Scambi
gassosi nella respirazione
LA CANDELA CHE BRUCIA
Esperimento n. 1

Materiali
Un
piccolo becher di vetro, una candelina, plastilina, fiammiferi
Cosa fare
- Utilizzando
la plastilina come supporto, sistema verticalmente la candelina
ed accendila
- Tieni l’imboccatura del becher sopra alla fiamma
per circa 10 secondi
- Allontana il becher e lascialo raffreddare
- Tocca con il dito le pareti interne
del becher. Cosa noti?
- Tiene ora l’imboccatura del becher sopra
alla fiamma per circa 30 secondi. Cosa noti?
Cosa osservare
Dopo pochi secondi l’interno del becher si appanna
perché la candela, bruciando, produce vapore acqueo
Dopo un tempo un po’ più lungo la candela si spegne
Cosa accade
La candela si spegne perché bruciando produce anidride
carbonica, che è un gas che spegne le fiamme (infatti è usato come
estintore). Attenzione, non è la mancanza di ossigeno a far spegnere
la candela, l’aria può circolare liberamente.
Esperimento n. 2
Materiali
Un
piccolo becher di vetro, un piccolo imbuto di vetro, una candelina,
plastilina, fiammiferi, una pipetta, blu di bromotimolo
Cosa fare
- Utilizzando
la plastilina come supporto, sistema verticalmente la candelina
nel becher ed accendila
- Cospargi con la pipetta qualche goccia di blu di
bromotimolo sulla
superficie interna dell’imbuto
- Tieni per qualche minuto l’imbuto
sopra la candela, tenendone tappato il collo con un dito.
- Osserva
cosa accade alle gocce di indicatore
Cosa osservare
Le gocce di blu di bromotimolo nell’imbuto cambiano
colore (da blu a verde/giallo)
Cosa accade
Il cambiamento di colore è dovuto alla produzione
di CO2 da parte della candela che brucia (vedi esperimento sulla
respirazione). Combustione e respirazione producono quindi gli stessi
gas. Anche il gas consumato è lo stesso (l’ossigeno). Inoltre in
entrambi i casi si produce energia sotto forma di calore
La respirazione cellulare è la reazione attraverso
la quale il corpo umano produce l’energia di cui ha bisogno per svolgere
tutte le sue funzioni.
LA
RESPIRAZIONE PRODUCE CO2
Esperimento n.1
Materiali
Due becher piccoli, blu di bromotimolo, una siringa senza ago, una
cannuccia da bibita, una bacchetta di vetro, acqua
Cosa fare
- Prendi
due becher e riempi ciascuno con circa 50 ml di acqua
- Aggiungi
qualche goccia di blu di bromotimolo, mescola e registra in
tabella il colore ottenuto.
- Utilizzando la siringa, pompa aria
fresca in uno dei becher e registra in tabella il colore ottenuto.
- Soffia forte e ripetutamente attraverso la cannuccia nell’altro
becher registra in tabella il colore ottenuto.
- Confronta
il colore del liquido nei due becher.
Colore
iniziale con blu di bromotimolo
|
Colore dopo aver iniettato aria con la siringa |
Colore dopo soffiato aria con la cannuccia |
|
|
|
Cosa osservare
Il liquido nel primo becher mantiene il colore blu
che ha assunto dopo l’aggiunta di blu di bromotimolo, mentre quello
dove hai soffiato con la cannuccia diventa di colore verde.
Cosa accade
Il blu di bromotimolo è un indicatore acido-base,
cioè una sostanza che assume un colore diverso a seconda del grado
di acidità (pH) della soluzione.
Nell’acqua, che è neutra, il blu di bromotimolo non cambia colore,
mentre diventa verde chiaro/giallo in ambiente leggermente acido.
L’aria immessa con la siringa non fa cambiare il colore della soluzione
perché contiene poca CO2, mentre l’aria che espiriamo contiene molta
più CO2, che rende acida l’acqua.
Ecco perchè ha cambiato colore solo la soluzione in cui abbiamo soffiato
con la cannuccia
Esperimento n. 2

Materiali
Un becher piccolo, acqua di calce, una cannuccia da bibita
Cosa fare
Versa nel becher circa 20ml di acqua di calce e soffia a lungo
al suo interno con la cannuccia.
Cosa osservare
La soluzione con acqua di calce diventa torbida.
Cosa accade
L’aggiunta dell’anidride carbonica contenuta nell’aria espirata
provoca una reazione chimica, con formazione di una polvere
bianca (carbonato
di calcio, cioè calcare)
Anidride carbonica + acqua di calce carbonato di
calcio + acqua
C02 + Ca(OH)2 CaCO3+H2O
LA RESPIRAZIONE PRODUCE VAPORE ACQUEO
Materiali
Un
becher di vetro
Cosa fare
Alita
in un becher di vetro, osserva, passa un dito all’interno del becher
Cosa osservare
il
becher si appanna, passando un dito al suo interno si sente umido
Cosa accade
Quando
respiriamo produciamo vapore acqueo
COMPOSIZIONE DELL’ARIA
ARIA
INSPIRATA |
ARIA ESPIRATA |
 |
 |
Misura della concentrazione di CO2 dentro e fuori
la scuola con un sensore Vernier
L’anidride carbonica è un gas incolore ed inodore.
Viene usata in molti modi:
- rende
frizzanti bibite, birra e spumanti
- è rilasciata dai lieviti nella
preparazione del pane, facendo aumentare di volume della pasta
- è
utilizzata in alcuni estintori
- è un prodotto della respirazione
cellulare ed un reagente nella fotosintesi clorofilliana
- il
ghiaccio secco è anidride carbonica solida
Ma una sostanza utile come l’anidride carbonica, se
in dosi eccessive, può far male. La concentrazione di anidride carbonica
è un indice di inquinamento negli ambienti chiusi e può causare sonnolenza
e mal di testa.
Sono desiderabili livelli di CO2 inferiori a 600 ppm.
Livelli superiori a 1000 ppm sono in genere considerati indice di
una ventilazione inadeguata. Livelli di 2500 ppm o superiori possono
causare mal di testa
(traduzione del testo dal sito web della Vernier)
Esempi di investigazioni
Come varia nel tempo la concentrazione di CO2 in un’aula
occupata?
Quanto varia la concentrazione di CO2 dentro e fuori l’aula?
Quanto varia la concentrazione di CO2 se teniamo aperta la finestra
per 5 minuti?
Misure prese nell’aula della II E della scuola media
Coletti il 14 Febbraio 2009
Situazione |
Concentrazione di CO2 |
Aula
occupata per 30 min |
1950 ppm |
Aula
dopo aver tenuto la finestra aperta per 5 min |
800 ppm |
All’esterno
( sensore appoggiato sul davanzale) |
600 ppm |
|