- Dob:4+
- Trajanje:15 min
- Zahtjevnost:Lako
- Nered:Malen
- Nadzor:Ne
Znanost iza “rasplesanih žitarica”
Sjećate li se kako smo demonstrirali gustoću pomoću naranče? Tamo smo govorili o tome što utječe na to hoće li predmet plutati ili tonuti. Kao što možete zaključiti iz imena, stvar je u gustoći, odnosno razlici u gustoći uronjenog predmeta i otopine.
Kada ubacimo odabranu žitaricu u vodu, odmah potone na dno. Zašto? Zato što ima veću gustoću (masa / obujam) nego voda. No, idemo to promijeniti.
Ocat i soda bikarbona proizvode fascinantnu i prilično burnu reakciju, koju nazivamo neutralizacija. Soda bikarbona (NaHCO3) je baza ili lužina, a ocat (CH3COOH) je kiselina. Svojstvo kiseline je da se nastoji riješiti jednog (ili više) pozitivno nabijenih atoma vodika. S druge strane, baze jako žele taj atom uzeti sebi. Srećom, njihovi ciljevi su komplementarni, pa nakon reakcije, obje strane dobiju što žele.
Octena kiselina gubi jedan vodik i uzima si natrij te postaje sol - natrijev acetat. Kad soda bikarbona dobije taj željeni vodikov atom, razlaže se na vodu i ugljikov dioksid.
Mali mjehurići ugljičnog dioksida skupljaju se oko zrna žitarica. Kako je njihova težina zanemariva, masa zrna ostaje ista. No obujam se prilično poveća. A znate što to znači? Gustoća, koju računamo pomoću formule masa / obujam, se smanjuje. Toliko se smanji da postaje manja od gustoće vode te se zrna dižu prema površini.
Ovdje vidimo Arhimedov zakon na djelu. Kaže kako sila koja djeluje na uronjeno tijelo (uzgon) čini tijelo lakšim za težinu istisnute tekućine. Sad kad zrna žitarice imaju veći volumen, istiskuju više vode, te je sila uzgona (koja ih tjera gore) veća.
Kad zrno dođe do površine, ugljični dioksid pobjegne u zrak. Zrno ostaje bez posuđenog obujma, a to znači da opet ima svoju standardnu gustoću. Nazad na dno. Ovaj ples traje prilično dugo (dok god ima reaktanata u vodi!) i fascinantan je za promatrati.
Potrebni materijali za eksperiment s rasplesanim žitaricama
Voda, soda bikarbona, ocat i malo žitarica: cijela plesna postava.
Sve što nam je potrebno su soda bikarbona, ocat, voda i žitarice
- Voda
- Čaša ili posuda
- Žitarice (mi smo koristili heljdu, no možete probati rižu ili ječam)
- Soda bikarbona
- Ocat
- Prehrambene boje (bonus)
Upute za provođenje eksperimenta
Za korak po korak upute kako provesti eksperiment pogledajte video na početku članka ili nastavite čitati.
Mjehurići ugljikovog dioksida dižu zrna prema gore, a kad puknu, zrna padaju.
Dodavanjem octa u rastopljenu sodu bikarbonu u vodi će učiniti da naše žitarice plešu!
- Uspite vodu u posudu.
- Stavite jednu žlicu sode bikarbone i dobro promiješajte.
- Dodajte šaku odabrane žitarice (mi smo koristili heljdu).
- Ako želite, možete staviti i par kapi prehrambene boje.
- Dodajte žlicu ili dvije octa.
- Vau! Uživajte u “plesu” žitarica. Traje dosta dugo, a kad stane ponovno možete izazvati reakciju dodavanjem octa.
Zašto zrno odjednom otpluta na površinu?
Pogodi, a zatim dodirni odgovor i provjeri!
✨ Savjet
Ako zrno ne „pleše" nakon minutu ili dvije, vjerojatno je preteško - probajte manju, lakšu žitaricu poput riže. Kad se ples uspori, možete ga oživjeti novim gutljajem octa.
Što ćete naučiti i koje vještine ćete razvijati?
- Kemijske principe
- Što je neutralizacija
- Što je gustoća i formulu kojom je možemo izračunati
- Arhimedov zakon
Najvažnije ukratko
- Gustoća (masa ÷ obujam) određuje hoće li nešto tonuti ili plutati; zrno je na početku gušće od vode pa tone.
- Ocat i soda bikarbona reagiraju u reakciji neutralizacije koja stvara plin ugljikov dioksid.
- Mjehurići tog plina prianjaju uz svako zrno, dodajući obujam, ali gotovo nikakvu masu, pa gustoća padne i zrno se digne.
- Na površini mjehurići izađu, gustoća zrna se vrati i ono opet potone - to je „ples".
- I ovdje je na djelu Arhimedov zakon: veći obujam istisne više vode i dobije veći potisak prema gore.
Često postavljana pitanja
Zašto zrno pleše gore-dolje u vodi?
Svako zrno je na početku gušće od vode pa tone. Mjehurići ugljikova dioksida iz reakcije octa i sode bikarbone zalijepe se za njega i podignu ga. Na površini mjehurići pucaju, zrno opet postane gusto i potone pa se sve ponavlja u živahnom „plesu".
Kakva je reakcija između octa i sode bikarbone?
To je reakcija kiseline i baze (neutralizacija). Ocat (kiselina) i soda bikarbona (baza) reagiraju, a soda bikarbona se razgradi na vodu i plin ugljikov dioksid. Upravo ti mjehurići ugljikova dioksida dižu zrna.
Koje žitarice najbolje rade za ovaj pokus?
Najbolje rade lagane žitarice. Mi smo koristili heljdu, ali mogu plesati i riža, ječam ili sitna tjestenina i leća. Ako je zrno preteško, mjehurići ga ne mogu podići pa uzmite manje ili lakše.
Koliko ples traje i kako ga ponovno pokrenuti?
Obično traje prilično dugo, dok reakcija ne izgubi snagu. Kad se ples uspori, samo umiješajte još jednu žlicu octa (i malo sode bikarbone ako treba) da ga ponovno pokrenete.
Je li pokus s rasplesanim žitaricama siguran za djecu?
Da, vrlo je siguran. Ocat, soda bikarbona, voda i žitarice bezopasni su kuhinjski sastojci, nema topline ni oštrih alata - savršeno za male znanstvenike, uz odraslu osobu koja uživa u prizoru.
Što uči pokus s rasplesanim žitaricama?
Spaja gustoću, kemiju kiselina i baza te Arhimedov zakon u jednom hipnotičnom pokusu. Djeca uče kako gustoća određuje hoće li predmet plutati ili tonuti, kako kiseline i baze reagiraju i stvaraju plin, te kako taj plin može promijeniti gustoću predmeta i uzrokovati da „pleše" u vodi.
Ako vam se svidio ovaj eksperiment i želite nešto slično, evo nekoliko prijedloga za slične kuhinjske eksperimente. Što kažete na istraživanje koncepta osmoze uz pomoć gumenih medvjedića? Ako vam je ostalo octa i sode bikarbone, možete ih probati upotrijebiti kao pogon za ovu zanimljivu raketu! Ili se zabavite uz svima omiljenu erupciju vulkana. Što god odabrali, ne zaboravite: oprezno s kemikalijama, pažljivo promatrajte i dobro se zabavite. Do sljedeće znanstvene avanture!
