teória
Čo sa deje v kôpke?
Pokus stojí na dvoch súčasne prebiehajúcich dejoch. Prvým je horenie etanolu, ktorým je napustený piesok. Etanol slúži ako palivo a dodáva teplo:
Teplo z plameňa zohrieva zmes cukru a sódy bikarbóny. Hydrogenuhličitan sodný (sóda bikarbóna) sa pri zahriatí rozkladá a uvoľňuje plyny – oxid uhličitý a vodnú paru:
Druhým dejom je tepelný rozklad sacharózy. Cukor sa najprv topí a karamelizuje, potom sa rozkladá a stráca vodu. Vnútri kôpky, kde je málo kyslíka, cukor nezhorí úplne, ale zuhoľnatie – zostáva po ňom čierny uhlík. Zjednodušene:
Na povrchu, kde kyslík je, časť cukru zhorí na oxid uhličitý a vodu.
teória
Prečo had rastie?
Roztavený a rozkladajúci sa cukor tvorí hustú, lepkavú hmotu. Plyny zo sódy bikarbóny a vodná para v nej vytvárajú množstvo bubliniek, ktoré hmotu nafukujú – podobne ako kysnúce cesto. Keď hmota stuhne, zostane z nej ľahký, pórovitý uhlíkový „penový“ materiál.
Plyny vznikajú stále v spodnej časti kôpky, preto novovznikajúca hmota tlačí staršiu nahor a von. Had tak rastie zospodu a vytláča sa z piesku ako pasta z tuby. Vnútri je hmota často svetlejšia – obsahuje biely uhličitan sodný.
teória
Faraónove hady kedysi a dnes
Pôvodné „faraónove hady“ sa robili z tiokyanatanu ortuťnatého. Ten dáva ešte veľkolepejší efekt, ale pri jeho rozklade sa uvoľňujú jedovaté pary ortuti a zlúčeniny síry. Tento variant si môžete pozrieť v pokuse Faraónové hady s tiokyanatanom. V školách sa dnes uprednostňuje bezpečnejší „cukrový had“.
Podobný princíp – pevná látka, ktorá sa rozkladá a vznikajúce plyny zväčšujú objem produktu – uvidíte aj pri pokuse Dichrómanová sopka.
chémia v praxi
Chémia v kuchyni a v živote
Rozklad sódy bikarbóny na oxid uhličitý je presne to, čo sa deje v prášku do pečiva – bublinky oxidu uhličitého nakypria cesto. Aj karamelizácia cukru je známa z kuchyne: keď cukor na panvici prehrejeme, najprv zhnedne a nakoniec sa zmení na čierny uhlík.
čo budete potrebovať
Pomôcky
- nehorľavá podložka (keramická dlaždica, plech alebo misa)
- suchý piesok
- trecia miska s tĺčikom (na rozotretie cukru)
- lyžička
- zápalky alebo dlhý zapaľovač
- práškový cukor (sacharóza)
- sóda bikarbóna (hydrogenuhličitan sodný)
- etanol (lieh)
krok za krokom
Postup
- Na nehorľavú podložku nasypte kôpku suchého piesku a na vrchu v nej urobte malú jamku.
- Piesok napustite etanolom.
- Zmiešajte práškový cukor so sódou bikarbónou. Zvyčajne sa používa asi 4 diely cukru na 1 diel sódy.
- Zmes nasypte do jamky v piesku.
- Etanol opatrne zapáľte dlhým zapaľovačom.
- Pozorujte, ako z kôpky postupne vyrastá čierny had. Pokus trvá niekoľko minút.
pozor
Bezpečnosť
- Pokus robte v digestore alebo vonku, na nehorľavej podložke a ďalej od horľavých materiálov.
- Etanol je vysoko horľavý. Nikdy ho nedolievajte do horiacej ani horúcej kôpky – plameň by mohol preskočiť na fľašu.
- Pri horení vzniká dym a zápach spáleného cukru. Pary nevdychujte.
- Pracujte v ochranných okuliaroch. Majte poruke vlhkú handru alebo hasiacu prikrývku.
- Had aj piesok sú dlho po pokuse horúce. Zvyšky nechajte vychladnúť a potom ich vyhoďte do zmesového odpadu.
tipy a zaujímavosti
Doplňujúce info
- Text k tomuto pokusu je doplnený podľa klasickej verzie „cukrového hada“. Ak video ukazuje iné zloženie zmesi, riaďte sa videom.
- Čím jemnejší je cukor a čím lepšie je zmiešaný so sódou, tým je had rovnomernejší.
- Namiesto sódy bikarbóny sa niekedy používa prášok do pečiva – efekt je podobný.
- Hotový had je krehký. Ak ho rozlomíte, uvidíte vnútri pórovitú štruktúru plnú dutín po bublinkách plynu.