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venerdì 25 agosto 2017

Palloni effervescenti


Primo piano del geyser di El Tatio a San Pedro de Atacama, Cile. Foto di: Andres Gottlieb
Proseguono i lavori sull'astroEDU italiano. Le attività, traduzione di quelle già presenti nella versione in inglese, iniziano ad aumentare. Di seguito un estratto della seconda attività che ho avuto il piacere e l'onore di tradurre:
Quando si aggiunge l’acqua a tavolette effervescenti o al lievito in polvere, si formano delle bolle: viene prodotto un gas. Si può utilizzare questo gas per gonfiare un pallone senza soffiarci all’interno. Che genere di gas è quello prodotto? Raccogliamolo e analizziamolo attraverso alcuni esperimenti.
Anidride carbonica
L'anidride carbonica (CO2) o biossido di carbonio, non è solo uno dei più importanti gas serra, ma si trova tutto intorno a noi: nell'aria (0,0388 % vol)(1) che respiriamo; nell'aria che espiriamo (4 % vol). Si trova anche nelle bibite gassate; nelle torte, che crescono grazie alla CO2 prodotta dal lievito in polvere; e quando viene fatto bruciare un composto organico come la paraffina, la carta, il legno o il petrolio. Sia i geyser sia il vapore possono essere prodotti dall’anidride carbonica. Nella forma liquida, è utilizzata negli estintori e come refrigerante nell’industria del cibo (ad esempio per conservare e trasportare i gelati).
Ad alte concentrazioni, la CO2 può diventare pericolosa per gli umani e gli altri animali, ma è anche una sorgente di vita: durante la fotosintesi, le piante utilizzano CO2 e luce per produrre zucchero, amidi, grassi e proteine, così come l’ossigeno di cui abbiamo bisogno per sopravvivere.
Proprietà della CO2
L'anidride carbonica è senza colore. A basse concentrazioni, è inodore. Ad alte concentrazioni ha un forte odore acido. A pressione e temperatura standard, la sua densità è intorno a 1.98 kg/m3, essendo circa 1,67 volte più pesante dell'aria. La CO2 è presente in quantità molto piccole nell’aria, il che rende difficile all'anidride carbonica mantenere uno strato. I gas non restano fermi ma si muovono nell'aria. Così la CO2 non resta nelle parti basse dell'atmosfera anche se più pesante dell'aria.
Rilevazione della CO2 con l’acqua di calce
L’acqua di calce che serve per testare la rilevazione della CO2 è stata sviluppata dal chimico Joseph Black (1728–1799). L’acqua di calce è una soluzione di idrossido di calcio (calce spenta o calce idratata). Quando il diossido di carbonio viene fatto gorgogliare attraverso di essa, si forma un precipitato di carbonato di calcio. Il carbonato di calcio è gesso o calcare, ed è questo a rendere torbida l’acqua di calce.
Idrossido di calcio + diossido di carbonio $\rightarrow$ carbonato di calcio + acqua
Ca(OH)2(aq) + CO2(g) CaCO3(s) + H2O(l)

(1) Un % vol o percentuale di volume è il numero di centimetri cubi di una sostanza (di solito ossigeno o anidride carbonica) contenuta in 100 ml di un’altra sostanza (ad esempio il sangue).
Space Awareness, 2016, Palloni effervescenti, astroEDU, 1601, doi:10.14586/astroedu/1601, versione italiana

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