Hrátky s octem

1       Čas: 1 hodina

2       Pomůcky a chemikálie

Ocet (8 % roztok kyseliny octové CH₃COOH), kyselina chlorovodíková HCl, kypřicí prášek (jedlá soda NaHCO₃), šťavelan amonný, červené potravinářské barvivo, prostředek na mytí nádobí (JAR,…), rozinky, plastelína, pevná podložka (talíř, tácek,…), kádinka, vysoký válec, Petriho misky, odsávací zkumavka, lžička, tyčinka, ocet odsávací zkumavka, injekční stříkačka, nafukovací balónek.

3       Princip

Reakcí octa jako zředěné kyseliny octové s uhličitanem ve formě vápence nebo hydrogenuhličitanem, ať už v podobě kypřícího prášku nebo jako jedlé sody, vzniká jako sůl příslušný octan a uvolní se plynný oxid uhličitý. Unikající CO₂ způsobuje všechny následující efekty. O přítomnosti případných vápenatých kationtů informuje vznikající bílá sraženina šťavelanu vápenatého.

4       Postup

A: Bouřící sopka

Připravte si větší kus plastelíny a rozdělte ji na dvě přibližně stejné části. Z první části udělejte plochou část („placku“) a z druhé části vymodelujte sopečný kužel. Obě části pevně spojte a položte na větší tácek nebo jinou podložku.

V kádince rozmíchejte malou lžíci mycího prostředku s několika kapkami červeného barviva. Do směsi přidejte velkou lžíci jedlé sody a opatrně ji vlijte do sopečného kužele, popř. do kuželové baňky, nakonec přidejte několik ml octa. Pozorujte.

B: Účinek silné a slabé kyseliny

Připravte 2 Petriho misky, do jedné nalijte roztok octa a do druhé HCl. Do obou vložte přibližně stejný kus vápence, pozorujte. Po chvíli do obou přidejte šťavelan amonný, pozorujte a změny zapište.

C: Tančící rozinky

Do větší kádinky nalijte vlažnou vodu, přidejte pár lžic octa a několik rozinek. K této směsi přidejte velkou lžíci jedlé sody NaHCO₃. Nemíchejte! Pozorujte.

D: Nafouknutí balónku bez námahy

Připravte odsávací zkumavku a nafukovací balónek, který navlékněte na hrdlo zkumavky.

Do odsávací zkumavky nasypte lžičku kypřicího prášku, na její hrdlo navlékněte nafukovací balónek. Bočním vývodem zkumavky stříkněte ocet a rychle jej ucpěte prstem.

5       Otázky a úkoly pro žáky

• Zapište uvedené chemické děje rovnicí a pojmenujte vznikající sloučeniny
• Zdůvodněte pozorované děje
• Vysvětlete a rovnicí zapište vznik bílého zákalu po přidání šťavelanu (B)

6       Metodické poznámky

A.  Reakcí hydrogenuhličitanu sodného NaHCO₃ s octem vzniká jako sůl octan sodný a plynný oxid uhličitý. Vznikající plyn způsobuje vytvoření syčící pěny z přítomného mycího prostředku a tato pěna díky CO₂ roste a nabývá na objemu. Barvivo zvyšuje efekt pokusu.

NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O + CO₂

• místo modelíny lze použít např. kuželovou baňku obalenou papírem apod.
• jako barvivo se dá použít také fuchsin, inkoust atd. (podle požadované barvy)

Bouřící sopka

B.  Po vložení vápence jsou vidět zřetelně bublinky. V misce s octem probíhá reakce s vápencem výrazně pomaleji. Po přidání šťavelanu se vytvoří výrazná sraženina v roztoku s octem, po skončení pokusu jsou nakonec sraženiny v obou roztocích.

Vysvětlení: Karboxylové kyseliny jsou slabší než anorganické kyseliny, proto jsou jejich reakce znatelně pomalejší.

2 CH₃COOH   +  CaCO₃   → CO₂  +  H₂O  +  (CH₃COO)₂Ca

Po přidání šťavelanu naopak kyselina octová tvoří, na rozdíl od HCl, nerozpustnou sůl a zákal je výraznější.

(CH₃COO)₂Ca     +      (NH₄)₂C₂O₄      →      CH₃COONH₄       +       CaC₂O₄

octan vápenatý                        šťavelan amonný               octan amonný        šťavelan vápenatý  

• místo kusového vápence můžeme použít vaječné skořápky, rozbité ulity, apod.
• místo šťavelanu amonného lze požít i sodný nebo draselný
• lze využít k vysvětlení vzniku ledvinových kamenů

C.  Rozinky putují od hladiny ke dnu a zpět - „tančí“. Reakcí hydrogenuhličitanu sodného NaHCO₃ s octem vzniká oxid uhličitý.

Tančící rozinky

NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O + CO₂

Vysvětlení: Bublinky plynu se přichytí na povrch rozinky, vynesou ji na hladinu, zde prasknou a opět klesají ke dnu.

• doporučení – je lepší rozinky nakrájet na menší kousky, popř. dopředu vyzkoušet, které rozinky jsou „ochotny tančit“, pak je vyndat a použít.
• pro demonstraci lze s výhodou použít i vyšší válec

D.  Pokus je opět založen na stejném principu reakce octa s kypřicím práškem, což je hydrogenuhličitan sodný, který v přítomnosti kyselin uvolňuje plynný CO₂. Ten uniká ze zkumavky a nafukuje balónek.

2 CH₃COOH   +  CaCO₃   → CO₂  +  H₂O  +  (CH₃COO)₂Ca

Modifikace: Kypřící prášek nasypte do balónku, ocet nalijte rovnou do běžné zkumavky. Na hrdlo zkumavky navléknněte balónek a vysypte prášek z balónku do zkumavky.

Nafukování balónku