Nell'aria che respiriamo Convegno “Sguardi per conoscere il mondo” 25 - 26 giugno 2014 Istituto Comprensivo Spinea 1° Ins. Rosa Santarelli

Attività con la calce spenta Saper osservare e descrivere quello che succede durante un’interazione tra sostanze Partecipare alla discussione: esplicitare domande e riflessioni sulle caratteristiche dell’aria inspirata ed ispirata Scoprire che l’idrato di calce reagisce con l’anidride carbonica, presente in maggiore quantità nell’aria espirata Osservare e descrivere la polverina bianca che si deposita sul fondo dei bicchieri dopo la reazione. Scoprire che è diversa dalla calce idrata. Far emergere il bisogno del corpo di respirare. Recuperare esperienze e conoscenze sull’aria che ci circonda Interazione tra l’aria espirata e l’aria inspirata con l’acqua di calce Esperienze con la polverina bianca, prodotto dalla reazione. Contare quante volte respiriamo in un minuto. Provare a non respirare…

Esperienza con la candela Saper osservare un fenomeno di combustione: la candela si spegne se viene imprigionata dentro un barattolo capovolto. Accorgersi di quello che succede nell’acqua di calce e dentro il barattolo. Porsi delle domande Recuperare le esperienze con l’aria calda e l’aria fredda fatte lo scorso anno. Collegare l’esperienza con quella precedente con l’acqua di calce Trarre conclusioni in uno schema Esperienza con la candela accesa e un barattolo capovolto Stessa esperienza, ma con l’acqua di calce nel piattino Schematizzazione dalla combustione della candela

La calce idrata La calce idrata è una polvere bianca molto sottile, come la farina. Viene chiamata anche calce spenta. Il suo nome chimico è idrossido di calcio. Si usa in edilizia per fare la malta.

Materiali e strumenti

Calce idrata nell’acqua Abbiamo versato tre/quattro cucchiaini di calce idrata in una bottiglia piena di acqua. L’acqua è diventata bianca come il latte Abbiamo messo la bottiglia a riposare sopra un armadio.

Dopo alcuni giorni... Dopo un giorno una parte della calce si è sciolta nell’acqua; quella che non si è sciolta si è depositata sul fondo. L’acqua col passare del tempo è diventata trasparente come prima, ma parte della calce si è sciolta in essa formando una soluzione.

Abbiamo filtrato e travasato più volte l’acqua in un’altra bottiglia, così abbiamo ottenuto una soluzione di acqua e calce senza deposito. La soluzione è limpida e trasparente.

Esperienza con l’acqua di calce. Soluzione di idrato di calcio versata nei bicchieri. Abbiamo versato un po’ di soluzione di acqua di calce nei bicchieri, abbiamo preso delle cannucce e abbiamo cominciato a soffiarci dentro facendo gorgogliare l’acqua.

La trasformazione Piano piano l’acqua è diventata bianca e opaca. È diventata bianca, forse perché soffiando noi abbiamo buttato fuori dell'aria.

.. come mai l’aria soffiata dalla pompetta non fa diventare bianca l’acqua di calce? Abbiamo provato a fare la stessa cosa con una pompetta, quella che usiamo per gonfiare i palloncini, ma l’acqua non è diventata bianca come quella ottenuta con la “nostra aria”.

.. quando abbiamo soffiato dentro al bicchiere con la soluzione di calce idrata ho notato che all’inizio l’acqua era trasparente, dopo è diventata bianca come il latte. .. abbiamo preso la pompetta e abbiamo pompato aria dentro la soluzione, l’acqua di calce non è diventata bianca come quella dove avevamo soffiato con la cannuccia, ma è rimasta quasi trasparente.

Perché mentre si soffiava si sentiva puzza? Perché con l’aria nella pompa l’acqua non diventa bianca? Perché con l’aria nostra l’acqua diventa bianca? Che cosa ha di diverso l’aria che soffiamo, cioè quella che buttiamo fuori?

Dalle domande una risposta condivisa e rilanciata .. forse perché l’aria che noi buttiamo fuori non ha l’ossigeno, ma l’anidride carbonica, invece quando pompiamo con la pompetta esce più ossigeno.

Il giorno dopo .. dopo aver soffiato, l’acqua era diventata bianca, ma ora è tornata trasparente. L’abbiamo versata in un altro bicchiere e sotto è rimasta una specie di polverina bianca. .. come ha fatto l’acqua prima bianca a diventare di nuovo trasparente?

