Само название «сухой лед» звучит немного странно, не правда ли? Мы привыкли, что лед быстро тает и превращается в обычную воду… Но тут всё гораздо сложнее. Сухой лед - это на самом деле газ! Поэтому такой лед не тает, а возгоняется, то есть переходит из твердого состояния сразу в газообразное! В этом эксперименте мы рассмотрим различные физические и химические свойства сухого льда.
Реагенты и оборудование:
- сухой лед;
- дистиллированная вода;
- жидкое мыло (жидкость для мытья посуды);
- тимолфталеин;
- фенолфталеин;
- лакмус;
- стеклянная чаша;
- 3 химических стакана.
Пошаговая инструкция
Возьмем кусочек сухого льда и положим его на металлическую ложку. Через несколько секунд он начнет слегка подпрыгивать и дребезжать.
Бросим сухой лед в стеклянную чашу с водой - наблюдаем белый дым и бурное выделение пузырьков газа.
Если же добавить в воду несколько капель , появится густая пена из мыльных пузырей, наполненных белым дымом.
Теперь возьмем 3 химических стакана с растворами индикаторов: (синий цвет), фенолфталеином (без цвета) и лакмусом (красно-оранжевый цвет). Далее добавим немного гидроксида натрия. Растворы изменили свою окраску: индигокармин стал зеленым, фенолфталеин – малиновым, а лакмус – синим. Добавим в каждый стакан по несколько кусочков сухого льда. Через некоторое время наблюдаем изменение цвета растворов до первоначальной окраски.
Пояснение процессов
Сухой лед - это очень простое вещество (твердая фаза CO₂). Находится в свободной продаже и применяется в основном для транспортировки пищевых продуктов или очистки технических поверхностей. Но в домашней лаборатории сухой лед превращается в бесценный реагент! «Изюминка» сухого льда заключается в том, что он из твердого состояния сразу переходит в газообразное без промежуточной жидкой фазы (такой процесс называется ).
Температура сублимации составляет -78,5°С. При контакте с водой сухой лед стремительно переходит из твердого состояния в газообразное. Со стороны это похоже на кипение, только с более ярким и характерным парообразованием. Причем испаряющаяся двуокись углерода тяжелее воздуха (плотность 1,9768 кг/м³ против 1,225 кг/м³), и потому « » не поднимается, а стелется по поверхности вокруг емкости с водой.
При добавлении жидкого мыла пузыри выделяющегося газа быстро его вспенивают, и образуется густая пена, наполненная белым углекислым газом.
Если положить сухой лед в металлическую ложку, он будет прыгать и дребезжать. Дело в том, что на теплой металлической поверхности сухой лед очень быстро сублимируется, образуя очаги повышенного давления, из-за чего наша льдинка и «подпрыгивает».
При сублимации сухого льда в воде выделяющийся углекислый газ реагирует с водой, образуя угольную кислоту и меняя кислотность. Это свойство сухого льда можно использовать для красивых цветных превращений с растворами индикаторов. В нейтральной среде индигокармин имеет синюю окраску, лакмус - красно-оранжевую, а фенолфталеин не имеет цвета. При добавлении гидроксида натрия среда становится щелочной, и растворы изменяют свою окраску на зеленую, синюю и малиновую соответственно. При добавлении сухого льда в щелочных растворах образуется угольная кислота. В результате кислотность растворов повышается, среда становится нейтральной и цвет растворов изменяется до первоначального.
Меры предосторожности
Обязательно проводите опыт в перчатках и не допускайте контакта кожи с сухим льдом, чтобы не получить холодный ожог (температура сухого льда равна -78,5 °С).
Вдыхание испарений CO₂ может вызвать головную боль.
Внимание! Не пытайтесь повторить этот опыт самостоятельно.
Фокус сухого льда в том, что он из твердого состояния сразу переходит в газообразное без промежуточной жидкой фазы (такой процесс называется сублимацией). Температура сублимации диоксида углерода составляет -78,5°С. Сухой лед свободно продается в двух формах — брикетами и гранулами. Для опытов удобнее использовать гранулы, поскольку они небольшого размера, их проще дозировать. С другой стороны, сухой лед — расходный материал: за день в пенопластовом контейнере испаряется до 15% его массы.
