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Titolo: Ancora sull' ossigeno

Ho ascoltato diversi pareri sia qui che su it.chimica in merito
all'esperimento della candela nell'acqua e del bicchiere
capovolto sopra, e credo di non esser troppo lontano dal vero
 nel formulare questa ipotesi.
Quando metto il bicchiere sulla candela, l'aria è già un pò calda
e "sopra pressione" rispetto a quella che resta fuori.
Rapidamente l'O si consuma dando origine a CO2 e vapore acqueo.
L'O disciolto naturalmente in acqua comincia a gassificare
per ripristinare l'originale equilibrio, ma L'O dentro il bicchiere si
consuma troppo rapidamente per permetterlo.
Intanto l'aria dentro il bicchiere è sempre più calda e più compressa,
e la CO2 comincia a disciogliersi rapidamente nell'acqua.
Infine la fiamma si spegne.
Nel bicchiere resta un pò d'O residuo, un pò di CO2 e vapore acqueo.
Quando l'aria si raffredda il vapore acqueo si condensa in goccioline
che scivolano sul fondo e il gas rimasto non è più sufficiente ad
equilibrare la pressione atmosferica, così l'acqua comincia a salire
all'interno del bicchiere, occupando il vuoto formatosi.
Che ne dite?
La trovate soddisfacente come spiegazione?
Ciao
Giorgio

L'ipotesi che ho riportato nel mio thread precedente,
l'avevo postata anche su it.chimica, e sono stato da
più parti contraddetto, e a ragion veduta mi pare : )
Infatti è vero, come ha affermato Elio, che la CO2 è
altamente solubile in acqua, molto più dell'O, e probabilmente
nel giro di parecchie ore, forse anche giorni, non mi è
stato meglio specificato, avverrebbe realmente ciò che ha
predetto Elio e che io ho riportato più dettagliatamente.
Ma a quanto pare questo non può avvenire nei pochi
secondi di durata dell'esperimento.
Uno dei miei interlocutori addirittura, ha ideato
un ingegnoso esperimento per avere la conferma di ciò.
Ha usato dell'acqua fortemente gassata, cioè satura di CO2,
in questo modo se fosse stata vera l'ipotesi suddetta,
non avrebbe dovuto crescere il livello dentro il bicchiere
una volta spentasi la fiamma, tanto più che l'acqua stessa
piena di bollicine, tendeva a rilasciare altra CO2 nell'aria.
Invece tutto si è verificato come il solito, non appena la fiamma
si è abbassata, l'acqua ha cominciato a salire, fino ad assestarsi
a candela spenta.
A questo punto non resta che un'ipotesi valida, almeno a mio parere.
Non appena si accende la fiamma della candela, si sprigiona
una vampata di calore che rarefà l'aria intorno.
Una volta chiusa col bicchiere, la fiamma consuma rapidamente l'O
e si abbassa sempre più fino a spegnersi.
Già ancor prima di spegnersi il calore diminuisce notevolmente
all'interno del bicchiere e l'aria comincia a comprimersi
creando il famoso vuoto che fa crescere il livello dell'acqua.
In fondo la spiegazione è fin troppo semplice, no?
Chi è interessato al thread sviluppato sull'argomento,
può andarselo a vedere su it. chimica alla voce "Un esperimento facile".
Adesso avrei una spiegazione da chiedere.
Anch'io mi son levato la soddisfazione di fare il sopra citato
esperimento, e nel levare il bicchiere dall'acqua, una volta conclusosi,
ho notato un fenomeno curioso.
Man mano che sollevavo il bicchiere fino al pelo dell'acqua,
l'acqua all'interno tendeva a salire ulteriormente fino a superare
di più del doppio il livello precedentemente raggiunto.
Per spiegarmi meglio specificherò che, segnato con una linea
rossa il livello raggiunto dall'acqua col bicchiere posato sul fondo
del piatto, col bicchiere sollevato a pelo d'acqua, il livello
superava di diversi centimetri la linea rossa suddetta.
Probabilmente si tratta di un fenomeno banale, ma
pur ripensandoci parecchio non ne sono venuto a capo.
Qualcuno può spiegarmelo in termini semplici?
Grazie e ciao
Giorgio

 superava di diversi centimetri la linea rossa suddetta.
Se ho capito bene, il volume occupato dall'aria diminuisce quando
sollevi il bicchiere?
L'hai fatto con acqua liscia o gassata? :)
Perche' con acqua satura di CO2 non lo capisco, mentre con acqua normale
si spiegherebbe: entra acqua "nuova" nel bicchiere, e altra CO2 si
scioglie.
-- 
Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
Sez. Astronomia e Astrofisica