Cerchiamo su Wikipedia l’anidride carbonica La polverina bianca .. come ha fatto a crearsi la polverina bianca? Che cos’è quella polverina bianca che si è formata? .. forse è il calcare. .. secondo me sono i resti che non si sono sciolti. Ma prima non era tutto sciolto? Quando l’abbiamo filtrata la soluzione era trasparente. Susanna ha detto che l'aria che buttiamo fuori contiene più anidride carbonica, rispetto all’aria che è fuori, quindi le due “arie” devono avere caratteristiche diverse. Cerchiamo su Wikipedia l’anidride carbonica

L’Anidride carbonica CO2 L'anidride carbonica (nota anche come biossido di carbonio o diossido di carbonio) è un ossido acido (anidride) formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno. È una sostanza fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali… È indispensabile per la vita e per la fotosintesi delle piante… CO2 Da Wikipedia…

Le prime conclusioni Quando respiriamo la “nostra aria”, quella espirata, è diversa da quella inspirata che è dentro la pompetta, perché contiene più anidride carbonica. Quando soffiamo con la cannuccia nell’acqua di calce l’anidride carbonica ha una reazione con la calce idrata e si forma una polverina bianca che fa diventare l’acqua diventa tutta opaca e bianca. La soluzione di idrato di calce può servire per riconoscere se un gas è anidride carbonica.

Calce idrata + Anidride carbonica  Carbonato di calcio (il calcare)

Cosa sappiamo sull’aria? .. è fatta di tante sostanze tipo ossigeno, anidride carbonica e altre sostanze .. ci sono molti tipi di aria. .. noi buttiamo fuori anidride carbonica, ma le piante buttano fuori l’ossigeno. .. l'aria ha diverse proprietà che possono anche cambiare. .. può essere calda o fredda. .. come fa il nostro naso a respirare solo ossigeno? .. non è che nell’aria c’è solo ossigeno, c’è anche anidride carbonica e altro. .. il corpo riconosce quello che gli fa bene o gli fa male, quando mangiamo qualcosa che non ci fa bene o a cui siamo allergici e intolleranti, il nostro corpo reagisce e ti mostra le conseguenze, facendoti capire che non la devi può mangiare.

Dal discorso di Chiara si capisce che il corpo si accorge di ciò che gli fa bene e di ciò che gli fa male e ha delle reazioni. .. più inquinamento c’è delle macchine e dei rifiuti, più anidride carbonica respiriamo e altre sostanze nocive. C'è aria pulita e c’è aria sporca. .. una volta sono andata alle giostre e sono entrata in una palla gonfiata con la pompa, dopo la chiudevano e ti buttavano in acqua e tu rotolavi su questa palla… cominciavo a sentire sempre più meno aria e mi sentivo soffocare. L’aria era viziata, non c’era più tanto ossigeno, tu respiri e dopo la palla si riempie di anidride carbonica.

Una di noi ha immaginato e rappresentato l’aria in questo modo

Riusciamo a non respirare? .. se trattieni il respiro dopo ti viene il mal di stomaco. .. sentivo il cuore che mi batteva forte e dopo che mi gonfiavo .. il cuore batteva a mille, sensazione di non respirare e di morire.. per un secondo mi sono sentito senza vita. .. mi sentivo un nodo in gola.. vedevo dei puntini neri. .. avevo tutta l’aria che mi veniva su e mi gonfiava, era un’ossessione, dovevo per forza respirare. mi girava tanto tanto la testa e mi facevano male le tempie, me le sentivo scoppiare. .. ho sentito un sensazione strana come se i polmoni si chiudessero. .. è difficile trattenere il respiro, però se tengo il naso tappato, dopo aver ingoiato l’aria, lo trattengo di più, ma sento il cuore battere.

.. quando ho trattenuto il respiro mi sembrava di avere una grossa bolla sia nella pancia che in bocca. Quindi mi sembrava di sentirmi come esplodere. .. quando ho cominciato a respirare di nuovo mi è venuta una sensazione di vomito. .. era come se fossi affondata nell’acqua.. .. avevo la faccia tutta rossa. .. come.. quando ho iniziato a inspirare mi sono sentita tantissima aria che veniva dentro di me, poi quando non ce la facevo più a trattenere il respiro mi sono sentita come scoppiare.

Il corpo manda segnali se tratteniamo per un po’ il respiro Il cuore batte forte Nodo alla gola Sensazione di soffocamento, di ossessione Giramenti di testa, mal di testa, arrossamento del viso Le tempie fanno male, ti scoppiano Mal di stomaco Si vedono puntini neri Si ha la sensazione di morire NON POSSIAMO FARE A MENO DI RESPIRARE!

Composizione dell'aria In media i gas che compongono l’aria sono: AZOTO -> 78% OSSIGENO ->21% ALTRI GAS 1% (anidride carbonica, altri gas…) SECCA o UMIDA INQUINATA VIZIATA CALDA o FREDDA PULITA può essere ARIA

Abbiamo immaginato le particelle di aria dentro il barattolo: ogni cento particelle ne abbiamo disegnato 78 di azoto, 21 di ossigeno e una di un altro gas… Grafici Dai disegni si capisce che la maggior parte dell’aria è fatta di Azoto. Di anidride carbonica ce n’è proprio pochissima!

