20/01/2017

Φτιάξτε χιόνι και αλλάξτε διάθεση

Επιτέλους Δεκέμβριος! Ο πιο όμορφος μήνας του χρόνου είναι εδώ, γεμάτος στολίδια, μουσικές, δώρα και πολλά συναισθήματα. Αν δεν έχετε ακόμα διακοσμήσει το σπίτι σας σε ρυθμούς Χριστουγέννων, μη χάνετε άλλο χρόνο! Στολίστε, ανανεωθείτε και αλλάξτε διάθεση. Και μπορεί στην πόλη σας να μην έχει χιονίσει ακόμα, όμως αν λαχταράτε να δείτε λευκές νιφάδες να συνοδεύουν τα φετινά σας Χριστούγεννα, δεν υπάρχει λόγος να στεναχωριέστε. Για άλλη μια φορά, η συναρπαστική επιστήμη της Χημείας μπορεί να σας δώσει τη λύση, μέσα από μικρά, απλά «πειράματα» που κυριολεκτικά γεννούν κρυστάλλινο χιόνι μέσα στο σπίτι σας. Παρακάτω, σας προτείνουμε τα πιο ευφάνταστα από αυτά, προκειμένου να σας εμπνεύσουν και να σας δώσουν ιδέες για τον φετινό στολισμό.

Αρχικά όμως, ας ρίξουμε μια ματιά στην ιστορία και τις ιδιότητες των χημικών ουσιών που θα χρησιμοποιηθούν.

Λουλάκι

Από τα αρχαία χρόνια κιόλας, οι Ευρωπαίοι επισκέπτονταν την Αίγυπτο και εκστασιάζονταν στη θέα του γαλάζιου χρώματος κάποιων μνημείων της. Όταν ρωτούσαν τους κατοίκους πώς το κατάφερναν, έπαιρναν την απάντηση «το φέρνουμε από μακριά». Αυτή η μακρινή προέλευση έγινε προσιτή όταν ο στρατός του Μεγάλου Αλεξάνδρου κατέλαβε τη Βακτρία (το σημερινό Αφγανιστάν). Τότε ανακάλυψαν ότι το πολύτιμο χρώμα έβγαινε εκεί, από το τρίμμα ενός ηφαιστειογενούς πετρώματος

Τη σκυτάλη της εμπορίας του πανάκριβου αυτού υλικού, που κάποτε έφθανε να είναι ακριβότερο από τον χρυσό, παρέλαβαν από τους Έλληνες οι Ρωμαίοι και αργότερα οι Γενουάτες και οι Ενετοί. Το ονόμασαν λάπις λάζουλι (lapis lazuli), που σημαίνει «λίθος γαλανός» και η χρωστική ουσία βαφτίστηκε ultramarino azzuro, δηλαδή «γαλάζιο πέρα από τις θάλασσες». Έγινε το πιο περιζήτητο υλικό ζωγραφικής της Αναγέννησης και διατήρησε την αξία του ως το 1828, τη χρονιά που ο γάλλος χημικός Jean-Baptiste Guimet ανακάλυψε τον τρόπο να το συνθέτει, ψήνοντας καολίνη, ανθρακικό νάτριο και θειάφι, σε πολύ υψηλή θερμοκρασία. 

Σήμερα το αυθεντικό λάπις λάζουλι είναι κυρίως γνωστό ως ημιπολύτιμος λίθος κοσμημάτων και του αποδίδονται πολυάριθμες «ιδιότητες», όπως ότι φέρνει την αγάπη και εγγυάται την ευτυχία. Μάλιστα ενδιαφέρον λαογραφικά είναι το ότι στα χωριά της Μακεδονίας ακόμη και σήμερα δίνουν στις εγκύους φυλαχτό με τέτοια πέτρα, για να μην αποβάλουν. Ιστορικά το λάπις λάζουλι κοσμεί τη μάσκα του Τουταγχαμών, τις αγιογραφίες στις κατακόμβες της Καππαδοκίας και τους κίονες του Καθεδρικού της Αγίας Πετρούπολης. Επιστημονικά πάντως είμαστε βέβαιοι ότι κύριο συστατικό του είναι ο λαζουρίτης (υπεύθυνος για το μπλε χρώμα του). ότι περιέχει επίσης ασβεστίτη και βολλαστονίτη, καθώς και μικρούς κρυστάλλους σιδηροπυρίτη, χάρη στους οποίους εμφανίζει μεταλλικές αναλαμπές.

