Uovo che rimbalza senza guscio

Cosa imparerà

• Che un acido (aceto) reagisce con un carbonato (guscio) e produce un gas, l'anidride carbonica, che si vede sotto forma di bolle.
• Che sotto il guscio c'è una membrana sottile ed elastica che tiene intero l'uovo.
• Cos'è l'osmosi: l'acqua attraversa la membrana e l'uovo si gonfia (in aceto o acqua) o si sgonfia (nello sciroppo).
• A misurare e confrontare massa e circonferenza prima e dopo un esperimento e a esprimere la variazione in percentuale.
• Che le reazioni chimiche hanno una velocità che dipende dalla temperatura e dalla quantità di reagente.

Prepara prima

• Stampa il metro A e la scala di rimbalzo B al 100 %; verifica che da 0 a 100 sul metro ci siano 100 mm.
• Togli l'uovo dal frigorifero 30 minuti prima perché non sia gelato (all'inizio reagisce meglio).
• Controlla l'uovo in controluce: se ha crepe, usa quello di riserva.
• Organizza i tempi: se cominci il lunedì pomeriggio, il martedì alla stessa ora cambi l'aceto e il mercoledì o il giovedì tiri fuori l'uovo.
• Tieni a portata di mano carta da cucina e un vassoio: l'uovo senza guscio è scivoloso.

Materiali e attrezzi

• Uova crude — 2 (uno di riserva) + 1 normale per il confronto
  taglia M o L, senza crepe; meglio a guscio bianco (il cambiamento si vede prima), ma vanno bene anche quelle scure
• Aceto bianco di alcol — 500 ml (250 ml il giorno 1 e 250 ml il giorno 2); 750 ml se il barattolo è largo
  acidità 5 % (è scritta sull'etichetta); va bene anche quello di vino, ma colora
• Barattolo di vetro o bicchiere alto — 1
  400–500 ml, imboccatura di almeno 60 mm per tirare fuori l'uovo senza stringerlo
• Sacchettino piccolo da freezer — 1
  con chiusura zip, riempito con 50 ml d'acqua e ben chiuso: fa da peso per tenere l'uovo immerso (un bicchierino di plastica galleggerebbe)
• Piatto o pellicola trasparente — 1
  per coprire il barattolo senza chiuderlo ermeticamente (pellicola con 3–4 buchi)
• Cucchiaio grande o schiumarola — 1
  per tirare fuori l'uovo senza pizzicarlo
• Colorante alimentare e zucchero (esperimenti) — 10 gocce di colorante; 200 g di zucchero
  per l'uovo in acqua colorata e l'uovo nello sciroppo

Attrezzi

• Bilancia da cucina — pesare l'uovo prima e dopo (precisione di 1 g)
• Metro a nastro di carta (pezzo A) o spago e righello — misurare la circonferenza dell'uovo
• Torcia o torcia del cellulare — guardare l'uovo in controluce
• Vassoio o piatto piano — superficie per i rimbalzi (se scoppia, raccoglie tutto)

Pezzi e sagome

• A · Metro a nastro di carta ×1 — carta
• B · Scala di rimbalzo ×1 — cartoncino

Passo passo

1. Misura l'uovo prima

   Pesa l'uovo sulla bilancia e annota i grammi (≈ 55–65 g). Avvolgilo con il metro A nella parte più larga e annota la circonferenza (≈ 140–150 mm); ripeti con il giro lungo (≈ 160–170 mm).

   Verifica: Hai 3 numeri annotati: massa, circonferenza larga e circonferenza lunga.

2. Metti l'uovo nel barattolo

   Metti l'uovo nel barattolo vuoto con un cucchiaio grande, calandolo fino al fondo senza lasciarlo cadere. Il barattolo deve avere una capacità di almeno 400 ml.

3. Coprilo di aceto

   Versa 250 ml di aceto bianco lungo la parete del barattolo: l'uovo deve restare coperto da almeno 2 cm di aceto. In un barattolo di Ø 75 mm basta appena; se il tuo è più largo e non basta, aggiungi altro aceto fino a coprirlo.

   Verifica: In meno di 1 minuto compaiono bollicine attaccate al guscio.

4. Tienilo immerso

   Le bolle fanno salire l'uovo e lo fanno galleggiare. Riempi un sacchettino piccolo da freezer con 50 ml d'acqua, chiudilo bene e appoggialo sopra l'uovo perché resti del tutto sotto l'aceto.

   Trucco: La parte che spunta fuori dall'aceto non si scioglie e resterebbe una macchia di guscio. Un bicchierino di plastica capovolto non serve: galleggia.

5. Osserva le bolle

   Guarda il barattolo di lato con una torcia per 2–3 minuti. Le bolle sono anidride carbonica che si forma quando l'acido reagisce con il guscio. Annota quante ne vedi in 10 secondi.

6. Copri senza chiudere e metti via

   Copri il barattolo con un piatto o con pellicola trasparente con 3–4 buchi (mai con il coperchio avvitato: il gas farebbe pressione) e mettilo in frigorifero, in un posto dove nessuno lo sposti.

