Una bottiglia che si dà le arie

Iniziamo con piacere a proporvi le nostre “Reinvenzioni”! Ecco una storia di gas che cambiano nome e di scienziati che sembrano maghi. Aggiungiamo un video per rifare un esperimento sulla CO2 con materiali semplici e di facile reperibilità.

di Redazione GiuntiScuola · 24 settembre 2015
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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/

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