teória
Ako vzniká acetylén?
Karbid vápnika () je sivá pevná látka. Keď sa dostane do styku s vodou, prudko reaguje za vzniku horľavého plynu acetylénu (etín, ) a hydroxidu vápenatého:
Voda pri reakcii bublinkuje a zakalí sa od bieleho hydroxidu vápenatého. Acetylén je najjednoduchší uhľovodík s trojitou väzbou medzi atómami uhlíka (). Čistý acetylén je takmer bez zápachu – typický cesnakový zápach technického karbidu spôsobujú prímesi, najmä fosfán.
teória
Prečo tekvica „vybuchne“?
Tekvica je vopred zvnútra predrezaná (tvár halloweenskej tekvice) a vyrezané kúsky sú vsadené naspäť. Acetylén postupne zapĺňa vnútro a mieša sa so vzduchom. Keď k zmesi priložíme plameň, acetylén zhorí:
Pretože sú palivo aj kyslík už premiešané, horenie prebehne naraz v celom objeme – nastane rýchla explózia. Horúce plyny prudko zväčšia svoj objem a tlaková vlna vyfúkne vyrezané kúsky von z tekvice.
Acetylén tvorí so vzduchom výbušnú zmes vo veľmi širokom rozsahu koncentrácií. Podobne sa správa aj zmes vodíka so vzduchom – pozrite si pokus Zmes vodíka a kyslíka.
Po výbuchu karbid vo vnútri naďalej uvoľňuje acetylén, preto v tekvici ešte chvíľu horí plameň. Tento plameň je žltý a čadivý – acetylén obsahuje veľa uhlíka a na vzduchu horí nedokonale. Opačný prípad, takmer bezsadzový plameň, uvidíte pri pokuse Horenie nitrometánu.
teória
Chŕlenie ohňa a prachový výbuch
V druhej časti videa sa na chŕlenie ohňa využívajú výtrusy plavúňa (spóry rodu Lycopodium). Ide o jemný organický prášok, ktorý na kôpke horí len ťažko. Pri rozptýlení vo vzduchu vo forme jemného mraku je však extrémne horľavý a vytvára efektný plameň.
Dôvodom je obrovský povrch drobných čiastočiek – každá je obklopená vzduchom, a teda kyslíkom, takže zhoria takmer naraz. Rovnaký jav spôsobuje nebezpečné výbuchy prachu v mlynoch, pekárňach či na píliach.
chémia v praxi
Acetylén v praxi
Acetylén horiaci v čistom kyslíku dáva jeden z najhorúcejších plameňov – používa sa pri zváraní a rezaní kovov. Reakcia karbidu s vodou sa v minulosti využívala v karbidových lampách baníkov a jaskyniarov: voda pomaly kvapkala na karbid a vznikajúci acetylén horel jasným plameňom.
čo budete potrebovať
Pomôcky
- malá kadička alebo miska na vodu
- ostrý nôž (na predrezanie vzoru na tekvici)
- dlhá špajľa alebo predĺžený laboratórny zapaľovač
- fúkacia trubička alebo balónik (na rozptýlenie plavúňového prášku)
- ochranný štít
čo budete potrebovať
Chemikálie a materiály
- karbid vápnika ()
- voda
- spóry plavúňa (Lycopodium)
- vydlabaná tekvica
krok za krokom
Postup
- Tekvicu vydlabte a predrežte na nej halloweenskú tvár (oči, nos, ústa). Vyrezané kúsky opatrne zatlačte späť na svoje miesto, aby tekvica vyzerala celistvo.
- Do vnútra tekvice vložte kadičku s vodou.
- Vhoďte kúsok karbidu vápnika do vody vo vnútri tekvice a tekvicu ihneď prikryte poklopom.
- Počkajte niekoľko sekúnd, kým sa vnútro tekvice naplní acetylénom.
- Z bezpečnej vzdialenosti priložte plameň k malému otvoru v tekvici.
- Nastane výbuch, ktorý vyrazí predrezané časti von.
- Karbid vo vnútri naďalej uvoľňuje acetylén, vďaka čomu v tekvici ďalej horí plameň.
- Pre efekt chŕlenia ohňa vyfúknite jemný prášok zo spór plavúňa do blízkosti plameňa.
pozor
Bezpečnosť
- Riziko nebezpečného výbuchu: Acetylén tvorí so vzduchom výbušnú zmes vo veľmi širokom rozsahu koncentrácií. Nadmerné množstvo karbidu vápnika môže celú tekvicu roztrhať a vymrštiť nebezpečné úlomky! Používajte len malý kúsok karbidu.
- Ochranné pomôcky: Experiment vyžaduje ochranný štít alebo okuliare, nehorľavé rukavice a laboratórny plášť.
- Umiestnenie: Pokus robte v digestore alebo v dobre vetranom priestore bez horľavých látok v okolí, ideálne vonku.
- Ochranná bariéra: Pri zapaľovaní stojte za ochranným štítom alebo dodržiavajte bezpečnú vzdialenosť. Plameň prikladajte dlhou špajľou alebo predĺženým zapaľovačom.
- Karbid vápnika uchovávajte v suchu v tesne uzavretej nádobe – so vzdušnou vlhkosťou pomaly uvoľňuje acetylén. S karbidom manipulujte pinzetou, nie holými rukami.
- Plavúňový prášok nefúkajte proti ľuďom ani smerom k sebe a nevdychujte ho.
- Zvyšky karbidu nechajte vo vetranom priestore úplne zreagovať s vodou. Vzniknutá suspenzia hydroxidu vápenatého je zásaditá – pred vyliatím ju zrieďte vodou.
tipy a zaujímavosti
Doplňujúce info
- Pokus je obľúbený na Halloween, ale rovnaký princíp funguje s akoukoľvek nádobou s predrezanými otvormi.
- Acetylén je len o niečo ľahší ako vzduch, preto sa v tekvici udrží dosť dlho na to, aby sa zmes stihla zapáliť. Pozrite si aj pokus Plyn ťažší ako vzduch.
- Biely zákal vo vode po pokuse je hydroxid vápenatý – rovnaká látka ako hasené vápno.