7. Cambia l'aceto dopo 24 h adulto

   Il giorno dopo vedrai schiuma marrone e il guscio molle. Tieni fermo l'uovo con il cucchiaio appoggiato all'imboccatura del barattolo, butta l'aceto usato nel lavandino e aggiungi aceto nuovo, la stessa quantità del primo giorno (250 ml o quanto serve per coprirlo di 2 cm). Rimetti sopra il sacchettino.

   Verifica: Se tocchi l'uovo con il cucchiaio, il guscio è molle o si stacca già a pezzi.
   Trucco: Se tirandolo fuori vedi che non c'è più guscio, puoi passare direttamente a sciacquarlo.

8. Aspetta altre 24–48 h

   Copri di nuovo e lascia il barattolo in frigorifero per altre 24 h (48 h se vedi ancora placche bianche). Ormai non usciranno quasi più bolle: segno che resta poco guscio.

9. Tira fuori e sciacqua l'uovo adulto

   Tira fuori l'uovo con il cucchiaio sul palmo della mano. Mettilo sotto un filo d'acqua tiepida del rubinetto e strofina con il polpastrello, molto delicatamente, per togliere i resti bianchi di guscio.

   Verifica: L'uovo è traslucido, in controluce si vede il tuorlo e al tatto è morbido ed elastico.

10. Misura l'uovo dopo

    Asciugalo con carta da cucina e pesalo di nuovo, poi misura le due circonferenze con il metro A. Calcola quanto è cresciuto sottraendo i numeri del passaggio 1.

    Verifica: Di solito pesa 10–20 g in più e la circonferenza è cresciuta di 5–10 mm: è entrata acqua per osmosi.

11. Guardalo in controluce

    In una stanza poco illuminata, appoggia l'uovo sulla torcia accesa del cellulare. Vedrai il tuorlo che galleggia e la camera d'aria nella parte larga.

12. Fallo rimbalzare

    Metti la scala B accanto a un vassoio. Tieni l'uovo a 1 cm dal vassoio e lascialo andare; poi prova da 2 cm e da 3 cm. Non superare la linea dei 3 cm.

    Verifica: L'uovo rimbalza di qualche millimetro e si schiaccia un po' quando tocca il vassoio, senza rompersi.

13. Buttalo alla fine

    Quando hai finito gli esperimenti (al massimo 3 giorni dopo averlo tirato fuori, tenuto in frigorifero), rompi l'uovo dentro un sacchetto e buttalo nell'umido. Lavati le mani con il sapone.

Funziona? La prova

Confronta l'uovo senza guscio con un uovo normale: pesa, misura le circonferenze, guarda entrambi in controluce e lascia cadere l'uovo senza guscio da 1, 2 e 3 cm su un vassoio.

Cosa deve succedere: L'uovo senza guscio è traslucido, ha una circonferenza di ≈ 5–10 mm maggiore e pesa ≈ 15–30 % in più (per es. da 60 g a 75 g). Rimbalza senza rompersi da 1–3 cm; da più di 5 cm la membrana di solito scoppia.

Se qualcosa non va

• Dopo 48 h restano ancora pezzi duri di guscio — L'aceto si è esaurito (non è più acido) o il frigorifero ha rallentato la reazione. Soluzione: Metti aceto nuovo e aspetta altre 24 h. Gli ultimi resti si tolgono strofinando piano sotto il rubinetto.
• Una parte dell'uovo ha ancora il guscio e il resto no — L'uovo galleggiava e una zona è rimasta fuori dall'aceto. Soluzione: Metti sopra un sacchettino chiuso con 50 ml d'acqua perché resti immerso e lascia altre 24 h.
• L'uovo si è rotto mentre lo tiravi fuori o lo strofinavi — È stato pizzicato con le dita o aveva una crepa fin dall'inizio. Soluzione: Tiralo sempre fuori con un cucchiaio grande, strofina con il polpastrello e usa l'uovo di riserva. Controlla le uova in controluce prima di cominciare.
• Scoppia quando rimbalza — È stato lasciato cadere da troppo in alto o su una superficie con bordi o briciole. Soluzione: Massimo 3 cm su un vassoio liscio. Un uovo molto grande (dopo lo sciroppo o l'acqua) è più fragile: scendi a 1–2 cm.
• All'inizio non escono bolle — L'aceto ha un'acidità bassa o l'uovo è gelato. Soluzione: Verifica che l'etichetta dica 5 % e lascia intiepidire l'uovo 30 min fuori dal frigorifero.
• Il frigorifero puzza molto di aceto — Il barattolo è scoperto. Soluzione: Coprilo con pellicola con pochi buchi. L'odore sparisce quando butti l'aceto.

