Jakiś czas temu spotkało mnie spore zaskoczenie, gdy Pani Beata Maj z Zespołu Szkół Ponadgimnazjalnych Nr 2 w Pionkach, poprosiła mnie o zorganizowanie pokazu naukowego podczas dnia otwartego w szkole, w której spędziłem 5 lat ucząc się na kierunku technik ochrony środowiska. Później kierunek ten zniknął na parę lat z oferty szkoły, aż w końcu dyrekcja postanowiła uruchomić go ponownie. Jako absolwent szkoły przyszło mi w udziale zachęcić młode pokolenie do rozpoczęcia nauki właśnie na tym kierunku.

Tylko jak zachęcić młodzież, by chciała inwestować w siebie i swoją przyszłość ?. Organizując i uczestnicząc w innych pokazach popularnonaukowych, obserwuję ogromne zainteresowanie eksperymentami i zastosowaniem wiedzy w życiu codziennym, samo uczenie "kredą po tablicy" nie ma najmniejszych szans wygrać z komputerem, telewizją czy co gorsza pochłaniającymi ich często patologiami. Trzeba wiedzę "sprzedać" w efektowny sposób, jednocześnie pokazując, że warto się uczyć by te wszystkie zjawiska zrozumieć i później móc się nimi zajmować zawodowo, co sprawi, że praca będzie nie tylko obowiązkiem, ale codzienną przyjemnością. Podczas pokazu przedstawimy wspólnie z Tomaszem Lemańskim i Panią Beatą Maj szereg efektownych eksperymentów:

Rys. 1 Tomek kombinuje coś przy metanowej butli.

Wszystko zaczęło się od sporej ilości pracy, prób i przygotowań. Niestety ciekawe eksperymenty mają to do siebie, że lubią się nie udawać. Nawet piana, którą nadmuchiwaliśmy metanem na początku sprawiała sporo problemów.


Rys. 2 Pianka się w końcu udała.

W końcu okazało się, że tanie płyny do mycia naczyń nie bez powodu są tanie i do eksperymentów wszelakich z udziałem detergentów najlepiej używać "Ludwika". Pierwszy raz skraplaliśmy też tlen w prawie przemysłowych ilościach :), skraplarka, o której później opowiemy też sprawiła na początku trochę problemów. Jak widać na zdjęciu, udało nam się jednak otrzymać duuużo niebieskawej cieczy.

Rys. 3 Wydajne skraplanie tlenu.

Rys. 4 Uzupełnianie ciekłego azotu w skraplarce.

Dużo ciekłego tlenu niestety równa się dużemu zużyciu ciekłego azotu, trzeba było go ciągle dolewać by napełnić termosik niesamowitym płynem. Będzie go podczas pokazów potrzebna całkiem spora ilość.

Rys. 5 Przygotowanie termitu do pokazu.

Przygotowaliśmy sporo zimnych eksperymentów, więc dla kontrastu trzeba przygotować też ciepłe lub wręcz gorące, na powyższym zdjęciu zatykam wstążkę magnezową w kopczyk termitu.

Rys. 6 Znów dolewka azotu do skraplarki i kolega Tomek wdychający hel.


Rys. 7 Próba z sześciofluorkiem siarki.

Do jednych z bardziej efektownych eksperymentów należą te ze zmieniającym się głosem. Najładniej to wychodzi jeżeli ten eksperyment możemy pokazać w obie strony tzn. zwiększyć i zmniejszyć częstotliwość. Hel, choć też jest efektowny, większość znała, ale gdy powiedzieliśmy kilka słów na sześciofluorku siarki efekt i reakcja gości była nie do opisania.

Rys. 8 Sala gotowa do pokazów.

Rys. 9 Pierwsza grupa gości.


Rys. 10 Chwila skupienia i zadumy przed rozpoczęciem pokazu :).


Rys. 11 Eksperyment na dzień dobry - rozkład perhydrolu.

Pokaz rozpoczęliśmy od efektownego rozkładu nadtlenku wodoru pod wpływem dodanego katalizatora, jakim był nadmanganian potasu.

Rys. 12 Kolorowa pirotechnika - mieszanina ze strontem.


Rys. 13 Kolorowa pirotechnika - mieszanina z barem.


Rys. 14 Kolorowa pirotechnika - mieszanina z sodem.

Po stosunkowo ciekawym wstępie należało podgrzać nieco atmosferę. W tym celu przygotowaliśmy trzy mieszaniny pirotechniczne. W rolach głównych wystąpili: chloran potasu wraz z azotanem baru i sacharozą - kolor czerwony, chloran potasu wraz z azotanem sodu i sacharozą - kolor żółty oraz azotan baru z proszkiem PCW, magnezem i siarką - kolor zielony.

Rys. 15 Ciecz superlepka - produkcja i test właściwości.


Rys. 16 Ciecz superlepka w rękach publiczności.

