Klíčové pojmy
Chemie
Kyseliny
Báze
Chemické reakce
Úvod
Víte, že na světě existují tisíce různých druhů limonád? Myslíte si, že by vám chutnala limonáda s příchutí sýra? A co třeba limonáda s příchutí chobotnice? I když se příchutě mohou v jednotlivých zemích lišit, jedno mají všechny limonády společné – bublinky! Limonáda by nebyla limonádou bez bublinek – ale přemýšleli jste někdy o tom, jak se tyto bublinky vytvářejí? V této aktivitě si vyrobíte vlastní bublinkový nápoj a zároveň prozkoumáte reakce, které vytvářejí ono slavné šumění.
Pozadí
Kyseliny a zásady jsou všude kolem nás; v prostředcích na mytí nádobí, v lécích – dokonce i v potravinách! Jsou nesmírně užitečné zčásti proto, že na sebe silně reagují. Tyto reakce nám mohou pomoci při čištění, ulevit nemocnému žaludku nebo dodat jídlu zajímavější chuť.
Zásada je sloučenina, která může odevzdávat záporně nabité hydroxidové ionty. Když přidáme zásadu do vody, zásaditá sloučenina se rozpadne a přidáním jejích hydroxidových iontů se roztok stane zásaditějším. Zásady se nacházejí v mnoha čisticích prostředcích pro domácnost a také v lécích, které pomáhají neutralizovat žaludeční kyselinu lidem trpícím pálením žáhy.
Kyselina je naopak sloučenina, která může odevzdávat kladně nabité vodíkové ionty (neboli proton). Když přidáte kyselinu do vody, rozpadne se, čímž se roztok stane kyselejším díky přídavku jejích vodíkových iontů. Ačkoli některé kyseliny mohou být nebezpečné, potřebujeme je také k přežití. Například když žvýkáme, kyselina ve slinách pomáhá rozkládat potravu pro trávení!“
Když spojíte kyselinu a zásadu, zahájíte acidobazickou reakci. Pokud je přítomen stejný počet vodíkových a hydroxidových iontů, kyselina a zásada se vzájemně neutralizují a vytvoří sůl a vodu. V této aktivitě budete zkoumat reakci, která probíhá při spojení kyseliny se zásaditým uhličitanem.
Materiál
- Studená voda
- Dva citrony
- Lžička cukru (více nebo méně podle chuti)
- Lžička jedlé sody
- Plastový nebo skleněný kelímek
- Míchací lžička
- Odšťavňovač/lis na citrony (doporučeno)
- Nůž (na krájení citronů)
- Dospělý pomocník
- Led (nepovinné)
Příprava
- Dospělého pomocníka požádejte, aby oba citrony rozkrojil na polovinu.
Postup
- Pomocí odšťavňovače vymačkejte z každého citronu všechnu šťávu do sklenice. Ochutnejte několik kapek šťávy. Jak byste popsali její chuť?
- Přidejte k citronové šťávě ve sklenici stejné množství studené vody. Směs opět ochutnejte. Chutná jinak než jen citronová šťáva? V čem?
- Přidejte opatrně jednu čajovou lžičku jedlé sody. Lžící směs promíchej. Co se stane, když do citronové šťávy přidáš jedlou sodu? Co vidíš a slyšíš, že se děje ve sklenici?
- Pomocí lžičky vmíchej do směsi jednu lžičku cukru. Pokud chceš mít nápoj studený, přidej led!
- Ochutnej svůj lektvar! Čeho si všimneš na jeho chuti? Jak se liší od samotné citronové šťávy?
- Extra: Nechte směs hodinu odstát a pak ji znovu ochutnejte. Jak se během hodiny změnila chuť? Proč si myslíte, že k této změně došlo?
Pozorování a výsledky
Při této činnosti jste měli pozorovat šumění nebo bublání, když jste přidali jedlou sodu do směsi citronové šťávy. Kromě toho jste při ochutnávání svého konečného výrobku měli také cítit bublinky v ústech – což byl produkt acidobazické reakce. Dokážete odhadnout, která ze složek vaší směsi byla kyselinou a která zásadou?
Pokud jste tipovali, že kyselinou byla citronová šťáva, máte pravdu! Kyselé potraviny (například citrony, které jsou velmi kyselé) poznáte na základě chuti; kyseliny nám chutnají velmi kysele. Mezi další kyselé potraviny patří ocet, grapefruit a limetky. Naproti tomu zásady lze rozpoznat obtížněji. Zásadité potraviny nám mohou chutnat lehce nahořkle – nebo mohou mít velmi slabou chuť. V tomto případě byla bází v této směsi jedlá soda, která nemá příliš výraznou chuť. Mohli jste však tušit, že se jedná o zásadu ve vaší reakci, protože jakmile jste ji přidali, vaše směs měla začít šumět!“
Když se kyselina citronové šťávy (kyselina citronová) dostala do kontaktu s uhličitanovou zásadou (jedlou sodou), došlo k chemické reakci, při které vznikl plynný oxid uhličitý (CO2). Jak možná víte, CO2 je stejný plyn, který se přidává do limonád, aby jim dodal šumivost.
Tato reakce vyžaduje kyselinu a zásadu, aby mohla proběhnout. Proto když jste ochutnali pouze citronovou šťávu nebo směs citronové šťávy a vody, neměli jste si všimnout žádných bublinek. Voda je obecně neutrální (není kyselinou ani zásadou) – proto její přidání do vaší citronové šťávy nevyvolalo reakci potřebnou ke vzniku bublinek CO2. Reakce proběhla až po přidání jedlé sody a vznikly bubliny.
Další zkoumání
Shimmy, Shimmy Soda Pop: Vyzkoušejte si vlastní recept na sodovku, od Science Buddies
Věda o bombách do koupele, od Science Buddies
Spurting Science: Vědecké aktivity pro všechny věkové kategorie!, od Science Buddies
Tuto aktivitu vám přinášíme ve spolupráci s Science Buddies
.