Preskočiť na obsah
Nové na portáli: 45 demonštračných experimentov s videom a návodom.Pozrieť →
Späť

Vzdelávanie · Experimenty

Demonštračné experimenty

lekcia 34

Plast v plechovke

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 (Al2O3\text{Al}_2\text{O}_3), 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. HCl\text{HCl}) aj so silnými zásadami (napr. NaOH\text{NaOH}). 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:

2 Al(s)+2 NaOH(aq)+6 H2O(l)→2 Na[Al(OH)4](aq)+3 H2(g)2\,\text{Al}(s) + 2\,\text{NaOH}(aq) + 6\,\text{H}_2\text{O}(l) \rightarrow 2\,\text{Na}[\text{Al(OH)}_4](aq) + 3\,\text{H}_2(g)

S kyselinou chlorovodíkovou reaguje hliník podobne – vzniká chlorid hlinitý a tiež vodík:

2 Al(s)+6 HCl(aq)→2 AlCl3(aq)+3 H2(g)2\,\text{Al}(s) + 6\,\text{HCl}(aq) \rightarrow 2\,\text{AlCl}_3(aq) + 3\,\text{H}_2(g)

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 (NaOH\text{NaOH}) – 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

  1. Pomocou brúsneho papiera jemne zbrúste farbu a lak z celého vonkajšieho povrchu hliníkovej plechovky, aby sa obnažil čistý hliníkový kov.
  2. Pripravte si dostatočne veľkú nádobu so silným roztokom hydroxidu sodného (NaOH\text{NaOH}). Granule rozpúšťajte vo vode pomaly a po častiach – rozpúšťanie je silne exotermické.
  3. Zbrúsenú plechovku ponorte do roztoku hydroxidu sodného.
  4. Pozorujte priebeh reakcie – z povrchu plechovky sa začnú uvoľňovať bublinky plynného vodíka.
  5. Nechajte reakciu prebiehať približne hodinu, kým sa nerozpustí všetok hliníkový obal.
  6. Opatrne vyberte z roztoku priehľadný plastový vak, v ktorom ostal zachovaný celý obsah nápoja.
  7. Plastovú vrstvu je možné opatrne prestrihnúť a nápoj vyliať do sklenenej kadičky.

pozor

Bezpečnosť

  • Silná žieravina: Hydroxid sodný (NaOH\text{NaOH}) 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 (H2\text{H}_2), 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.

rozumieš tomu?

Otestuj sa

5 otázok · okamžité vyhodnotenie

Kvíz: Plast v plechovke

Otázka 1/5

Čo znamená, že hliník je amfotérny kov?

Skóre: 0

Najprv vyberte odpoveď.

Chcete tento pokus naživo?

Ukážem ho vašim žiakom ako súčasť vedeckej show.

Ponuka pre školy →