Woda i ogień
Chemiczny oksymoron
Czym jest oksymoron? Zajrzyjmy do słownika:
Oksymoron (z gr. oksýmōron, od oksýs ostry i mōros głupi) – określenie pozornie sprzeczne z właściwościami przedmiotu, którego dotyczy, także antylogia.
Czy uda się to jakoś powiązać z chemią? Niektóre eksperymenty dają efekty pozornie sprzeczne z naszym codziennym doświadczeniem. Weźmy na przykład stwierdzenie "woda jako zapalnik". W potocznym rozumieniu wodę wykorzystujemy raczej jako środek chłodzący lub gaśniczy. To stwierdzenie nosi więc znamiona oksymoronu. Chemik ma jednak to do siebie, że potrafi rozpalić ogień nawet za pomocą kropli wody.
Czego potrzebujemy?
Do doświadczenia oprócz odrobiny wody potrzebujemy także:
- cynk Zn,
- azotan amonu NH4NO3,
Cynk musi być w postaci jak najdrobniejszego proszku, ponieważ stopień jego rozdrobnienia w dużym stopniu decyduje o efekcie. Azotan amonu można kupić w sklepach ogrodniczych, gdyż jest to wydajny nawóz sztuczny (sprzedawany jako saletra amonowa). Należy go oczyścić przez krystalizację i jak najlepiej wysuszyć.
Ostrzeżenie: Należy stosować rękawiczki ochronne i nie dopuścić do zanieczyszczenia skóry azotanem amonu. Podczas mieszania pyłu cynkowego i azotanu amonu obie substancje muszą być całkowicie suche! Składników nie wolno ucierać razem, ponieważ może to spowodować groźny wybuch. Składniki należy delikatnie mieszać na kawałku kartonu za pomocą drewienka. Mieszaniny nie wolno przechowywać! Doświadczenie należy przeprowadzać pod wyciągiem lub na zewnątrz. Autor nie bierze jakiejkolwiek odpowiedzialności za wszelkie mogące powstać szkody. Robisz to na własne ryzyko!
Doświadczenie
Jednakowe ilości obu składników (kilka gramów) delikatnie mieszamy na kawałku kartonu, po czym mieszaninę wysypujemy na ogniotrwałą płytkę (ceramiczną, azbestową lub metalową). Następnie dodajemy kilka kropel wody i oddalamy się. Efekt można zobaczyć na poniższym filmie:
Widzimy, że po chwili woda wyparowuje, a mieszanina gwałtownie się zapala. Więc jednak da się coś zapalić za pomocą wody!
Wyjaśnienie
Na sucho składniki nie reagują, jednak pod wpływem wody dochodzi do silnie egzotermicznej reakcji redoks między cynkiem, a azotanem amonu według równania:
Powstająca woda w tak wysokiej temperaturze natychmiast wyparowuje, azot także się ulatnia. Powstały tlenek cynku tworzy jasny, lekki popiół.
Życzę miłej i pouczającej zabawy:)
Literatura dodatkowa:
- Emsley J., Zinc, w: Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements, Oxford University Press, 2001, str. 499–505,
- Hamori E., Muldrey J. E., Use of the word "eager" instead of "spontaneous" for the description of exergonic reactions, Journal of Chemical Education, 61 (8), 1984, str. 710.
Marek Ples