teória
Čo je polyakrylát sodný
Prášok na instantný sneh je polyakrylát sodný, polymér, teda obrovská molekula zložená z tisícov opakujúcich sa jednotiek. Každá jednotka nesie skupinu :
Dlhé reťazce sú navyše na niektorých miestach priečne pospájané (zosieťované). Vďaka tomu sa polymér vo vode nerozpustí, ale vytvorí trojrozmernú sieť, niečo ako drobnú špongiu na úrovni molekúl.
teória
Prečo nasaje toľko vody
Keď sa polymér dostane do vody, z karboxylátových skupín sa odštiepia ióny sodíka:
Na reťazcoch zostanú záporné náboje, ktoré sa navzájom odpudzujú. Reťazce sa preto rozťahujú a sieť sa zväčšuje. Zároveň je vo vnútri siete oveľa vyššia koncentrácia iónov ako vo vode okolo. Voda preto do gélu vniká osmózou a molekuly vody sa navyše viažu na nabité skupiny vodíkovými väzbami. Výsledkom je napučaný gél, ktorý vyzerá ako vlhký sneh.
Polyakrylát sodný dokáže nasať asi 100 až 300-násobok svojej hmotnosti vody z vodovodu, v destilovanej vode ešte viac. Voda však pritom s polymérom nereaguje na novú látku, len sa v sieti zadrží. Preto hovoríme o fyzikálnom deji.
| Pokus | Čo pozorujeme | Prečo |
|---|---|---|
| prášok + destilovaná voda | veľa nadýchaného snehu | málo iónov vo vode, veľký rozdiel koncentrácií |
| prášok + slaná voda | menej snehu | ióny soli znižujú napučiavanie |
| sneh + kuchynská soľ | sneh sa roztečie na kašu | gél sa zmrští a pustí vodu |
Sneh je navyše na dotyk chladný. Nejde o chemické chladenie: z obrovského povrchu gélu sa odparuje voda a odoberá teplo. Iný polymér, ktorý sa dá premeniť na gél, poznáte z pokusu Výroba svietiaceho slizu.
chémia v praxi
Superabsorbenty v praxi
Najznámejšie použitie polyakrylátu sodného sú detské plienky a hygienické vložky. Tekutinu nasajú a udržia ju v géli aj vtedy, keď na ne zatlačíme. V záhradníctve sa superabsorbenty pridávajú do pôdy ako hydrogél, ktorý zadrží vodu a postupne ju uvoľňuje koreňom. Používajú sa aj v obkladoch, v gélových chladiacich vreckách a v káblových chráničkách, kde bránia vniknutiu vody.
Umelý sneh sa používa aj na vianočné dekorácie a vo filmoch. Po vyschnutí sa gél zmení späť na prášok a dá sa znovu použiť.
čo budete potrebovať
Pomôcky
- prášok na instantný sneh (polyakrylát sodný), asi 1 čajová lyžička
- voda (najlepšie destilovaná)
- priehľadný pohár alebo misa
- lyžička
- kuchynská soľ (na doplňujúci pokus)
krok za krokom
Postup
- Do pohára nasypte asi 1 čajovú lyžičku prášku.
- Nalejte na prášok postupne vodu, spolu asi 100 ml.
- Pozorujte, ako sa v priebehu niekoľkých sekúnd vytvorí kopa „snehu“, ktorý môže pretiecť cez okraj pohára.
- Dotknite sa snehu a porovnajte jeho teplotu s teplotou vody.
- Na časť snehu nasypte lyžičku kuchynskej soli, premiešajte a pozorujte, ako sa sneh mení na tekutú kašu.
pozor
Bezpečnosť
- Pokus je bezpečný aj pre deti, pokiaľ ho robia pod dozorom dospelého.
- Prášok ani sneh nejedzte a dávajte pozor, aby sa nedostal k malým deťom a zvieratám.
- Nevdychujte prach z prášku a nesypte ho z výšky. Ak sa dostane do očí, vypláchnite ich vodou.
- Gél nevylievajte do umývadla ani do WC, môže upchať odpad. Vyhoďte ho do bežného odpadu.
- Rozsypaný prášok na podlahe je po zmáčaní veľmi klzký.
tipy a zaujímavosti
Doplňujúce info
- Rovnaký prášok môžete získať aj z rozstrihnutej novej detskej plienky. Stačí vysypať jej výplň a oddeliť jemné biele zrnká od vaty.
- Vysušený sneh sa dá znova použiť. Nechajte ho niekoľko dní voľne vyschnúť na tanieri.
- Porovnajte, koľko vody nasaje rovnaké množstvo prášku v destilovanej vode, vo vode z vodovodu a v slanej vode. Pokus pekne ukazuje vplyv iónov na napučiavanie.