Formula za znanost

Naši učenici Gabriel, Hanjun, Marko i Nikola sudjelovali su sinoć u radionici projekta Formula za znanost čiji je cilj popularizacija kemije. Studentice zagrebačkog Fakulteta kemijskog inženjerstva i tehnologije začas su knjižnicu Doma učenika srednjih škola Antun Gustav Matoš preobrazile u znanstveni laboratorij i zainteresiranim učenicima demonstrirale niz kemijskih pokusa.
Iako je kemija u središtu zanimanja projekta Formula za znanost, obuhvaćeno je njime više interdisciplinarnih područja: ekotoksikologija, forenzična i zelena kemija.

Jedan dio pokusa bavio se temama forenzične kemije: na koji način analizirati otisak prsta, što je potrebno za otkrivanje autentičnosti rukopisa i kako napraviti DNA analizu; a drugi dio pokusa bavio se temama iz ekotoksikologije, interdisciplinarnog područja koje istražuje onečišćenje okoliša: kojim ponašanjima pospješujemo efekt staklenika, kako nastaju kisele kiše i zašto nam je važan ozon.

Formula za efekt staklenika

Za izvođenje pokusa učenicima su trebale dvije čaše od 200 ml, termometar, dvije šumeće tablete i 100 ml vode. Gabriel je čaše napunio do pola vodom. Marko ih je zatvorio prozirnom folijom da ne ulazi zrak.

Hanjun izbušio je rupicu na foliji pa termometrom izmjerio početnu temperaturu zraka u čašama.

Nikola je s druge čaše maknuo foliju i dodao dvije šumeće tablete te ponovo zatvorio čašu folijom.

Šumeća formula

Obje čaše stavili su ispod izvora svjetlosti (stolna lampa) i nakon pola sata kroz rupicu ponovo su izmjerili temperaturu zraka u čašama i usporedili ih.

Prva čaša predstavlja atmosferski zrak. U drugoj čaši reakcijom vode i šumećih tableta nastao je ugljikov dioksid koji se zove i stakleničkim plinom. Karakteristika ugljikovog dioksida je da zadržava toplinu uzrokujući zagrijavanje. Rezultat tog djelovanja ugljikovog dioksida je povećana temperatura u drugoj čaši.

Efekt staklenika jest zagrijavanje Zemljine površine i donjih slojeva Zemljine atmosfere selektivnim propuštanjem toplinskog zračenja.

Zbog povećanog stvaranja ugljikovog dioksida industrijskim procesima posljednjih se stotinjak godina efekt staklenika povećava i dovodi do općeg zagrijavanja atmosfere, a samim time i klimatskih promjena.

Formula za kisele kiše

Kisele kiše jesu padaline zagađene sumpornim i dušičnim oksidima te drugim kemijskim spojevima. Dok je normalna pH vrijednost kiše otprilike 5,5, pH vrijednost kisele kiše iznosi u prosjeku od 4 do 4,5.

Izgaranjem ugljena, nafte i benzina oslobađa se dim koji sadrži sumporov dioksid, dušikove okside i druge plinove. Ti se plinovi dižu u atmosferu gdje se otapaju u kapljicama vode i stvaraju razrijeđene kiseline. Te kiseline potom na zemlju padaju zajedno s kišom. Njezini su učinci pogubniji u blizini gradova i industrijskih područja. Može je otpuhati vjetar pa pada na udaljenostima od nekoliko tisuća kilometara od mjesta nastanka. Kisele kiše ubijaju ribe, oštećuju i uništavaju drveće, štete usjevima pa čak i vodi koju pijemo.

Za izvođenje pokusa učenicima su trebale dvije čaše od 200 ml, univerzalni indikatorski papir, po 100 ml vode i octa, dvije krede. Polovinu jedne čaše učenici su napunili vodom, a polovinu druge octom.

Kisele kiše u čaši

Većina plinova koji stvaraju kiselu kišu najvjerojatnije potječe iz električnih centrala i tvornica ili iz ispušnih plinova motornih vozila. Ti se kiseli plinovi mogu smanjiti korištenjem onih vrsta ugljena i nafte koji sadrže malo sumpora te pročišćavanjem otpadnih plinova kemijskim pročišćivačima prije ispuštanja iz dimnjaka tvornica i električnih centrala.

Univerzalnim indikatorom odredili su Marko i Gabriel pH vode i octa. Zatim su u svaku čašu uronili po jednu kredu i ostavili da otopine djeluju.

Formula za kisele kiše

Ocat je slaba kiselina čiji pH iznosi 6. Tako slaba kiselina može oštetiti i otopiti kredu. Kisele kiše su slabe kiseline i isto tako izjedaju kredu i kamen vapnenac. U žbuci se nalazi vapnenac kojega kisela kiša otapa i žbuka otpada s pročelja zgrada.

Ispušni plinovi iz automobila sadrže sumporove okside koji se u atmosferi spajaju s vodom pa se stvaraju kisele kiše koje ubijaju biljke i životinje te oštećuju građevine.

Što se dogodilo s papirom? Kisele kiše!

Formula za ozon

Ozon je oblik kisika čija se molekula sastoji od tri atoma kisika. Ozon je prirodni plin plavičaste boje karakterističnog mirisa, jako je oksidirajuće sredstvo i vrlo je nestabilan. U atmosferi je prisutan i u troposferi i u stratosferi. Povišene koncentracije troposferskog ozona mogu naštetiti zdravlju ljudi, životinja i biljaka, a uzrokuje i štete na materijalima.

Za izvođenje pokusa učenicima su trebali porculanska zdjelica, kapalica, pinceta, papir, staklena pločica, žličica, kalijev permanganat, sumporna kiselina i etanol.

U porculansku zdjelicu učenici su stavili kalijev permanganat te su na njega nanijeli nekoliko kapi sumporne kiseline. Nikola je papir natopio etanolom te ga približio smjesi. Papir se zapalio.

Ozon lako stupa u kemijske reakcije s mnogim tvarima. Onečišćenje atmosfere uzrokuje smanjenje koncentracije ozona. Najveći uzročnici zagađenog zraka jesu plinovi koji nastaju izgaranjem fosilnih goriva.

Svi navodi u tekstu preuzeti su iz priručnika za učenike srednjih škola Formula za znanost Marije Tadić, Gabrijele Jaković i Josipe Kolar, objavljenog 2021. godine u Zagrebu.

Projekt Formula za znanost

Cilj projekta Formula za znanost jest promicanje znanstvenoga pogleda na svijet i kritičkog mišljenja učenika osnovnih i srednjih škola, kreiranjem i provedbom inovativnih programa popularizacije kemije.

Organizatori projekta jesu udruga Pozor!, Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije Sveučilišta u Zagrebu, Udruga učeničkih domova Republike Hrvatske i Društvo Naša djeca grada Gospića.

Više o projektu možete doznati na mrežnim stranicama projekta Formula za znanost.