Struttura del video:
Il video si compone di due parti che mostrano, ciascuna, un breve esperimento riguardante la combustione
di una candela. Entrambe le esperienze si articolano in:
- presentazione materiale occorrente;
- svolgimento esperienza;
- conclusioni riguardanti i fenomeni osservati.
Contenuti teorici esposti
- Le reazioni di combustione sono ossidoriduzioni di tipo esotermico che necessitano di innesco in cui il carbonio contenuto nei combustibili, per reazione con l’ossigeno, porta alla formazione di diossido di carbonio e vapore acqueo. L’ossigeno necessario per la combustione è
quello atmosferico. È noto, infatti, che la composizione dell’aria della stratosfera è indicativamente la seguente:
❖ 78% da azoto
❖ 21% da ossigeno
❖ 0,03% da diossido di carbonio
❖ 0,97% da altri gas - Le reazioni di combustione, dunque, necessitano di un COMBURENTE e di un COMBUSTIBILE.
Il comburente è la sostanza che permette la combustione ed è nella maggior parte dei casi l’ossigeno contenuto nell’aria, mentre il combustibile è la sostanza che può bruciare, quindi atta alla combustione.
In particolare nella reazione di combustione della candela (semplificabile come segue) la cera funge da combustibile.
È utile specificare che reazioni di questo tipo hanno bisogno di un innesco ma, una volta iniziate, si autoalimentano grazie all’energia che si libera alla formazione dei prodotti.
- Le reazioni di combustione consumano l’ossigeno dell’aria per produrre anidride carbonica, acqua ed energia sotto forma di luce e calore che vengono liberate nell’ambiente. È interessante, dunque, andare ad
indagare le conseguenze di una reazione di combustione sull’ambiente, in particolare cosa succede all’aria che circonda il combustibile. Quando avviene una combustione, infatti, l’ossigeno dell’aria viene sostituito dall’anidride carbonica e l’aria viene fortemente riscaldata dalla fiamma. Questo crea un cambiamento nella pressione dell’aria che può essere facilmente studiato con il secondo esperimento proposto.
Figura 1
Composizione dell’aria nella stratosfera
Aspetto sperimentale:
-Si è scelto di spiegare la combustione della candela andando a cercare gli aspetti più interessanti e meno conosciuti a riguardo;
-Operativamente si sono scelti strumenti facilmente reperibili e utilizzabili senza rischi (ci si rivolge a studenti della scuola Secondaria di I grado).
- MATERIALE OCCORRENTE: 2 candele, accendino, bicchiere di vetro, pinze, coperchio, recipiente di vetro, che funge da campana, scodella con una candela attaccata sul fondo, acqua.
-Nel secondo esperimento è necessaria una bacinella con una candela attaccata sul fondo perché serve immergere parte della candela nell’acqua prima che sia coperta dalla campana.
Per fissare la candela sarà sufficiente far colare qualche goccia di cera sul fondo della bacinella, appoggiarci sopra la base inferiore della candela e poi applicare una lieve pressione per far sì che la cera, solidificandosi, regga anche il peso della candela.
-Poiché il video è indirizzato a ragazzi che frequentano la scuola secondaria di primo grado si è deciso di semplificare il concetto di combustione. Per maggiori approfondimenti si consiglia di consultare il sito https://www.treccani.it/enciclopedia/combustione/
-Nel primo esperimento si spiega cosa accade quando la candela è isolata dall’ambiente circostante e quindi in assenza di comburente per poi passare alla spiegazione del perché l’anidride carbonica è in grado di estinguere una fiamma.1
-Nel secondo esperimento si ha la riproposizione del primo con l’aggiunta di acqua e di conseguenza si spiega perché il livello di acqua all’interno del recipiente di vetro si alza.
Questo fenomeno è dovuto alla diminuzione della pressione che si crea nella bottiglia rispetto a quella esterna (la pressione atmosferica ≅1000 mbar). L’acqua, infatti, viene spinta all’interno del recipiente di vetro per compensare il calo di pressione che si verifica in seguito al consumo di ossigeno dell’aria (la pressione dipende dal numero di molecole presenti e quindi diminuisce man mano che l’ossigeno viene consumato dalla fiamma) ma anche perché parte dell’anidride carbonica formata dalla fiamma si dissolve nell’acqua. In un secondo momento, poi, quando la candela si spegne, assume particolare importanza il raffreddamento dell’aria che si contrae e porta ad un ulteriore innalzamento del livello dell’acqua.
Sitografia:
informazioni generali riguardo alla combustione: - https://www.treccani.it/enciclopedia/combustione/
- https://it.wikipedia.org/wiki/Candela_(illuminazione)
video spunto:
COMBUSTIONE CANDELA - https://www.youtube.com/watch?v=gGNmq54v5Fw
- https://www.youtube.com/watch?v=01b_KsHUHD8
AZIONE ESTINGUENTE ANIDRIDE CARBONICA - https://www.youtube.com/watch?v=VndNWM38vV0
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L’azione estinguente dell’anidride carbonica si esplica tramite: soffocamento, riduzione della
concentrazione dell’ossigeno nell’aria al di sotto del limite di persistenza della combustione.
PROGETTI PERCORSI 