- Dob:5+
- Trajanje:10 min
- Zahtjevnost:Lako
- Nered:Srednji - ulje klizi
- Nadzor:Da
Što je polarnost?
Sigurno ste već primijetili kako se voda i ulje ne miješaju. Razlog tome je svojstvo molekula koje se naziva polarnost.
Kažemo da je neka molekula polarna kad su elektroni unutar nje nejednako podijeljeni tako da jedan kraj molekule ima pozitivni naboj, a drugi negativni. To se uglavnom događa kada atomi u molekuli imaju različitu elektronegativnost. Elektronegativnost je vrlo važno kemijsko svojstvo koje nam govori koliko lako neki atom može na sebe vezati zajedničke elektrone. To znači da nepolarne molekule imaju vrlo malu, ili nikakvu razliku u elektronegativnosti među elementima od kojih se sastoje (ili se ta razlika poništava zbog oblika molekule).
Polarne i nepolarne molekule se ne miješaju. Zato voda i ulje ostaju razdvojeni.
No kako je to sve povezano s time da se voda i ulje ne miješaju? Razlog je u upravo spomenutoj polarnosti. Voda je sačinjena od polarnih molekula (vodik i kisik tvore polarne veze), dok je ulje nepolarna molekula (sačinjena od vodika i ugljika koji imaju sličnu elektronegativnost).
💡 Jeste li znali?
Dakle, polarne i nepolarne molekule se ne privlače međusobno. No zašto? Molekule vode snažno privlače druge molekule vode (zbog onih pozizivno i negativno nabijenih krajeva), zbog čega se drže u grupici i ne dopuštaju drugim molekulama da im se pridruže. Nema mjesta za ulje!
Potrebni materijali za izradu lava lampe
Trebat će nam prozirna boca, voda, ulje, prehrambena boja i šumeća tableta da bi napravili našu lava lampu.
- Prazna boca. Za naš naum poslužit će nam staklena boca ili plastična boca. Važno je samo da boca bude prozirna. Što se tiče veličine, preporučujemo bocu od barem 1 litre kako bismo lakše mogli promatrati postignuti efekt. No ako imate samo veću bocu, i ona će biti dobra za našu aktivnost.
- Voda. Jedna četvrtina litre vode bit će dovoljna ako koristimo bocu od 1 litre. Ako koristite veću bocu, napunite je vodom tako da jedna četvrtina bude puna.
- Kuhinjsko ulje ili ulje za kuhanje. Ako koristimo bocu od 1 litre, trebat ćemo je napuniti s 3 četvrtine litre ulja. Dakle potrebno nam je 7.5 decilitara kuhinjskog ulja. Bilo koje tekuće ulje će poslužiti za našu aktivnost. Kao alternativu ulju za kuhanje, možemo koristiti i ulje za bebe.
- Boje za hranu. Za dodatni efekt možete koristiti prehrambene boje. Možete ih kupiti u većini supermarketa, a preporučujemo da dodate par kapi crvene boje za pravi lava efekt.
- Šumeća tableta. Ona nam je potrebna za stvaranje naših mjehurića lave. Šumeće (ili gazirane) tablete je najlakše naći u obliku vitamina ili dodataka prehrani i možete ih pronaći u većini supermarketa kao, na primjer, tablete magnezija.
- Kuhinjski lijevak. Lijevak nije obavezan, ali će uvelike olakšati točenje vode i ulja u našu praznu bocu.
👨👧 Potreban nadzor odraslih
Šumeće tablete najčešće su vitamini ili dodaci prehrani - nisu slatkiši. Držite ih izvan dohvata male djece i pazite da nitko ne pije gotovu lava lampu. Proliveno ulje čini pod i ruke skliskima, pa podmetnite novine i držite krpu pri ruci.
Upute za napraviti lava lampu
Ako želite vidjeti kako smo mi napravili našu lava lampu, možete pogledati video na početku članka. A za korak po korak upute, nastavite dalje čitati.
- Ulijte vodu u bocu. Ovdje se možemo poslužiti lijevkom da si olakšamo posao. Ulijte vodu tako da jedna četvrtina boce bude napunjena vodom.
