Popularyzacją wiedzy chemicznej wśród naszych uczniów powinniśmy zajmować się nie tylko podczas zajęć szkolnych. Polecamy zwłaszcza wycieczki, gdy młodzież nie stresuje się ocenianiem, a wiadomości przekazane w formie zabawy łatwiej „wchodzą do głowy” niż na lekcjach. W naszym artykule przedstawiamy propozycje trzech prostych doświadczeń dotyczących tytułowego rozpalania ognia. Eksperymenty uatrakcyjnią piknik połączony z ogniskiem, czyli typową jednodniową wycieczkę z klasą.

Chemiczny plener

Na otwartej przestrzeni jest możliwe wykonanie eksperymentów, których nie przeprowadzimy w szkole, np. przebiegających z wydzielaniem dużej ilości produktów gazowych lub sypkich. Dla przykładu wymienimy znane wszystkim z pokazów i pikników naukowych:

• wulkan chemiczny – termiczny rozkład dichromianu(VI) amonu (NH₄)₂Cr₂O₇;
• chemiczna lokomotywa – rozkład perhydrolu (30 % roztwór nadtlenku wodoru H₂O₂) pod wpływem katalizatora (np. jodku potasu KI lub dichromianu(VI) potasu K₂Cr₂O₇) przeprowadzony w cylindrze;
• pasta do zębów dla słonia – jak wyżej, do perhydrolu należy dodać płynu do mycia naczyń.

Powyższe eksperymenty są bardzo atrakcyjne, a na zewnątrz można je zrealizować w większej skali (oczywiście i tym razem należy zachować umiar i rozsądek). Ich wykonanie wiąże się jednak z zabraniem ze sobą potrzebnych odczynników i szkła laboratoryjnego, a następnie posprzątaniem otoczenia. Pamiętajmy również o zachowaniu zasad BHP: obowiązują ochronne okulary lub przyłbica zakrywająca całą twarz oraz rękawice chroniące skórę dłoni. Szczegółowe opisy doświadczeń są dostępne w literaturze (np. w [1]) i zasobach Internetu. Jeżeli jednak nie mamy zamiaru przeprowadzać powyższych eksperymentów, zawsze można pokazać, …

…jak rozpalić ognisko bez zapałek.

Zapałki w znanej współcześnie postaci liczą niespełna 200 lat, ale człowiek radził sobie z rozpalaniem ognia od znacznie dawniejszych czasów, liczonych w dziesiątkach tysięcy lat. Przy czym mówimy tu o umiejętności samodzielnego rozniecania ognia, a nie tylko podtrzymywania płomienia pojawiającego się w wyniku uderzenia pioruna (to z kolei umiejętność liczona już w setkach tysięcy lat).

Do rozpalenia ognia potrzebne są trzy elementy: tlen (jest w powietrzu), palna substancja (i ją łatwo można znaleźć) oraz lokalne podniesienie temperatury powyżej temperatury zapłonu (wtedy reakcja dalej biegnie już samorzutnie). Najdawniejsze sposoby wykorzystywały fizykę, a ściślej ciepło wydzielające się pod wpływem tarcia, np. dwóch kawałków drewna o siebie. Prymitywnym plemionom do dziś rozpalanie ognia tym sposobem ułatwia łuk ogniowy: w cięciwę łuku włożony jest drewniany pręt, ręka trzyma jeden z końców pręta, a drugi znajduje się w otworze zrobionym w kawałku drewna. Szybkie ruchy łuku powodują obrót pręta i wytworzenie wysokiej temperatury we wgłębieniu, do którego wystarczy przytknąć np. wysuszoną trawę. Łuk ogniowy jest stosowany także we współczesnym surwiwalu.

Również w zamierzchłej przeszłości zauważono, że niektóre kamienie iskrzą przy uderzeniu podczas ich obróbki. Dzięki spostrzegawczości naszego praprzodka przez tysiące lat ogień rozpalano uderzając kawałkiem krzemienia w piryt. Po wiekach złocisty minerał zastąpiono kawałkiem żelaza, uderzenie metalu (krzesiwa) w krzemień powodowało wytworzenie iskier, które – padając na odpowiednio przygotowaną podpałkę (hubkę, nazwa pochodzi od rosnącego na drzewach grzyba, którego wysuszony miąższ jest łatwopalny) – wzniecały płomień. Krzesiwa to również element surwiwalowego ekwipunku.

Inne techniki wykorzystują ciepło skupionych promieni słonecznych. Do rozpalenia ognia wystarczy cierpliwe trzymanie soczewki, dawniej używano rybich pęcherzy wypełnionych wodą. Według surwiwalowych lifehacków sprawdzą się również plastikowe butelki lub torebki, ale w naszym klimacie nie zawsze można liczyć na pogodne niebo. Poradniki przetrwania polecają także użycie baterii i stalowej waty – przepływ prądu powoduje podniesienie temperatury metalu na tyle, że można zapalić materiał organiczny (chusteczkę jednorazową, suche elementy roślin).

Sposoby te pozostawmy jednak koleżance lub koledze uczącym fizyki, naszą domeną będą reakcje chemiczne powodujące zapłon (…)

Więcej przeczytacie w artykule Iwony i Krzysztofa Orlińskiego „Chemik rozpala ogień” w najnowszym wydaniu 5/2021 „Chemii w Szkole”.

Zamów to wydanie!