Το στοιχείο που συνέδεσε αυτή την πορεία του λάπις λάζουλι προς τον πολιτισμό της Δύσης είναι η μετάλλαξή του σε λευκαντικό (το γνωστό μας λουλάκι) από την αμερικανική βιομηχανία Reckitt. Όπως θα ανακαλύψετε στη συνέχεια μέσω των πειραμάτων που ακολουθούν, το λουλάκι είναι ένας καταλύτης κρυσταλλοποίησης, το οποίο μπορεί να μας δώσει πανέμορφες «μόνιμες νιφάδες χιονιού»!

Βορικό νάτριο

Αντίστοιχη δράση με το λουλάκι έχει και ο βόρακας (βορικό νάτριο), που επίσης είναι βασικό συστατικό των καθαριστικών ουσιών, αλλά και των πυροτεχνημάτων, εξαιτίας του λαμπερού, κίτρινου χρώματος που βγάζει όταν καίγεται. Έφθασε στην Ευρώπη μέσω των αλεξανδρινών κατακτήσεων (το όνομα βόραξ είναι η ελληνική απόδοση του περσικού burak) ενώ στον Μεσαίωνα τον χρησιμοποιούσαν κατά την ηλεκτροσυγκόλληση μετάλλων. 

Βενζοϊκό οξύ

Το τρίτο συστατικό που μας προσφέρει φαινόμενο σαν τους κρυστάλλους του χιονιού είναι το βενζοϊκό οξύ. Αυτή η χημική ουσία είναι η «λευκή πάχνη» που σχηματίζεται στις φράουλες και στα βατόμουρα όταν χαλάσουν. Παρά το γεγονός ότι μια ημερήσια δόση άνω των 5 mg ανά κιλό σώματος έχει δυσάρεστες επιπτώσεις για τον ανθρώπινο οργανισμό (επηρεάζει το συκώτι και τους νεφρούς), είναι ευρύτατα διαδεδομένο ως συντηρητικό τροφίμων και αντισηπτικό. Ιστορικά, ο πρώτος που ανακάλυψε τη διαδικασία ξηρής απόσταξης του βενζοϊκού οξέος ήταν ο γνωστός σε όλους μας Νοστράδαμος, το 1556 μ.Χ. Σήμερα παράγεται από τη μερική οξείδωση τολουόλης, υπό την καταλυτική δράση κοβαλτίου.

Επί τω έργω...

Με λουλάκι, βόρακα και βενζοϊκό οξύ, ας ξεκινήσουμε τα πειράματα για... «λευκά Χριστούγεννα».

Χιονονιφάδες για το δένδρο

Υλικά

  • Γυάλινο ποτήρι με ευρύ στόμα (ή γυάλινο βάζο από γλυκό κουταλιού)
  • Κλωστή,
  • Ξύλινο μολύβι,
  • Λευκά καθαριστήρια πίπας (από το περίπτερο),
  • Βόρακας (ενισχυτικό πλύσης, στα παντοπωλεία) ή ζάχαρη.

Διαδικασία

  • Παίρνετε τα καθαριστήρια της πίπας και τα κόβετε (με ψαλίδι) σε κομμάτια. Τα πλέκετε μεταξύ τους στο κέντρο, ώστε να θυμίζουν νιφάδα χιονιού.
  • Κόβετε μία κλωστή σε μήκος περίπου όσο το ύψος του ποτηριού και δένετε τη μία άκρη της σε ένα από τα ποδαράκια της «νιφάδας» και την άλλη στην κορυφή του μολυβιού. Βράζετε νερό.
  • Βυθίζετε τη «νιφάδα» στον πάτο του ποτηριού, με το μολύβι σε ρόλο «καλαμιού ψαρέματος», και χύνετε βραστό νερό ως το 1/3 του ποτηριού.
  • Προσθέτετε τρία κουταλάκια σκόνης βόρακα και ανακατεύετε ώσπου να διαλυθεί (δηλαδή, να μην απομείνουν κρύσταλλοί του στον πάτο του ποτηριού).
  • Αφήστε το καυτό διάλυμα να κρυώσει μόνο του, για ολόκληρη νύχτα. Την επόμενη ημέρα θα έχετε ένα όμορφο στολίδι σε σχήμα νιφάδας χιονιού, με μεγάλους κρυστάλλους.
  • Αν κάνετε το ίδιο με πολλά καθαριστήρια πίπας και πολλά ποτήρια, θα έχετε μπόλικα στολίδια για το δένδρο σας.
  • Επίσης, αν προσθέσετε σταγόνες χρωστικών ουσιών (χρώμα ζαχαροπλαστικής), θα αποκτήσετε πολύχρωμα στολίδια.
  • Σημείωση: Αν δεν βρείτε βόρακα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ζάχαρη. Θα την προσθέτετε ώσπου να κορεστεί το διάλυμα (να μη διαλύεται άλλο η ζάχαρη). Ωστόσο να ξέρετε ότι σε αυτή την περίπτωση οι κρύσταλλοι θα αργήσουν να σχηματιστούν.