Ciecz super-lepka częściej nazywana chemicznym glutem to produkt powstający w wyniku sieciowania alkoholu poliwinylowego anionami boranowymi. W wyniku zmieszania 4 %-owych roztworów alkoholu i tetraboranu sodu w stosunku 5:1 powstaje substancja o dość niezwykłych własnościach.

Rys. 17 Płonąca wstążka magnezowa w kopczyku termitu.


Rys. 18 Płonący termit.


Rys. 19 Termit - inne ujęcie.


Rys. 20 Pozostałe po reakcji, stopione żelazo.

Chemiczny glut był zimny więc publiczność znów wymagała rozgrzewki, w tym przypadku postanowiliśmy zastosować temperaturę przekraczającą 3000 stopni Celcjusza. Zmieszaliśmy więc sproszkowany tlenek żelaza oraz opiłki aluminiowe w stosunku wagowym 7:3. Powstała mieszanina nazywana jest potocznie termitem i stosowana jest do spawania szyn kolejowych.

Teraz eksperyment, który po raz pierwszy zobaczyłem w jednym z moich ulubionych programów "Pogromcy Mitów". Chodzi o słup piany, który rośnie ku górze gdy nadmuchiwany jest czystym metanem. Metan jest gazem kilka razy lżejszym od powietrza, wystarczy więc w wodzie z detergentem zanurzyć perforowaną rurkę tak by powstawało wiele bąbelków. Powstająca piana zazwyczaj zachowuje kształt naczynia i rośnie w postaci efektownego słupa piany. Słup taki w pewnym momencie odrywa się i wtedy najlepiej jest go podpalić.

Rys. 21 Pierwsze próby otrzymania metanowej pianki.

Jak wydać na powyższym zdjęciu sprawa wcale nie jest taka prosta, na początku eksperymentowaliśmy z jakimś tanim detergentem i niestety bańki szybciej pękały niż powstawały a sama piana wyciekała na ziemię, po zastosowaniu "Ludwika" wody destylowanej i większego stężenia udało się uzyskać już ciekawsze efekty, choć jeszcze nie zadawalające.

Rys. 22 Słup rosnącej piany metanowej.


Rys. 23 Zapalenie oderwanej części słupa.

Rys. 24 Efektowne ujęcie zapalenia oderwanej części słupa.


Rys. 25 Zapalenie piany pozostałej w naczyniu.

Film 1 Nietypowe spalanie metanu.

Jak się później dowiedziałem mój eksperyment nazwano drugą Hiroszimą, pewnie dlatego, że zapłon piany i powstający po tym fakcie ognisty grzybek przypomina ten po wybuchu atomowym tylko w znacznie mniejszej skali.

Rys. 26 Chemiczna piana.

Jak już jesteśmy w temacie pian pokażę zdjęcia z kolejnego przeprowadzonego podczas pokazów eksperymentu. Będzie to rozkład nadtlenku wodoru zmieszanego z płynem "Ludwik" pod wpływem krystalicznego jodku potasu.

Rys. 27 Efektowna piana powstała po rozkładzie nadtlenku wodoru.

Eksperyment ten ukazuje ideę powstawania wszelkiego rodzaju pianej zarówno poliuretanowych jak i tych kosmetycznych świetnie ukazując zastosowanie chemii w życiu codziennym.

Podczas pokazu nie mogło zabraknąć suchego lodu, który niezwykle efektownie zachowywał się w gorącej wodzie.

Rys. 28 Przyśpieszona sublimacja suchego lodu.


Rys. 29 Przyśpieszona sublimacja suchego lodu.

Rys. 30 Uzupełnianie ciekłego azotu w szklanym termosie.


Rys. 31 I czas sprawdzić jak zachowuje się materia organiczna w niskich temperaturach.


Rys. 32 Kwiatuszek ochłodzony do -196 st. C staje się nadzwyczaj kruchy.

Eksperymenty z ciekłym azotem na pewno należą do grupy najciekawszych. Podczas pokazu ochotnicy mrozili sobie kwiatki, kawałki gumy, otrzymanego wcześniej gluta i wiele innych ... Bardziej odważni ośmielili się nawet sprawdzić efekt Leidenfrosta na własnej skórze i wkładali ręce do zimnej cieczy.

Rys. 33 Ochotnicy sprawdzali temperaturę ciekłego azotu własnymi palcami.


Rys. 34 Jabłkowy młotek.


Rys. 35 Jabłkowy młotek w rękach ochotnika.

Podjęliśmy także próbę wbicia gwoździa w pieniek bez użycia młotka. Jako, że mieliśmy w zasięgu jabłko i ciekły azot ochotnik musiał sprawdzić czy z takiej kombinacji uda się zrobić młotek. Było on trochę kruchy, ale cel osiągnęliśmy.

Po kilku efektownych eksperymentach publiczność należało trochę ochłodzić tym bardziej, że za oknem piękna słoneczna pogoda i było dość gorąco. Zastosowaliśmy więc deszczyk ciekłego azotu, który dość efektownie przestraszył część widowni.

Rys. 36 Ciekły azot w kolbie kulistej.

