Následující pokus na první pohled vypadá jako něco, na co přišel člověk pod přílišným vlivem alkoholu. Spálit peníze? Jak to, že bankovka neshoří? (délka blogu 10 min.)
Pomocí čistého alkoholu (zde ethanolu) a trochy vody se dá nejen hrát s ohněm, jak ukazuje horní video. S jejich pomocí se dá velice lehce dokázat … například také existence molekul.
Molekuly, které kradou objem
Potřebujete na to jen 100 ml čistého alkoholu a 100 ml vody (nebo poměrově odpovídající menší množství). Při smíchání obou tekutin bychom očekávali, že se vytvoří 200 ml směsi alkoholu a vody. Když ovšem nalijete výslednou směs do odměrky, zjistíte, že vám … chybí 8 ml. Víte přesně, že jste je nevypili. Kam se poděly?
Změna objemu byla způsobena stejným jevem, jaký nastane, když se smíchá hrách s rýží. rýže má jiný tvar než hrášek - a navíc má jiný rozměr. Při smíchání se obě komponenty poskládají tak, aby zabíraly co nejmenší objem. Menší rýže dobře vyplní volný prostor, který nutně zůstává mezi kuličkami hrášku.
Když se něco podobného stane i s tekutinami jako je alkohol a voda - je zřejmé, že se i ony skládají z částeček, které jsou v tomto případě pouhým okem neviditelné. Mají nejen různou velikost ale také různý tvar. Těmito částečkami jsou - molekuly.
Tím ale zábava s alkoholem rozhodně nekončí. Směsí alkoholu a vody se dá provést oblíbený trik: pálení bankovek. O peníze při něm samozřejmě nepřijdete.
Pálení peněz - aneb když se vlk nažere…
Tento chemický pokus a velice oblíbený trik je dokonalým znázorněním přísloví “vlk se nažral a koza zůstala celá”.
Trik funguje nejlépe za šera nebo v zatemněné místnosti. Bankovku namočíte do alkoholové směsi a zapálíte. Přesně podle očekávání hned začne hořet modrým plamenem. Co vás možná udiví - bankovka nezčerná i když jednoznačně hoří. A hoří opravdu znamenitě - plameny jsou sice víceméně neviditelné a mají jen lehké namodralé zbarvení, je tu ovšem nebezpečí, že od nich chytnou vaše vlasy nebo předměty v okolí (držte si odstup a bankovku držte nejlépe v kleštích z nehořlavého materiálu).
Poté, co alkohol shořel, vypadá vaše bankovka kupodivu jako nová. Není ani moc nahřátá.
Co se tu vlastně stalo?
Voda samozřejmě nehoří - a tak jediné, co mohlo během pokusu shořet, když bankovka zůstala bez úhony, je alkohol. Směs alkoholu a vody hoří tehdy, když v ní koncentrace etanolu převýší 45 %.
Ten má chemický vzorec C2H5OH, jeho molekula se tedy skládá z kyslíku, šesti atomů vodíku a dvou atomů uhlíku. Právě ony mění při hoření svou stálou adresu.
C2H5OH + 3 O2 —> 2 CO2 + 3 H2O
Z jedné molekuly alkoholu se stanou dvě molekuly CO2, při chemické reakci vzniká navíc ještě voda a uvolňuje se teplo. Očekávali bychom, že teplo zničí papír bankovky, pokus ale dokázal, že se to nestane.
Rozhodně to není tím, že by bankovky samy o sobě nehořely. Když se je budete snažit v běžných podmínkách zapálit, budete mít úspěch. Proč tedy neshoří papír, který je navíc nasáklý hořlavou tekutinou?
Tento zdánlivě nelogický fakt se dá vysvětlit předchozím pokusem, uvedeným na začátku blogu. Ve směsi se nacházejí dva druhy molekul - s rozdílným tvarem a různou velikostí. Molekuly vody jsou logicky menší - mají totiž daleko jednodušší strukturu.
Když namočíte bankovku, nasaje papír především malé molekuly vody, zatímco alkohol má spíše sklony k tomu, aby se ze směsi vypařil.
Při zapálení mokré bankovky hoří především čerstvě vypařený alkohol - a zatímco hoří, zvyšuje teplotu ve svém okolí. Díky zvýšené teplotě se pak vypařuje další a další alkohol z nahřáté směsi. Plameny dostávají další a další palivo. Když shoří všechen alkohol, plameny nakonec uhasnou.
Papír naopak nevzplane - a to z jednoho jednoduchého důvodu: jeho teplota není dostatečně vysoká. A to kupodivu i přesto, že se v jeho nejbližším okolí nachází hořící alkohol. Papír je totiž nasáklý vodou. Aby se usušil, spotřebuje se značné množství energie. Ta už pak nestačí na to, aby ještě navíc ohřála papír na teplotu, při které by mohl vzplanout.
Můžete tedy velkomyslně zapálit celou svou hotovost - stačí, abyste ji předtím namočili do směsi alkoholu a vody (a aby se jednotlivé bankovky navzájem nedotýkaly). Hořící jmění vám zachrání … chemie.
