Kolorowe bąble powoli unoszą się i opadają w słoiku jak w prawdziwej lampie lawowej z lat 70. Zbudowanie jej zajmuje pięć minut i kilka złotych.

Co nam będzie potrzebne?

Jak wykonać doświadczenie?

Wlej do słoika olej roślinny – ok. ¾ pojemności naczynia. Odczekaj chwilę, aż olej się uspokoi.

W osobnym kubku przygotuj intensywnie zabarwioną wodę: wlej ¼ szklanki wody i dodaj tyle barwnika spożywczego, żeby kolor był głęboki i nasycony (niebieski lub czerwony wygląda najlepiej). Powoli wlej zabarwioną wodę po ściance słoika do oleju. Woda opadnie na dno, bo jest gęstsza od oleju – między nimi zobaczyć można wyraźną granicę.

Teraz odłam kawałek tabletki musującej (ok. ¼ tabletki) i wrzuć do słoika. Obserwuj: tabletka opada przez olej na dno, gdzie zaczyna się rozpuszczać w wodzie i wydzielać CO₂. Bąbelki gazu unoszą ze sobą krople zabarwionej wody ku górze, przez olej. Gdy bąbelek dociera do granicy olej-powietrze, pęka, woda wraca na dno i cykl się powtarza.

Ustaw latarkę lub telefon świecący od dołu pod słoikiem – efekt wizualny jest wtedy wielokrotnie piękniejszy.

Wyjaśnienie naukowe

Eksperyment opiera się na różnicy gęstości między wodą a olejem. Woda (~1,0 g/cm³) jest gęstsza od oleju roślinnego (~0,92 g/cm³), dlatego zawsze opada na dno. Olej i woda nie mieszają się ze sobą – są wzajemnie nierozpuszczalne, bo woda jest cieczą polarną (jej cząsteczki mają ładunek elektryczny), a olej niepolarny (jego cząsteczki nie mają ładunku). Polarne cząsteczki przyciągają się nawzajem i “odpychają” niepolarne.

Tabletka musująca zawiera kwas cytrynowy i wodorowęglan sodu – te same składniki co wulkan z sody i octu. Gdy tabletka zetknie się z wodą na dnie, reaguje i wydziela CO₂. Bąbelki gazu (gęstość CO₂ jest mniejsza niż wody i oleju) unoszą się ku górze. Cząsteczki wody “przyczepiają się” do bąbelków – bo woda przylega do polarnej powierzchni bąbelka – i są unoszone razem z nim przez warstwę oleju.

Gdy bąbelek CO₂ dociera do powierzchni oleju, pęka, bo olej-powietrze nie stawia mu oporu. Woda traci swój “pojazd” i z powrotem opada na dno przez olej. Cykl powtarza się dopóki tabletka się rozpuszcza i wydziela gaz.

Prawdziwe lampy lawowe z lat 60. i 70. działają na podobnej zasadzie, ale używają wosku i wody z solami, a źródłem energii jest żarówka grzewcza – wosk topi się, traci gęstość i unosi, schładza się przy górze i z powrotem opada. Nasz model używa CO₂ zamiast różnicy temperatur.

Warianty

Kilka kolorów – użyj dwóch różnych kolorów wody, wlewaj jeden po drugim. W słoiku tworzą się warstwy różnokolorowej wody na dnie, a bąbelki unoszą je warstwami – każda “fala” jest innego koloru.

Większa lampa – użyj butelki 1,5 l lub dużego słoja po ogórkach. Im większy słój, tym wolniej i bardziej majestatycznie poruszają się bąble. Jedna tabletka wystarczy do kilku minut działania; po wyczerpaniu dodaj kolejną.

Podświetlenie LED – połóż słoik na rozświetlonej klawiaturze, telefonie z włączoną latarką lub tablecie wyświetlającym białą stronę. Efekt jest identyczny jak przy prawdziwej lampie lawowej stojącej przy oknie.

Często zadawane pytania

Dlaczego woda nie miesza się z olejem, nawet po wymieszaniu? Woda i olej są nierozpuszczalne – nawet gdy energicznie wymieszasz emulsję, cząsteczki wody szybko “uciekają” od cząsteczek oleju i łączą się ze sobą, a olej z olejem. Granica faz zawsze się odtworzy. Żeby trwale połączyć wodę z olejem, potrzebujesz emulgatora (np. lecytyny z żółtka jaja) – to właśnie on stabilizuje majonez.

Czy tabletki musujące reagują inaczej w oleju niż w wodzie? Tak – w czystym oleju tabletka nie reaguje, bo reakcja wymaga wody. Dopiero gdy tabletka zetknie się z warstwą wody na dnie słoika, zaczyna się rozpuszczać i wydzielać CO₂. Możesz to sprawdzić, wrzucając tabletkę do słoika samego oleju bez wody – nie będzie żadnej reakcji.

Jak długo działa lampa? Jedna tabletka daje efekt przez 1–3 minuty. Gdy reakcja ustanie, możesz wrzucić kolejną. Barwnik i olej są wielokrotnego użytku – można uzupełniać tylko tabletki. Olej z czasem może się lekko zabarwić, ale to nie wpływa na działanie lampy.