Bubli, bubli, bubliny – jak to dělá peroxid?

S peroxidem vodíku (někdy se mu říká také kysličník) se asi každý z nás aspoň jednou setkal. To je ta kouzelná vodička, která nás všechny v dětství provázela nebo provází skoro na každém kroku. Když se pořežete nebo škrábnete, nalijete na to peroxid, ten začne pěnit a rána se vyčistí. Takže pokud peroxid začne bublat a pěnit znamená to, že jsou v ráně nějaké bakterie? Vypadá to tak.  Aspoň nám to říkají, ale jak si ukážeme, všechno není vždy tak, jak se říká…

Začneme právě naší pokožkou. Jsou na ní nějaké bakterie a mikroby? Mikroorganismy prostým okem vidět nemůžeme, přesto tam jsou. Proč by zrovna na pokožce být neměl! Přitom je jedno, jak často si myjete ruce, nezáleží na tom, jak často se drhnete. Na vaší kůži prostě žijí bakterie a další mikroorganismy. Takže jestliže na kůži žijí tyto organismy běžně, tak by měl při nalití na neporaněnou pokožku peroxidu peroxid začít pěnit, ne? Vyzkoušejte a uvidíte.

Tak co, pěnilo? Tvořily se bubliny? Pravděpodobně ne, ledaže byste měli na pokožce nějakou odřeninu, nebo drobnou ranku.  Proč tedy vznikají bublinky, když k jejich vzniku není potřebná přítomnost mikroorganismů? Peroxid pění a bublá kvůli látce zvané kataláza.  Kataláza se nachází ve vaší krvi a v buňkách vašeho těla. Je to enzym, který napomáhá rozkladu peroxidu vodíku na vodu a kyslík. K tomu, abychom pozorovali, jak se projevuje, nepotřebujeme ale vůbec vlastní krev. Naštěstí pro nás je kataláza přítomná také v bramborách. Uřízněte kousek brambory, kápněte na řeznou plochu peroxid a pozorujte bublinky. To, že brambora na řezu pění, samozřejmě neznamená, že je nakažená. Stejně tak bublinky při kápnutí peroxidu do odřeniny neznamenají, že je rána nakažená, ale to, že jsou v ní poškozené buňky. Peroxid se při poškození buňky dostane do kontaktu s katalázou a začne pěnit.

Proč tedy „kysličník“ v ráně bublá? Chemický vzorec peroxid vodíku H₂O₂  je velmi podobný chemickému vzorci vody H₂O. Písmeno H ve vzorcích znamená jeden atom vodíku, písmeno O představuje jeden atom kyslíku. Ze vzorců je tedy vidět, že molekula peroxidu vodíku je tvořena dvěma atomy vodíku a dvěma atomy kyslíku a je téměř stejná, jako molekula vody - má jen o jediný atom kyslíku více než voda. Zdá se, že tento nepatrný rozdíl nemůže znamenat výraznou změnu v chování obou látek, ale opak je pravdou. Například přidání jednoho atomu kyslíku k železu způsobí rezivění železa! Měkká, narudlá rez se jistě velmi liší od nezrezivělého kousku železa. Jeden atom kyslíku navíc dělá z peroxidu vodíku zcela jinou látku. Peroxid vodíku, pokud je koncentrovaný, je velmi nebezpečná látka. To je důvod, proč peroxid vodíku koupíte v drogeriích nebo v lékárnách pouze v 3% koncentraci. Ve 100 ml peroxidu vodíku z lékárny jsou tedy pouze 3 ml koncentrovaného peroxidu vodíku. Zbylých 97 ml vody způsobí dostatečné zředění této chemikálie k bezpečnému domácímu použití.

Peroxid vodíku se zvolna rozkládá, uvolňuje jeden atom kyslíku a mění se na vodu. Určité látky dokážou tuto rychlost průběhu reakce zvýšit a způsobí, že se kyslík z peroxidu uvolňuje velmi rychle. Kataláza má právě tuto vlastnost. A to je důvod, proč je tedy peroxid vodíku dobrý. Pro některé mikroorganismy je kyslík ve vysoké koncentraci jedovatý. Takže pokud dostaneme do rány dostatečné množství kyslíku, mikroorganismy zahynou. Na oděrce se vytvoří strup, který mikroorganismům zabrání v přístupu do rány. A přestože je podle našich dědečků a babiček stejně dobré odřeninu vydrhnout, přece jen je pohled na krásně šumící a bublající peroxid v oděrce příjemnější… 

Pozorujte, kreslete, zapisujte, mailujte, ale hlavně se u pokusů dobře bavte!