Dopo alcuni giorni In tutti i bicchieri dove abbiamo soffiato con la cannuccia si è formata una nuova polverina bianca che si è depositata sul fondo, perché non si è sciolta.

Esperienze con l’aceto Abbiamo provato a versare sopra la polverina un po’ di aceto. Ha fatto un po’ di bolle come nell’acqua frizzante. Si sentiva friggere. Abbiamo provato a versare l’aceto sulla calce idrata, non si sentiva il rumore, non si sono formate bollicine. Le due polveri non sono uguali, perché hanno proprietà diverse..

Aceto e polverina bianca dopo la reazione… Aceto e idrato di calce: non si sono formate le bollicine, l’aceto è torbido.. Aceto e polverina bianca dopo la reazione…

Che cos’è? La polverina bianca è il calcare, la maestra ce lo ha confermato, infatti, è la stessa sostanza che incrosta i lavandini e le pentole e che abbiamo ottenuto l’anno scorso grattugiando le pietre. Il calcare reagisce con l’aceto facendo bollicine e rumore, è come se friggesse. L’idrato di calce con l’aceto non fa bollicine e non fa rumore.

PROPRIETA’ DELLE DUE SOSTANZE IDRATO DI CALCE CALCARE È una polverina bianca Si scioglie nell’acqua Con l’aceto non fa bollicine, non reagisce L’aceto dopo un po’ è opaco e torbido Non si scioglie nell’acqua, ma si deposita sul fondo Con l’aceto reagisce e fa bollicine, si sente friggere Dopo un po’ l’aceto torna trasparente.

Esperienza con la candela e la soluzione di idrato di calce Materiali e strumenti usati: Soluzione di idrato di calce Candela Piatto Barattolo di vetro Accendino

Perché dopo un po' la candela si spegne?

Fenomeni osservati Perché? La candela rimane accesa per un po’ e dopo piano piano si spegne. Perché? Noi abbiamo contato fino a 17-18 ... Abbiamo provato più volte, succedeva sempre la stessa cosa.

Appannamento del barattolo 2. Il vetro si appanna, si formano goccioline piccolissime di acqua sulle pareti. Perché il vetro si appanna? Abbiamo provato a ripetere l’esperienza togliendo l’acqua. Il vetro si è appannato ugualmente. Vuol dire che si è formata “nuova acqua”. Qualcuno ha detto che dipende dall’acqua nel contenitore che evapora con il calore.. Qualcuno ha detto che anche noi quando respiriamo e buttiamo fuori aria vicino al vetro lo appanniamo..

La candela si spegne Perché? 3. Quando la candela si spegne, subito dopo l’acqua sale come risucchiata dentro il barattolo. C’è stato come un risucchio improvviso di acqua dentro! Abbiamo provato più volte per riuscire a capire quando l’acqua saliva… Perché? Cosa può essere successo?

La soluzione diventa bianca La soluzione di idrato di calce diventa sempre più bianca, come quando abbiamo soffiato con la cannuccia la nostra aria. È successo come quando noi abbiamo soffiato con la cannuccia nell’idrato di calce… Perché? Si è formata anche qui il calcare?

Perché l’acqua sale nel barattolo? FILMATO Per Interpretare quello che succede, bisogna osservare bene il momento in cui l’acqua sale nel barattolo! L’acqua sale soprattutto dopo che la candela si è spenta. Perché?

Può esserci un collegamento con l’esperienza fatta l’anno scorso? Il palloncino si sgonfia se smettiamo di scaldare la bottiglietta… Il palloncino si gonfia se scaldiamo la bottiglietta…

Mentre la candela bruciava è salita solo un po’ di acqua … Dopo che la candela si è spenta è salita di colpo molta acqua?

Le nostre conclusioni La candela si spegne perché viene a mancare l’ossigeno. Mentre brucia la cera si formano due nuove sostanze, l’acqua e l’anidride carbonica rilevata dall’acqua di calce. La candela si è accorciata, la cera si è consumata un po’ L’ossigeno e la cera hanno formato due sostanze diverse che cui “particelle” ora sono nella struttura dell’acqua (H2O) e in quella dell’anidride carbonica (CO2) Quando la candela si spegne l’aria dentro si raffredda e si contrae facendo salire l’acqua nel barattolo. (Per arrivare a queste conclusioni è stato importante il richiamo all’esperienza di costruzione di strutture, fatte all’inizio dell’anno…)

Schematizziamo l’esperienza