- Dodajte ulje u bocu. Nakon vode, ulijte ulje kako biste napunili bocu do vrha ako ste koristili bocu od 1 litre (ostavite koji centimetar prostora da izbjegnete slučajno proljevanje). U svakom slučaju dodajte 3 puta više ulja od količine vode koju ste nalili u bocu.
- Dodajte boje za hranu. Sada možemo dodati nekoliko kapi prehrambenih boja u našu bocu kako bismo konačni efekt učinili spektakularnijim. Kao što je spomenuto u odjeljku o materijalima, dodavanjem crvene boje postići će se sjajan efekt lave.
- Ubacite šumeću tabletu u bocu. Da pokrenemo našu lava lampu, sve što trebamo učiniti je ubaciti šumeću tabletu u bocu. Ako ste koristili bocu od 1 litre, čak i pola tablete će poslužiti za odličnu lava lampu. Možete dodati i cijelu tabletu za duži i jači efekt. U svakom slučaju, možete eksperimentirati s različitim količinama šumećih tableta. Dobra stvar je što postupak možete ponavljati unedogled sve dok imate šumeće tablete. Kada se jedna istroši, samo ubacite sljedeću kako bi lava lampa nastavila raditi.
- Uživajte u predstavi i očaravajućem prizoru mjehurića lave!
✨ Savjet
Ugasite svjetlo i obasjajte bocu odozdo baterijskom svjetiljkom ili svjetlom mobitela - užareni mjehurići tada izgledaju još sličniji pravoj lavi. Kad šumenje uspori, zavrnite čep i spremite bocu; sljedeći put samo ubacite novu tabletu i predstava ponovno kreće.
Znanost koja stoji iza eksperimenta lava lampe
Sad kad znamo zašto se voda i ulje ne miješaju, ostaje pitanje: Kako nastaju "komadići lave"? Kad u bocu ubacimo prehrambenu boju, ona se ne miješa s uljem, ali se miješa s vodom. Kako to? I ovdje se radi o polarnosti. Većina prehrambenih boja ima vodenu bazu, pa se lagano miješa s vodom, no ne i s uljem. Možemo zaključiti da se “isto otapa isto (like dissolves like)”.
Dakle, polarne molekule će se miješati s drugim polarnim molekulama, a nepolarne molekule će se miješati s drugim nepolarnim molekulama. Ako se sjećate da je voda polarna molekula, sve što možemo u njoj otopiti (poput soli ili šećera) također mora biti polarna molekula! Sve što se otapa u ulju je nepolarno.
Polarnost objašnjava zašto se ne miješaju, ali ne objašnjava zašto ulje ostaje na vrhu. Za to nam je potreban drugi koncept: gustoća. Gustoća nam govori koliko je tvari smješteno u određenu količinu prostora. Ulje pluta na vodi jer ima manju gustoću od vode.
🔬 Zašto se to događa?
Gustoća pokreće cijelu lampu, a ne samo plutanje ulja. Mjehurić plina puno je lakši od tekućine oko sebe pa se diže - noseći sa sobom kapljicu obojene vode. Kad plin pobjegne na vrhu, ta je kapljica opet teža od ulja pa je gravitacija povlači ravno natrag dolje. Gore pa dolje, iznova i iznova: to je vaša lava lampa.
O šumećim tabletama
Šumeće tablete sadržavaju sodu bikarbonu i limunsku kiselinu. Obje ove tvari su polarne, tako da se ne otapaju u nepolarnom ulju. Kada se pomiješaju s vodom, otpušta se ugljični dioksid koji vidimo kao mjehuriće u vodi. Mjehurići plina manje su gustoće od vode pa se dižu prema površini. Tijekom podizanja, pokupe sa sobom i malo obojene vode. Kada mjehurić dođe do površine, plin nestaje u zrak, ali obojena voda koju je nosio ne ide s njim. Ta mala kapljica obojene vode i dalje je gušća od ulja, pa ne može ostati na vrhu. Gravitacija je povlači natrag dolje, a budući da se ulje i voda i dalje ne miješaju, kapljica tone ravno kroz ulje dok se ne spoji s vodenim slojem na dnu.
