Udělejte si doma šumivou limonádu podle návodu českých chemiků

2. května 2015 se Meteor poprvé v historii vysílal živě mimo pražské studio. V rámci této mimořádné příležitosti přinesl i skutečné chemické pokusy. V nich bude pokračovat i po návratu do domovského studia až do konce letošního června. Budou to veskrze užitečné pokusy, které si můžete vyzkoušet i sami. Prvním z nich je příprava šumivé limonády čili šumáku.

Co budeme potřebovat

cukr nebo diabetické sladidlo – podle chuti, zhruba dvě kávové lžičky
kyselina citrónová – podle chuti, zhruba dvě kávové lžičky
hydrogenuhličitan sodný (jedlá soda, soda bikarbona) – jedna lžička
citronový nebo pomerančový olej
potravinářské barvivo žluté nebo oranžové – špetka na špičku nože
voda – 2 decilitry ve sklenici s dostatečnou rezervou na vyšumění

Práškové složky spolu promícháme a přibližně jednu polévkovou lžíci jich nasypeme do sklenice s vodou. Dochutíme například citrónovým olejem a promícháme. Výsledek by měl odpovídat šumákům, které se dříve prodávaly v sáčcích. Z chemického hlediska jsou zásadní dvě složky, vysvětlují Petr Holzhauser a Jan Havlík z Vysoké školy chemicko-technologické.

„Soda v reakci s kyselinou citrónovou vytváří velké množství oxidu uhličitého v podobě bublinek, které způsobují šumění nápoje. Jedlá soda se mimochodem také používá proti pálení žáhy, protože neutralizuje kyseliny.“

Jedlá soda a voda|foto: Soňa Vaicenbacherová

Kde se berou bublinky

Kyselina citrónová je sice slabá kyselina, ale svou kyselostí způsobí rozklad hydrogenuhličitanu za vzniku plynného oxidu uhličitého. Část se ho rozpustí ve vodě, a proto vnímáme při pití „perličky“ na jazyku. Spolu s přebytkem kyseliny je zodpovědný i za nakyslou chuť nápoje. Reakce se ovšem spustí, až když práškovou směs nasypeme do vody.

„Dokud je prášek suchý, látky spolu nereagují, protože se dotýkají jen hranami svých krystalků. Když ale přilijeme vodu, všechny složky se začnou rozpouštět a vznikne roztok kyseliny a sody. Až v tomto roztoku dojde k chemické reakci a z něj se právě uvolňují bublinky oxidu uhličitého,“ vysvětluje Petr Holzhauser.

Šumák, šuměnky|foto: CC BY-SA 3.0, Silberchen

Kolik bublinek je v jednom šumáku?

Roztok, který vznikne, je velmi koncentrovaný. Reakce proto probíhá velmi rychle. Množství uvolněného oxidu uhličitého chemikové demonstrují dalším pokusem.

„Pokud budeme vznikající oxid uhličitý jímat do uzavřené nádoby, bude v ní stále vyšší a vyšší tlak. Při určitém tlaku dojde k malé explozi.“

Do „žloutku“ z čokoládového vajíčka s překvapením stačí dát půl lžičky šumákové směsi a několik kapek vody. Potom je třeba vajíčko rychle uzavřít, aby plyn zbytečně neunikal. A během čekání na výbuch si chraňte oči, abyste nedopadli jako vědci ve studiu Meteoru.

Co dokáže tlak plynu

„Síla výbuchu se vzala narůstajícím tlakem. Chemická reakce se nezastaví, oxid uhličitý stále vzniká. Pokud má pouze omezený prostor, do kterého se může rozpínat, tlak narůstá tak dlouho, až překoná sílu, která drží obě poloviny vajíčka pohromadě,“ dodává Petr Holzhauser.

Plastové vajíčko se rozletí vejpůl. V pevnější nádobě by chemická reakce pokračovala, ovšem ne donekonečna. Oxid uhličitý není jakožto plyn neomezeně stlačitelný a od určité hodnoty tlaku by se začal měnit v kapalinu. Právě to se děje, když se stlačeným plynem plní například sifonové bombičky. To ale doma raději nezkoušejte, protože při zkapalňování se uvolňuje velké množství tepla a bombičky je nutné účinně chladit.