Om jag känner ett lukt av ett föremål betyder det att molekyler av det separeras från det, så att de når min näsa. Såvitt jag vet sublimerar metaller inte, särskilt inte vid rumstemperatur. Koppar har dock en mycket stark och karakteristisk lukt. Betyder det att koppar bryts ned ganska snabbt, eller är vi bara så känsliga för det att några molekyler är tillräckliga? Jag antar att det måste göra något med oxidering, men det oxiderar inte så mycket naturligt som andra metaller, till exempel järn.
Kommentarer
- Relaterat: Varför smakar mitt blod som rost?
- Jag letade efter ett svar sedan någonsin (men särskilt med järn ). Under tiden har jag studerat kemi. Och jag letar fortfarande efter ett svar (jag antar att damm och kroppsslemhinnor spelar en roll. Nu börjar jag bläddra ner med hopp 🙂
Svar
Detta är en trevlig fråga, eftersom den konfronterar en mycket replikerbar och vanlig upplevelse med ett väletablerat men till synes motsägelsefullt faktum. Som du förväntade dig har lukten av metall inget att göra med att metallen faktiskt kommer in i näsan, eftersom de flesta metaller har alldeles för lågt ångtryck vid vanliga temperaturer för att möjliggöra direkt detektering. Den karakteristiska lukten av metall orsakas faktiskt av organiska ämnen!
Det har varit fokus på det specifika fallet med lukten av järn (artikel om fri åtkomst!). Det finns åtminstone två sätt på vilka järn ger en metallisk lukt. För det första kan sura ämnen korrodera järn och stål och frigöra fosfor och kolatomer som finns i metallen eller legeringen. Dessa kan reagera för att bilda flyktiga organofosforföreningar som metylfosfin ($ \ ce {H3CPH2} $ som har en vitlök / metallisk lukt i små koncentrationer. Från artikeln:
Den ”vitlök” metalliska lukten (se stödjande information) av gasprodukten från den sura upplösningen av gjutjärn domineras av dessa organofosfiner. Vi mätte en extremt låg luktgräns för två viktiga luktämnen, metylfosfin och dimetylfosfin (6 och 3 ng P / m³, vitlök-metallisk lukt), som därför tillhör de mest potenta luktämnen som är kända. Fosfin ($ \ ce {PH3} $) är inte viktigt för denna lukt eftersom vi tyckte att det har en mycket högre luktdetektering (> 10⁶ ng / m³). En ”kalciumkarbid” (eller ”bränd kalk” / ”cement”) attribut av den allmänna ”vitlök” lukten orsakas troligen av omättade kolväten (alkyner, alkadiner) som är kopplade till ett högt kol innehåll av järn (tabell 1, se supportinformation).
Dessutom, det visar sig att $ \ ce {Fe ^ {2 +}} $ -joner (men inte $ \ ce {Fe ^ {3 +}} $) kan oxidera ämnen som finns i oljor som produceras av huden, nämligen lipidperoxider. En liten mängd $ \ ce {Fe ^ {2 +}} $ -joner produceras när järn kommer i kontakt med syror i svett. Dessa sönderdelar sedan oljorna som frigör en blandning av ketoner och aldehyder med kolkedjor mellan 6 och 10 atomer långa. I synnerhet kommer det mesta av lukten av metall från den omättade ketonen 1-octen-3-on , som har en svamp / metallisk lukt även i så låga koncentrationer som $ 1 \ \ mu g \ m ^ {- 3} $. Kort sagt:
Svettig hud korroderar järnmetall för att bilda reaktiva $ \ ce {Fe ^ {2 +}} $ -joner som oxideras inom några sekunder till $ \ ce {Fe ^ {3 +}} $ -joner samtidigt som man reducerar och sönderdelar befintliga hudlipidperoxider till luktande karbonylkolväten som uppfattas som en metallisk lukt.
