La densità dell’anidride carbonica
Dimostrazione
Questo esperimento fornisce una chiara dimostrazione della maggiore densità dell’anidride carbonica rispetto all’aria. Un pallone viene riempito con anidride carbonica da una bombola o da un generatore. Il gas viene poi versato su una candela accesa, spegnendo la fiamma.
Organizzazione della lezione
Questa è una dimostrazione veloce, semplice, che richiede circa 2 minuti. Anche se questo potrebbe essere fatto come esperimento di classe, probabilmente non vale il tempo extra che richiederebbe. Tuttavia, l’assistenza degli alunni nella dimostrazione potrebbe migliorare l’impatto.
| Apparato | Prodotti chimici |
|
Protezione degli occhi: occhiali di sicurezza, o occhiali se si maneggia il ghiaccio secco Guanti di protezione termica e pinze per la manipolazione (se si usa il ghiaccio secco) Bicchieri (100 cm3), 2 Bocchetta conica (250 cm3), con tappo di sughero o tappo di chiusura Stecche di legno |
Candele (pezzi corti 1-2 cm), 2 (Nota 1) Bombola di anidride carbonica con regolatore (Nota 2) Riferimento alla sezione Salute & Sicurezza e note tecniche sotto per ulteriori informazioni. |
Salute & Note tecniche e di sicurezza
Leggi la nostra guida standard sulla salute & sicurezza
Indossa una protezione per gli occhi e guanti termici (isolati).
1 Luci notturne o luci da tè possono essere usate al posto di brevi pezzi di candela.
2 Bombola di anidride carbonica – vedi CLEAPSS Hazcard e anche il Manuale di Laboratorio Sezione 9.9 sulla conservazione e l’uso sicuro delle bombole di gas.
3 Se si usa anidride carbonica solida (ghiaccio secco), questa deve essere ottenuta entro 24 ore dalla dimostrazione in una quantità sostanzialmente maggiore di quella necessaria per l’esperimento, e conservata in un contenitore isolato e ventilato fino al momento del bisogno. Tutte le manipolazioni devono essere fatte usando guanti di protezione termica e pinze – vedi CLEAPSS Hazcard.
Se non sono disponibili né una bombola di anidride carbonica né una fornitura di ghiaccio secco, il gas di anidride carbonica può essere generato chimicamente – vedi Tecniche Standard: Generazione di gas di raccolta e test . Sostituire l’imbuto a cardo con un imbuto a rubinetto o un imbuto separatore non tappato. Aggiungere l’acido cloridrico (100 cm3, 2 M – IRRITANTE) pochi cm3 alla volta alle scaglie di marmo (10 g) per generare un flusso costante di anidride carbonica, e permettere al gas più pesante di spostare l’aria dalla beuta di raccolta. Questo può essere verificato campionando il gas che emerge dal collo del pallone usando una pipetta a caduta per aspirare un campione di gas, poi facendolo gorgogliare attraverso l’acqua di mare fresca in una provetta. L’immediata e densa lattiginosità dell’acqua di calce dovrebbe indicare che il matraccio è pieno di anidride carbonica, che può quindi essere saldamente tappato fino a quando è necessario per la dimostrazione.
Il matraccio conico da 250 cm3 può essere riempito prima della lezione, sia con gas dalla bombola o aggiungendo alcuni grumi di ghiaccio secco, e lasciandoli evaporare nel matraccio. La beuta dovrebbe essere leggermente tappata ed etichettata chiaramente in modo che la classe possa leggere l’etichetta, ma l’insegnante può preferire preparare la beuta quando necessario durante la lezione.
Procedura
a Mettete i due becher uno accanto all’altro sul banco e mettete una breve lunghezza di candela in ciascuno.
b Accendete le candele con una stecca. Continueranno a bruciare.
c Versare l’anidride carbonica dal pallone in uno dei becher e la candela si spegnerà mentre quella nell’altro becher continuerà a bruciare.
d Tentare di riaccendere la prima candela con una stecca. Questo fallirà e la stecca si spegnerà.
e Ora versate l’anidride carbonica fuori dal becher, e provate di nuovo a riaccendere la candela. Questo dovrebbe riuscire.
Appunti per l’insegnamento
Segnala l’uso dell’anidride carbonica in alcuni tipi di estintori e le ragioni del suo uso.
L’anidride carbonica (massa molecolare relativa 44) è circa una volta e mezzo più densa dell’aria (massa molecolare relativa media circa 29), e la miscelazione di gas di diversa densità per diffusione può essere un processo lento a meno che la miscela sia deliberatamente agitata. Quindi i gas possono essere efficacemente versati da un recipiente all’altro, e anche, naturalmente, essere raccolti in un pallone o in un barattolo di gas per spostamento d’aria.
Come ulteriore dimostrazione la presenza di uno strato di gas denso nel becher contenente anidride carbonica può essere dimostrata soffiando una piccola bolla di sapone (usando una miscela commerciale di bolle) e ‘catturandola’ nel becher (un becher più grande renderà questo più facile!). Con fortuna la bolla scenderà nel becher senza scoppiare e poi procederà a ‘galleggiare’ sullo strato di anidride carbonica.
L’anidride carbonica può anche essere versata in una provetta contenente un po’ di acqua calcarea. Agitando l’acqua calcarea diventerà lattiginosa.
Una dimostrazione informativa del motivo per cui l’anidride carbonica non è adatta a spegnere gli incendi che coinvolgono metalli in fiamme come il magnesio è descritta in The General Chemistry Demo Lab.
Salute & Sicurezza controllata, agosto 2016