Český objev: Sodík vybuchuje ve vodě z jiného důvodu, než se myslelo

Prestižní přírodovědecký časopis Nature Chemistry tento týden zveřejnil objev českých chemiků. Ti přišli na kloub záhadě vybuchování sodíku ve vodě. Meteor celý rok objev sledoval krok za krokem, poslechněte si, jak k němu došlo.

Na začátku objevu týmu prof. Pavla Jungwirtha z Akademie věd ČR byl chemický pokus. Takový, který dělají učitelé na základních nebo středních školách v hodině chemie.

Urýpne se kus sodíku a hodí se do vody. Následuje výbuch a objeví se jasný plamen.

Doposud se tato reakce vysvětlovala tím, že se z alkalického kovu uvolňují elektrony. Ty ve vodě reagují s molekulami vody a vznikne hydroxid sodný a vodík, který vzplane a vybuchne.

Běžný středoškolský pokus

Něco tady nehraje

Ve všech výbušných reakcích musí být látky, které spolu reagují, dobře promíchány. Ale tady je makroskopický kus kovu a makroskopický kus vody. Jenomže na rozhraní, kde reakce probíhá, se vyvíjí vodík a pára, která by to vlastně celé měla uhasit. To si pražští chemici uvědomili už na začátku.

„Mladý chemik“ Phil Mason

Phil Mason je původem z Británie a už několik let pracuje ve skupině Pavla Jungwirtha. Ten ho popisuje jako velkého hračičku, který jakoby si dodnes hrál se stavebnicí Mladý chemik, ale na vysoké vědecké úrovni.

Filmování výbuchu sodíku na ústavním balkóně


Tým Pavla Jungwirtha se dlouhodobě zabývá počítačovým simulováním chemických reakcí. Asi 4 roky počítali, jak reagují volné elektrony s molekulami vody. Phil přišel ke konci roku 2013 s myšlenkou, že právě při pokusu se sodíkem se uvolňuje velké množství elektronů. Teoretické výpočty by tak šly podpořit pokusem.

Začalo to pokusem na balkóně

Phil Mason na balkóně Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd už dost pokusů dělal, proč tam nezkusit i výbuch sodíku... S Pavlem Jungwirthem přizvali k pokusu 18. ledna 2014 i svého kolegu z jiné laboratoře Václava Vaňka. Nejprve Phil vyrobil slitinu sodíku s draslíkem. Slitina je kapalná, takže se dá dobře dávkovat. Když je vše připraveno, Phil si vzal ochranou masku a vypustil kapku slitiny sodíku s draslíkem do kádinky s vodou. Vše se fotografuje aparátem, který má nastavenou závěrku až na 1000 snímků za vteřinu.

Co ukázala kamera?

Především velice rychlou reakci, kdy k výbuchu dochází hned v první milisekundě, ihned po doteku obou kapalin. Vědci tak rychlou reakci mezi dvěma různými kapalinami neznají. Její příčinou musí být něco jiného než jen volné elektrony.

Pomůže amoniak

Bohužel výbuch na snímcích překáží, nejsou vidět detaily. Pavel Jungwirth přichází s nápadem zopakovat pokus nikoli ve vodě, ale v amoniaku. Při této reakci se vyloučí výbuch a bude dobře vidět, co se děje se sodíkem. Tak v laboratoři dr. Jiřího Jiráčka naši aktéři, Phil Mason, Pavel Jungwirth a Václav Vaněk zopakovali 17. února 2014 stejný pokus nikoli ve vodě, ale v kapalném čpavku.

Objev krok za krokem

V Meteoru 7. 2. budeme sledovat, jak probíhal pokus s amoniakem a jak přizvali ke spolupráci německého kolegu Sigurda Bauereckera, který má laboratoř a kameru schopnou pořídit až 30 000 snímků za sekundu.
V Meteoru 14. 2. ukážeme, jak probíhaly počítačové simulace sodíku ve vodě a sepisování odborného článku
V Meteoru 21. 2. přineseme pohled do zákulisí komunikace vědců s odborným časopisem a napětí, zda článek recenzenti přijmou.

Dokument Phila Masona o objevu

Poslechněte si záznam pořadu v iRadiu.