Šumeća tableta ispušta ugljični dioksid koji pokušava pobjeći iz tekućine i zato vidimo balončiće.
Što ćete naučiti i koje vještine ćete razvijati?
- Znanje iz kemije. Učenje o polarnim i nepolarnim molekulama i gustoći poboljšat će naše znanje o kemiji.
- Učenje omjera i razvijanje vještina mjerenja. Budući da u bocu trebamo dodati različite omjere vode i ulja, učit ćemo o omjerima i vježbati mjerenje.
- Što je polarnost i što se s čime miješa. Provođenjem aktivnosti vidjet ćemo kako funkcionira polarnost i kako nam polarnost omogućuje postizanje efekta lava lampe.
- Znanje o neutralizaciji kiseline i lužine. Promatrajući šumeću tabletu u vodi, promatramo reakciju kiseline i lužine te kemijski proces stvaranja ugljičnog dioksida.
- Kako provesti znanstveni eksperiment. Planiranje i prikupljanje materijala, priprema pokusa, promatranje procesa i donošenje zaključaka, pomoći će nam da razvijamo znanje o tome kako ispravno provesti eksperiment.
Često postavljana pitanja
Zašto se ulje i voda ne miješaju u lava lampi?
Voda je polarna molekula, a ulje nepolarna, pa se te dvije vrste molekula međusobno ne privlače. Molekule vode toliko se snažno drže jedna druge da istisnu ulje, pa tekućine ostaju u odvojenim slojevima umjesto da se pomiješaju.
Zašto ulje pluta na vrhu vode?
Zato što ulje ima manju gustoću od vode. Gustoća govori koliko je tvari smješteno u određeni prostor, a budući da kapljica ulja teži manje od jednako velike kapljice vode, sloj ulja diže se na vrh.
Zbog čega se mjehurići lave dižu i spuštaju?
Šumeća tableta reagira s vodom i stvara ugljični dioksid. Mjehurići plina lakši su od tekućine pa se dižu noseći sa sobom obojenu vodu. Kad plin pobjegne na površini, obojena voda je teža od ulja pa tone natrag dolje - i ciklus se ponavlja.
Mogu li umjesto šumeće tablete koristiti nešto drugo?
Šumeće (gazirane) tablete najlakši su i najpouzdaniji okidač. U nuždi možete probati malo sode bikarbone, ali je efekt slabiji i teže ga je kontrolirati, pa su vitaminske tablete ili tablete magnezija iz supermarketa najbolji izbor.
Kako da lava lampa ponovno proradi?
Samo ubacite novu šumeću tabletu. Kad se jedna tableta potroši, mjehurići prestanu, ali voda i ulje ostaju u slojevima - pa predstavu možete pokretati koliko god puta želite dok imate tableta.
Je li pokus s lava lampom siguran za djecu?
Da, uz nadzor odraslih. Nema vrućine ni vatre. Jedini oprez je da se šumeće tablete ne jedu jer su dodaci prehrani, da se gotova lampa ne pije i da je proliveno ulje sklisko.
Nadamo se da ste uživali u ovoj aktivnosti te da i dalje uživate u vašoj lava lampi. Ako ste zainteresirani za još sličnih kemijskih pokusa, imamo sjajne preporuke:
- Ako želite još jednu aktivnost za demonstriranje polariteta i želite proširiti svoje znanje, svakako pogledajte članak Kako učiti o polaritetu koristeći mlijeko i boje.
- A za neke druge kemijske procese i učenje o difuziji, preporučujemo aktivnost Kako demonstrirati difuziju s vrućom i hladnom vodom.
- Još jedan sjajan kemijski eksperiment koji preporučujemo, ako želite naučiti o kisiku i oksidaciji, je pokus oksidacije s jabukom.
- I na kraju, ali ništa manje važno, možete stvoriti svoj vlastiti vulkan i napraviti da eruptira. Uz aktivnost Kako napraviti vulkan kod kuće možete napraviti repliku vulkana pomoću octa i sode bikarbone.
Sretno eksperimentiranje!
