DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0969 Název školy Gymnázium Česká a Olympijských nadějí, České Budějovice, Česká 64 Název materiálu VY_32_INOVACE_CH_6E_BAR_02_UMELYMRAK Autor Mgr. Ivan Bartoš, Ph.D. Tematický okruh Chemické reakce kolem nás Ročník 6. Datum tvorby 4.9.2013 Anotace Pracovní list popisující přípravu dýmotvorné látky. Demonstruje fyzikální zákon akce a reakce: využití v raketových palivech. Metodický pokyn Pracovní list je určen jako výuková pomůcka se zaměřením na mezipředmětové vztahy předmětů chemie, fyzika, biologie i jako materiál k samostudiu. Možnosti využití: promítání, práce jednotlivců nebo dvojic u PC, vytištění pracovního listu pro laboratorní cvičení. Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

Umělý mrak Pomůcky: kádinka 500 ml, dřevěná špachtle, Bunsenův kahan, filtrační papír, zápalná šňůra Chemikálie: dusičnan draselný , sorbitol Bezpečnost: dusičnan draselný: oxidující, R 8, S 17,24/25 Bunsenův kahan: dbáme zásad práce s kahanem, zejména zapalujeme s uzavřeným přívodem vzduchu a kontrolujeme po vypnutí, zda je uzavřen uzávěr plynu.

Postup: 1) Dáme vařit 65ml vody a ve vodě rozpustíme 65g KNO3 (dusičnan draselný). Až se všechen dusičnan rozpustí, přidáme 35g sorbitolu. 2) Celou směs za stálého míchání zahříváme, čekáme, dokud se voda nevypaří a vzniklá kaše nepřestane „bublat a prskat“. Směs musíme neustále míchat, aby došlo k dokonalému odpaření vody a také aby se nepřipálila. 3) Poté obsah vyjmeme a počkáme, až směs „trochu nevychladne“. 4) Pak vymodelujeme z těstovité hmoty válec o průměru nejvýše 4 cm, jehož středem vede zápalná šňůra. Je třeba, aby volný konec zápalnice dosahoval délky aspoň 10 cm. Po zapálení odstoupíme do vzdálenosti aspoň 10 metrů.

Vysvětlení: Sorbitol slouží jako palivo obsahující uhlík Vysvětlení: Sorbitol slouží jako palivo obsahující uhlík. Dusičnan draselný působí jako oxidační činidlo, při vzájemné reakci těchto látek se uvolní kromě dusíku a vodní páry velké množství oxidu uhličitého. Oxid uhličitý je hlavní „dýmotvornou“ látkou v tomto typu dýmovnice. Rovnice: Reakce sorbitolu s KNO3 probíhá podle reakčního schématu: KNO3 + C6H14O6 → N2 + 2 K20 + 5CO2 + H2O Rozklad KNO3 za vyšších teplot probíhá podle reakčního schématu: KNO3 → K2O + N2 + O2

Sorbitol (sorbit, D-glucitol) je alkoholický cukr (alditol) Sorbitol (sorbit, D-glucitol) je alkoholický cukr (alditol). Je obsažen v ovoci, zejména v třešních a hruškách. Izolován byl poprvé v roce 1872 z jasanu. Užívá se jako náhradní sladidlo při výrobě pečiva, cukrovinek, žvýkaček aj. Sorbitol je používán jako náhradní sladidlo pro diabetiky. Má „poloviční sladivost“ než „běžný cukr“ a v organismu se mění na fruktosu. Dále se používá pro přípravu infúzních roztoků, pro výrobu vitamínu C, tenzidů, léků, zubních past a nízkoimpulzních raketových pohonných směsí

Bezpečnost: hliník práškový: hořlavý, R 15-17, S 7/8-43 oxid zinečnatý: dráždivý, R 36/37/38, S26-36 manganistan draselný: oxidující, zdraví škodlivý, nebezpečný pro životní prostředí, R8-22-50/53, S2-60-61 perchlorethylen (tetrachlorethen): zdraví škodlivý, nebezpečný pro životní prostředí, R 40-51/53, S 2-23-36/37-61

Pomůcky: třecí miska s tloučkem, plastová láhev, papír, papírový válec, zápalná šňůra Postup: Smícháme za sucha uvedená množství chemikálií v daném hmotnostním poměru, alternativním způsobem přípravy je postup, kdy za sucha smícháme jemně promleté ZnO+Al+KMnO4 v poměru: 3 lžičky ZnO 1,5 lžičky Al prachu 1 lžičku práškového KMnO4 Pečlivě promícháme.

Přilijeme 50 ml perchlorethylenu a znovu promícháme Přilijeme 50 ml perchlorethylenu a znovu promícháme. Toto opakujeme tak dlouho, až nám vznikne „těstovitá“ (hrudkovitá) hmota. Práškovou směs nasypeme do papírového válce o průměru 3 cm a délce 12 cm. Dokola po celém obvodu válce provrtáme otvory o průměru 3-5mm tak, aby vytvářely „spirálu“. Počet otvorů bude asi 12-20. Obě strany válce dobře utěsníme „ucpávkami“ ze sádry. Papír musí mít více vrstev o celkové tloušťce alespoň 2,5mm, jinak se propálí. Zápalnici prostrčíme jednou z děr, v nouzi lze použít prskavku. U obtížně zažehnutelných směsí nasypeme na dýmotvornou směs cca 10g černého prachu a vložíme zápalnici. Dodržujeme bezpečný odstup aspoň 10 metrů.

Obr. 1

Obr. 2

Zdroje: Obr. 1 na snímku 9, Obr. 2 na snímku 10: archiv autora BARTOŠ. I.: Digitalizovaný experiment - prostředek k osvojení vybraného učiva obecné chemie. Disertační práce. Praha: Př UK, 2010. CONKLING, J. A.: Chemistry of pyrotechnics. New York: Marcel Dekker, 1985.