# Reacció química i acció física. Coets

Els coets es mouen gràcies a l'empenta proporcionada per l'expulsió de gasos generats per una i el seu moviment s'explica pel descrit en la reacció química principi d'acció i reacció tercera llei de Newton En els grans coets, que posen en òrbita satèl·lits o permeten viatjar a l'estació espacial, els gasos expulsats es formen mitjançant combustibles, sòlids en la primera fase, i gasosos en les fases últimes. En aquest experiment, construirem i llançarem un coet, el principi de propulsió del qual és una reacció química que genera gas, el qual una vegada comprimit, expulsa aigua (l'acció) que per reacció propulsa al coet.

## Primera part. Com ha de ser el coet?

Material Un envàs cilíndric amb una tapa que tanqui hermèticament a pressió. No serveixen taps de rosca. Per exemple, molts envasos per a medicaments de comprimits o pastilles. També serveixen ampolles de refresc, però el tap no pot ser de rosca. Una decoració adequada per a l'envàs Comprimits efervescents Aigua

Procediment Posar en l'envàs un comprimit efervescent. Afegir una petita quantitat d'aigua i tancar immediatament amb el tap. Col·locar l'envàs amb el tap tocant a terra i esperar…. PRECAUCIÓ! Apartar la cara del coet. Pot aconseguir uns quants metres d'altura segons volum d'aigua que hem posat

Explicació Aquest experiment conté diversos conceptes tant de química com de física, d'aquí el títol de 'reacció química i acció física'. En efecte: En usar comprimits efervescents, hi ha diversos detalls químics a considerar.

- a) L'efervescència s'aconsegueix per una reacció entre un àcid i una base. Per exemple, per a la Efferalgan® marca de comprimits són àcid cítric i hidrógenocarbonato de sodi ('bicarbonat'). La reacció és:
- b) b) 3NaHCO (s) + C H O (aq) 3NaC H O (aq) +3CO (aq) + 3H O(l) 3 6 8 7 6 5 7 2 2
- c) Primer hi ha una hidròlisi dels reactius. L'à cid cítric:

HOC(CH - + HOC(CH - + COOH) COOH(aq) + H O(l) (HOC(CH COOH) COO) (aq) + H O (aq) 2 2 2 2 2 3 i el 'bicarbonat'. + - NaHCO (s) → Na (aq) + HCO (aq) 3 3 ⇄ - - HCO (aq) + H O(l) H CO (aq) + OH(aq) 3 2 2 3 + - Els ions H O (aq) neutralitzen els ions OH(aq) i en desplaçar l ' equilibri se va formant el gas: 3 H CO (aq) → H O(l) + CO (g) 2 3 2 2

- d) La temperatura accelera el moviment de les molècules i dels ions en solució de manera que es forma gas CO2 més ràpidament en augmentar la temperatura
- e) El gas fa pressió tant sobre les parets de l ' envàs com sobre la superfície de l ' aigua

I uns quants conceptes físics molt importants

- a) Com el gas es forma en un lloc tancat, la pressió va en augment tant sobre les parets com sobre la superfície de l'aigua. Aquesta pressió es transmet sobre el tap. Arriba un moment que les forces de pressió són majors que les forces de fricció que manté subjecte el tap. S'exerceix llavors una força sobre la superfície de suport i la reacció empeny a l'envàs i el seu contingut cap amunt. L'aigua que estava comprimida surt durant uns breus instants de temps, augmentant la força de reacció.
- b) L'acceleració del coet, depèn de la seva massa (la qual no és constant, ja que es perd en expulsar aigua), del temps que va sortint l'aigua i de la massa que s'expulsa.

Es pot ampliar informació en https://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n\_del\_cohete\_de\_Tsiolkovski