1. В одну емкость наливаем теплую воду, во вторую — средство для мытья посуды (можно использовать жидкое мыло или жидкость для мыльных пузырей).
Принцип опыта
Большая часть опытов с сухим льдом основана на одном и том же принципе. Дело в том, что при контакте с водой сухой лед начинает бурно переходить из твердого состояния в газообразное, и выглядит это как кипение, только со значительно более ярким и характерным парообразованием. Причем испаряющаяся двуокись углерода тяжелее воздуха (плотность 1,9768 кг/м3 против 1,225 кг/м3), и потому «дым» стелется по поверхности, окружающей емкость с водой, а не поднимается вверх.
2. Смазываем мылом края емкости с водой. Берем тряпичную ленту (например, вырезанную из старой наволочки) и погружаем ее в мыло.
Экспериментатор наливает в емкость воду, а затем бросает туда лед. Чем теплее вода, тем быстрее лед будет испаряться, тем короче и визуально эффектнее реакция. Вот здесь-то и возникает разделение на опытные направления. Первый вариант — это позволить ледяному пару спокойно выходить наружу и наблюдать за его распространением.
3. Бросаем в воду сухой лед — достаточно примерно половины от объема воды. Чем больше вы используете льда, тем более активным будет парообразование.
Второй вариант — ограничить ареал распространения пара, то есть, иначе говоря, испарять лед в замкнутом пространстве. Если делать это, например, в закрытой пластиковой бутылке, из нее выбьет пробку (или вообще разорвет — никогда подобного не повторяйте!), поскольку в газообразном состоянии CO2 занимает значительно больше места (плотность газа, напомним, 1,9768 кг/м3, а твердой фазы — 1560 кг/м3). Но делать это с бутылками достаточно опасно, значительно интереснее и проще надуть двуокисью углерода мыльный пузырь.
4. С помощью мыльной ленты аккуратно натягиваем на емкость мыльную пленку. Двуокись углерода окажется запертой внутри, начнет надуваться огромный мыльный пузырь (чаще всего в совокупности с множеством мелких).
Меры предосторожности:
При грамотном использовании сухой лед совершенно безопасен, как и обычный, водяной. Но необходимо соблюдать определенные меры предосторожности:
1) Обязательно используйте перчатки и никогда не допускайте длительного контакта сухого льда с кожей. Его температура -78,5 С ниже нуля, и можно получить холодный ожог. Достаточно простых матерчатых перчаток.
2) При транспортировке и хранении льда обязательно оставляйте в емкости два-три мелких отверстия диаметром по паре миллиметров. Это предохранит емкость от разрыва. Никогда не помещайте лед в герметичный контейнер.
3) Старайтесь минимально вдыхать испарения CO2 — это моэет вызвать головную боль.
В этом материале мы рассмотрим некоторые интересные свойства сухого льда, а также выясним, как именно он взаимодействует с водой и некоторыми щелочными индикаторами.
Первым делом ознакомимся с процессом опытов в видеоролике
В ходе опытов нам понадобится:
- сухой лед;
- фенолфталеин;
- тимолфталеин;
- гидроксид натрия;
- тимоловый синий;
- индигокармин;
- колбы;
- мерный цилиндр;
- аммиачный раствор.
Первые индикаторы, то есть фенолфталеин и тимолфталеин бесцветны в нейтральной среде. Однако стоит подщелочить их гидроксидом натрия, как индикаторы поменяют свои цвета.
Добавляем в раствор сухой лед. В результате начинает вырабатываться углекислый газ, который входит в реакцию с раствором гидроксида натрия. При этом образуется карбонат или гидрокарбонат натрия, в зависимости от пропорций. Кислотность в растворе меняется, в результате чего индикаторы также меняют свои цвета.
Следующие индикаторы, которые будут использоваться в ходе опыта, это тимоловый синий и индигокармин. Первый индикатор в нейтральном растворе имеет желтую расцветку, а второй – синюю.
Подщелачиваем раствор. Тимоловый синий становится синим, а индигокармин зеленым. Индигокармин в сильно щелочной среде желтеет.
Попробуем добиться этого.
