Adventní chemie - z čeho a jak vyrobit domácí umělý sníh?

Vánoce nás poslední dobou sněhem moc nerozmazlují. Komu se po něm stýská, ten se musí poohlédnout po alternativě. V blogu se dočtete, jak si udělat vlastní umělý sníh. (délka blogu 3 min.)

Nejčastěji ho nejspíš uvidíte v uměle zasněžovaných dekoracích ve výkladních skříních obchodů nebo na nesčetných vánočních stromcích tamtéž. Znají ho také modeláři. Jednoduchým trikem se dá vyčarovat zimní krajina i v teplém obýváku. Na trhu se nachází hned několik druhů umělého sněhu. Bývá z malých vloček papíru, kukuřičného škrobu - a domácí sníh se dá vyrobit i z pěny na holení a prášku do pečiva. Nejspíš nejrozšířenější varianta - je z umělé hmoty.

Plastový sníh

Jedno se mu musí nechat - má opravdu vysokou trvanlivost. Lesklý nebo dokonce třpytivý umělý sníh se skládá z malinkých vloček z umělé hmoty. Z té se nejprve dělá fólie - a ta se pak trhá na malé kousky.

Plastový sníh má ale jednu špatnou vlastnost - za kterou může (koho to překvapí?) fyzika. Je náchylný k elektrostatickému nabíjení. Pokud je umělý sníh zhotoven z polyetylénu, má například tendenci k samonabíjení záporným nábojem. Jeho povrchový náboj by se mohl teoreticky v poměrně vlhkém vzduchu zase relativně rychle vybít, vzduch ale bývá v dobře vytopených obývacích pokojích v zimním období spíše suchý - a problém je na světě.

I ostatní předměty ve vašem okolí (dokonce i vy sami) se mohou za určitých podmínek nabíjet povrchovým statickým nábojem. K tomu stačí například, abyste se prošli po koberci z umělých vláken. Identické náboje se odpuzují, což by nebyl takový problém, ovšem zákony našeho vesmíru také požadují, aby se opačné elektrické náboje přitahovaly.

Za určitých nešťastných podmínek se pak mohou malé a lehké vločky plastového sněhu rozhodnout, že se chtějí přestěhovat z krásně zasněženého vánočního stromu (nebo jiné dekorace) ... na vás nebo na kožich vašeho domácího miláčka. Stačí aby byl nabitý kladným nábojem.

Polyetylénový sníh je vyroben z termoplastického polymeru následujícího (a poměrně jednoduchého) složení.

Termoplastický polymer je plast, který je od určité vyšší teploty tvárný až kapalný a po ochlazení se stane pevnou látkou. Jeho změny tvárnosti mohou nastávat opakovaně. Opakem termoplastů jsou reaktoplasty (termosety) (např. bakelit, vulkanizovaný kaučuk – pryž, guma), které po (obvykle) tepelném vytvrzení již nelze například novým ohřátím uvést znovu do tvárného stavu.

Plastový umělý sníh má díky své vločkovité struktuře překvapivě nízkou hmotnost - litr “sněhu” váží kolem 30 gramů. Pro srovnání - polyetylénová fólie, ze které se tento sníh vyrábí, by vážila kolem 930 gramů.

Čarovný sníh

Z jiného druhu umělé hmoty se vyrábí tzv. “čarovný sníh”. Je to bílý prášek, který (když se namočí) znatelně zvětšuje svůj objem. Z 50 g sněhu se dá vyrobit kolem 2 litrů na pohled “suchého” sněhu, přidáním dalších dvou litrů vody se vyrobí “mokrý tající sníh”, říká výrobce.

Když na něj pak sáhnete, dělá suchý dojem, i když vypadá jako tající sněhová koule.

Je vyroben z materiálu, který nachází většinou daleko méně romantické uplatnění - jako náplň dětských plenek. Jedná se polymery kyseliny polyakrylové.

Jeho čarovné vlastnosti se zakládají na jeho jedinečné schopnosti vázat do své molekulární struktury vodu. Podobné látky (říká se jim superabsorbery) jsou schopné vázat až tisíckrát více vody, než samy váží. To je samozřejmě možné jen v optimálních podmínkách. Jednou z nepříznivých podmínek je například obsah solí v roztoku, který bude absorbován.

Voda se totiž v molekule angažuje v místě, kde je zabudován atom sodíku (Na+ v horním obrázku). Pokud se v roztoku už sodík nachází (třeba v podobě kuchyňské soli), snižuje se pravděpodobnost, že se budou molekuly vody nadšeně zajímat o to, aby se dostaly do dlouhé a “pokrčené” molekuly polyakrylátu (aby se zde usadily a navázaly pomocí tzv. vodíkových můstků). To je také důvod, proč se dětské plenky musí měnit častěji než jednou týdně - v lidské moči se nachází chemikálie, které absorpci vody v superabsorberu aktivně sabotují.

Z toho vyplývá pro umělý “čarovný” sníh - pokud chcete, aby opravdu hezky nabobtnal, používejte destilovanou nebo alespoň převařenou vodu.

Sníh vlastní výroby

Pokud nemáte chuť obírat plastový sníh z kočky nebo psa - a vadí vám pocit, že máte dekoraci vyrobenou z něčeho, co by mohlo stejně dobře sloužit v dětské plence, můžete si poměrně lehce zhotovit domácí umělý sníh. Ingredience najdete ve své koupelně a v kuchyni.

Budete k tomu potřebovat zhruba 5 balíčků prášku do pečiva odpovídající množství pěny na holení. Obě přísady se smíchají ve větší misce. Přitom vznikne nelepivá drobivá bílá hmota, která se dá použít jako dekorační sníh.

Co přesně se stane při smíchání prášku do pečiva a pěny na holení?

Ze všeho nejdřív vás asi udiví, že se hmota “srazí”. Prášek do pečiva se v kuchyni používá na kypření těsta, ale v krému na holení způsobuje spíše opačný efekt. Není divu - krém nemá strukturu, jakou se může pochlubit mouka a postrádá schopnost udržet vznikající CO2.

Obrázek: Rovnice reakce prášku na pečení s vodou, obsaženou v pěně na holení. Vzniká CO2. Zdroj: D. Tenzler

Tomu, že se ze směsi uvolňuje CO2, naznačuje mimo jiné i jemné praskání, které můžete slyšet při míchání hmoty.

CO2 se mimochodem z hmoty ztrácí také jiným způsobem. Pohlcuje ho ingredience s komplikovaným názvem triethanloaminstearat, která je jednou ze základních součástí krému na holení (viz její umístění v přehledu chemikálií na lahvičce). Je hned po vodě druhou nejvíce zastoupenou složkou.

Sympatická sloučenina se zkratkou TEA funguje v krému na holení jako tenzid, aktivní mycí látka a emulgátor. Její speciální vlastnost - ochota pohlcovat CO2 - se naopak používá například při výrobě čpavku, kde se využívá k odstraňování CO2 z katalyzátorů.

Výrobu umělého sněhu v domácích podmínkách si můžete prohlédnout na následujícím videu. Sníh, který tak vznikne, není typický “prašan”, je spíše hrubší a tvoří větší vločky.

Dodatečně - přeji krásný druhý advent

všem pravidelným i nepravidelným čtenářům mého blogu.