Weird Science

Samozapłon

Sil­nie egzo­ter­miczna reak­cja

Reak­cja egzo­ter­miczna to reak­cja che­miczna, która ma dodatni bilans wymiany cie­pła z oto­cze­niem (prze­ci­wieńs­two reak­cji endo­ter­micz­nej, o której możesz prze­czy­tać tutaj). Zna­czy to, że w cza­sie zacho­dze­nia reak­cji jest emi­to­wana ener­gia cieplna. Oczy­wi­ście nie jest to jakieś che­miczne per­pe­tuum mobile. Wytwo­rzone cie­pło pocho­dzi z wyzwo­lo­nej ener­gii wiązań che­micz­nych. Kiedy suma­ryczna ener­gia wiązań che­micz­nych w pro­duk­tach reak­cji jest niższa niż w sub­stra­tach to zgod­nie z zasadą zacho­wa­nia ener­gii (ener­gia nie może pow­stać z niczego ani znik­nąć-możl­iwa jest jedy­nie prze­miana jed­nej formy ener­gii w inną) różn­ica ta zosta­nie oddana do śro­do­wi­ska, w tym przy­padku pod posta­cią cie­pła.

Można podać wiele przy­kła­dów reak­cji egzo­ter­micz­nych. Nas inte­re­suje jej jaskrawy przy­kład: samo­za­płon. Ma on miej­sce wtedy, gdy w toku reak­cji egzo­ter­micz­nej zosta­nie wytwo­rzona wystar­cza­jąca ilość cie­pła by spo­wo­do­wać zapłon rea­gen­tów. Obser­wu­jemy wtedy zapłon mie­sza­niny reak­cyj­nej pomimo braku dopływu ener­gii z zew­nątrz.

Co musimy zgro­ma­dzić?

Musimy posia­dać następu­jące skład­niki:

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Oba odczyn­niki możemy nabyć w aptece. Cza­sami trzeba popy­tać w paru, ale w końcu się tra­fia. Nad­man­ga­nian potasu jest uży­wany jako śro­dek dezyn­fe­ku­jący wodę; gli­ce­ryna ma wiele różn­o­rod­nych zasto­so­wań. Mając oba skład­niki możemy przy­stąpić do doświad­cze­nia.

Ostrze­że­nie: W reak­cji występuje otwarty ogień i mogą odpry­ski­wać na boki kro­ple roz­grza­nej mie­sza­niny reak­cyj­nej. Należy zacho­wać bezw­zględną ostrożn­ość. Z powodu wydzie­la­jących się gazów doświad­cze­nie można prze­pro­wa­dzić jedy­nie na zew­nątrz lub pod spraw­nie dzia­ła­jącym dyge­sto­rium. Należy także uwa­żać na nad­man­ga­nian. Jest to bar­dzo silny barw­nik: w kon­tak­cie z wil­gotną skórą może posta­wiać bar­dzo trudne do usu­nięcia fio­le­towe plamy. Autor nie bie­rze jakiej­kol­wiek odpo­wie­dzial­no­ści za wszel­kie mogące pow­stać szkody. Robisz to na wła­sne ryzyko!

Przy­go­to­wa­nie

Musimy przy­go­to­wać płytkę lub pod­stawę wyko­naną z ognio­od­por­nego mate­riału. Dobrze nadaje się płytka azbe­stowa (uwa­żać - mate­rial ten jest rako­twór­czy!) lub płytka cera­miczna. Ja wyko­rzy­stuję płytkę cera­miczną pozo­stałą po kafel­ko­wa­niu łazienki. Na płytkę kła­dziemy arku­sik papieru. Na nim usy­pu­jemy nie­wielki kop­czyk nad­man­ga­nianu. W jego szczy­cie dobrze jest zro­bić nie­wiel­kie zagłębie­nie. Następ­nie do zagłębie­nia na szczy­cie kop­czyka wkra­plamy deli­kat­nie parę kro­pel gli­ce­ryny i odsu­wamy się na bez­pieczną odle­głość. Po kil­ku­dzie­sięciu sekun­dach mie­sza­nina gwałt­ow­nie się zapala. Całość możemy zoba­czyć poni­żej:

Dla­czego?

Zacho­dzącą reak­cję można zilu­stro­wać rów­na­niem:

Ilustracja

Nad­man­ga­nian potasu jest sil­nym utle­nia­czem. Począt­kowo utle­nia on względ­nie powoli gli­ce­rynę, która jest trój­wo­do­ro­tle­no­wym alko­ho­lem. W tym pro­ce­sie wydziela się cie­pło, które pod­grzewa śro­do­wi­sko reak­cji. Reak­cja ta zacho­dzi szyb­ciej w wyższej tem­pe­ra­tu­rze, więc cały pro­ces ulega gwałt­ow­nemu przy­spie­sze­niu. W efek­cie powo­duje to zapłon sub­stra­tów. Gli­ce­ryna zostaje utle­niona głów­nie do dwu­tlenku węgla i wody.

Życzę miłej i pou­cza­jącej zabawy:)

Lite­ra­tura dodat­kowa:

Marek Ples

Aa