Кидаем в колбы сухой лед. Спустя некоторое время тимоловый синий становится желтым, а потом оранжевым, а индигокармин становится синим.
Напоследок представим последний опыт, в ходе которого будет использован универсальный индикатор, который заливаем в мерный цилиндр, добавляем теплую воду, после чего добавляем аммиачного раствора, после чего раствор меняет цвет в синий.
Добавляем еще немного воды.
И в конце концов кидаем в цилиндр небольшие кусочки сухого льда.
Сухой лед входит в реакцию с гидроксидом аммония, который находится в растворе и поэтапно раствор меняет цвета с фиолетового на желтый.
Сухим этот лед называется потому, что он никогда не тает, не бывает мокрым, не растекается лужицей. Попав в теплую среду, он, минуя жидкое состояние, начинает испаряться - превращается в газ, углекислый газ, из которого его и получают. Его температура - минус 78,9°. Если взять его голой рукой, он может обжечь кожу. Кусочек такого льда так же трудно держать на ладони, как и горящий уголек. Чтобы не получить "ожога", его приходится непрерывно подбрасывать.
Когда будете покупать мороженое, попросите кусочек сухого льда для опытов. Надо его хорошо завернуть вместе с мороженым в газету: тогда лед не скоро испарится, а мороженое не скоро растает.
Если в стакан, в котором на две трети налита вода, бросить кусочек сухого льда, он начнет бурно превращаться в газ. Клубы пара окутывают стакан. Что это за пар? Проводя сквозь него рукой, вы чувствуете, что он совсем холодный.
Тот пар, который мы с вами обычно видим над кипящей водой,- это уже туман, сконденсировавшиеся в холодном воздухе частицы воды. При испарении сухого льда происходит несколько другое явление. Здесь выделяющийся углекислый газ не сам конденсируется, а конденсирует в себе пары воды, незримо присутствующие в воздухе. Холодный углекислый газ окрашивается в белый цвет, и мы видим клубы пара, вырывающиеся из стакана. Это напоминает явление, когда мы дышим ртом на холодное зеркальце. Его поверхность становится матовой от осевших на ней мельчайших частиц воды. В воде испарение твердой углекислоты происходит более энергично, потому что вода лучше проводит тепло, чем воздух.
Понаблюдайте за пузырями, которые образуются в воде около сухого льда. Создается впечатление, что они посеребрены изнутри или как бы наполнены ртутью. А вы уже знаете из одного прошлого опыта, что при попадании светового луча (при определенном угле) на границу между водой и воздухом происходит полное отражение этого луча. Вот поэтому, если лучи света, проходя через воду, падают на пузырек воздуха или другого газа под таким углом, свет полностью отражается, как от зеркала.
Если кусочек сухого льда положить на теплую алюминиевую тарелку и наклонять ее, то лед легко по ней скользит. Выделяющийся при соприкосновении с металлом тарелки углекислый газ образует своеобразную газовую подушку, которая, предохраняя сухой лед от бурного испарения, дает ему возможность легко скользить по тарелке.
А вы знаете, что профессор Николя для вашего удобства записал много видео интересных опытов для детей с подробными описаниями и рекомендациями, как правильно проводить эксперименты? Веселые и умные помощники профессора не только покажут, но и подробно расскажут, как и каким образом происходит тот или иной процесс – почему жидкости не смешиваются, а складываются, как этажерка, почему лед называется сухим или еще много других познавательных вещей.
Видеоопыты по химии понравятся не только детям, но и их родителям, ведь там как много эффектных экспериментов – одно загляденье! Под каждым видео есть описание самого эксперимента, необходимых материалов и ингредиентов, а самое главное – объяснение происходящего процесса. Для нас важно, чтобы ребенок смог разобраться, почему происходит то или иное явление, понял суть процесса – разбудить любознательность и интерес к наукам. И пусть не покажемся вам нескромными, нам это удается сделать. Многочисленные положительные отзывы родителей являются тому подтверждением.
