TANULÁSI CÉLOK: A szárazjég fizikai és kémiai tulajdonságai

Tegyél egy lapos darab szárazjeget a pultra, és nézd meg, milyen könnyen “lebeg” a pult tetején, ha egy kis lökést adsz neki. Nézd meg azt is, hogy a finomra őrölt szárazjég hogyan mozog a pulton.

Képződik egy tócsa folyadék? Nem, miért nem?
Szilárd → Gáz ( Szublimáció)

Hasonlítsd össze egy H2O-ból készült jégkockával (s)
Szilárd → Folyadék (Olvadás)
Tegyél egy negyeddollárost a szárazjég szélére. Mit észlelsz vagy hallasz?
Mi a szárazjég? Szilárd, fagyott CO2
Az O2-t belélegezzük, a CO2-t kilélegzzük. El fog fogyni az O2 a Földön?
Nem. A fák és a növények CO2-t vesznek fel, O2-t termelnek.

Miért fáj megérinteni a szárazjeget? A tanulók érintsék meg, de csak nagyon rövid ideig.

Szobahőmérsékleten és nyomáson CO2 (s) → CO2 (g). A szilárd CO2-ben a molekulák között vonzóerő van. A molekulák egymástól való eltávolodásához hőre van szükség. A szilárd anyag hőt vesz fel az őt körülvevő levegőmolekuláktól. Ha néhány másodpercnél hosszabb ideig megérinted a szárazjeget, fájdalmat okoz. Elveszi a hőt a kezedből, amikor hozzáérsz.

2. Felfújhatunk egy lufit szilárd szén-dioxiddal?

A tanulók megnézik, hogyan válik a szárazjég szilárdból gázzá, ha egy darab szárazjeget tesznek egy lufiba. Nyújtsunk szélesre egy lufit mindkét kezünkkel – dugjuk az ujjainkat mélyen a lufiba, hogy minél szélesebbre nyissuk. Egy fogó segítségével egy tanuló tegyen egy kis darab vagy néhány kis darab szárazjeget a lufiba. Kösd össze a lufit, és figyeld, ahogy felfúvódik, miközben a szárazjég szublimál (szilárd → gáz). Az egyik tanuló megtarthatja a léggömböt, hogy azt a folyékony nitrogénállomáshoz használhassa.

Mi az a fehér fagy a léggömb külsején? Néhány tanuló úgy gondolja, hogy a szárazjég átmegy a léggömbön. Beszélgessünk a levegőben lévő vízgőzről, és arról, hogyan kondenzálódik le a léggömbön, mert hideg van. Tapintsátok meg, milyen hideg van.

3. Köd készítése

Töltsetek meg egy műanyag kádat félig tele forró vízzel a mosogatóból. Önts egyszerre egy-két csésze apró darabos szárazjeget a forró vízbe. Mit figyelsz meg?Milyen a köd? Miért folyik át az edény peremén és folyik le a földre?

KÖD: A köd nem csak CO2 (g). Amikor CO2-t lélegzel ki, az tiszta. A forró víz fölött lévő vízgőz kondenzálódik. Ahogy a CO2 szublimál, CO2 (s) → CO2 (g), hőt vesz fel, így nagyon hideg lesz, így a víz lecsapódik (mint a köd vagy a felhők).

Miért esik a köd a földre? Mert nehezebb, mint a levegő. Beszéljünk a tűzoltó készülékekről, amelyek CO2-t (l) tartalmaznak, amely CO2-t (g) képez, és leesik a tűzre, távol tartja az O2-t (g) a tűztől, így eloltja a tüzet. Gyújtsunk meg egy születésnapi gyertyát, és a tanulók tegyék a ködbe. Látni fogják, hogy a CO2 (g) azonnal elfújja a lángot.

Töltsünk meg egy 250 ml-es főzőpoharat körülbelül félig vízzel. Tegyünk egy kis darab szárazjeget a vízbe. A tanulók láthatják a buborékolást, ahogy a CO2 (s) → CO2 (g) → CO2 (g).

4. A tanulók a CO2 (s) → CO2 (g) buborékolását látják. Mi a különbség a jég és a “szárazjég” között?

A tanulók tegyenek ~70 ml vizet három 100 ml-es főzőpohárba. Helyezzük a főzőpoharakat egy keverőlapra. A tanulók mindegyik főzőpohárba tegyenek bromotimolkék indikátort – keverjük meg az oldatot egy keverőpálcával. Az egyik főzőpohárba tegyenek jeget, a másik főzőpohárba pedig egy darab szárazjeget. Mit látsz?
A CO2 feloldódik a vízben, és szénsav, H2CO3 keletkezik:
CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3-, így az oldat savas lesz.
A tanulók a szárazjég/víz reakció esetében látnak színváltozást, a vízben oldódó hagyományos jég esetében nem. Hagyja, hogy más tanulók is kipróbálják ezt. Magyarázza el, mi az univerzális indikátor.

5. Milyen buborékok vannak az üdítőitalokban?

Beszélgessünk az üdítőkben lévő CO2-ről (g). A magas hőmérséklet vagy a nagy nyomás (az üdítő felrázása) CO2-t (g) szabadít fel. Az olyan gázok, mint a szén-dioxid és az oxigén oldódnak a vízben – ez jó, mert a vízi növényeknek, a halaknak és minden vízben élő fajnak szén-dioxidra és oxigénre van szüksége a túléléshez.

A 7UP TESZTELÉSE – A SZÓDA SAVANYAGOS?

Adj 7-Up-ot a 40 ml vizet és indikátort tartalmazó harmadik főzőpohárba. Mit látsz?

A 7-Up szénsavat tartalmaz, amely ugyanúgy reagál a vízzel, mint a szárazjég a vízzel!

A CO2 feloldódik a vízben, és szénsav, H2CO3 keletkezik. A szénsavas italok mindegyikében CO2 oldódik az oldatban, ami savassá teszi az oldatot. CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3-

Ha tehát halloweenkor szárazjeget adunk egy tál gyümölcsléhez, akkor azt nyugodtan ihatjuk?