Uniwersytet Śląski w Katowicach

Wielokrotnie widzimy coś i nam się wydaje, że… Mamy wrażenie, że… A potem się okazuję, że jednak to było coś innego, niż na początku myśleliśmy. Przypadek? Nie – iluzja! Czarodzieje wszystkich krajów lubią to! A studenci Koła Naukowego Chemików „Aqua Regia” zacierają ręce, żeby Wam zdradzić te magiczne tajemnice…

W otaczającym nas świecie spotykamy się ze zjawiskami, które często są dla nas trudne do wyjaśnienia. Mówi się, że aby w coś uwierzyć, trzeba to najpierw zobaczyć, choć w przypadku iluzji jest to oglądanie czegoś, co tak naprawdę nie istnieje. Większości z nas iluzje kojarzą się z wyciąganiem królików z kapelusza i robieniem innych magicznych sztuczek. Jednak dla chemika iluzje są nieodłączną częścią wielu interesujących eksperymentów, których podstawą jest zaskoczenie obserwatora nieoczywistym efektem doświadczenia. Przyjrzyjmy się bliżej kilku z nich, aby poznać skąd bierze się cała magia chemii.

Doświadczenie „Znikający błękit” możemy porównać do znikania iluzjonisty w szafie – ale chemia nie ma nic do ukrycia i wszystko dzieje się na naszych oczach. Roztwór na pierwszy rzut oka jest przezroczysty. W istocie tak właśnie jest, ale wystarczy wstrząsnąć kolbkę z roztworem, aby przyjął on barwę błękitną. Z upływem czasu, bez żadnych dodatkowych bodźców, roztwór powoli się odbarwia. Prawdziwa magia, żadnych sztuczek, wszyscy to widzieli! Cytując klasyka: Jak do tego doszło? Nie wiem. Ale my wiemy! Obserwowane zmiany barwy roztworu są efektem dwóch przeciwbieżnych reakcji zachodzących w roztworze: redukcji i utleniania barwnika. Obecna w roztworze glukoza redukuje barwnik, powodując odbarwienie roztworu, natomiast wstrząśnięcie kolbką doprowadza energię do układu, powodując, że tlen pochodzący z powietrza utlenia barwnik, a roztwór przyjmuje barwę błękitną.

Może więc w następnej kolejności wykorzystajmy magiczne sztuczki tak, aby coś za nas wykonały. Chcielibyśmy, aby pozmywały za nas szkło laboratoryjne, jednak tym razem skupimy się na bardziej czarujących rzeczach – niech balonik napompuje się sam. Do kolby stożkowej dodajemy reagenty, a gdy nałożymy na jej wylot balonik, ten zacznie wypełniać się gazem. Niesamowite, ponieważ gaz jest niewidoczny, a powstaje z ciekłych i stałych regentów. Wyjaśnienie jest proste: po dosypaniu sody do octu zachodzi reakcja chemiczna, w wyniku której powstaje dwutlenek węgla napełniający balon.

Czasem jednak chemiczna magia objawia się w najbardziej nieoczekiwanych postaciach. Bo czy ktokolwiek z nas mógłby przypuszczać, że niektóre ciecze w pewnych warunkach mogą stać się twarde jak kamień, a potem rozpłynąć się w rękach, niczym gęsta zupa? Ciecze, które wykazują między innymi takie niezwykłe właściwości, nazywane są nienewtonowskimi, a odpowiednie doświadczenie z jedną z takich cieczy może wykonać każdy z nas w domowej kuchni – potrzebna jest jedynie skrobia ziemniaczana i woda! Oba składniki mieszamy w proporcjach około 1:1. Żeby przetestować właściwości magicznej mieszaniny, najpierw powoli zanurzamy w niej palce. Toną, prawda? Kiedy jednak chcemy je szybko wyciągnąć, mieszanina zachowuje się tak, jakby chciała uwięzić nas w swoim lepkim uścisku. No właśnie – lepkim. To słowo jest tu kluczowe, ponieważ to właśnie lepkość tej cieczy nienewtonowskiej odpowiada za jej właściwości, a zależy ona od tego, jak szybko działamy na ciecz jakąś siłą. Kiedy zanurzaliśmy palce powoli, lepkość cieczy zmieniała się nieznacznie, a ręka szła na dno niczym dziurawy okręt. Kiedy jednak spróbowaliśmy wyciągnąć je szybkim ruchem, lepkość cieczy wzrosła, czego efektem było oblepienie ręki kapryśną mieszaniną. Podobna sytuacja miałaby miejsce, gdybyśmy zamiast szybko wyjąć rękę z mieszaniny, spróbowali gwałtownym ruchem zanurzyć ją w zawiesinie – wówczas napotkałaby ona na twardą barierę, która, niczym strażnik, strzegłaby drogi do wnętrza cieczy.

Na koniec, przenieśmy chemiczne sztuczki na nieco bardziej znane nam otoczenie – krwiste sceny walki, oczywiście te z wielkich ekranów. Kinematografia jest pełna krwi, ale jak ją zdobyć, jednocześnie nie pozbawiając nikogo płynnej tkanki? Nic prostszego! Nie zdradzając szczegółów tej historii, agresor z bronią wykonał jedno cięcie i polała się krew – ale czy naprawdę tak się stało? Otóż nie! Ofiara miejsce cięcia miała natarte roztworem rodanku potasu, natomiast narzędzie zbrodni posmarowane było solą żelaza(III). Po kontakcie narzędzia ze skórą zaszła reakcja kompleksowania żelaza przez jony rodankowe, w wyniku czego powstał związek kompleksowy o krwistoczerwonej barwie. Prawdziwa iluzja na naszych oczach.

Przywołane przykłady pokazują nam, że nawet w naszym otoczeniu spotykamy się z iluzją, której podstawą są reakcje chemiczne i zjawiska fizyczne. Jeśli jesteście ciekawi innych fascynujących doświadczeń, zapraszamy na kanał YouTube Koło Naukowe Chemików Uniwersytetu Ślaskiego „Aqua Regia”, gdzie znajdziecie więcej magicznych eksperymentów – https://cutt.ly/WOouqhV.