У нас в видеотеке вы сможете найти и посмотреть химические опыты для детей. Мы сделали подборку наиболее красочных и эффектных экспериментов, благо химия – это наука, которая имеет у себя в арсенале бесчисленное множество подобных процессов. Но мы никогда не останавливаемся на достигнутом, постоянно обновляем и пополняем видеоряд. Ваши отзывы нам очень помогают сделать подборку еще более интересной, занимательной и познавательной.
Кроме того, у нас же вы найдете видео занимательных опытов по физике для детей. Преподаватели предмета могут использовать предлагаемый нами видеоматериал, как пособие для проведения интересных опытов на уроках. Ученики всегда с радостью и вниманием воспринимают тему, когда она преподносится в доступной, наглядной, легкой для восприятия форме. Можно один раз увидеть эффектный физический опыт, и он запомнится на всю жизнь.
Кстати, вы знаете, как проткнуть пакет, наполненный водой, карандашом, чтобы она не вытекала? Интересно? Вы можете посмотреть научные опыты с водой у нас на сайте, и узнаете, что это делается легко и просто. А потом вы и сами сможете показать своему ребенку интересный фокус-покус. Для этого мы рекомендуем приобрести научные наборы для детей, которые всегда имеются у нас в наличии и совсем несложно заказать. Просто позвоните нам на контактный телефон, или воспользуйтесь формой обратной связи. Наши менеджеры ответят вам очень оперативно, и уже совсем скоро ваш ребенок сможет примерить не себя роль великого экспериментатора.
Профессор Николя продолжает удивлять
Ох, уж этот неугомонный сумасшедший профессор Николя! Как и все профессора, он всегда в поиске. Домашние опыты для детей – это его последние “разработки”. У нас на сайте вы сможете найти много экспериментов, которые можно проводить дома, и для которых не требуется особо сложных приспособлений и ингредиентов. Посмотрите в каталоге, подберите то, что может понравиться вашему ребенку.
Опыты в темноте, на свежем воздухе, химические реакции, опыты с давлением и жидкостью – это только часть того, что можно найти у нас в видеотеке. Дети постарше и сами могут поискать то, что им нравится больше всего, и попробовать себя в роли настоящего ученого. А почему бы нет? Все ученые тоже когда-то были детьми, и, скорее всего, так же проводили свои детские опыты. Но в их время, вряд ли, были такие наглядные пособия, какие мы вам предлагаем.
Мы получаем множество вопросов от родителей – не опасно ли проводить занимательные опыты по химии, не вредит ли это здоровью ребенка? Можете быть абсолютно спокойны – все опыты тщательно подбираются и продумываются, в первую очередь, исходя из соображений безопасности. В каждом ребенке спит экспериментатор, который время от времени просыпается. Не лучше ли взять ситуацию под контроль, позволить простые опыты для детей дома, которые профессор Николя подобрал специально для ребят, которые хотят и любят экспериментировать.
Если у вас появились вопросы, вы смело можете обращаться к нам за консультацией. Мы с удовольствием предоставим развернутую информацию по всем интересующим вас пунктам. Для связи можно воспользоваться контактными телефонами или специальной формой, представленной у нас на сайте. Мы оперативно отвечаем на любой запрос, и очень радуемся, когда к нам поступают предложения и пожелания от наших клиентов. Это очень помогает улучшить нашу работу, сделать ее эффективнее, нагляднее, познавательнее.
У вас есть возможность подписать на интересную рассылку с опытами, а также заказать интересное шоу для своего ребенка. Наши менеджеры подберут и посоветуют программы, исходя из ваших пожеланий, подскажут, чем ее дополнить. К вам на телефон придет подтверждение и вся необходимая информация, а после шоу будет еще один звонок с целью узнать, как все прошло, понравилось ли вам и вашему ребенку.
Также вы можете купить у нас научные наборы для детей для проведения экспериментов - это не составит для вас никакого труда. Для этого вам следует, всего лишь, связаться с нашими менеджерами по контактному телефону или воспользоваться формой обратной связи, представленной на сайте.
Минимальная сумма заказа у нас составляет 5 000 рублей. Доставка по Москве и ближайшему Подмосковью (до 5 км от МКАД) осуществляется бесплатно. Если же вы хотите, чтобы мы привезли заказ прямо на шоу, то в этом случае действительна скидка на весь ассортимент 20% без ограничения суммы заказа!
