Hiilidioksidin tiheys
Demonstraatio
Tämä koe osoittaa selvästi, että hiilidioksidin tiheys on suurempi kuin ilman. Pullo täytetään hiilidioksidilla sylinteristä tai generaattorista. Kaasu kaadetaan sitten sytytetyn kynttilän päälle, jolloin liekki sammuu.
Tunnin järjestäminen
Tämä on nopea, yksinkertainen, noin 2 minuuttia kestävä opettajan demonstraatio. Vaikka tämän voisi tehdä luokkakokeena, se ei luultavasti ole sen ylimääräisen ajan arvoinen. Oppilaiden avustaminen demonstraatiossa voisi kuitenkin tehostaa sen vaikutusta.
| Apparatus | Kemikaalit | |
|
Silmien suojaus: Lämpösuojakäsineet ja käsittelypihdit (jos käytetään kuivajäätä) Pannupullot (100 cm3), 2 kpl Koninen pullo (250 cm3), jossa on korkki tai sopiva tulppa Puiset lastat |
Kynttilät (lyhyet 1-2 cm:n palat), 2 (huomautus 1) Hiilidioksidipullo, jossa on säädin (huomautus 2) Viittaa lisätietoja alla olevasta kohdasta Terveys & Turvallisuus ja tekniset huomautukset. |
Terveys & Turvallisuus ja tekniset huomautukset
Lue tavanomaiset terveys- &turvallisuusohjeet
Käytä silmiensuojaimia ja lämpöeristettyjä (eristettyjä) käsineitä.
1 Yövaloja tai teelamppuja voidaan käyttää lyhyiden kynttilänpalojen sijasta.
2 Hiilidioksidipullo – katso CLEAPSS Hazcard ja myös Laboratoriokäsikirjan kohta 9.9 kaasupullojen turvallisesta varastoinnista ja käytöstä.
3 Jos käytetään kiinteää hiilidioksidia (kuivajäätä), se on hankittava 24 tunnin kuluessa demonstraatiosta huomattavasti suurempana määränä kuin koe vaatii, ja varastoitava tuulettuvassa eristetyssä säiliössä, kunnes sitä tarvitaan. Kaikessa käsittelyssä on käytettävä lämpösuojakäsineitä ja käsittelypihdit – katso CLEAPSS Hazcard.
Jos hiilidioksidipulloa tai kuivajäätä ei ole saatavilla, hiilidioksidikaasua voidaan tuottaa kemiallisesti – katso Standard Techniques: Keräys- ja testauskaasujen tuottaminen . Korvaa ohdakesuppilo hanasuppilolla tai tulpattomalla erotussuppilolla. Lisätään suolahappoa (100 cm3, 2 M – IRRITANTTI) muutama cm3 kerrallaan marmorilastuihin (10 g), jotta syntyy tasainen hiilidioksidivirta, ja annetaan raskaamman kaasun syrjäyttää ilma keräyspullosta. Tämä voidaan tarkistaa ottamalla näyte pullon kaulasta nousevasta kaasusta käyttämällä tippapipettiä, jolla imetään näyte kaasusta, ja kuplimalla sitä sitten tuoreen kalkkiveden läpi koeputkessa. Kalkkiveden välittömän ja tiheän maitomaisuuden pitäisi osoittaa, että pullo on täynnä hiilidioksidia, ja pullo voidaan sen jälkeen tukevasti korkata, kunnes sitä tarvitaan esitystä varten.
250 cm3 :n kartiopullo voidaan täyttää ennen oppituntia joko kaasulla kaasupullosta tai lisäämällä siihen muutama kuivajääpala ja antamalla niiden haihtua pullossa. Pullon tulisi olla kevyesti korkattu ja selvästi merkitty, jotta luokka voi lukea etiketin, mutta opettaja voi mieluummin valmistaa pullon tarvittaessa oppitunnin aikana.
Menetelmä
a Aseta kaksi juomalasia vierekkäin penkille ja laita kumpaankin lyhyt kynttilänpätkä.
b Sytytä kynttilät lastalla. Ne jatkavat palamista.
c Kaada pullosta hiilidioksidia toiseen dekantterilasiin ja kynttilä sammuu, kun taas toisessa dekantterilasissa oleva kynttilä jatkaa palamista.
d Yritä sytyttää ensimmäinen kynttilä uudelleen lastalla. Tämä epäonnistuu ja splintti sammuu.
e Kaada nyt hiilidioksidi pois dekantterilasista ja yritä sytyttää kynttilä uudelleen. Tämän pitäisi nyt onnistua.
Opetusmuistiinpanot
Korostakaa hiilidioksidin käyttöä eräissä sammuttimissa ja syitä sen käyttöön.
Hiilidioksidi (suhteellinen molekyylimassa 44) on noin puolitoistakertaisesti tiheämpää kuin ilma (keskimääräinen suhteellinen molekyylimassa n. 29), ja tiheydeltään erilaisten kaasujen sekoittuminen diffuusion avulla voi olla hidas prosessi, jollei seosta sekoiteta tarkoituksella. Näin ollen kaasuja voidaan tehokkaasti kaataa astiasta toiseen ja tietenkin myös kerätä pulloon tai kaasupurkkiin syrjäyttämällä ilmaa.
Lisädemonstraationa hiilidioksidia sisältävässä dekantterilasissa olevan tiheän kaasukerroksen olemassaolo voidaan osoittaa puhaltamalla pieni saippuakupla (käyttäen kaupallista kuplaseosta) ja ”pyydystämällä” se dekantterilasiin (isompi dekantterilasi helpottaa tätä!). Hyvällä tuurilla kupla laskeutuu dekantterilasiin puhkeamatta ja jatkaa sitten ”kellumista” hiilidioksidikerroksen päällä.
Hiilidioksidia voidaan myös kaataa koeputkeen, joka sisältää hieman kalkkivettä. Ravistettaessa kalkkivesi muuttuu maitomaiseksi.
Yleisen kemian demonstraatiolaboratoriossa
Terveys & Turvallisuus tarkistettu, elokuu 2016
Credits
on kuvattu informatiivinen esitys siitä, miksi hiilidioksidi ei sovellu sammuttamaan tulipaloja, joissa on mukana palavia metalleja, kuten magnesiumia.
Terveys & Turvallisuus tarkistettu, elokuu 2016