teória
Čo je vo vnútri plechovky?
Každá hliníková plechovka od nápoja obsahuje na vnútornej strane tenkú plastovú (polymérovú) ochrannú vrstvu. Slúži ako bariéra, ktorá zabraňuje priamemu kontaktu nápoja s hliníkovým kovom a chráni nápoj pred reakciou s hliníkom. Mnohé nápoje sú totiž kyslé – bez tejto vrstvy by hliník postupne rozpúšťali a nápoj by menil chuť.
Zvonka je plechovka natretá farbou a lakom. Pod nimi, ako aj všade, kde sa hliník dotýka vzduchu, je ešte tenká vrstvička oxidu hlinitého (), ktorá kov chráni pred koróziou.
teória
Prečo hliník reaguje s kyselinou aj so zásadou?
Hliník je amfotérny kov, čo znamená, že reaguje so silnými kyselinami (napr. ) aj so silnými zásadami (napr. ). Amfotérny je aj jeho oxid, preto ho hydroxid sodný najprv rozpustí a potom sa dostane k samotnému kovu.
Silná zásada, ako je hydroxid sodný, reaguje s hliníkovým obalom za vzniku hlinitanu sodného (tetrahydroxidohlinitanu sodného) a búrlivého vývinu plynného vodíka:
S kyselinou chlorovodíkovou reaguje hliník podobne – vzniká chlorid hlinitý a tiež vodík:
Túto reakciu a horenie vzniknutého vodíka môžete vidieť v pokuse Tancujúce plamene. O vlastnostiach vodíka sa dočítate v lekcii Vodík.
teória
Prečo plast zostane?
Hliník sa v reakcii oxiduje (z oxidačného čísla 0 na +III) a vodík z vody sa redukuje (z +I na 0). Polymérová vrstva nemá čo „ponúknuť“ – voči hydroxidu je inertná (nereaguje s ním), preto ostane neporušená, zatiaľ čo kovový vonkajšok sa úplne rozpustí. Zostane priehľadný plastový vak v tvare plechovky, v ktorom je stále celý nápoj.
Hliník sa dá z plechovky „odstrániť“ aj bez chemickej reakcie – gálium ho úplne oslabí prenikaním medzi kryštálové zrná, ako uvidíte v pokuse Ako si chemik otvára plechovku.
chémia v praxi
Chémia v praxi
Reakcia hliníka s hydroxidom sodným sa využíva v niektorých čističoch odpadov – granule obsahujú hydroxid sodný a kúsky hliníka. Pri kontakte s vodou sa zmes zohreje a uvoľňujúci sa vodík mechanicky rozrušuje upchatie. V priemysle sa podobnými reakciami v zásaditom prostredí spracúva hliníková ruda bauxit na čistý oxid hlinitý.
čo budete potrebovať
Pomôcky
- veľká sklenená nádoba (kadička)
- brúsny papier (šmirgeľ) – na odstránenie vonkajšej farby a laku z plechovky
- drevený držiak alebo stojan s úchytom na zavesenie alebo uchytenie plechovky
- sklenená kadička na preliatie obsahu
čo budete potrebovať
Chemikálie
- hydroxid sodný () – vo forme roztoku alebo granúl pomaly rozpustených vo vode (alternatívne je možné použiť aj kyselinu chlorovodíkovú)
- nápoj v hliníkovej plechovke
- voda
krok za krokom
Postup
- Pomocou brúsneho papiera jemne zbrúste farbu a lak z celého vonkajšieho povrchu hliníkovej plechovky, aby sa obnažil čistý hliníkový kov.
- Pripravte si dostatočne veľkú nádobu so silným roztokom hydroxidu sodného (). Granule rozpúšťajte vo vode pomaly a po častiach – rozpúšťanie je silne exotermické.
- Zbrúsenú plechovku ponorte do roztoku hydroxidu sodného.
- Pozorujte priebeh reakcie – z povrchu plechovky sa začnú uvoľňovať bublinky plynného vodíka.
- Nechajte reakciu prebiehať približne hodinu, kým sa nerozpustí všetok hliníkový obal.
- Opatrne vyberte z roztoku priehľadný plastový vak, v ktorom ostal zachovaný celý obsah nápoja.
- Plastovú vrstvu je možné opatrne prestrihnúť a nápoj vyliať do sklenenej kadičky.
pozor
Bezpečnosť
- Silná žieravina: Hydroxid sodný () je silná zásada, ktorá spôsobuje ťažké poleptanie kože a trvalé poškodenie zraku. Je bezpodmienečne nutné použiť ochranné okuliare, chemické rukavice a laboratórny plášť.
- Vývin vodíka: Pri reakcii dochádza k masívnemu uvoľňovaniu plynného vodíka (), ktorý je extrémne horľavý a so vzduchom tvorí výbušnú zmes. Pokus robte v digestore alebo v dobre vetranom priestore mimo dosahu otvoreného ohňa.
- Teplo: Reakcia hliníka s hydroxidom je exotermická a roztok sa zohrieva. Nádobu nezakrývajte.
- Nebezpečenstvo požitia: Nápoj, ktorý prešiel týmto experimentom alebo prišiel do kontaktu s chemikáliami, je prísne zakázané piť!
- Odpad: Použitý roztok je stále silno zásaditý – pred likvidáciou ho treba zneutralizovať alebo odovzdať ako chemický odpad.
tipy a zaujímavosti
Doplňujúce info
- Plastový vak je veľmi tenký a ľahko sa pretrhne – vyberajte ho pomaly a opatrne, v chemických rukaviciach.
- Aj veko plechovky je z hliníkovej zliatiny, takže sa rozpúšťa tiež. Pod ním je rovnaká plastová vrstva.