Key concepts
Chemistry
Acids
Bases
Chemical reactions
Introduction
Did you know there are thousands of different types of soda around the world? Czy myślisz, że smakowałaby Ci woda gazowana o smaku sera? A co powiesz na sodę o smaku ośmiornicy? Chociaż smaki mogą się różnić w zależności od kraju, jedną rzeczą wspólną dla wszystkich napojów gazowanych są bąbelki! Napój gazowany nie jest napojem bez bąbelków, ale czy zastanawiałeś się kiedyś, jak powstają te bąbelki? W tym ćwiczeniu zrobisz swój własny napój gazowany, badając reakcje, które tworzą ten słynny gaz.
Tło
Kwasy i zasady są wszędzie wokół nas; w płynie do mycia naczyń, lekach, a nawet w żywności! Są one niezwykle użyteczne po części dlatego, że tak silnie reagują ze sobą. Możemy wykorzystać te reakcje, aby pomóc nam w sprzątaniu, złagodzić dolegliwości żołądkowe lub sprawić, by jedzenie smakowało bardziej interesująco.
Zasada jest związkiem, który może oddać ujemnie naładowane jony wodorotlenkowe. Kiedy dodasz zasadę do wody, związek zasadowy rozpadnie się, a dodanie jonów wodorotlenkowych spowoduje, że roztwór stanie się bardziej zasadowy. Zasady znajdują się w wielu domowych środkach czyszczących, jak również w medycynie, aby pomóc zneutralizować kwas żołądkowy dla ludzi, którzy cierpią na zgagę.
Kwas, w przeciwieństwie do tego, jest związkiem, który może oddać dodatnio naładowany jon wodorowy (lub proton). Kiedy dodasz kwas do wody, rozpadnie się on, czyniąc roztwór bardziej kwaśnym dzięki dodaniu jonów wodorowych. Chociaż niektóre kwasy mogą być niebezpieczne, potrzebujemy ich również do przetrwania. Na przykład, kiedy żujemy, kwas w ślinie pomaga rozłożyć jedzenie do trawienia!
Kiedy łączysz kwas i zasadę, rozpoczynasz reakcję kwasowo-zasadową. Kiedy obecna jest równa liczba jonów wodorowych i wodorotlenkowych, kwas i zasada zobojętniają się wzajemnie, tworząc sól i wodę. W tym ćwiczeniu zbadamy reakcję, która zachodzi, gdy połączymy kwas z zasadą – węglanem.
Materiały
- Zimna woda
- Dwie cytryny
- Łyżeczka cukru (więcej lub mniej do smaku)
- Łyżeczka sody oczyszczonej
- Plastikowy lub szklany kubek
- Łyżeczka do mieszania
- Wyciskacz/wyciskarka do soków z cytryn (zalecane)
- Nóż (do krojenia cytryn)
- Dorosły pomocnik
- Lód (opcjonalnie)
.
Przygotowanie
- Pozwól dorosłemu pomocnikowi przekroić obie cytryny na pół.
Procedura
- Użyj sokowirówki do wyciśnięcia całego soku z każdej cytryny do swojej szklanki. Spróbuj kilku kropel soku. Jak opisał(a)byś jego smak?
- Do soku z cytryny w szklance dodać taką samą ilość zimnej wody. Ponownie spróbuj tej mieszaniny. Czy smakuje inaczej niż tylko sok z cytryny? W jaki sposób?
- Ostrożnie dodaj jedną łyżeczkę sody oczyszczonej. Użyj swojej łyżki, aby wymieszać mieszaninę. Co się stanie, gdy dodasz sodę oczyszczoną do soku z cytryny? Co widzisz i słyszysz, co dzieje się w szklance?
- Użyj swojej łyżki, aby wymieszać jedną łyżeczkę cukru do mieszaniny. Dodaj lód, jeżeli chcesz, aby było zimne!
- Spróbuj swoją miksturę! Co zauważyłeś o smaku? Czym się różni od samego soku z cytryny?
- Extra: Pozwólcie waszej miksturze siedzieć przez godzinę, a następnie spróbujcie jej ponownie. Jak zmienił się smak w ciągu godziny? Jak myślisz, dlaczego ta zmiana nastąpiła?
Obserwacje i wyniki
W tym ćwiczeniu powinieneś zaobserwować musowanie lub bąbelkowanie kiedy dodałeś sodę oczyszczoną do mieszaniny soku cytrynowego. Ponadto, kiedy spróbowałeś swojego produktu końcowego, powinieneś być w stanie poczuć w ustach bąbelki, które są produktem reakcji kwasowo-zasadowej. Czy potrafisz odgadnąć, który ze składników twojej mieszaniny był kwasem, a który zasadą?
Jeśli przewidziałeś, że sok z cytryny był kwasem, masz rację! Możesz rozpoznać kwaśne pokarmy (takie jak cytryny, które są bardzo kwaśne) na podstawie smaku; kwasy smakują dla nas bardzo kwaśno. Inne kwaśne pokarmy to ocet, grejpfruty i limonki. Zasady, z drugiej strony, mogą być trudniejsze do wykrycia. Pokarmy zasadowe mogą mieć dla nas lekko gorzki smak lub mogą mieć bardzo słaby smak. W tym przypadku bazą w tej mieszance była soda oczyszczona, która nie ma zbyt wiele smaku. Ale mogłeś się domyślić, że to była baza w twojej reakcji, ponieważ jak tylko ją dodałeś, twoja mieszanina powinna była zacząć musować!
Kiedy kwas z soku cytrynowego (kwas cytrynowy) wszedł w kontakt z zasadą węglanową (soda oczyszczona), zaszła reakcja chemiczna, tworząc gazowy dwutlenek węgla (CO2). Jak być może wiesz, CO2 jest tym samym gazem, który jest dodawany do napojów gazowanych, aby nadać im pizzę.
Reakcja ta wymaga kwasu i zasady, aby mogła zajść. Dlatego, kiedy próbowałeś tylko soku z cytryny lub mieszaniny soku z cytryną i wody, nie powinieneś był zauważyć żadnych bąbelków. Woda jest zasadniczo neutralna (nie jest kwasem ani zasadą) – dlatego dodanie jej do soku cytrynowego nie spowodowało reakcji potrzebnej do wytworzenia bąbelków CO2. Dopiero po dodaniu sody oczyszczonej nastąpiła reakcja i powstały bąbelki.
Więcej do odkrycia
Shimmy, Shimmy Soda Pop: Develop Your Own Soda Pop Recipe, from Science Buddies
Bath Bomb Science, from Science Buddies
Spurting Science: Erupting Diet Coke with Mentos, od Scientific American
Science Activities for All Ages!, od Science Buddies
Ta aktywność przyniesiona do Ciebie we współpracy z Science Buddies
.