OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO: Proprietà fisiche e chimiche del ghiaccio secco

Metti un pezzo piatto di ghiaccio secco sul bancone e vedi quanto facilmente “galleggia” sopra il bancone quando gli dai una piccola spinta. Vedi anche come il ghiaccio secco macinato finemente si muove sul bancone.

Si forma una pozza di liquido? No, perché no?
Solido → Gas (Sublimazione)

Confronta questo con un cubetto di ghiaccio fatto di H2O (s)
Solido → Liquido (Fusione)
Metti una moneta sul bordo del ghiaccio secco. Cosa osservi o senti?
Che cos’è il ghiaccio secco? È CO2 solido e congelato
Noi inspiriamo O2 ed espiriamo CO2. Finiremo l’O2 sulla terra?
No. Gli alberi e le piante assorbono CO2 e producono O2.

Perché fa male toccare il ghiaccio secco? Fallo toccare agli studenti, ma solo molto brevemente.

A temperatura e pressione ambiente CO2 (s) → CO2 (g). Nella CO2 solida, c’è una forza di attrazione tra le molecole. Ci vuole calore per allontanare le molecole l’una dall’altra. Il solido prende il calore dalle molecole d’aria che lo circondano. Quando si tocca il ghiaccio secco per più di qualche secondo, fa male. Prende il calore dalla tua mano quando lo tocchi.

2. Possiamo gonfiare un palloncino con anidride carbonica solida?

Gli studenti vedranno come il ghiaccio secco passa da solido a gas mettendo un pezzo di ghiaccio secco in un palloncino. Allarga un palloncino usando entrambe le mani – metti le dita in profondità nel palloncino per allargarlo il più possibile. Usando un paio di pinze, chiedi a uno studente di mettere un piccolo pezzo o un paio di piccoli pezzi di ghiaccio secco nel palloncino. Legare il palloncino e guardarlo gonfiarsi mentre il ghiaccio secco sublima (solido → gas). Uno degli studenti può tenere il palloncino da usare per la stazione dell’azoto liquido.

Cos’è la brina bianca all’esterno del palloncino? Alcuni studenti pensano che il ghiaccio secco passi attraverso il palloncino. Discutere il vapore acqueo nell’aria e come si condensa sul pallone perché è freddo. Sentite quanto è freddo.

3. Fare la nebbia

Riempite una vasca di plastica piena a metà di acqua calda dal lavandino. Versa da una a due tazze di piccoli pezzi di ghiaccio secco nell’acqua calda, tutti insieme. Cosa osservi? Cos’è la nebbia? Perché scorre oltre il bordo del contenitore e scende a terra?

FOG: La nebbia non è solo CO2 (g). Quando si espira il CO2, è chiaro. Il vapore acqueo sopra l’acqua calda si condensa. Quando la CO2 sublima, CO2 (s) → CO2 (g), assorbe calore, rendendola molto fredda, quindi l’acqua condensa (come la nebbia o le nuvole).

Perché la nebbia cade a terra? È più pesante dell’aria. Parlare degli estintori che contengono CO2 (l) che forma CO2 (g), e cade sul fuoco, tiene O2 (g) lontano dal fuoco, quindi spegne il fuoco. Accendi una candela di compleanno e falla mettere dagli studenti nella nebbia. Vedranno che la CO2 (g) spegne immediatamente la fiamma.

Riempite un becher da 250 mL circa a metà con acqua. Mettere un piccolo pezzo di ghiaccio secco nell’acqua. Gli studenti possono vedere delle bolle mentre la CO2 (s) → CO2 (g).

4. Qual è la differenza tra ghiaccio e “ghiaccio secco”?

Fai mettere agli studenti ~70 mL di acqua in tre becher da 100 mL. Posizionare i becher su una piastra di agitazione. Gli studenti mettono l’indicatore blu di bromotimolo in ogni becher e agitano la soluzione con una bacchetta. In un becher aggiungete del ghiaccio; nell’altro becher aggiungete un pezzo di ghiaccio secco. Cosa vedi?
La CO2 si scioglie in acqua per produrre acido carbonico, H2CO3:
CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3- rendendo la soluzione acida.
Gli studenti vedranno un cambiamento di colore per la reazione ghiaccio secco/acqua e non per il ghiaccio normale che si scioglie in acqua. Lasciate che altri studenti provino questo. Spiegare cos’è l’indicatore universale.

5. Cosa sono le bolle nelle bibite?

Parla della CO2 (g) nelle bibite. L’alta temperatura o l’alta pressione (agitare la soda) rilascia CO2 (g). I gas come l’anidride carbonica e l’ossigeno si dissolvono nell’acqua – questo è un bene perché le piante acquatiche, i pesci e tutte le specie viventi in acqua hanno bisogno di anidride carbonica e ossigeno per sopravvivere.

TESTANDO 7UP – LA SODA È ACIDA?

Aggiungi 7-Up al terzo becher contenente 40 mL di acqua e indicatore. Cosa vedi?

7-Up contiene acido carbonico che reagisce con l’acqua proprio come il ghiaccio secco reagisce con l’acqua!

La CO2 si scioglie in acqua per produrre acido carbonico, H2CO3. Le bevande gassate hanno tutte CO2 disciolta in soluzione rendendo la soluzione acida. CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3-

Quindi se aggiungiamo ghiaccio secco a una ciotola di succo di frutta ad Halloween, è sicuro da bere?