Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Rozžhavte si Vánoce mincí, která je jinak k ničemu

aktualizováno 
Vánoční hvězdu si může do zásuvky zapojit každý. Ale my vám předvedeme, jak si vytvořit tu správnou náladu díky jedné jinak dost zbytečné minci, kusu měděného drátu a pár kapkám acetonu.

Reakce, kterou si dnes předvedeme, je z chemického hlediska jedním z mnoha příkladů katalytických reakcí. Budete k ní potřebovat kromě látek, které se při reakci spotřebují, také něco navíc - něco, co reakci urychlí, ale nespotřebuje. Proto si můžeme dovolit do katalyzátoru i v našem případě trochu investovat a předvedeme vám, jak si doma vytvořit vánoční náladu s pomocí (třeba) měděného eurocentu a pár dalších ingrediencí.

Co budete potřebovat?

  • aceton (asi 1 polévková lžíce)
  • měděnou fólii nebo tenký plech, měděný drátek (0,5-0,8 mm), 1 eurocent
  • kleště a nůžky na zpracování mědi
  • 500ml kádinku s krycím hodinovým sklíčkem, nebo větší zavařovací sklenici s víčkem
  • plynový hořák, kahan nebo výkonnější zapalovač
  • kovovou pinzetu
  • nehořlavou podložku
Všechny nutné a doporučované „ingredience“ pohromadě

Všechny nutné a doporučované „ingredience“ pohromadě

Jejich úplný seznam najdete v boxíku vlevo, my si řekneme v tuto chvíli jen tolik, že budete potřebovat průhlednou nádobu, třeba zavařovací sklenici, aceton a kousek mědi.

Mědí začneme. Je tak trochu jedno, v jaké podobě ji přesně můžete mít. I proto můžete použít z poměděné oceli vytvořený eurocent. Pokud nejste na peníze, vezměte si kousek měděné fólie a vystřihněte nůžkami požadovaný tvar - stromeček, hvězdu nebo něco originálnějšího. Můžete si pomoci přilepením papírové šablony na povrch fólie pomocí izolepy a následným obstřižením. V horní části fólie si ponecháme úzký proužek umožňující pohodlné uchopení pinzetou.

Pracovat lze i s měděným drátkem: můžete ho zkusit svinout kolem tužky do podoby spirály s volným koncem umožňujícím uchycení do pinzety či spirálu upravit tak, aby šla postavit na dno. Drátek můžete zkusit vytvarovat i do jiných, složitějších tvarů.

Jak na to

Důležité!

Protože v experimentu pracujeme s hořlavým organickým rozpouštědlem a mohou vznikat škodlivé plynné meziprodukty, reakci provádějte pouze na nehořlavé podložce v dobře větraných prostorech a pod dozorem dospělé osoby. Při práci s otevřeným ohněm dodržujte bezpečnou vzdálenost od nádoby s acetonem. Rozžhavená měď může při vypadnutí z pinzety způsobit popáleniny či poškodit předměty citlivé na teplo. Při manipulaci proto dbejte zvýšené opatrnosti.

Pokud z nějakého důvodu dojde ke vzplanutí rozpouštědla v nádobě, zakryjte ji krycím sklem nebo víčkem. Oheň prakticky ihned uhasne. Hořící aceton se nikdy nepokoušejte žádným způsobem vylévat.

Zmiňovanou skleněnou nádobu (zavařovačku) umístěte na nehořlavou podložku venku nebo v dobře větrané místnosti. Dovnitř nalijte přibližně jednu polévkovou lžíci acetonu tak, aby jeho hladina akorát pokryla dno, a nádobu s rozpouštědlem odložte na bezpečné místo. (POZOR! Aceton nikdy nedoléváme, pokud je v okolí zdroj otevřeného ohně.)

Měděný předmět uchopte pevně do pinzety a pomocí plynového hořáku ho rozžhavte do oranžova. Poté ho rychle vsuňte do nádoby těsně nad hladinu acetonu. Pokud dojde k úspěšnému nastartování reakce, získá povrch mědi kovový lesk a během krátké chvíle začne žhnout. Pro lepší pozorovatelnost je vhodné ztlumit světlo. Reakce vyžaduje přístup kyslíku ze vzduchu a par rozpouštědla ze dna nádoby ve správném poměru. Můžete proto pozorovat postupné pulzování záře kovového povrchu. V blízkosti sklenice je také cítit štiplavý zápach vznikajících produktů oxidace. Pokud použijete spirálu z tenkého drátu, můžete ji zkusit opatrně postavit na dno. Bude žhnout jenom část nad hladinou.

Jak to funguje

Vánoční hvězda z kousku měděného drátu

Vánoční hvězda z kousku měděného drátu

Rozžhavený povrch mědi katalyzuje postupnou oxidaci acetonu (CH3COCH3) vzdušným kyslíkem. Tato reakce je silně exotermní (uvolňuje se teplo). Měď se proto udržuje rozžhavená do oranžového žáru.

Během reakce dochází nejprve k oxidaci povrchu mědi vlivem okolního kyslíku a vzniká oxid měďnatý (CuO). Ten následně oxiduje aceton a redukuje se zpět na měď (Cu). Vznik černého oxidu se projeví ztmavnutím povrchu. Při následné reakci s acetonem povrch opět získává svůj lesklý vzhled.

Konečnými produkty oxidace acetonu jsou oxid uhličitý (CO2) a voda (H2O). Vzniká ale řada organických meziproduktů, např. štiplavě páchnoucí acetaldehyd (CH3CHO) nebo toxický plyn keten (CH2CO) - ten naštěstí ve velmi malém množství (Ohrozí vás stejně, jako když si zapálíte svíčku, díky čemuž vznikne jedovatý oxid uhelnatý nebo když pracujete s lepidlem, ze kterého se uvolňují těkavé látky.) Reakci každopádně provádějte na dobře větraném místě nebo ideálně venku.