Žádný pokus nedělejte bez přítomnosti dospělé osoby - i zdánlivě velmi jednoduchý pokus může nadělat spoustu neplechy!

Zkouška odvahy a nebezpečné kyvadlo

Následující pokus od vás bude vyžadovat hodně, hodně víry v zákony vědy. Nevím, jestli fyzika, chemie a ostatní přírodovědné předměty na vaší škole ve vás tuto víru dostatečně pěstují. Rád bych věřil, že ano, že výuka těchto předmětů ve škole není jen listování v učebnici a poslouchání učitele či sledování videa. Věnovat se přírodním vědám znamená hodně pozorovat, experimentovat, přemýšlet, učit se mít vlastní názor, umět ho formulovat a obhájit. 

Pokus, který je pro vás dnes připravený, se obvykle provádí pomocí bowlingové koule přivázané na řetězu. Koule, která se dramaticky blíží k obličeji. A je jen na vaší víře ve vědu a zákony pana Newtona, zda uhnete, nebo ne. Já vám nabídnu poněkud mírnější variantu pokusu. Takovou, která vám neublíží ani tehdy, kdyby přírodní zákony náhodou neplatily. 

Vyberte si nějaké vhodně velké jablko a přivažte je za stopku na provázek. Jablko samozřejmě není podmínkou – oním předmětem může být cokoliv, co jde přivázat na provázek a co má takovou strukturu, která v případě kolize s vaším nosem neublíží. Jedinou podmínkou je tvar co nejvíce se blížící kouli. Opačný konec provázku přivažte dostatečně vysoko tak, aby se jablko mohlo na provázku volně kývat. Například jej přivažte na zahradě na větev jabloně (buďte opatrní, ať nespadnete) nebo na lustr či závěs záclony – v tom případě ale dávejte pozor a pamatujte, že okenní tabule jsou křehké a lustr může spadnout. Odstupe o nějaký ten metr dál od visícího jablíčka a délku provázku zvolte tak, aby se jablko na provázku dotýkalo vašeho nosu. Nebo raději ať se dotýká čela. Přece jen, když vás klepne jablíčko putující vzduchem do čela dá se to snést daleko lépe, než když by vás cvrnklo do nosu.

To je přesně to, co budeme v tomto pokusu dělat. Poproste kamaráda, aby jablíčko na napnutém provázku přiložil k vašemu čelu. Poté ať jablko uvolní. Jablko se v první fázi bude od vašeho čela vzdalovat, po nějaké chvíli se zastaví (tato doba závisí na délce provázku) a začne se pohybovat zpět. Teď se projeví vaše víra v přírodní zákony. Anebo víra v má slova – pokud jste postupovali přesně podle návodu, máte mé čestné slovo, že vám jablíčko neublíží. Jablko se stále více přibližuje: všimněte si toho – pokud vám to obava o vaše čelo dovolí – že se jablíčko zvětšuje! Tomu ale také nevěřte, je to jen optický klam – domy ve větší vzdálenosti se zdají také menší. Vydržte v klidu, i když kamarádi kolem vás budou uzavírat sázky, zda vás jablko udeří. 

Uvolněné jablíčko nabírá rychlost, jeho polohová energie se přeměňuje na pohybovou. Po průchodu nejnižším bodem své dráhy jablko začne zpomalovat, protože se pohybuje proti působící gravitační síle. Učebnice by řekla, že jeho pohybová energie se přeměňuje zpět na polohovou. V přírodě platí zákon zachování energie. Stručně řečeno – žádná energie se nemůže ztratit, pouze se jeden druh energie přeměňuje na jinou. Pokud by se tedy přeměňovala jen polohová energie na pohybovou, mělo by vás jablko při návratu ťuknout do čela. Jenže jablko na pouti vzduchem musí překonávat tření a na to spotřebuje část své celkové energie. A to je právě ten důvod, proč se jablko nemůže vrátit až k vašemu čelu. Nevěříte? Vyzkoušejte – ale přesto raději experimentujte s malým jablíčkem. Nebo možná lépe s rajčetem.

Pozorujte, kreslete, zapisujte, mailujte, ale hlavně se u pokusů dobře bavte!

Žádný pokus nedělejte bez přítomnosti dospělé osoby - i zdánlivě velmi jednoduchý pokus může nadělat spoustu neplechy!

