Kísérlet

Ez a kísérlet egyértelműen bizonyítja a szén-dioxid levegőhöz viszonyított nagyobb sűrűségét. Egy lombikot palackból vagy generátorból szén-dioxiddal töltünk meg. A gázt ezután egy meggyújtott gyertyára öntjük, eloltva a lángot.

Megszervezés

Ez egy gyors, egyszerű, körülbelül 2 percig tartó tanári demonstráció. Bár ezt osztálykísérletként is el lehetne végezni, valószínűleg nem éri meg a ráfordított plusz időt. A tanulók segítsége a demonstrációban azonban fokozhatja a hatást.

Készülék	Kémiai anyagok
Szemvédelem: Hővédő kesztyű és kezelőfogó (szárazjég használata esetén) Poharak (100 cm3), 2 Konikus lombik (250 cm3), parafával vagy dugóval, hogy illeszkedjen Fa sín	Gyertyák (rövid 1-2 cm-es darabok), 2 (1. megjegyzés) Karbon-dioxid palack szabályozóval (2. megjegyzés) vagy Szilárd szén-dioxid (szárazjég), néhány kis darab (3. megjegyzés) További információkért lásd az alábbi Egészségügyi & Biztonsági és műszaki megjegyzések részt.

Egészségügyi & Biztonsági és műszaki megjegyzések

Olvassa el a szabványos egészségügyi & biztonsági útmutatásainkat

Viseljen szemvédőt és termikus (szigetelt) kesztyűt.

1 A rövid gyertyadarabok helyett használhat éjjeli fényt vagy tealámpát.

2 Szén-dioxid palack – a gázpalackok biztonságos tárolásáról és használatáról lásd a CLEAPSS Veszélykártyát és a Laboratóriumi kézikönyv 9.9. szakaszát.

3 Ha szilárd szén-dioxidot (szárazjeget) használunk, azt a bemutatót megelőző 24 órán belül a kísérlethez szükségesnél lényegesen nagyobb mennyiségben kell beszerezni, és szükségig szellőző, szigetelt tartályban kell tárolni. Minden kezelést hővédő kesztyűben és fogóval kell végezni – lásd a CLEAPSS Veszélykártyát.

Ha sem szén-dioxid palack, sem szárazjég nem áll rendelkezésre, a szén-dioxid gáz kémiai úton is előállítható – lásd a Szabványos technikákat: Gyűjtő- és vizsgálógázok előállítása . Cserélje ki a tövises tölcsért csapos tölcsérre vagy dugaszolatlan elválasztó tölcsérre. Adjunk a sósavat (100 cm3 , 2 M – IRRITANT) néhány cm3 -enként a márványforgácshoz (10 g), hogy egyenletes szén-dioxid-áramot hozzunk létre, és hagyjuk, hogy a nehezebb gáz kiszorítsa a levegőt a gyűjtőlombikból. Ezt úgy lehet ellenőrizni, hogy a lombik nyakából kilépő gázból egy cseppentő pipetta segítségével mintát veszünk, majd egy kémcsőben friss mészvízen keresztül buborékosítjuk. A mészvíz azonnali és sűrű tejesedésének jeleznie kell, hogy a lombik tele van szén-dioxiddal, amelyet ezután biztonságosan el lehet dugaszolni, amíg a bemutatóhoz szükséges.

A 250 cm3-es kúpos lombikot az óra előtt meg lehet tölteni, akár a palackból származó gázzal, akár úgy, hogy néhány darab szárazjégdarabot adunk hozzá, és hagyjuk, hogy ezek elpárologjanak a lombikban. A lombikot enyhén el kell dugaszolni, és jól láthatóan fel kell címkézni, hogy az osztály el tudja olvasni a címkét, de a tanár inkább akkor készítse el a lombikot, amikor az óra során szükséges.

Eljárás

a Helyezzük a két főzőpoharat egymás mellé a padra, és tegyünk mindegyikbe egy-egy rövid gyertyát.

b Gyújtsuk meg a gyertyákat egy sablonnal. Tovább fognak égni.

c Öntsetek szén-dioxidot a lombikból az egyik főzőpohárba, és a gyertya kialszik, míg a másik főzőpohárban lévő gyertya tovább ég.

d Próbáljátok meg újra meggyújtani az első gyertyát egy sínnel. Ez nem fog sikerülni, és a sín kialszik.

e Most öntsd ki a szén-dioxidot a főzőpohárból, és próbáld meg újra meggyújtani a gyertyát. Ennek most már sikerülnie kell.

Tanítási jegyzetek

Mutasson rá a szén-dioxid egyes tűzoltó készüléktípusokban való használatára és használatának okaira.

A szén-dioxid (relatív molekulatömege 44) körülbelül másfélszer sűrűbb, mint a levegő (átlagos relatív molekulatömege körülbelül 29), és a különböző sűrűségű gázok keveredése diffúzióval lassú folyamat lehet, hacsak nem keverjük szándékosan a keveréket. Ezért a gázokat hatékonyan át lehet önteni egyik edényből a másikba, és természetesen a levegő kiszorításával egy lombikba vagy gázedénybe is össze lehet gyűjteni.

Kiegészítő demonstrációként a szén-dioxidot tartalmazó főzőpohárban lévő sűrű gázréteg jelenlétét egy kis szappanbuborék fújásával (a kereskedelemben kapható buborékkeverékkel) és a főzőpohárban való “elkapásával” lehet bizonyítani (egy nagyobb főzőpohár megkönnyíti ezt!). Ha szerencsénk van, a buborék pukkanás nélkül leereszkedik a főzőpohárba, majd tovább “lebeg” a szén-dioxid-rétegen.

A szén-dioxidot egy kevés mészvizet tartalmazó kémcsőbe is bele lehet önteni. Rázásra a mészvíz tejszerűvé válik.

Az Általános Kémiai Bemutató Laboratóriumban (The General Chemistry Demo Lab) tanulságos bemutatót találunk arról, hogy miért nem alkalmas a szén-dioxid égő fémeket, például magnéziumot tartalmazó tüzek oltására.

Egészségügy & Biztonság ellenőrizve, 2016. augusztus

Kredit

.