Bez mědi to nejde

Vánoční hvězda z kousku měděného drátu

Vánoční hvězda z kousku měděného drátu

Náš vánoční experiment je z chemického hlediska zajímavý i proto, že jde o jeden z nesčetných příkladů využití katalyzátorů v chemii. Pod tímto pojmem si většina z nás představí součástku z auta, díky které jsou jedovaté látky z výfukových plynů rozloženy na poměrně neškodný oxid uhličitý, dusík a vodu. Význam tohoto pojmu je však ve skutečnosti mnohem širší. Je to jakákoliv látka, která urychluje chemickou přeměnu, ale sama se nespotřebovává.

Chemici se bez těchto látek neobejdou: odhaduje se, že devět z deseti syntetizovaných chemických látek vyžaduje pro svoji výrobu alespoň jeden katalyzátor. Běžnými katalyticky aktivními kovy jsou železo, nikl a především měď. Ta našla uplatnění jako katalyzátor při přípravě mnoha set druhů chemických sloučenin. Můžeme se s ní proto potkat jak u mikroreakcí v roztoku, umožňujících precizní spojování složitých molekul při pokojové teplotě, tak i u průmyslové výroby důležitých chemických surovin, jako jsou vodík, methanol nebo anilin. Právě vlastnosti mědi si můžete sami vyzkoušet v našem chemickém experimentu.

Na katalyzátorech závisí život lidstva

Na některých katalyzátorech také závisí život velké části lidstva. V každé buňce, každém proteinu i každé molekule DNA v našich tělech se nachází mnoho atomů dusíku, které někdy v minulosti prošly chemickou továrnou. Přibližně polovina atomů dusíku v našem těle totiž pochází z produktů Haberovy-Boschovy katalytické výroby amoniaku z plynného dusíku a vodíku. Chemické reakce, která umožnila lidstvu takříkajíc přeměnit vzduch na chleba. Díky otevření této levné cesty pro průmyslovou výrobu dusíkatých hnojiv mohla vzrůst lidská populace od roku 1913 během pouhých sta let na sedminásobek. Skutečně celosvětového rozšíření se proces dočkal až po druhé světové válce, předtím jeho rozšiřování probíhalo pomalu a třeba v Německu se používal k výrobě hnojiv i výbušnin.

Autoři děkují

Experiment pro vás připravili Jan Havlík a Petr Holzhauser z katedry učitelství a humanitních věd, VŠCHT Praha. Za pomoc s výrobou měděného stromečku autoři děkují Vendule Stillerové.

Katalyzátor funguje v chemických reakcích podobně jako horský vůdce při vysokohorských túrách. Umožňuje co nejméně namáhavé a rychlé provedení chemických látek nepřehledným terénem všech možných chemických cest ke správnému základnímu táboru. Podobně jako zkušený horal ani katalyzátor nesetrvává dlouho v cíli cesty, ale vrací se po nezbytné regeneraci zpět pro další chemickou výpravu.

Autoři:



Nejčtenější

Okamura má na fotce z posilovny přifouknuté svaly. Jak poznat fotomontáž

Ukázka nepovedené fotomontáže z posilovny. Mřížka v pozadí ukazuje, k jakému...

Předseda SPD se na svém oficiálním profilu na Facebooku pochlubil fotkami z posilovny. Komentátoři si všimli, že fotka...

Hlavního strážce před rakovinou známe už 40 let. Ale neumíme ho využít

Bílkovina p53 se váže na snímku k DNA (oranžová šroubovice nahoře), aby...

Gen, který hraje nejdůležitější roli v boji proti rakovině, známe už desetiletí, ale v moderní cílené léčbě se...



V kanceláři i v obchodě. Ultrazvuk nám píská do uší, následky jen tušíme

Poslech vysokofrekvenčního pískání může být mnohým lidem nepříjemné.

Mnozí z nás, aniž by to věděli, jsou denně i několik hodin vystaveni pískotu na hranici slyšitelnosti lidského ucha. V...

Kvůli ruskému metru mohla padnout stanice v Nuselském mostu, řekl architekt

Architekt Nuselského mostu Stanislav Hubička (vlevo) a Antonín Semecký, který...

Stanislav Hubička, architekt Nuselského mostu a Antonín Semecký, který se o most stará téměř doslova celý život, byli...

Dvakrát přežil ohnivé peklo a vrátil se do boje. Chybu udělal po válce

František Truhlář před válkou

Letec RAF František Truhlář přežil dvě těžké havárie při návratech z bojových letů. Při obou utrpěl těžké popáleniny,...

Další z rubriky

Z bláta do louže. Bisfenol A se někdy nahrazuje jiným jedem

Omezování využití bisfenolu A je obecný trend. Ne vždy se ovšem používají...

Bisfenol A je bezesporu nebezpečná látka a jeho používání by se mělo omezit, domnívá se biolog Jaroslav Petr. Ale...

Mamutí samci padali do pastí častěji než samice

Moravské zemské muzeum otevřelo v brněnském Paláci šlechtičen expozici...

Mamuti stejně jako dnešní sloni zřejmě mohli velkou část života žít odděleni podle pohlaví a věku. Samice a mláďata ve...

Budoucnost lze předvídat. Lékárnice to zvládne lépe než CIA

ilustrační snímek

Co otřese světem v příštích letech, nelze dopředu vědět, ale někdy je potřeba předpovídat. Velký zájem na tom má...



Najdete na iDNES.cz



mobilní verze
© 1999–2017 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je členem koncernu AGROFERT.