Η επιστήμη του πώς καίνε τα κεριά

Εάν σβήσετε ένα κερί και στη συνέχεια βάλετε ένα αναμμένο σπίρτο κοντά στο φυτίλι (αλλά χωρίς να το αγγίξετε), το φυτίλι θα ανάψει ξανά. Οι περισσότεροι από εμάς το γνωρίζουμε διαισθητικά, αλλά έχετε αναρωτηθεί ποτέ γιατί;

Αυτή την εβδομάδα κάναμε δύο απλά πειράματα διερευνώντας την επιστήμη του πώς καίγονται τα κεριά. Και τα δύο προέρχονται από ένα δωρεάν διαδικτυακό μάθημα Χημείας Κουζίνας που απολαμβάνουμε.

Πείραμα 1 – Φωτισμός αερίου κεριού

Τι χρειάζεστε

• Κερί
• Ταίρι ή ελαφρύτερο

Τι κάνετε

Αναβω το κερι. Παρατηρήστε πώς πρέπει να κρατήσετε το σπίρτο πολύ κοντά στο φυτίλι για ένα ή δύο δευτερόλεπτα πριν ανάψει. Αφήστε το κερί να κάψει για λίγα λεπτά. Καθώς καίγεται, παρατηρήστε τι συμβαίνει με το κερί.

Τώρα σβήστε το κερί και κρατήστε γρήγορα ένα αναμμένο σπίρτο κοντά στο φυτίλι. Αυτή τη φορά το φυτίλι θα πρέπει να αναφλεγεί εύκολα, ακόμη και χωρίς να το αγγίξει η φλόγα.

Επαναλάβετε τη διαδικασία μερικές φορές, πειραματιζόμενοι με το πόσο μακριά από το φυτίλι κρατάτε το σπίρτο.

Τι συμβαίνει;

Όταν ανάβετε το κερί, το στερεό κερί λιώνει και το υγρό κερί ανασύρεται στο φυτίλι. Καθώς το κερί ζεσταίνεται, το υγρό κερί εξατμίζεται σε αέριο. Αυτό το αέριο κερί καίγεται στο οξυγόνο του αέρα.

Το αέριο κερί παραμένει στον αέρα αφού σβήσετε το κερί. Εάν κρατάτε ένα αναμμένο σπίρτο κοντά στο ζεστό φυτίλι, το κερί αναφλέγεται και η φλόγα απλώνεται στο φυτίλι. Εάν αφήσετε το κερί να καεί για αρκετό καιρό ώστε να παράγει έναν ορατό λευκό ατμό όταν το φυσάτε, μπορείτε να ανάψετε τον ατμό από πάνω.

Πείραμα 2 – αιθάλη σε κουτάλι

Τι χρειάζεστε

• Αναμμένο κερί
• Μεταλλικό κουτάλι

Τι κάνετε

Κρατήστε για λίγο το κουτάλι στη φλόγα του κεριού. Αφαιρέστε το και παρατηρήστε τι βλέπετε στο κουτάλι.

Θα πρέπει να δείτε μαύρη αιθάλη. Μπορεί επίσης να δείτε ένα μικροσκοπικό κομμάτι κεριού. (Μην ανησυχείτε, όλα ξεπλένονται.)

Τι συμβαίνει;

Καθώς το κερί καίγεται, το στερεό κερί γίνεται υγρό και στη συνέχεια εξατμίζεται για να γίνει αέριο. Το αέριο κερί καίγεται σε οξυγόνο για να παράγει νερό, διοξείδιο του άνθρακα, θερμότητα και φως.

Το αναμμένο κερί παράγει επίσης άνθρακα, με τη μορφή της μαύρης αιθάλης που βλέπουμε στο κουτάλι. Είναι λαμπερή αιθάλη που κάνει το κερί να βγάζει φως.

Εάν υπήρχε αρκετό οξυγόνο για να κάψει όλο το κερί, θα παρήχθη μόνο διοξείδιο του άνθρακα και νερό και η φλόγα θα ήταν μπλε, όπως σε έναν καυστήρα αερίου.

Η μικρή ποσότητα κεριού στο κουτάλι είναι το άκαυστο αέριο κερί που έχει συμπυκνωθεί στο κρύο κουτάλι και έχει μετατραπεί ξανά σε στερεό κερί.

