Weird Science

Wulkan

Groźna natura

Zie­mia jest bar­dzo aktywną geo­lo­gicz­nie pla­netą. Wiąże się to z dużymi zaso­bami wew­nętrz­nej ener­gii ciepl­nej. Jed­nym ze zja­wisk spo­wo­do­wa­nych tym fak­tem jest pow­sta­wa­nie wul­ka­nów. Mia­nem tym okre­śla się miej­sca na powierzchni Ziemi, gdzie wydo­by­wają lub wydo­by­wały się spod powierzchni Ziemi pro­dukty wul­ka­niczne. Wul­kany występują poje­dyn­czo lub w więk­szych gru­pach. Mogą pow­sta­wać całe wul­ka­niczne łańc­u­chy gór­skie.

Groźne piękno wul­ka­nów fascy­no­wało wielu arty­stów i pisa­rzy. Należy tu wspom­nieć o Tol­kie­nie, który opi­sał we "Władcy Pier­ścieni" kra­inę Mor­dor wła­śnie jako miej­sce gwałt­ow­nych zja­wisk wul­ka­nicz­nych:

Sam widział przed sobą Oro­dru­inę, Górę Ognia. Wieczne, nie­wy­czer­pane ogni­ska, zagrze­bane głęboko pod stożk­iem popio­łów, roz­pa­lały się wciąż na nowo, wzbie­rały i z łosko­tem wyrzu­cały potoki spie­nio­nej skały przez pęk­nięcia i szcze­liny zie­jące na zbo­czach. Jedne z nich spły­wały ku Barad-Durowi sze­ro­kimi kana­łami, inne wiły się toru­jąc sobie drogę przez kamie­ni­stą rów­ninę, aż wresz­cie och­ło­dzone zasty­gały w dziwne ksz­tałty, niby potworne smoki wyplute z głębi udręczo­nej ziemi.

J.R.R. Tol­kien: Władca Pier­ścieni - Pow­rót Króla, tłum: Maria Skib­niew­ska

Erup­cje rze­czy­wi­stych wul­ka­nów często przy­bie­rały roz­miary kata­kli­zmu. Wybuch indo­ne­zyj­skiego Kra­ka­tau z 27 sierp­nia 1883 roku jest naj­więk­szą odno­to­waną w histo­rii erup­cją. Huk był sły­szalny z odle­gło­ści pra­wie 4500 kilo­me­trów, słup dymu osiągnął 27 kilo­me­trów wyso­ko­ści. Pow­stała fala sej­smiczna kil­ku­krot­nie obie­gła całą pla­netę. Ilość ofiar sza­cuje się dziś na około 40 tysięcy. Znane są też mniej­sze erup­cje, jak choćby Wezu­wiusz, którego wybuch znisz­czył w 79 roku Pom­peje, Her­ku­la­num i inne mia­sta. Poniższe zdjęcie przed­sta­wia lawę wyrzu­caną z wul­kanu Strom­boli.

Ilustracja

źródło: http://upload.wiki­me­dia.org/wiki­pe­dia/com­mons/9/93/Strom­boli_Erup­tion.jpg, dostęp: 07.09.2011

W labo­ra­to­rium możemy przy­go­to­wać nie­wielką imi­ta­cję wul­kanu.

Czego potrze­bu­jemy?

Musimy się zao­pa­trzyć w odczyn­niki:

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Ostrze­że­nie: Dich­ro­mian(VI) amonu jest tok­syczny i rako­twór­czy! Nie wolno wdy­chać jego pyłu, ani dopu­ścić do kon­taktu ze skórą. Należy sto­so­wać ręka­wiczki och­ronne. W doświad­cze­niu występuje otwarty pło­mień; może docho­dzić do roz­pry­ski­wa­nia pło­nącej mie­sza­niny reak­cyj­nej. Zale­cam sto­so­wa­nie oku­la­rów och­ron­nych. Doświad­cze­nie należy pro­wa­dzić pod spraw­nie dzia­ła­jącym wyciągiem lub na zew­nątrz. Autor nie bie­rze jakiej­kol­wiek odpo­wie­dzial­no­ści za wszel­kie mogące pow­stać szkody. Robisz to na wła­sne ryzyko!