Sicurezza

• Uovo crudo: può contenere salmonella. Non si mangia né si assaggia; lavati le mani con il sapone dopo averlo toccato e pulisci il tavolo.
• Non chiudere il barattolo con il coperchio avvitato: il gas della reazione può far saltare il coperchio o rompere un barattolo piccolo.
• L'aceto brucia negli occhi e sulle ferite: se schizza, sciacqua con abbondante acqua.
• Se l'uovo scoppia, raccogli albume e tuorlo con carta da cucina e pulisci con acqua e sapone (sul pavimento è scivoloso).
• Butta l'uovo al massimo 3 giorni dopo averlo tirato fuori: comincia a puzzare.

La scienza che c'è dietro

Per i bambini

Il guscio dell'uovo è fatto della stessa cosa del gessetto: calcio. L'aceto è un acido, e gli acidi si «mangiano» il gessetto poco a poco; mentre se lo mangiano, liberano bollicine di gas, come quelle di una bibita gassata. Quando il guscio non c'è più, resta solo la pellicina sottile che c'era sotto, elastica come un palloncino. In più, questa pellicina ha dei buchini così piccoli che lascia passare solo l'acqua: l'acqua dell'aceto si infila dentro e l'uovo si gonfia un po'. Per questo diventa grande, morbido e rimbalza.

Per l'adulto

Il guscio è ≈ 95 % carbonato di calcio (CaCO₃), circa 5–6 g in un uovo M. L'aceto è una soluzione acquosa di acido acetico al 5 % (≈ 0,83 mol/l). Reazione: CaCO₃ + 2 CH₃COOH → Ca(CH₃COO)₂ + H₂O + CO₂↑. Sciogliere 5,5 g di CaCO₃ (0,055 mol) consuma 0,11 mol di acido, il contenuto di ≈ 130 ml di aceto, e libera 0,055 mol di CO₂ (≈ 1,3 l di gas): per questo bisogna rinnovare l'aceto e non chiudere il barattolo. La velocità cala con la temperatura (a 4 °C è circa la metà o meno che a 20 °C) e quando l'acido si esaurisce. Sotto il guscio restano le membrane testacee (fibre di cheratina e collagene), semipermeabili: lasciano passare l'acqua e le molecole piccole ma non le proteine dell'albume. Poiché l'aceto ha molto meno soluto dell'interno dell'uovo, l'acqua entra per osmosi e la massa aumenta del 15–30 %; nello sciroppo (più concentrato dell'albume) il gradiente si inverte e l'uovo perde acqua e si raggrinzisce. Il rimbalzo è dovuto all'elasticità della membrana tesa dalla pressione interna; una caduta da più in alto supera la sua resistenza alla trazione e la fa scoppiare.

• acido: sostanza dal sapore aspro, come l'aceto o il limone, che può sciogliere il calcare.
• carbonato di calcio: il materiale del guscio d'uovo, del gessetto e del calcare.
• anidride carbonica: il gas delle bolle; lo stesso che emettiamo respirando.
• membrana semipermeabile: pellicola con pori così piccoli che lascia passare solo alcune sostanze, come l'acqua.
• osmosi: passaggio dell'acqua attraverso una membrana da dove ci sono meno sostanze disciolte verso dove ce ne sono di più.

Per età

• 5–7 anni: L'adulto cambia l'aceto e toglie il guscio all'uovo. Il bambino mette l'uovo nel barattolo, versa l'aceto, conta le bolle, guarda in controluce e lo fa rimbalzare da 1–2 cm. Concentrati su «l'acido si mangia il guscio» e sul toccare la differenza tra le due uova.
• 8–10 anni: Fanno tutto il procedimento, misurano massa e circonferenza ogni giorno e compilano una tabella. Aggiungono l'esperimento dello sciroppo.
• 11–12 anni: Calcolano la % di aumento di massa, scrivono la reazione chimica e stimano quanto aceto serve per sciogliere il guscio (pesando gusci secchi di un altro uovo). Progettano l'esperimento sulla temperatura con una variabile controllata.

In gruppo o in classe

Un barattolo per squadra di 3–4 bambini (6–7 barattoli per classe, ≈ 3–3,5 l di aceto in tutto) e un uovo di controllo per tutta la classe. Giorno 1 (20 min): misurare, preparare e osservare le bolle; etichettare ogni barattolo con il nome della squadra. Giorno 2 (10 min): l'insegnante cambia l'aceto. Giorno 3 (40 min): tirare fuori, misurare, controluce e gara di rimbalzo da 1, 2 e 3 cm su vassoi. Se in aula non c'è un frigorifero, lasciali in un posto fresco e cambia l'aceto dopo 24 h: saranno pronti in 48 h. Tieni 2–3 uova di riserva nel caso qualcuno si rompa.

Sfide

• Ottieni l'uovo senza guscio più grande della classe alternando aceto e acqua del rubinetto.
• Fai un uovo «raggrinzito» nello sciroppo e restituiscigli la sua forma in acqua: quante volte regge il ciclo?
• Costruisci una scatola di cartone che permetta di far cadere l'uovo senza guscio da 50 cm senza che scoppi.
• Calcola quanti litri di CO₂ ha liberato il tuo guscio (indizio: pesa i gusci di un uovo sodo, secchi).

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