 Elio Fabri
Vi propongo la mia spiegazione.
Dopo aver dato fuoco alla casa ed aver fuso un grilletto di plastica
nel ripetere l'esperimento ho osservato i seguenti fatti:
- il livello sale lentamente nella prima fase;
- il livello sale molto piu' velocemente verso la fine della
combustione.
La mia interpretazione e':
- in una prima fase la combustione produce CO2 con conservazione di
"volume" ed H2O con aumento di "volume"; l'aumento di pressione
legato all'aumento di temperatura ed alla creazione di H2O e'
compensato dall'aumento di pressione parziale di CO2 che si
discioglie quindi nell'acqua e dalla condensazione di parte
dell'H2O; in questa fase il bilancio e' pressoche' paritario.
- in una seconda fase la combustione in carenza di O2 produce CO e
H2O; per l'H2O prosegue la condensazione accelerata dalla
diminuzione di temperatura conseguente allo spegnimento della
candela; il CO prodotto si discioglie in gran quantita' vista la sua
bassa pressione parziale precedente (anche se verso fine esperimento
la cucina era pressoche' satura di gas nocivi :-) ). La diminuzione
di temperatura accelera l'abbassamento di pressione.
(Resta da verificare la solubilita' del CO nell'acqua).
Il bilancio globale, a parita' di temperature iniziale e finale, e'
che quasi tutto l'O2 si e' trasformato in CO2 e CO che si sono in
gran parte disciolti nell'acqua ed in H2O che condensa sulle pareti
del bicchiere o direttamente sul pelo libero (+ alcuni altri gas o
particolati altamente tossici che spariscono nei polmoni appena si
toglie il bicchiere).
Per quanto riguarda l'aumento di livello al momento dell'estrazione
del bicchiere ho notato che si verifica se la candela e' appoggiata
sul fondo del lavandino mentre se la candela galleggia sull'acqua il
fenomeno non e' evidente. Ne desumo che la causa e' la variazione di
volume dettata dall' "estrazione" della candela dal bicchiere (visto
che e' di moda mi metto nel sistema di riferimento del bicchiere :-)
).
Ciao,
Daniele.

 scioglie.
Che cosa vuoi dire esattamente?
Era già stato appurato che queste soluzioni hanno
bisogno di tempo per avvenire, mentre l'effetto che ho
provato è istantaneo.
Per essere più preciso dirò che ho messo la candela in un bicchierino
da liquore, e questo dentro un tegame con due dita d'acqua,
poi ho acceso e ho chiuso con un bicchiere da birra.
Quando la fiamma si è spenta e l'acqua era risalita di ca. mezzo dito,
ho sollevato il bicchiere per toglierlo, questo naturalmente
ha opposto una forte resistenza, ma poi con stupore
mi sono accorto che più lo tiravo su e più l'acqua risaliva,
tanto che rischiava di trabordare dentro il bicchierino in cui
tenevo la candela. A un certo punto ha mollato con uno schiocco
e ho liberato il bicchiere.
Cosa c'entra la CO2?
Puoi spiegarti meglio per favore?
Grazie e ciao
Giorgio
PS. Colgo l'occasione per ringraziare anche Daniele Dado,
Devo dire però che sono in disaccordo con lui e se ha seguito
tutto il thread capirà perchè.
In caso contrario lo invito a guardarselo su it.chimica
col nome "un esperimento facile" datato 26 gennaio.
In quanto alla sua spiegazione sul fenomeno da me indicato,
"variazione di volume dettata dall'estrazione della candela dal bicchiere",
confesso di non aver capito cosa intende dire.
Puoi spiegarti meglio per favore?
Ciao
Giorgio