Dich­ro­mian(VI) amonu jest poma­rańczo­wym cia­łem sta­łym; jest to amo­nowa sól kwasu dich­ro­mo­wego. Ace­ton jest bar­dzo lotną i łatwo­palną cie­czą. Posłuży nam do ini­cja­cji ter­micz­nego roz­kładu dich­ro­mianu.

Pokaz!

Przy­go­to­wa­nie pokazu jest pro­ste; naj­pierw musimy odwa­żyć kilka gra­mów (NH4)2Cr2O7. Odmie­rzoną ilość sub­stan­cji usy­pu­jemy na ognio­tr­wa­łej pły­cie w postaci nie­wiel­kiego kop­czyka. Można zasto­so­wać płytkę cera­miczną, azbe­stową lub meta­lową. Powinno to wyglądać tak, jak na zdjęciu poni­żej.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Następ­nie na szczyt kop­czyka wkra­plamy odro­binę ace­tonu. Należy go użyć tyle by tylko zwil­żyć sub­stan­cję. Potem (zanim wypa­ruje ace­ton) zapa­lamy sub­stan­cję.

Lokalne pod­nie­sie­nie tem­pe­ra­tury dich­ro­mianu powo­duje roz­po­częcie się jego roz­kładu. Pow­stają żółt­o­czer­wone iskry i duże ilo­ści ciem­no­zie­lo­nego popiołu. Objętość popiołu two­rzącego sto­żek jest wie­lo­krot­nie więk­sza od objęto­ści uży­tego sub­stratu! Efekt rze­czy­wi­ście przy­po­mina erup­cję minia­tu­ro­wego wul­kanu:

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Wymy­śli­łem też inny wariant tego doświad­cze­nia. Zaj­muje więcej czasu jeśli cho­dzi o przy­go­to­wa­nie, ale efekt jest nawet cie­kaw­szy. Odwa­żoną ilość dich­ro­mianu(VI) amonu umiesz­czamy w nie­wiel­kim naczy­niu ognio­tr­wa­łym. Dobrze nadaje się w tym celu meta­lowa zakrętka od butelki. To naczynko umiesz­czamy w pła­skim naczy­niu, które następ­nie wypełn­iamy suchym pia­skiem. (NH4)2Cr2O7 powi­nien być umiesz­czony bar­dzo płytko pod powierzch­nią pia­sku, ale tak, żeby nie było widać jego poma­rańczo­wej barwy. Powierzch­nię pia­sku należy następ­nie wygła­dzić. Powinno to wyglądać jak niżej:

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Powierzch­nię pia­sku ponad zama­sko­wa­nym dich­ro­mia­nem trzeba zwil­żyć ace­to­nem i pod­pa­lić. Prze­pro­wa­dzone przeze mnie doświad­cze­nie tego typu od wspom­nia­nego wcze­śniej wul­kanu nazwa­łem Kra­ka­tau.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Niczego nie podej­rze­wa­jący widzo­wie są w tym przy­padku świad­kami pow­sta­nia wul­kanu dosłow­nie "spod ziemi".

Wyja­śnie­nie

Dich­ro­mian(VI) amonu łatwo ulega ter­micz­nej reak­cji roz­kładu według przed­sta­wio­nego niżej rów­na­nia.

Ilustracja

Pow­stały zie­lony tle­nek chromu(III) ma o wiele więk­szą objętość niż użyty dich­ro­mian(VI). Z tego powodu obser­wu­jemy for­mo­wa­nie pseu­do­wul­ka­nicz­nego stożka. Pow­stały tle­nek jest nie­roz­pusz­czalny w wodzie i nie­tok­syczny. Ma on zasto­so­wa­nie jako bar­dzo trwały zie­lony pig­ment do farb.

Życzę miłej i pou­cza­jącej zabawy:)

Lite­ra­tura dodat­kowa:

Marek Ples

Aa