til artiklen (også fri adgang) beskriver forfatterne eksperimenter udført med andre metaller, herunder kobber:
Sammenligning af jernmetal med andre metaller (kobber, messing, zink osv.): Når fast kobbermetal eller messing (kobber-zinklegering) blev kontaktet med huden i stedet for jern, der blev produceret en lignende metallisk lugt og GC-peak-mønster af carbonylhydrocarboner, og op til en μmol / dm² monovalent kupper-ion [$ \ ce {Cu +} $] blev påvist som et korrosionsprodukt (understøttende fig. S3 til S6) . Zink, et metal, der danner $ \ ce {Zn ^ {2 +}} $, men ingen stabil $ \ ce {Zn +} $, var tilbageholdende med at danne metallisk lugt, undtagen ved meget stærk gnidning af metallet versus huden (der kunne producere metastabilt monovalent $ \ ce {Zn +} $). Anvendelsen af almindelige farveprøver for direkte at demonstrere på menneskelig palmehud tilstedeværelsen af ioner med lavt valens (jernholdigt og kobber) fra korrosionen af jern, kobber og messinglegeringer er vist i understøttende figur S6. Aluminapulver gnides på huden producerede ikke væsentlige lugtstoffer. Disse resultater giver yderligere bevis for, at det ikke er metalfordampning, men reduktion af hudlipidperoxid og nedbrydning af metalioner med lav valens, der producerer lugtstoffer.
Artiklens sidste afsnit opsummerer resultaterne:
Som konklusion : 1) Den typiske “muggen” metalliske lugt af jernmetal, der berører huden (epidermis), er forårsaget af flygtige carbonylforbindelser (aldehyder, ketoner) produceret gennem reaktion af hudperoxider med jernholdige ioner ($ \ ce {Fe ^ {2+} } $), der dannes i svedemedieret korrosion af jern. $ \ ce {Fe ^ {2 +}} $ ion, der indeholder metaloverflader, rust, drikkevand, blod osv., men også kobber og messing, giver anledning til en lignende lugt ved kontakt med huden. Den menneskelige evne til at opdage denne lugt er sandsynligvis et resultat af den evolutionært udviklede, men stort set sovende evne til at lugte blod (“blodduft”).
2) Den “hvidløg-carbid” metalliske lugt af fosfor- og kulstofholdigt støbejern og stål under angreb fra syre, er domineret af flygtige organofosfiner. Korroderende støbejern er en miljømæssig kilde til C-P-forbindelser, der kan føre til forvirring i verifikationen og overvågningen af konventionen om kemiske våben (se også ref. [15])
Som en side, kan det være grunden til, at folk nogle gange anbefaler at få stærke lugte fra dine hænder ved at gnide dem mod en metalgenstand. Selvom det sandsynligvis ikke virker for nogle metaller og for nogle ildelugtende forbindelser, er det muligt, at metallet katalyserer nedbrydningen af de illodorøse stoffer til mindre lugtende stoffer.
Du kan læse lidt mere i denne presseartikel om undersøgelsen.
Kommentarer
- Men blod smager ligesom rent metaljern ' smager ' – så hvordan forklares det så?
- @LievenB Et andet godt spørgsmål, som jeg troede måske kunne dukke op til sidst. Jeg ved det ikke '. Måske kan jernkationer i blod også katalysere dannelsen af organiske forbindelser med en metallisk lugt fra lipider eller andre stoffer, der findes i blodet og munden. Smag kommer hovedsagelig fra lugt, ikke smag (mærkeligt nok).
- Jeg ' har fundet dette meget interessante link: phys.org/news80405535.html og jeg ' gætter på, at det ' også er det samme med andre metaller som kobber, …
- @LievenB Det viser sig, at Angewandte Chemie-papiret har rørt ved lugten af blod. Jeg anbefaler heller ikke ' at stole på phys.org-linket for meget. For eksempel nævner det mærkeligt, at jernioner har en negativ ladning.
- Lugt er associerende: vi lugter " sød " mad ikke fra sukkeret, men fra de flygtige forbindelser, der opstår, når sukker nedbrydes under varme. Kun fordi vi oplevede lugten parret med at smage sukker (der er stadig masser af ikke-nedbrudt sukker tilbage), synes vi, det lugter sødt.