Poreileva mysteeri: Hiilidioksidin metsästys – koulukemian klassikko!
Olen tiedekouluttaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on koe!
Limun poreilevat kuplat, kylpyyn laitettaessa sihisevät kylpypommit… Ympärillämme on monenlaisia ihmeellisiä kuplia. Mistä niissä oikein on kyse? Itse asiassa useimmiten syyllinen on hiilidioksidi, kaasumainen aine. Se on silmille näkymätön eikä sitä voi koskettaa. Miltä kuulostaisi lähteä etsimään tämä kaasu, paljastaa sen todellinen luonne ja tehdä tieteellinen koe? Tässä artikkelissa esittelen sinulle tavan ”vangita” näkymätön kaasu ja selvittää sen ominaisuudet – kyseessä on aivan peruskoulun kemian tunneilta tuttu koe!
Etsivän 7 työkalua: Tarvittavat välineet
Tarkistetaan ensin, mitä tarvitsemme kokeen aloittamiseen! Nämä ovat avaimia tapauksen ratkaisuun.
•Suolahappo 5% (noin 5 ml)
•Kalkkikivi (yksi pieni pala)
•Muut välineet : Tulitikut, suitsuke, tuhkakuppi, kalkkivesi (n. 5 ml), märkä rätti (turvallisuuden takaamiseksi!).
Ensimmäinen tutkinta: Vangitaan sihisevä kupla!
1. Tuotetaan hiilidioksidia!
Kaada suolahappoa 5 ml koeputkeen ja lisää sinne vihje – kalkkikivi! Kipinöivä poreilu alkaa välittömästi! Tämä on se ratkaiseva hetki, jolloin näkymätöntä kaasua, hiilidioksidia, syntyy. Tämä reaktio on todiste siitä, että kalkkikiven pääkomponentti, kalsiumkarbonaatti, ja suolahappo reagoivat kemiallisesti. Kemian kielellä ilmaistuna tapahtuu seuraavanlainen ”rikos”:
CaCO₃ (Kalsiumkarbonaatti) + 2HCl (Suolahappo) ⟶ CaCl₂ (Kalsiumkloridi) + H₂O (Vesi) + CO₂ (Hiilidioksidi)
Kun kalkkikivi liukenee suolahappoon, se muuttuu vedeksi ja kalsiumkloridiksi, ja samalla päähenkilömme, hiilidioksidi, karkaa ilmaan kaasuna.
Toinen todiste: Totuus paljastuu kalkkivedestä
2. Varmistus kalkkivedellä!
Seuraavaksi, johdetaan ”vangittu” kaasu toiseen koeputkeen, jossa on kirkasta kalkkivettä. Kun koeputkea ravistaa kevyesti… hups! Kuin taianomaisesti kirkas neste samentuu maitomaiseksi! Tämä on ratkaiseva todiste.
Miksi se muuttuu valkoiseksi? Tässäkin tapahtuu kemiallinen reaktio. Kalkkivesi on oikeasti kalsiumhydroksidia. Kun se kohtaa hiilidioksidin, ne yhdistyvät muodostaen valkoisia kalsiumkarbonaatti -rakeita, jotka eivät liukene veteen. Niinpä aine palaa takaisin kokeen alussa käyttämämme kalkkikiven koostumukseen! Tiede on kuin upea tarina.
Kolmas todistajanlausunto: Sammuvan liekin arvoitus
3. Testi sytytetyllä suitsukkeella!
Viimeistellään tutkimus. Työnnä varovasti sytytetty suitsuke koeputkeen, jossa on kaasua. Mitä tapahtuu? Palo sammuu hetkessä, ikään kuin joku olisi puhaltanut sen pois!
Tämä osoittaa hiilidioksidin tärkeän ominaisuuden: se on palamaton. Mutta siinä ei ole kaikki. Koska hiilidioksidi on ilmaa raskaampaa, se kerääntyy koeputken pohjalle ja syrjäyttää hapen, jota tarvitaan palamiseen. Tätä ominaisuutta hyödynnetään esimerkiksi hiilidioksidisammuttimissa.
Pienestä kuplasta suureen maailmaan
Mitä pidit tästä tiedeetsiväleikistä? Keräsimme kolme varmaa todistetta ja selvitimme, että näkymätön kaasu oli hiilidioksidia.
- Samentaa kalkkiveden valkoiseksi.
- Samuttaa tulen (ei pala itse eikä edistä palamista).
- On ilmaa raskaampaa (emme nähneet tätä suoraan, mutta se on yksi syy tulen sammumiseen).
Kun tunnemme hiilidioksidin ominaisuudet, näemme sen yhteyden elämäämme ja maapallon ympäristöön. Virvoitusjuomien nautinnosta palontorjunnan sammuttimiin ja jopa ilmaston lämpenemisen suureen ongelmaan. Pienestä, yhdessä koeputkessa syntyneestä kuplasta on yhteys suureen maailmaan, jossa elämme.
Yhteystiedot ja pyynnöt
Tuo tieteen ihmeet ja hauskuus lähemmäksi! Tässä on helppolukuisia ohjeita hauskoihin kotikokeisiin ja niiden saloihin. Etsi lisää tietoa!
・Tietoa tiedeblogin sisällöstä on julkaistu kirjana. Lisätietoja täältä
・Tietoa ylläpitäjä Ken Kuwakosta on täällä
・Erilaiset pyynnöt (kirjoittaminen, luennot, tiedekerhot, TV-konsultointi/esiintyminen jne.) täältä
・Artikkelipäivitykset X:ssä!
Tiedeblogi-kanava esittelee kokeita videoilla!
