Demonstracja

Doświadczenie to stanowi wyraźną demonstrację większej gęstości dwutlenku węgla w stosunku do powietrza. Kolba jest napełniana dwutlenkiem węgla z butli lub generatora. Gaz jest następnie wylewany na zapaloną świecę, gasząc płomień.

Organizacja lekcji

To jest szybka, prosta, nauczycielska demonstracja trwająca około 2 minut. Chociaż można ją przeprowadzić jako eksperyment klasowy, prawdopodobnie nie jest warta dodatkowego czasu, który trzeba by na nią poświęcić. Jednak pomoc uczniów przy demonstracji mogłaby wzmocnić jej efekt.

Aparatura	Chemikalia
Ochrona oczu: okulary ochronne, lub gogle w przypadku posługiwania się suchym lodem Rękawice termoochronne i szczypce do przenoszenia (w przypadku posługiwania się suchym lodem) Zlewki (100 cm3), 2 Kolba stożkowa (250 cm3), z korkiem lub korkiem do dopasowania Drewniane drzazgi	Świece (krótkie 1-2 cm kawałki), 2 (Uwaga 1) Cylinder z dwutlenkiem węgla z regulatorem (Uwaga 2) lub Solidny dwutlenek węgla (suchy lód), kilka małych kawałków (Uwaga 3) Reffer to Health & Safety and Technical notes section below for additional information.

Zdrowie & Bezpieczeństwo i uwagi techniczne

Zapoznaj się z naszymi standardowymi wskazówkami dotyczącymi zdrowia & bezpieczeństwa

Noś ochronę oczu i rękawice termiczne (izolowane).

1 Zamiast krótkich kawałków świecy można użyć lampek nocnych lub tea-lightów.

2 Butla z dwutlenkiem węgla – patrz karta zagrożeń CLEAPSS, a także Podręcznik laboratoryjny Sekcja 9.9 o bezpiecznym przechowywaniu i używaniu butli gazowych.

3 Jeśli używasz stałego dwutlenku węgla (suchego lodu), powinien on być uzyskany w ciągu 24 godzin od demonstracji w znacznie większej ilości niż wymagana do eksperymentu i przechowywany w wentylowanym izolowanym pojemniku do czasu, gdy będzie potrzebny. Wszystkie czynności muszą być wykonywane przy użyciu rękawic termoochronnych i szczypiec – patrz Karta zagrożeń CLEAPSS.

Jeśli nie jest dostępna ani butla z dwutlenkiem węgla, ani zapas suchego lodu, gazowy dwutlenek węgla może być wytwarzany chemicznie – patrz Techniki standardowe: Generowanie gazów do zbierania i testowania . Zastąpić lejek z ostem lejkiem z kranikiem lub rozdzielaczem bez korka. Dodawać po kilka cm3 kwasu chlorowodorowego (100 cm3, 2 M – IRRITANT) do wiórków marmurowych (10 g), aby wytworzyć stały strumień dwutlenku węgla i pozwolić, aby cięższy gaz wyparł powietrze z kolby. Można to sprawdzić, pobierając próbkę gazu z szyjki kolby za pomocą pipety do pobierania próbek gazu, a następnie przepuszczając go przez świeżą wodę wapienną w probówce. Natychmiastowa i gęsta mleczność wody wapiennej powinna wskazywać, że kolba jest pełna dwutlenku węgla, którą można następnie bezpiecznie zakorkować do czasu, gdy będzie to potrzebne do demonstracji.

Kolba stożkowa o pojemności 250 cm3 może być wypełniona przed lekcją albo gazem z butli, albo przez dodanie kilku bryłek suchego lodu i pozwolenie na ich odparowanie w kolbie. Kolba powinna być lekko zakorkowana i wyraźnie oznaczona, tak aby klasa mogła przeczytać etykietę, ale nauczyciel może preferować przygotowanie kolby, gdy jest to wymagane podczas lekcji.

Procedura

a Umieść dwie zlewki obok siebie na ławce i włóż krótką świeczkę do każdej z nich.

b Zapal świeczki za pomocą odłamka. Będą się nadal palić.

c Wlej dwutlenek węgla z kolby do jednej ze zlewek, a świeca zgaśnie, podczas gdy świeca w drugiej zlewce będzie się nadal palić.

d Spróbuj ponownie zapalić pierwszą świecę za pomocą odłamka. To się nie powiedzie i świeca zgaśnie.

e Teraz wylej dwutlenek węgla ze zlewki i spróbuj ponownie zapalić świecę. Powinno się to teraz udać.

Uwagi dydaktyczne

Podkreśl zastosowanie dwutlenku węgla w niektórych typach gaśnic i powody jego użycia.

Dwutlenek węgla (względna masa cząsteczkowa 44) jest około półtora raza gęstszy niż powietrze (średnia względna masa cząsteczkowa około 29), a mieszanie gazów o różnych gęstościach przez dyfuzję może być powolnym procesem, chyba że mieszanina jest celowo mieszana. Stąd gazy mogą być skutecznie przelewane z jednego naczynia do drugiego, a także oczywiście gromadzone w kolbie lub słoju gazowym przez wypieranie powietrza.

Jako dodatkową demonstrację obecność warstwy gęstego gazu w zlewce zawierającej dwutlenek węgla można wykazać, dmuchając małą bańkę mydlaną (używając komercyjnej mieszanki do robienia baniek) i „łapiąc” ją w zlewce (większa zlewka to ułatwi!). Przy odrobinie szczęścia bańka zejdzie do zlewki bez pęknięcia, a następnie zacznie „pływać” na warstwie dwutlenku węgla.

Dwutlenek węgla można również wlać do probówki zawierającej trochę wody wapiennej. Po wstrząśnięciu woda wapienna stanie się mleczna.

Informacyjna demonstracja powodu, dla którego dwutlenek węgla nie nadaje się do gaszenia pożarów z udziałem płonących metali, takich jak magnez, jest opisana w The General Chemistry Demo Lab.

Zdrowie & Bezpieczeństwo sprawdzone, sierpień 2016

Credits

.