Χρυσό αέριο και στερεό μεθάνιο

Αυτά τα πειράματα είναι ένας ενδιαφέρον τρόπος για να εξερευνήσετε τις καταστάσεις της ύλης. Τα παιδιά μου εξεπλάγησαν όταν ανακάλυψαν ότι κάθε στοιχείο μπορεί να υπάρχει ως στερεό, υγρό και αέριο.

Ο C(10) αναρωτήθηκε αν ο χρυσός μπορεί να είναι αέριο. Η απάντηση είναι ναι – ο χρυσός βράζει και εξατμίζεται στους 2.800°C. Και ο στερεός χρυσός γίνεται υγρό σε λίγο περισσότερους από 1000°C.

Εν τω μεταξύ, ο J(9) ήθελε να μάθει εάν οι αέριες σωματικές εκπομπές μπορούν να λάβουν στερεή μορφή (και αν ναι, θα μπορούσαμε να αναζητήσουμε φωτογραφίες στο google). Το διατύπωσε διαφορετικά, όπως φαντάζεσαι. Αυτό μας οδήγησε στο συναρπαστικό θέμα του στερεού μεθανίου, μιας πηγής καυσίμου που υπάρχει σε πολύ ψυχρές συνθήκες στον πυθμένα του ωκεανού και στους πόλους.

Προσπαθήστε να ανάψετε ξανά τα κεριά

Αναρωτηθήκαμε επίσης πώς λειτουργούν τα κεριά γενεθλίων –  αυτά που ανάβουν ξανά μόνα τους αφού τα σβήσετε.

Το «μαγικό» συστατικό είναι συνήθως το μαγνήσιο στο φυτίλι του κεριού. Όταν το κερί καίει, το μαγνήσιο θωρακίζεται από το υγρό κερί που τραβιέται στο φυτίλι. Αλλά αφού σβήσει το κερί, το φυτίλι δεν είναι πλέον αρκετά ζεστό για να τραβήξει το υγρό κερί. Το μαγνήσιο εκτίθεται στο φυτίλι, το οποίο είναι αρκετά ζεστό για να ανάψει το μαγνήσιο Το καιόμενο μαγνήσιο με τη σειρά του αναφλέγει το αέριο κερί. Αυτό το άρθρο εξηγεί τη διαδικασία πολύ ξεκάθαρα.

Προφανώς, μπορείτε να δείτε μικροσκοπικές κηλίδες μαγνησίου να ξεκολλούν γύρω από τη λαμπερή θόρυβο των κεριών που ανάβουν ξανά. Έχω παραγγείλει μερικά για να μπορούμε να το παρατηρήσουμε μόνοι μας.

Περαιτέρω πόροι

Ο επιστήμονας Michael Faraday έδωσε μια σειρά από παιδικές διαλέξεις σχετικά με τη χημεία των κεριών στο Royal Ινστιτούτο, Λονδίνο το 1860. Μπορείτε να διαβάσετε μια συνοπτική έκδοση εδώ.

Πώς λειτουργεί ένα κερί; (Πώς λειτουργούν τα πράγματα)

Το Μυστήριο του Περιοδικού Πίνακα είναι ένα υπέροχο ζωντανό βιβλίο για την ιστορία της χημείας. Αυτή την εβδομάδα διαβάσαμε για την ανακάλυψη του οξυγόνου, που ήταν το τέλειο υπόβαθρο για τα πειράματά μας.

Kitchen Chemistry  Δωρεάν διαδικτυακό μάθημα από το University of East Anglia. (Διαρκεί έως τις 26 Μαΐου 2014.)

Κύρια φωτογραφία:Windliest

***

Συνδέομαι με ευγνωμοσύνη εδώ:

Science for Kids at Adventures in Mommydom

After School Linky στο The Educators’ Spin On It

The Hip-Homeschool Hop

Υπέροχες Τετάρτες στο Solagratiamom

Εβδομαδιαία σύνοψη σε Weird Unsocialized Homeschoolers

Collage Friday at Homegrown Learners

The Sunday Showcase at Mom to 2 Posh Lil Divas