Co váš chemikář nevěděl. Čeští vědci zjistili, proč sodík vybuchne ve vodě

  0:03
Sodík vhozený do vody exploduje. Ačkoliv tento jev viděl každý, kdo někdy chodil alespoň na střední školu, přesné vysvětlení pokusu dosud neznali ani vědci. Objasnění důvodů výbuchu pomůže v praxi předejít podobným událostem například u jaderných reaktorů.

Za objevem, který objasňuje princip notoricky známého explozivního pokusu ze středoškolské chemie, stojí skupina Pavla Jungwirtha z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR ve spolupráci s kolegy na univerzitě v německém Braunschweigu. Zprávu o objevu otiskl časopis Nature Chemistry (placený přístup odsud).

Snímky z ultrarychlé kamery zachycující primární fázi výbuchu kapky slitiny sodíku a draslíku ve vodě. Pohled shora zachycuje kapku kovu při dotyku s vodní hladinou, ze které se uvolňují elektrony (jejich přítomnost (jde o tzv. solvatované elektrony, jejichž přítomnost dokazuje modrá barva).

Nebezpečným, ale mezi žáky oblíbeným pokusem, demonstrujícím explozivní chemickou reakci, je vhodit kousek sodíku do vody. Každý středoškolský učitel chemie ví, že k výbuchu dochází díky uvolňování tepla při přechodu elektronů z kovu do vody, přičemž vzniká pára a vodík, který se může vznítit. Plyny vznikající na rozhraní mezi kovem a vodou by však měly od sebe tyto reaktanty oddělit, a tím potlačit reakci. Jak to, že k výbuchu přesto dochází?

Pomocí záběrů ultrarychlé kamery (přes 10 tisíc snímků za sekundu) a molekulových simulací vědci ze skupiny Pavla Jungwirtha odhalili dosud neznámý primární mechanismus explozivní reakce alkalických kovů ve vodě. Poté, co elektrony přejdou z alkalického kovu do vody, získá kov obrovský kladný náboj. Ten je tak veliký, že překoná povrchové napětí kovu, a ten se roztrhá. Projeví se to vznikem kovových jehliček, které vysokou rychlostí pronikají do okolní vody. Vzájemná styčná plocha kovu a vody se tak náhle a prudce zvyší a „klasická“ reakce - tedy výbušný vznik plynů - může začít.

Snímky z ultrarychlé kamery zachycující primární fázi výbuchu kapky slitiny sodíku a draslíku ve vodě. Pohled zdola ukazuje, jak z kapky vylétávají kousky kovu při tzv. coulombovské explozi.

Tento objev dává návod, jak podobným výbuchům předejít v technologiích používajících alkalické kovy (např. při chlazení rychlých jaderných reaktorů, se kterými se dnes experimentuje). Jak? K výbuchu je zapotřebí, aby se kov opravdu dotýkal vody. Pokud by se přidalo do vody trochu (stačí často malé množství) nějaké povrchově aktivní látky (autoři používali alkohol hexanol), který obalí povrch kovu. A to zase výrazně snižuje nebezpečí výbuchu - v dostatečném množství podle autorů dokonce reakci zcela zastaví. (Před demonstrací exploze je tedy nutné mít kovový povrch čistý.) I když se pro objev tedy může najít časem praktické využití, autoři si od něj podle svého prohlášení především slibují, že potěší zapálené učitele chemie a jejich žáky.

Autor:
  • Nejčtenější

Šarlatán, či génius? Vědec se před 100 lety chlubil vynálezem paprsku smrti

v diskusi je 17 příspěvků

6. dubna 2024

Před 100 lety lidé doslova hltali v novinách zprávy o převratném vynálezu „the death ray“, tedy...

Hlavně zaujmout. Do Sněmovny dorazili před 100 lety komunisti z Podkarpatské Rusi

v diskusi je 20 příspěvků

7. dubna 2024

Na začátku dubna 1924 se poprvé do Prahy na schůze Národního shromáždění dostavili premiérově nově...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Na méně používané dráze se potkalo několik obrů i návštěva z pouště

v diskusi jsou 2 příspěvky

10. dubna 2024  10:13

Letiště Václava Havla využívá při tzv. západním proudění jako hlavní dráhu pro starty a přistání...

Apple vzdal vlastní auto, ale chystá se domácnosti zaplavit roboty

v diskusi je 32 příspěvků

5. dubna 2024

I Apple si někdy dokáže ukousnout příliš velké sousto, které se mu pak vzpříčí v hrdle. Naposledy...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

OBRAZEM: Po zkušenostech s Moskvou neponechává Litva otázku výzbroje náhodě

v diskusi je 17 příspěvků

11. dubna 2024

Litva se stala členem obranné aliance NATO v roce 2004. Pro zajištění vlastní bezpečnosti v...

Patnáct zbytečných obětí. Před 100 lety vybuchl důl Gabriela na Ostravsku

v diskusi jsou 3 příspěvky

12. dubna 2024

Dvanáctý duben 1924 přinesl vážnou důlní katastrofu v Československu. Výbuch v dole Gabriela v...

Tyto obrázky určitě budete znát. Všechny ikonické tapety z Windows XP

v diskusi je 32 příspěvků

12. dubna 2024

Jsou to fotografie či grafické motivy, které mnozí z nás vídali denně. Sada základních tapet pro...

Messenger opravuje směšné nedostatky, a přidává nové funkce

v diskusi je 9 příspěvků

11. dubna 2024  12:41

Společnost Meta oznámila nové funkce „kecálka“ Messenger. Při odesílání fotek přibude tlačítko...

Co kdyby Švejk velel válečné lodi? Zkuste si to ve World of Warships

11. dubna 2024

Advertorial Do oblíbené počítačové hry World of Warships vstupuje nová postava českého velitele. Tím není nikdo...

Čechy poznám podle outdoorové módy. Nosí ji bohužel i ženy, říká Kerekes

Vica Kerekes (43) si postěžovala na to, že Češi nosí outdoorové oblečení často i na místa, která k tomu nejsou vhodná...

Když se prohlížíme s manželem nazí, jsem smutná, říká herečka Želenská

Olgu Želenskou (63) znají čeští diváci především z dabingu nebo z jejího zájezdového divadla Háta. Objevila se i v...

Prosila jsem o shovívavost a žádná nepřišla, říká Anna Julie Slováčková

Anna Julie Slováčková (28) se v rozhovoru pro iDNES.cz svěřila s tím, kdo je pro ni v životě momentálně největší oporou...

Bianca Censori opět pobuřuje, ukázala prsa i klín v průsvitných šatech

Bianca Censori (29) se nahoty nebojí. Manželka rapera Kanyeho Westa (46) odhalila bujné poprsí i klín v průsvitném...

Češi potrestali Chorvatsko za drahotu, vyrazili do Itálie. Vyplatí se i exotika

Premium Zvýšení cen služeb na Jadranu mělo za následek, že tam loni vyrazilo meziročně méně Čechů. Odliv českých turistů...