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:

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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)

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(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