Whooosh-flaskan

Kemi

Gilla:		Dela:

Film

Det här behöver du

• 1 st tom dunk från en vattenautomat
• Rödsprit (till exempel T-röd)
• 1 st tändsticksask (en tändare med lång hals går också bra, men det finns risk att den bränns sönder)
• 1 st burk med lock
• Säkerhetsutrustning: 1 st brandsläckare, 1 st hink med vatten, skyddsglasögon

Kort förklaring

När du skakar dunken avdunstar rödspriten. Det betyder att den övergår från flytande form till gasform. Rödsprit i gasform brinner mycket snabbare än i flytande form, eftersom det är helt blandat med syrgas.

Lång förklaring

Rödsprit innehåller vanligtvis 60–100 % etanol (C₂H₅OH). Det innehåller även andra brännbara organiska ämnen, såsom propan, butanon eller aceton. Exakt vilken blandning din rödsprit har beror på märke.

När du häller rödspriten i dunken kommer en del av etanolen (vi fokuserar på etanolen här) att övergå från flytande form till gasform (avdunstar) och bli till osynlig etanolånga i dunken. En vätska övergår nämligen alltid till viss del till gasform, och vice versa, även om ingen förändring i temperatur sker. Avdunstningen sker vid ytan, alltså där vätskan har kontakt med luften. Därför kan du göra så att avdunstningen sker snabbare, genom att skaka flaskan så det plaskar. Då skapas nämligen massor av små droppar av etanol, vilket betyder fler platser där avdunstning kan ske, och avdunstningen sker därmed snabbare.

I dunken kommer det också finnas luft. Luft består av 21 % syrgas. Etanol och syrgas är två ämnen som gärna reagerar med varandra. Faktum är att det sker så fort de kommer i kontakt med varandra, fast extremt långsamt. Men du kan snabba på reaktionen genom att värma upp ämnena, till exempel med hjälp av värmen från en tändsticka.

Den kemiska reaktion som sker när etanol brinner är följande:

C₂H₅OH + 4 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O + energi

En kemisk reaktion är när ett eller flera ämnen bildas ur andra ämnen. Den här typen av kemisk reaktion kallas förbränning. Det är när det ena ämnet som reagerar är syrgas och det frisläpps energi. Det ämne som reagerar med syrgas kallas då för ett bränsle. Energin som frisläpps kommer i form av ljus (strålningsenergi) och värme (värmeenergi).

Eldflamman i denna undersökning består av etanol och syrgas som håller på att omvandlas till vatten och koldioxid, samt den strålningsenergi (ljus) och värmeenergi som bildas som biprodukt i den processen. Det är möjligt att en del av flamman innehåller etanol och/eller syrgas som blivit så varmt att det joniserats. Det innebär att en del av elektronerna från dessa molekyler frigjort sig helt från dem. Detta tillstånd kallas plasma och är det aggregationstillstånd som ämnena i solen har. Men det är oklart om den kemiska reaktionen i denna undersökning verkligen utvecklar så mycket värme att jonisering sker - och för våra ögon ser brinnande plasma och gas i stort sett likadant ut.

En bra minnesregel är den så kallade brandtriangeln. Den säger att det krävs tre ingredienser för förbränning och eld: (1) värme, (2) bränsle och (3) syrgas (eller någon annan oxidant). En eld uppstår när dessa tre ingredienser finns närvarande i rätt blandning. En eld kan också släckas genom att ta bort någon av dessa tre ingredienser.

Poängen med den här undersökningen är att visa att ett bränsle i gasform brinner mycket häftigare än ett bränsle i flytande eller fast form. Detta eftersom bränslets alla molekyler har god kontakt med syrgasmolekylerna från luften. När ett bränsle å andra sidan är i flytande form sker avdunstning endast vid ytan. Det är endast där bränslets molekyler kommer i tillräckligt god kontakt med syrgasmolekylerna i luften för att kunna reagera med dem. När ett bränsle är i fast form är läget ännu sämre. Då måste bränslet dessutom först smälta, för att sedan avdunsta.

Hur elden "vandrar" ner genom dunken kommer se olika ut varje gång du gör undersökningen. Ibland går det supersnabbt. Ibland långsamt. Ibland kommer elden i korta, snabba pulser. Allt beror på blandningen mellan etanol och syrgas i dunken. Är blandningen perfekt brinner allt upp snabbt. Har etanolen brist på syrgas brinner den långsamt. Kanske avtar förbränningen nästan helt, tills ny luft sugs in i dunken och den börjar igen, och du får en pulserande eld.

Experimentera

För att göra denna undersökning till ett experiment kan du försöka besvara någon av nedanstående frågor. Glöm inte att förklara resultatet. Du kan även försöka svara på frågorna genom att diskutera i stället för att experimentera.

• Vad händer om du skakar dunken i 0, 10, 20 respektive 30 sekunder?
• Vad händer om inte skakar dunken alls utan bara väntar i 1 minut?
• Vad händer om du, efter att du genomfört undersökningen en gång, väntar i 10 minuter och sedan tänder på igen?
• Vad händer om du, efter att du genomfört undersökningen en gång, direkt tänder på igen?

Variant

En häftig variant är att sätta handen för öppningen efter att det har slutat brinna. Var dock noga med att det verkligen har slutat brinna! Din hand kommer då tryckas fast mot öppningen, dunken börja knycklas ihop och du kan sedan lyfta dunken - allt under häftiga ljudeffekter. Detta beror på att gasblandningen i dunken svalnar och drar ihop sig.

Gilla:		Dela:

Också av oss

The Experiment Archive
Världens Häftigaste