Poksahtelevaa tiedettä: Vapauta happi desinfiointiaineesta ammattilaisen vinkeillä!
Tervehdys! Olen tiedevalmentaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on kokeilu.
Kaikille tuttu desinfiointiaine ”Oksidoli”. Tiesitkö, että tästä nesteestä voidaan itse asiassa erottaa happea, joka on meille elintärkeä aine? Tällä kertaa esittelen happikokeen, joka tehdään usein yläkasteen ensimmäisellä luokalla ja jossa käytetään helposti saatavilla olevia materiaaleja. Vaikka koe saattaa näyttää yksinkertaiselta, sen onnistuminen vaatii pientä oveluutta. Paljastan ammattilaisten vinkit, joita ei löydy oppikirjoista ja jotka nopeuttavat koetta ja parantavat sen onnistumisprosenttia huomattavasti. Valmisteluista siivoukseen, käydään kaikki huolellisesti läpi. Kurkistetaan yhdessä tieteen maailmaan!
Tarvittavat välineet
- Oksidolia (vetyperoksidia 3 %) 7 ml
- Mangaanidioksidia
- 3 koeputkea
- Tulitikkuja
- Suitsuketikku
- Astia hiillokselle
- Märkä rätti
- Kalkkivettä
Miksi Oksidolista syntyy happea? Kokeen periaate
Miksi Oksidolista ylipäätään syntyy happea? Oksidoli on todellisuudessa vetyperoksidin (H₂O₂) vesiliuos. Tämä vetyperoksidi on hieman epävakaa aine, ja se hajoaa hitaasti vedeksi (H₂O) ja hapeksi (O₂), jos sen antaa olla.
2H₂O₂ ⟶ 2H₂O + O₂
Tätä reaktiota nopeuttaa dramaattisesti musta jauhe, mangaanidioksidi (MnO₂). Mangaanidioksidi toimii katalyyttinä, eli se edistää kemiallista reaktiota muuttumatta itse. Se on kuin maratonjuoksijan kirittäjä, joka auttaa pitämään vauhtia yllä.
Nopeasti onnistumiseen! Kokeen vaiheet ja ammattilaisen vinkit
Vinkki ①: Käytä vain YKSI rae mangaanidioksidia!
Mangaanidioksidia on saatavilla sekä jauheena että rakeina, mutta ehdottomasti rakeet ovat parempi valinta.
Jos käytät jauhemaista ainetta, sen kosketuspinta-ala vetyperoksidin kanssa on liian suuri, ja reaktio tapahtuu aivan liian nopeasti. Se kuplii rajusti hetken ja päättyy sitten äkisti. Rakeiden avulla reaktio on sen sijaan tasainen ja kestää pidempään, joten happea ehtii kerätä rauhassa. Määräksi riittää vain ”yksi ainoa” rae.
Vinkki ②: 3-prosenttinen Oksidoli riittää! Valmistele juuri ennen koetta
Apteekista saatava Oksidoli (vetyperoksidi 3 %) tuottaa riittävästi happea. Tällä pitoisuudella ei ole vaaraa, vaikka ainetta joutuisi iholle, kunhan sen huuhtelee heti pois.
Vetyperoksidi hajoaa helposti, joten on sujuvinta kaataa tarvittava määrä dekantterilasiin juuri ennen kokeen alkua, josta oppilaat voivat itse annostella sen.
Vinkki ③: Reaktio hidas? Lämmitä!
Upota koeputki etukäteen veteen.
Talvella tai muuten viileällä säällä kemialliset reaktiot hidastuvat. Jos tuntuu, ettei happea muodostu kunnolla, ota suuri dekantterilasi, täytä se kuumalla vedellä ja upota reaktiokoeputki siihen. Lämpötilan noustessa molekyylien liike vilkastuu, ja reaktio nopeutuu huomattavasti.
※ Turvallisuussyistä älä jätä koeputkea telineeseen, vaan pidä siitä tukevasti kiinni kädelläsi.
Vinkki ④: Testaa palamista edistävä vaikutus!
Tämä on kokeen huippuhetki, jossa varmistetaan kerätyn kaasun ominaisuudet! Kun laitat palavan suitsuketikun koeputkeen… hiipuva liekki leimahtaa ”poksahtaen” uudelleen ja palaa kirkkaasti. Tämä johtuu hapen ominaisuudesta edistää palamista. Myös me ihmiset käytämme happea hengittäessämme polttaaksemme ravintoaineita ja saadaksemme energiaa. Se on todellakin elämää ylläpitävä kaasu.
Vinkki ⑤: Todista kalkkivedellä, että kyseessä EI ole jokin toinen aine
Seuraavaksi kaadetaan kolmanteen koeputkeen kalkkivettä ja ravistetaan. Tulos… mitään ei tapahdu, kalkkivesi pysyy kirkkaana.
Tämä ei ole epäonnistuminen. Kalkkivettä käytetään hiilidioksidin tunnistamiseen. Se, ettei vesi samennu, todistaa, että ”syntynyt kaasu ei ole hiilidioksidia”. Tämä on myös tärkeä osa kokeen tulosta.
Turvallinen siivous
Mangaanidioksidi on katalyytti, joten se jää jäljelle kokeen jälkeen. Älä kaada sitä suoraan viemäriin tukosten välttämiseksi, vaan kaada se ensin siivilän läpi ja pese sitten koeputki.
Tässä on myös hyvä tilaisuus oppia koeputkiharjan oikeaoppinen käyttö.
Näillä vinkeillä koe onnistuu sujuvasti noin 50 minuutin oppitunnin aikana. Seuraavaksi haasteena ovat hiilidioksidin ja vedyn valmistuskokeet!
Yhteydenotot ja tiedustelut
Tuo tieteen ihmeet ja hauskuus lähemmäs! Olen koonnut helposti ymmärrettäviä ja hauskoja tiedekokeita, joita voit tehdä kotona, sekä vinkkejä niiden onnistumiseen. Kokeile etsiä erilaisia aiheita!
・Tiedevihkoni sisältö on nyt julkaistu kirjana. Lisätietoja täältä.
・Lisätietoa minusta, Ken Kuwakosta, löydät täältä.
・Erilaiset pyynnöt (kirjoittaminen, luennot, tiedekerhot, TV-konsultointi, esiintymiset jne.) voi lähettää täältä.
・Pysy ajan tasalla uusista artikkeleista seuraamalla minua X:ssä!
Tiedekanavallani julkaisen videoita kokeista!