Do kolby kulistej wlaliśmy całkiem sporo zimnej cieczy, następnie należało założyć grube rękawice i do kolby włożyć korek gumowy zaopatrzony w szklaną rurkę tak, by sięgała ona prawie do dna. Rozprężający się azot wytworzy w kolbie ciśnienie a to wydmuchnie ciecz tworząc efektowną fontannę ciekłego azotu.

Rys. 37 Intensywna fontanna ciekłego azotu.

Jak już mieliśmy ciekły azot to wypadało skroplić trochę tlenu. W tym celu najlepiej postarać się o butlę z czystym tlenem. Sam tlen jest stosunkowo tani, gorzej z butlą. Jak już tlen jest pod ręką, należy sklecić skraplarkę w postaci wężownicy z miedzianej rurki, którą zanurzyć należy w ciekłym azocie. Jeśli teraz od góry będziemy wtłaczać gazowy tlen na wylocie otrzymamy strumyczek płynącego ciekłego tlenu.

Rys. 38 Wężownica skraplarki wyjęta z azotu w trakcie skraplania.

Jak pewnie zauważyliście wyjęcie wężownicy z azotu, gdy jest wypełniona ciekłym tlenem zamienia ją w silnik rakietowy. Ciekły tlen zaczyna natychmiast odparowywać i gwałtownie wytryskuje z wylotu, co widać na zdjęciu powyżej.

Film 2. Skraplanie tlenu z butli.

Gdy już uzbieramy w termosie słuszną ilość niebieskawej cieczy możemy przystąpić do eksperymentów. Na początek efektowny eksperyment: śniadanie roztargnionego chemika.

Rys. 39 Płatki śniadaniowe lądują w parownicy na trójnogu.

Chemik zaspał do pracy, oczywiście nie było już szans na śniadanie w domu, postanowił więc po drodze kupić płatki śniadaniowe, w swoim laboratorium nasypał więc je do talerza, ale zamiast mlekiem, w roztargnieniu, zalał je ciekłym tlenem.

Rys. 40 Płonące płatki śniadaniowe.

Przypadkowe zaprószenie ognia od palącego się obok palnika Bunsena sprawiło, że nie palne i pożywne dotąd płatki zamieniły się w całkiem wysokokaloryczne paliwo, które dość szybko i w nader efektowny sposób się spaliło.

Rys. 41 Płonące płatki śniadaniowe.

Eksperyment ten również wywołał niemałe zdziwienie i zadowolenie wśród publiczności, pokazywał jak bardzo stężenie tlenu wpływa na prędkość spalania i po co w powietrzu znajduje się tyle niepalnego azotu. Nie mogliśmy się także oprzeć przed nasączeniem ciekłym tlenem papierosa, jakoś chętny to wypalenia tak spreparowanego papierosa się nie znalazł więc musieliśmy zastosować szczypce.

Rys. 42 Płonący papieros nasączony ciekłym tlenem.

Oprócz efektownego sześciofluorku siarki mieliśmy także dużą butlę z helem, który co niektórzy intensywnie wdychali zamiast dmuchać baloniki.

Rys. 43 Pompowanie balonów z butli helowej.


Rys. 43 Balony nadmuchane helem.

W świetle ostatnich wydarzeń w Fukuszimie i paniki rozdmuchiwanej przez media postanowiliśmy pokazać otaczające nas promieniowanie za pomocą uniwersalnego radiometru z sondą scyntylacyjną, które na pewno nie pochodzi z Japonii.

Rys. 44 Radiometr URS 3 wraz z sondą scyntylacyjną.

Dzięki prezentacji uczestnicy dowiedzieli się jak wiele cząstek promieniowania w każdej sekundzie przeszywa nasze ciała, skąd to promieniowanie pochodzi i że są przedmioty, które emitują go znacznie więcej.

Rys. 45 Pomiar aktywności wojskowego kompasu.


Rys. 46 Pomiar aktywności czerwonego granitu.

W tym miejscu należą się szczególne podziękowania dla Pana Tadeusza Ostrowskiego z Instytutu Problemów Jądrowych w Świerku za pomoc przy zorganizowaniu tej części pokazu. W trakcie prezentacji zmierzyliśmy aktywność takich przedmiotów i substancji jak: tarcza starego rosyjskiego zegarka, stary wojskowy kompas, płyta czerwonego granitu, elektrody do spawania metodą TIG, sole potasowe, popiół drzewny oraz węglowy, dietetyczna sól kuchenna.

Rys. 47 Inwencja własna uczniów szkoły.


Rys. 48 Zmiana konsystencji wyprodukowanego gluta.

Bardzo dziękuję Dyrekcji szkoły oraz Pani Beacie Maj za zaproszenie, było mi niezmiernie miło znów spędzić trochę czasu w pracowni w której spędziłem mnóstwo czasu wiele lat temu. Mam nadzieję że mój pokaz zachęcił kolejne młode pokolenie, które rozpocznie swą przygodę z chemią.