I den stödjande informationen för artikeln (även fri åtkomst) beskriver författarna experiment utförda med andra metaller, inklusive koppar:
Jämförelse av järnmetall med andra metaller (koppar, mässing, zink, etc.): När fast kopparmetall eller mässing (koppar-zinklegering) kom i kontakt med huden istället för järn, en liknande metallisk lukt och GC-toppmönster av karbonylkolväten producerades och upp till en μmol / dm² monovalent kopparjon [$ \ ce {Cu +} $] detekterades som en korrosionsprodukt (stödjande fig. S3 till S6) . Zink, en metall som bildar $ \ ce {Zn ^ {2 +}} $ men ingen stabil $ \ ce {Zn +} $, tvekade att bilda metallisk lukt, förutom vid mycket stark gnuggning av metallen kontra hud (som kan producera metastabilt monovalent $ \ ce {Zn +} $). Användningen av vanliga färgtester för att visa direkt på mänsklig palmhud närvaron av lågvalenta joner (järn och koppar) från korrosion av järn-, koppar- och mässingslegeringar visas i stödjande figur S6. Aluminiumpulver som gnuggades på huden gav inte signifikanta luktämnen. Dessa resultat ger ytterligare bevis för att det inte är metallindunstning utan minskning och nedbrytning av hudlipidperoxid genom metalljoner med låg valens som producerar luktämnen.
De sista styckena i artikeln sammanfattar resultaten:
Sammanfattningsvis : 1) Den typiska ”smakliga” metalliska lukten av järnmetall som berör huden (epidermis) orsakas av flyktiga karbonylföreningar (aldehyder, ketoner) som produceras genom reaktion av hudperoxider med järnjoner ($ \ ce {Fe ^ {2+} } $) som bildas i svettmedierad korrosion av järn. $ \ ce {Fe ^ {2 +}} $ jon som innehåller metallytor, rost, dricksvatten, blod etc., men också koppar och mässing, ger upphov till en liknande lukt vid hudkontakt. Den mänskliga förmågan att upptäcka denna lukt är förmodligen ett resultat av den evolutionsutvecklade men i stort sett vilande förmågan att lukta blod (”bloddoft”).
2) ”Vitlök-karbid” metallisk lukt av fosfor- och kolrikt gjutjärn och stål som attackeras av syra, domineras av flyktiga organofosfiner. Korroderande gjutjärn är en miljökälla för C – P-föreningar som kan leda till förvirring vid verifiering och övervakning av konventionen om kemiska vapen (se även ref. [15])
Som ett tillägg kan det vara anledningen till att människor ibland rekommenderar att man får starka dofter av händerna genom att gnugga dem mot ett metallföremål. Även om det förmodligen inte fungerar för vissa metaller och för vissa illaluktande föreningar, är det möjligt att metallen katalyserar nedbrytningen av de illaluktande ämnena till mindre starkt luktande ämnen.
Du kan läsa lite mer i denna pressartikel om studien.
Kommentarer
- Men blod smakar precis som rent metalljärn ' smakar ' – så hur förklaras det då?
- @LievenB En annan bra fråga som jag trodde skulle kunna dyka upp så småningom. Jag vet inte '. Kanske kan järnkatjoner i blod också katalysera bildningen av organiska föreningar med metallisk lukt från lipider eller andra ämnen som finns i blodet och munnen. Smaken kommer främst från lukt, inte smak (konstigt nog).
- Jag ' har hittat den här mycket intressanta länken: phys.org/news80405535.html och jag ' gissar att det ' är detsamma också med andra metaller som koppar, …
- @LievenB Det visar sig att Angewandte Chemie-papperet hade berört lukten av blod. Jag rekommenderar inte ' att jag litar på phys.org-länken för mycket. Det nämns till exempel att järnjoner har en negativ laddning, konstigt.
- Lukt är associerande: vi luktar " söt " mat inte från sockret utan från de flyktiga föreningarna som uppstår när socker bryts ner under värme. Bara för att vi upplevde lukten i kombination med att smaka på sockret (det finns fortfarande gott om sönderdelat socker kvar) tycker vi att det luktar sött.