 

 

Čichám, čichám … aneb vůně a vlhkost

Víte co je to mozaika? To je obraz skládaný z malých a maličkých barevných prvků – kamínků, sklíček apod. U mozaiky nevnímáme tyto drobné prvky jednotlivě, ale obraz jako celek. Přesto jsou právě ty maličké kamínky, maličká sklíčka tím nejdůležitějším. Takový obraz je velmi podobný našemu životu, který je sice vytyčován velkými obrazy, ale k úspěšnému vytvoření každého takového obrazu jsou potřeba správně vybrané a poskládané kamínky. Podobnou myšlenku vyslovil i vám určitě známý Jan Neruda v Písních kosmických: „… bude-li každý z nás z křemene, je celý národ z kvádrů…“. Naučte se vnímat i ty drobné vjemy, kterých si obvykle nevšimnete. Dívejte se kolem sebe a těšte se z drobností.

Na takovou zajímavost drobnost jsme narazili na jednom z debrujárských seminářů. Při sprchování jsou prý vůně cítit intenzivněji. Všimli jste si toho někdy? Moc jsem tomu nevěřil. Tak to zkusme teď a spolu. Pokusem tuto domněnku prověříme a možná i zjistíme, proč tomu tak je. Přitom nebudeme potřebovat žádné složité pomůcky: jen sůl, pepř, prach, vodovodní kohoutek a horkou vodu a jiné vonící věci.

Začneme pepřem. Jemně jím posypte svou dlaň. Přidržte si ji asi 30 cm od vašeho nosu a jemně šňupněte. Pozor – jemně, žádné funění! Nasát do nosu dávku pepře, to není nic radostného. Cítíte pepř? Pokud ne, zakružte dlaní pod nosem, případně o něco málo přibližte dlaň k nosu. Tak nyní zkusíme téměř to samé, jen popojděte k umyvadlu. Otočte červeným kohoutkem a počkejte, dokud nepoteče horká voda. Nechejte vodu téci, dlaň s pepřem umístěte nad tento kohoutek a pokus zopakujte. Tedy dejte dlaň asi 30 cm pod nos a jemně nasajte vzduch nad tuto dlaní. Vnímáte rozdíl ve srovnání s prvním pokusem? Cítíte vůni pepře silněji, méně či stejně? Pravděpodobně můj pokus dopadne stejně jako váš – já zjistil, že vůně pepře je ve druhé variantě pokusu silnější. 

Jak to bude vypadat, když použijeme jinou látku? Co třeba sůl? Sami zjistíte, že ucítit sůl je o hodně obtížnější. Na 30 cm z dlaně tak jako pepř ji rozhodně nezaregistrujete. Dlaň se solí musí být mnohem blíž. Pokud vaše čichové buňky na sůl reagují stejně jako ty moje, možná že váš nos skončí ponořený do soli. Pokud umístíte dlaň ze solí nad vodovodní kohoutek a srovnáte vjemy čichání pepře a soli, budete určitě překvapeni, o kolik je vnímání soli za vlhka silnější.

Kapaliny, resp. vodní páry usnadňují přenášení částic vůní z jednoho místa na druhé. Smyslová vnímání čichu a chutě spolu velmi souvisejí. Při zvýšení vlhkosti vzduchu se částice vůně „namočí“, což zlepší naši schopnost je ucítit. Počet částic soli ve vzduchu je za suchého i vlhkého vzduchu stejný, ale vlhký vzduch nám umožní snadněji je čichem zaregistrovat. Stejným způsobem nám vlastně „voní déšť“. Je možné „ucítit“ blesk, oleje a vůně uvolňované rostlinami, všichni známe „vůni“ žížal po dešti, mokrého asfaltu a další.

Vyjděte z bytu ven a pokuste se zachytit vůni prachu z ulice, ze dvora, na zahradě. Najděte trochu suchého hezkého prachu nebo hlíny. Zopakujte stejný pokus jako s pepřem a solí – vnímejte jak za suchého ovzduší, tak nad tekoucím kohoutkem s vodou. Pravděpodobně ucítíte známou vůni, typickou pro déšť. Mnohokrát uslyšíte, jak déšť krásně voní. Ve skutečnosti váš čich registruje vůni prachu. 

Pozorujte, kreslete, zapisujte, mailujte, ale hlavně se u pokusů dobře bavte!

Žádný pokus nedělejte bez přítomnosti dospělé osoby - i zdánlivě velmi jednoduchý pokus může nadělat spoustu neplechy!