Nurkujące rodzynki, czyli czym jest adsorpcja

Kategoria: Eksperymenty domowe

Jeśli ktoś chciał mieć kiedyś rybki, a rodzice nie wyrażali zgody, to jest na to ciekawy naukowy sposób. Przed nami eksperyment, w którym ożywimy rodzynki.

Potrzebujemy

– przezroczyste naczynie

– wodę gazowaną

– rodzynki (mogą być też inne suszone małe owoce)

Wykonanie

Do naczynia nalewamy wodę gazowaną i wrzucamy kilka rodzynek. Są one cięższe od wody, więc opadają na dno. Po kilku sekundach gazowe bąbelki otaczają poszczególne rodzynki, które zaczynają wypływać na powierzchnię, po czym ponownie opadają na dno. Rodzynki wędrują w górę i w dół jakby nurkowały. Proces powtarza się aż do wyraźnego spadku zawartości gazu.

Wyjaśnienie

W wodzie gazowanej rozpuszczony jest dwutlenek węgla. Gaz ten przedostaje się do powietrza, co widzimy w postaci bąbelków, które przyjemnie drażnią podniebienie w trakcie spożycia. Gdy do wody wrzucimy rodzynki gaz zaczyna gromadzić się na ich powierzchni. Jest to tak zwany proces adsorpcji. Dzieje się tak dlatego, że rodzynki maja porowatą powierzchnię, na których gromadzą się cząsteczki dwutlenku węgla. Do już usadowionych cząsteczek przyłączają się kolejne wskutek działania siły van der Waalsa. Im bardziej porowata powierzchnia, tym więcej gazu może się skumulować. Dwutlenek węgla działa na rodzynkę jak balonik, przy nagromadzeniu dużej ilości gazu unosi ją do góry. Na powierzchni cieczy następuje uwolnienie cząsteczek gazu, tzw. desorpcja adsorbatu, co powoduje ponowne zanurzenie rodzynki.

Modyfikacje doświadczenia

Doświadczenie można nieco zmodyfikować, aby rozważyć różne warianty procesu adsorpcji. Ja pokusiłem się o dodanie rodzynek do naczynia z wodą gazowaną i olejem. Przedostające się pęcherzyki gazu przez olej wyglądają bardzo ciekawie (gaz migruje w oleju znacznie wolniej, co pozwala na lepszą obserwację bąbelków). Niestety taka dwuwarstwowa ciecz utrudnia adsorpcję gazu na rodzynkach. Dwutlenek węgla gromadzi się na rodzynkach, które wędrują do góry i uwalniają gaz na granicy faz woda-olej. Następnie rodzynka opada na dno, ale nie sama, lecz z uwięzionymi na jej powierzchni cząstkami oleju, co pogardza jej właściwości sorpcyjne (a raczej to on absorbuje się na jej powierzchni). Olej uwalnia się z powierzchni rodzynek dopiero po pewnym czasie – ale w niektórych porach może pozostać bardzo długo. Podobnie działają okapy kuchenne – pochłaniacz (adsorbent) wychwytuje różne substancje uwalniane podczas gotowania i smażenia. Niestety po pewnym czasie wkład okapu należy wymienić, bo nagromadzi się w nim zbyt duża ilość substancji, które same nie ulegną desorpcji, więc wówczas okap nie spełnia już swojego zadania.

Autor: Łukasz Wyka