In questa attività mostreremo come riprodurre l’effetto serra in due bottiglie di plastica. Come gas useremo l’anidride carbonica prodotta dalla reazione chimica tra il bicarbonato di sodio e l’aceto.
Materiali
- Due bottiglie di plastica da due litri
- Una bottiglia di aceto
- Bicarbonato di sodio
- Una o due lampade a infrarossi (o termiche)
- Un imbuto
- Due termometri digitali, meglio con sonda come quelli per arrosto
Informazioni preliminari
I raggi infrarossi provenienti dal Sole ed emessi dalla superficie terrestre vengono assorbiti da alcuni gas (anidride carbonica, metano e vapore acqueo) che conseguentemente si scaldano. Questo effetto è particolarmente importante per la vita: senza di esso la temperatura media terrestre sarebbe abbondantemente sotto lo zero. Ma anche un eccesso di effetto serra è deleterio: Venere a causa della sua atmosfera quasi interamente composta da anidride carbonica ha una temperatura di più di 400 gradi! Sulla Terra le attività umane continuano ad immettere in atmosfera questo gas aumentandone la concentrazione e scatenando il problema del riscaldamento globale.
Descrizione
Si versino circa tre dita di aceto in ambedue le bottiglie. Il gas contenuto nelle bottiglie rappresenta l’atmosfera di due ipotetici pianeti. La presenza di aceto in entrambe le bottiglie serve a rendere le due condizioni iniziali più simili possibili.
In una bottiglia mettiamo uno o più cucchiaini di bicarbonato e lasciamo che per qualche secondo si verifichi la reazione chimica che crea l’anidride carbonica, con la creazione di bollicine che pian piano affiorano in superficie. La reazione dovrà essere bella evidente altrimenti dobbiamo aggiungere altro bicarbonato. In questo modo l’atmosfera di questa bottiglia diventerà satura di anidride carbonica.
Accendiamo le lampade e mettiamo i termometri all’interno delle due bottiglie.
La reazione del bicarbonato con l’ aceto è endotermica, cioè assorbe energia dal’ ambiente per cui inizialmente la temperatura segnata dal termometro diminuisce, ma dopo alcuni minuti torna a salire e scavalca la temperatura della bottiglia dove la reazione non è avvenuta.
Dopo pochi minuti, il termometro della bottiglia con l’atmosfera satura di anidride carbonica misurerà una temperatura molto più alta di quello posto nell’altra, come mostrato nel video che segue.
Attività sperimentali per gli studenti
Nel corso dell’esperimento, gli studenti possono registrare le temperature indicate dai due termometri a intervalli di tempo regolari. Agli studenti di livello più avanzato si potrà chiedere poi di fare un grafico Temperatura-Tempo per tutte e due le bottiglie.
- Che differenze si possono notare? Quale interpretazione è possibile dare ai due diversi andamenti nel tempo?
- Perché anche la bottiglia che non è satura di anidride carbonica aumenta la sua temperatura interna? Possiede anche lei qualche gas responsabile per l’effetto serra?
Successivamente sarà possibile chiedere agli studenti di ripetere l’esperimento variando la quantità di bicarbonato:
- Che differenze è possibile rilevare tra i grafici che corrispondono a differenti quantità di bicarbonato?
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