teória
Prášok, ktorý sa bojí vody
Lycopodium je jemný žltý prášok z výtrusov plavúne (najčastejšie plavúne obyčajnej, latinsky Lycopodium clavatum). Každý výtrus má priemer len asi 30 mikrometrov. Jeho pevný obal je z odolného biopolyméru sporopolenínu a vnútri je veľa tukov a olejov. Obe tieto zložky sú hydrofóbne, teda vodoodpudivé.
Povrch výtrusov navyše nie je hladký, ale pokrytý jemnou sieťkou výčnelkov. V drobných priehlbinách sa zachytáva vzduch, podobne ako na liste lotosu. Voda má veľké povrchové napätie: jej molekuly sa navzájom silno priťahujú vodíkovými väzbami a na hydrofóbnom povrchu sa radšej zbalia do kvapky, než by ho zmáčali.
teória
Prečo zostane prst suchý
Keď posypeme hladinu vody lycopodiom, prášok na nej pláva ako tenký žltý koberec. Pri ponorení prstu sa výtrusy na hladine natlačia na pokožku a obalia ju súvislou vrstvou. Medzi prstom a vodou zostane tenký vankúš vzduchu a prášku, cez ktorý sa voda nedostane. Prst sa javí pod vodou strieborný, lebo svetlo sa odráža od rozhrania vody a vzduchu. Po vytiahnutí je prst suchý, len jemne zaprášený.
Ide o fyzikálny jav, nie o chemickú reakciu. Lycopodium sa s vodou nemieša ani nereaguje. Ak by sme do vody pridali kvapku saponátu, ktorý znižuje povrchové napätie, voda by výtrusy zmáčala a prášok by začal klesať ku dnu.
teória
Lycopodium a prachová explózia
To isté lycopodium ukazuje aj úplne iný jav. Kôpka prášku na miske sa zapaľuje ťažko a horí pomaly. Keď však prášok rozvírime do vzduchu nad plameňom, vzbĺkne v okamihu obrovskou ohnivou guľou. Tuky a sacharidy vo výtruse sú horľavé:
Rozhodujúci je povrch. V kôpke sa kyslík dostane len k hornej vrstve, rozptýlené čiastočky sú však zo všetkých strán obklopené vzduchom a ich celkový povrch je obrovský. Horenie prebehne takmer naraz v celom oblaku. Hovoríme o prachovej explózii. Rovnaký vplyv povrchu na rýchlosť horenia vidno aj pri pokuse Spaľovanie oceľovej vlny a pri výbuchu premiešanej zmesi plynov v pokuse Zmes vodíka a kyslíka.
chémia v praxi
Lycopodium v praxi
V minulosti sa lycopodium používalo ako bleskový prášok vo fotografii a v divadle na efekty ohnivých zábleskov. Lekárnici ním obaľovali tabletky, aby sa nelepili. Dodnes sa používa ako prášok na snímanie odtlačkov prstov a pri pokusoch s kmitaním a zvukom, kde zviditeľňuje pohyb vzduchu.
Prachové explózie sú vážnym nebezpečenstvom v priemysle. Jemná múka, cukor, drevený prach či uhoľný prach tvoria so vzduchom výbušnú zmes. Preto sa v mlynoch, pekárňach, pilách a obilných silách dbá na odsávanie prachu, čistotu a zákaz otvoreného ohňa.
čo budete potrebovať
Pomôcky
- lycopodium (prášok z výtrusov plavúne)
- široká miska alebo kadička s vodou
- lyžička alebo sitko na posypanie
- papierové utierky
krok za krokom
Postup
- Misku naplňte vodou a nechajte hladinu upokojiť.
- Hladinu rovnomerne posypte tenkou vrstvou lycopodia, aby bola celá pokrytá.
- Pomaly ponorte prst kolmo cez vrstvu prášku do vody a pozorujte strieborný povlak okolo prsta.
- Prst vytiahnite a presvedčte sa, že je suchý.
- Doplňujúci pokus: kvapnite na okraj hladiny kvapku saponátu a pozorujte, čo sa stane s práškom.
pozor
Bezpečnosť
- Pokus s vodou je bezpečný, robia ho aj žiaci pod dozorom.
- Lycopodium nevdychujte a nerozprašujte ho do vzduchu. U niektorých ľudí môže vyvolať alergickú reakciu alebo podráždenie dýchacích ciest.
- Rozvírené lycopodium je prudko horľavé. Pri práci s ním nesmie byť v blízkosti otvorený oheň, sviečka ani horúci kahan.
- Ukážku prachovej explózie smie robiť len učiteľ, s malým množstvom prášku, vonku alebo vo veľkej miestnosti bez horľavých predmetov, v ochranných okuliaroch a s dostatočným odstupom divákov.
- Nádobu s lycopodiom skladujte uzavretú a mimo zdrojov tepla.
tipy a zaujímavosti
Doplňujúce info
- Výtrusy plavúne sú mimoriadne odolné. Sporopolenín vydrží aj pôsobenie kyselín, a preto sa výtrusy zachovávajú v horninách milióny rokov.
- Hydrofóbne povrchy v prírode poznáme aj z peria vodných vtákov a z listov lotosu. Podľa nich sa vyvíjajú samočistiace a vodoodpudivé materiály.