 Giorgio
Scusa il ritardo mostruoso ma non ho piu' avuto la possibilita' di
collegarmi e leggo la tua risposta solo ora.
Premetto di non seguire il ng di chimica (gia' non arrivo a leggere
tutto isf !) e che la chimica non e' mai stata il mio forte per cui
le mie ipotesi sulla solubilita' sono solo illazioni od al massimo
spunti sui quali riflettere.
Le osservazioni sperimentali spero che invece siano abbastanza
precise nei limiti delle possibilita' casalinghe.
Per quanto riguarda il 'fenomeno dell'estrazione della candela da
bicchiere' cerco di farti un disegno.
                      bbbbbbbbbbb
  bbbbbbbbbbb         b         b
  b         b         b         b
  b         b         b         b
  b         b         b   XXX   b
  b   ccc   b         b   ccc   b
  b   ccc   b         blllccclllb
llblllccclllblllllllllb   ccc   llll
  b   ccc   b         b   ccc   b
  b   ccc   b             ccc
TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT
b = bicchiere
l = pelo libero
c = candela
X = delta di volume dovuto all' "estrazione della candela"
Non e' molto chiaro ma e' il massimo che riesco a fare ...
Quando sollevi il bicchiere di un quadretto e' come se estraessi la
candela dal bicchiere di un quadretto con variazione di volume pari
ad XXX. Il liquido viene quindi "risucchiato" verso l'alto e puo'
accadere che l'effetto sia superiore alla differenza di livello del
pelo libero tra interno ed esterno che va incrementandosi.
Con un bicchiere piu' grande la tendenza dovrebbe invertirsi.
Cio' che mi fa propendere per tale spiegazione e' che utilizzando
una "candela galleggiante" il fenomeno non e' osservabile perche'
non c'e' "estrazione della candela dal bicchiere".
Cmq spero di avere il tempo di andare a leggermi il thread su isc
Ciao,
Daniele.
P.S. Ti prego, non spingermi a ripetere degli esperimenti cosi'
pericolosi in casa ;-)

 pericolosi in casa ;-)
Non ho il coraggio di confessarti qui cosa mi sono
spinto a sperimentare io ; )
Ma l'ho scritto su it.chimica.....se c'è ancora : ))

 Giorgio
Ciao,
Daniele.

 Daniele.

 Daniele.

Menegatti Vittore ha scritto:
1 Poniamo una scodella piena d'acqua con un bicchiere sopra
capovolto.
2 Mettiamo che in questo bicchiere ci sia una valvola
3 attraverso la quale pompiamo fuori un pò d'aria.
4 A questo punto l'acqua all'interno del bicchiere salirà
5 un poco, sei d'accordo con me fin qui?
Ok, ma quando sollevo il bicchiere l'aria non viene risucchiata
altrove ma resta tutta all'interno.
6 Ora, prova a sollevare il bicchiere verso l'alto,
7 ma senza estrarlo dall'acqua completamente.
8 Vedrai che il livello dell'acqua all'interno si alza
9 molto di più, appunto per i motivi di cui parlavo la volta scorsa.
0 E' proprio questo che è successo a me,
1 hai capito?
No.
Prova a ripetere l'esperimento SENZA candela facendo un segno sul
bicchiere e sollevandolo: vedrai che il livello RELATIVO scende.
 
2 Non dipende dal volume della candela.
3 Quando sollevi il bicchiere crei una depressione
4 all'interno come dentro ad una pompa.
5 E' per questo che l'acqua sale.
La depressione si puo' creare solo se c'e' aumento di volume.
Consideriamo la trasformazione isoterma (ma se fosse adiabatica
sarebbe lo stesso):
pV=costante
La pressione diminuisce solo se c'e' aumento di volume il che
avviene, in assenza di candela, solo se il livello scende;
l'equilibrio si verifica quando la diminuzione di pressione e' suff.
a controbilanciare il dislivello di pelo libero creatosi.
Nel caso la candela sia presente, semplicemente non ho piu'
deltaV=sezione*cambiamento di livello ma avro' una componente legata
all'estrazione della candela per cui posso avere diminuzione di
volume anche quando il livello relativo sale, cosa impossibile se
non c'e' la candela.
6 Ciao
7 Giorgio
Ciao,
Daniele.