Versare l'anidride carbonica

Immaginate due bicchieri vuoti: in uno viene messa una candela accesa, viene fatto il gesto di versare un invisibile contenuto dal bicchiere vuoto a quello con la candela, e... la candela si spegne!
Questo che sembra un trucco da prestigiatore può essere un interessante esperimento per capire gli effetti delle diverse densità dei gas: in un recipiente verrà prodotta anidride carbonica facendo reagire aceto e bicarbonato; l'anidride carbonica, essendo più densa dell'aria, verrà versata in un altro recipiente, spegnendo la candela in esso contenuta.

Durata: 15'

Scopo:

Dimostrare che l'anidride carbonica è più densa dell'aria.

Teoria:

Facendo reagire acido acetico e bicarbonato di sodio si sviluppa anidride carbonica:

CH₃COOH + NaHCO₃ → CH₃COONa + H₂O + CO₂↑

Questa ha una massa molecolare maggiore rispetto a quella media dell'aria (44 dalton contro 29 dalton): poiché, per la legge di Avogadro, volumi uguali di gas diversi contengono lo stesso numero di particelle, anche la densità (numero di particelle nell'unità di volume * massa di una particella) dell'anidride carbonica è maggiore della densità dell'aria. Se non si mescolano, quindi, l'anidride carbonica tenderà a muoversi verso il basso. Di conseguenza è possibile versarla come se fosse un liquido.

Materiale:

• Aceto
• Bicarbonato di sodio
• Candela (meglio se bassa)

Strumenti:

• Becher alto (più della candela)
• Beuta da 250 mL
• Fiammiferi o accendino

Procedimento:

1. Mettere la candela nel becher e accenderla.
2. Versare circa 50 mL di aceto nella beuta.
3. Aggiungere all'aceto circa 4,2 g di bicarbonato di sodio, e lasciar reagire per alcuni secondi.
4. Fare il gesto di versare il contenuto della beuta nel becher, fermandosi però prima che il liquido venga effettivamente versato.

Risultato:

Nel momento in cui si aggiunge il bicarbonato all'aceto si sviluppa un'abbondante effervescenza: è l'anidride carbonica prodotta dalla reazione. Facendo il gesto di versare il contenuto della beuta nel becher, la candela si spegne: l'anidride carbonica, più densa dell'aria, scende dalla beuta al becher, sostituendo l'aria presente. La fiamma, rimasta senza ossigeno, si spegne.

Commenti:

E' possibile che il movimento di aria dovuto alla fiamma della candela ostacoli la discesa dell'anidride carbonica nel becher. Un procedimento alternativo consiste nel versare l'anidride carbonica in un becher senza candela, e calarvi poi dentro una candela accesa, che si dovrebbe spegnere.