Δένδρο του Άι- Βασίλη

Υλικά

  • Στυπόχαρτο,
  • Λευκαντικό ρούχων (λουλάκι),
  • Επιτραπέζιο αλάτι,
  • Αμμωνία,
  • Πράσινη χρωστική ουσία τροφίμων (χρώμα ζαχαροπλαστικής),
  • Διάφανη πλαστική θήκη γλυκών (το πιο μικρό μέγεθος).
     

Διαδικασία

Κόψτε δύο κομμάτια στυπόχαρτο χαρτί σε σχήμα ελάτου, έτσι ώστε κάθε κομμάτι να έχει ύψος 10 εκ. Μετά, κόψτε το ένα κομμάτι ως τη μέση από πάνω και το άλλο από τη μέση ως τη βάση. Η βάση των «δέντρων» πρέπει να έχει πλάτος όσο και η πλαστική θήκη γλυκών. Τοποθετήστε τα δύο κομμάτια του δέντρου το ένα μέσα στο άλλο, εγκάρσια. Έπειτα ετοιμάστε ένα διάλυμα από 90 ml νερού, 90 ml λουλακιού, 15 ml αμμωνίας και 18 γραμμάρια αλατιού. Γεμίστε τη θήκη γλυκών με το διάλυμα και τοποθετήστε το δέντρο στη θήκη, έτσι ώστε να στέκεται όρθιο. Στάξτε μία σταγόνα χρωστικής τροφίμων στην άκρη κάθε κλαδιού του δέντρου και αφήστε το. Ύστερα από λίγες ώρες, όταν το υγρό εξατμιστεί, λευκοί κρύσταλλοι με κίτρινες, μπλε και πράσινες αποχρώσεις θα το τυλίξουν!

Το χιονισμένο βάζο

Υλικά

  • Ένα γυάλινο βάζο από γλυκό κουταλιού,
  • Μία πλαστική, χριστουγεννιάτικη  φιγούρα που να χωράει στο βάζο,
  • Γυαλόχαρτο,
  • Κόλλα σιλικόνης,
  • Βενζοϊκό οξύ (από το ζαχαροπλαστείο) ή σιρόπι καλαμποκιού (corn syrup). 

Διαδικασία

  • Παίρνετε το καπάκι του βάζου, τρίβετε με το γυαλόχαρτο την εσωτερική πλευρά του και κολλάτε την πλαστική φιγούρα της προτίμησής σας.
  • Εναλλακτικά, μπορείτε να κολλήσετε στον πάτο του βάζου τη φιγούρα, με υγρή κόλλα - και να την αφήσετε να στεγνώσει καλά. Σε μπρίκι θερμαίνετε αργά 75 ml νερού, χωρίς να κοχλάσει.
  • Προσθέτετε 1 γραμμάριο βενζοϊκού οξέος και αναδεύετε ώσπου να διαλυθεί τελείως.
  • Βγάζετε το μπρίκι από τη φωτιά και το αφήνετε να κρυώσει σε θερμοκρασία δωματίου.
  • Αναδεύετε το διάλυμα (που έχει αρχίσει να κρυσταλλώνεται σε χιόνι) και το ρίχνετε γοργά στο γυάλινο βάζο.
  • Γεμίζετε αργά το υπόλοιπο του βάζου με κρύο νερό βρύσης, αφήνοντας χώρο μόνο για τον όγκο της πλαστικής φιγούρας, εφόσον την έχετε κολλήσει στο καπάκι.
  • Βιδώνετε σφιχτά το καπάκι και το μονώνετε με τη σιλικόνη.
  • Μετά αναποδογυρίζετε το βάζο και χιονίζει κατά βούλησιν!
  • Σημείωση: Αν δεν βρείτε βενζοϊκό οξύ, γεμίστε το μισό βάζο με νερό και το υπόλοιπο με σιρόπι καλαμποκιού. Αφήστε το όλη τη νύχτα και από το πρωί... χιονίζει.

Όπως βλέπουμε, η χημεία μπορεί να μας βοηθήσει να μάθουμε πολλά πράγματα δημιουργώντας και μπαίνοντας στο πνεύμα των γιορτών. Επιλέξτε να κάνετε τα παραπάνω πειράματα με την βοήθεια των παιδιών σας και... καλή διασκέδαση!


Share |