CEle dydaktyczne: Fizyczne i chemiczne właściwości suchego lodu

Połóż płaski kawałek suchego lodu na blacie i zobacz, jak łatwo „pływa” po blacie, gdy go lekko popchniesz. Zobacz też jak drobno zmielony suchy lód porusza się po blacie.

Czy tworzy się kałuża cieczy? Nie, dlaczego nie?
Ciało stałe → Gaz ( Sublimacja)

Porównaj to z kostką lodu zrobioną z H2O (s)
Ciało stałe → Ciecz (Topnienie)
Połóż ćwiartkę na krawędzi suchego lodu. Co zaobserwujesz lub usłyszysz?
Co to jest suchy lód? Jest to stały, zamrożony CO2
Wdychamy O2 wydychamy CO2. Czy na Ziemi zabraknie nam O2?
Nie. Drzewa i rośliny pobierają CO2, produkują O2.

Dlaczego dotykanie suchego lodu boli? Niech uczniowie go dotkną, ale tylko bardzo krótko.

W temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem CO2 (s) → CO2 (g). W stałym CO2, istnieje siła przyciągania między cząsteczkami. Do odciągnięcia cząsteczek od siebie potrzebne jest ciepło. Ciało stałe pobiera ciepło od otaczających je cząsteczek powietrza. Kiedy dotykasz suchego lodu dłużej niż kilka sekund, to boli. Pobiera on ciepło z twojej ręki, gdy go dotykasz.

2. Czy możemy nadmuchać balon za pomocą stałego dwutlenku węgla?

Uczniowie zobaczą, jak suchy lód przechodzi ze stanu stałego w gazowy, wkładając kawałek suchego lodu do balonu. Rozciągnij szeroko balon używając obu rąk – włóż palce głęboko w balon, aby rozciągnąć go tak szeroko, jak tylko możesz. Używając szczypiec, poproś ucznia o umieszczenie małego kawałka lub kilku małych kawałków suchego lodu w balonie. Zawiąż balon i obserwuj, jak nadmuchuje się, gdy suchy lód sublimuje (ciało stałe → gaz). Jeden z uczniów może zatrzymać balon, aby wykorzystać go w stacji z ciekłym azotem.

Co to jest biały szron na zewnątrz balonu? Niektórzy uczniowie myślą, że suchy lód przechodzi przez balon. Omów parę wodną w powietrzu i jak skrapla się ona na balonie, ponieważ jest zimno. Poczuj, jak jest zimno.

3. Tworzenie mgły

Napełnij plastikową wannę do połowy gorącą wodą ze zlewu. Wsyp do gorącej wody od jednej do dwóch filiżanek małych kawałków suchego lodu, wszystkie naraz. Co zaobserwowałeś? Czym jest mgła? Dlaczego spływa po krawędzi naczynia i spada na ziemię?

FOG: Mgła nie jest tylko CO2 (g). Kiedy wydychamy CO2, jest on przezroczysty. Para wodna nad gorącą wodą skrapla się. Gdy CO2 sublimuje, CO2 (s) → CO2 (g), absorbuje ciepło, czyniąc je bardzo zimnym, więc woda skrapla się (jak mgła lub chmury).

Dlaczego mgła opada na podłogę? Jest ona cięższa niż powietrze. Porozmawiaj o gaśnicach, które zawierają CO2 (l), który tworzy CO2 (g) i spada na ogień, utrzymuje O2 (g) z dala od ognia, więc gasi ogień. Zapal świeczkę urodzinową i poproś uczniów, aby włożyli ją do mgły. Zobaczą, że CO2 (g) natychmiast zdmuchnie płomień.

Wypełnij 250-ml zlewkę mniej więcej do połowy wodą. Włóż mały kawałek suchego lodu do wody. Uczniowie mogą zaobserwować bąbelkowanie, ponieważ CO2 (s) → CO2 (g).

4. Jaka jest różnica między lodem a „suchym lodem”?

Poproś uczniów o umieszczenie ~70 mL wody w trzech zlewkach o pojemności 100 mL. Umieść zlewki na płytce do mieszania. Uczniowie wsypują do każdej zlewki wskaźnik błękitu bromotymolowego – mieszają roztwór mieszadłem. Do jednej zlewki dodać trochę lodu; do drugiej zlewki dodać kawałek suchego lodu. Co widzisz?
CO2 rozpuszcza się w wodzie i powstaje kwas węglowy, H2CO3:
CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3- czyniąc roztwór kwaśnym.
Uczniowie zobaczą zmianę koloru dla reakcji suchy lód / woda, a nie dla zwykłego lodu rozpuszczającego się w wodzie. Pozwól innym uczniom spróbować tego. Wyjaśnij co to jest wskaźnik uniwersalny.

5. Co to są bąbelki w napojach bezalkoholowych?

Porozmawiaj o CO2 (g) w napojach gazowanych. Wysoka temperatura lub wysokie ciśnienie (wstrząsanie sodą) uwalnia CO2 (g). Gazy takie jak dwutlenek węgla i tlen rozpuszczają się w wodzie – to jest dobre, ponieważ rośliny wodne, ryby i wszystkie gatunki żyjące w wodzie potrzebują dwutlenku węgla i tlenu, aby przeżyć.

TESTOWANIE 7UP – CZY SODA JEST KWASOWA?

Dodaj 7-Up do trzeciej zlewki zawierającej 40 mL wody i wskaźnik. Co zobaczysz?

7-Up zawiera kwas węglowy, który reaguje z wodą tak jak suchy lód reaguje z wodą!

CO2 rozpuszcza się w wodzie tworząc kwas węglowy, H2CO3. Wszystkie napoje gazowane mają CO2 rozpuszczony w roztworze, co sprawia, że roztwór jest kwaśny. CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3-

Więc jeśli dodamy suchy lód do miski z sokiem w Halloween, czy można go bezpiecznie pić?