Una bottiglia che si dà le arie

Un medico di nome Joseph Black

Edimburgo, 1766. L'aula dell'Università di Medicina era strapiena, c'erano centinaia di giovani studenti. Venivano non solo dalla Scozia ma anche da tutta Europa, dall'America e dalla Russia. L'insegnante si chiamava Joseph Black. Era un medico, ma insegnava chimica. La chimica stava nascendo proprio in quegli anni, e Black era uno dei pionieri.

L'insegnamento di Black era molto seguito e amato perché egli f aceva esperimenti a lezione , esperimenti di chimica dalla cattedra.
In uno di questi esperimenti, egli dapprima produceva del gas CO2 scaldando sostanze come calcare e bicarbonato. Riempiva quindi una caraffa con questo gas (il gas era invisibile: la caraffa sembrava normalmente “vuota”).
E infine, Black inclinava la caraffa sopra una candela accesa, come se ci versasse sopra il contenuto della caraffa vuota. E la candela si spegneva, sembrava quasi una magia!

Così Black “presentava” questo gas particolare, che aveva scoperto e studiato durante la sua tesi, a 24 anni. Lo aveva chiamato "aria fissa" perché esso si “fissa” nel bicarbonato, nel gesso, nei gusci d’uovo e di conchiglia, e in molte altre sostanze.
Black era uno dei pionieri della “ chimica delle arie ” o chimica pneumatica, una disciplina secondo cui non c’è una sola aria – l’aria – ma ci sono diverse “arie”, diversi gas, e la chimica delle arie li scopre e li studia.
Verranno in seguito scoperti l’ossigeno che respiriamo e che serve alle candele per bruciare, il metano dei fornelli, l’elio dei palloncini e molti altri gas.

Virtù della CO2

L’aria fissa di Black è stato il primo gas ad essere scoperto e studiato, ed ha aperto la strada ai gas scoperti in seguito.
Alla fine del 1700 è stato chiamato anidride carbonica dal grande chimico Lavoisier, nella sua riforma di tutti i nomi delle sostanze chimiche. È un nome ancora oggi molto usato, e si trova sulle etichette delle bibite gassate.
Di recente i chimici hanno fatto un’altra riforma della nomenclatura chimica, e il gas ha cambiato nome ancora, si chiama biossido di carbonio o diossido di carbonio, un nome che riprende la sua formula chimica, CO2.

Le proprietà più importanti della CO2 vengono illustrate dall’esperimento di Black della caraffa.

• La CO2 è più pesante dell’aria normale (infatti essa scende, affonda, nell’aria normale).
• La CO2 non supporta la combustione (le candele si spengono). Alle candele per bruciare serve aria, ma non la CO2.

Reinventiamo!

Ecco un video che vi propone di fare un esperimento:

Che cosa è successo?

• Agitando la bibita gassata abbiamo estratto la CO2 che vi era disciolta dentro, raccogliendola nel palloncino.
• La CO2 disciolta nelle bevande gassate, infatti, lentamente esce da esse, formando bollicine che poi scoppiano in superficie. Ad esempio, se dimentichiamo la bottiglia aperta, la bevanda diventa sgasata.
• Agitare la bottiglia rende più veloce la formazione delle bolle e della schiuma, e quindi l’uscita del gas. In questo modo lo raccogliamo più in fretta.
• È meglio non aprire il palloncino direttamente sulla candela, ma travasarlo in un bicchiere. Altrimenti l’effetto viene nascosto dal getto d’aria: sembrerebbe che la candela si spegne perché ci si “soffia” sopra.

L’aria versata nel bicchiere quindi, per quanto invisibile come l’aria normale, è diversa. Ed è diversa perché 1) è più pesante, 2) in essa le candele si spengono.
A queste due conclusioni i bambini arrivano con prontezza. L’esperimento a lezione si presta molto bene per essere integrato in un racconto (come quello esposto) o in una spiegazione. Ma può essere integrato anche in un dialogo con i bambini, in una serie di domande e risposte, nel far dire loro cosa vedono e cosa pensano.

Altre informazioni a riguardo si possono trovare al link www.reinventore.it/scatolab/