Densitatea dioxidului de carbon
Demonstrație
Acest experiment demonstrează clar densitatea mai mare a dioxidului de carbon în raport cu aerul. Un balon este umplut cu dioxid de carbon de la o butelie sau de la un generator. Gazul este apoi turnat peste o lumânare aprinsă, stingând flacăra.
Organizarea lecției
Aceasta este o demonstrație rapidă, simplă, realizată de profesor, care durează aproximativ 2 minute. Deși aceasta ar putea fi realizată ca experiment în clasă, probabil că nu merită timpul suplimentar pe care l-ar necesita. Cu toate acestea, asistența elevilor la demonstrație ar putea spori impactul.
| Aparatură | Chimice |
|
Protecție pentru ochi: ochelari de protecție, sau ochelari de protecție dacă se manipulează gheață carbonică Mănuși de protecție termică și clește de manipulare (dacă se folosește gheață carbonică) Beak-uri (100 cm3), 2 Flacoane conice (250 cm3), cu dop de plută sau butelie care să se potrivească Sticlă de lemn |
Cântare (bucăți scurte de 1-2 cm), 2 (Nota 1) Cilindru de dioxid de carbon cu regulator (Nota 2) Referiți-vă la secțiunea Sănătate & Note tehnice și de siguranță de mai jos pentru informații suplimentare. |
Sănătate &Siguranță și note tehnice
Citiți sfaturile noastre standard de siguranță pentru sănătate &
Utilizați ochelari de protecție și mănuși termice (izolate).
1 În locul bucăților scurte de lumânare se pot folosi lumânări de noapte sau lumânări de ceai.
2 Butelie de dioxid de carbon – a se vedea CLEAPSS Hazcard și, de asemenea, secțiunea 9.9 din Manualul de laborator despre depozitarea și utilizarea în siguranță a buteliilor de gaz.
3 Dacă se utilizează dioxid de carbon solid (gheață carbonică), acesta trebuie obținut în termen de 24 de ore de la demonstrație, într-o cantitate substanțial mai mare decât cea necesară pentru experiment, și depozitat într-un recipient izolat și ventilat până când este necesar. Toate manipulările trebuie să se facă folosind mănuși de protecție termică și clești de manipulare – a se vedea CLEAPSS Hazcard.
Dacă nu este disponibilă nici o butelie de dioxid de carbon, nici o rezervă de gheață carbonică, dioxidul de carbon gazos poate fi generat chimic – a se vedea Tehnici standard: Generarea gazelor de colectare și testare . Înlocuiți pâlnia cu ciolan cu o pâlnie de robinet sau o pâlnie de separare fără dop. Se adaugă acidul clorhidric (100 cm3, 2 M – IRRITANT) câțiva cm3 pe rând la așchiile de marmură (10 g) pentru a genera un flux constant de dioxid de carbon și se permite gazului mai greu să înlocuiască aerul din balonul de colectare. Acest lucru poate fi verificat prin prelevarea de probe din gazul care iese din gâtul balonului, folosind o pipetă de picurare pentru a aspira o mostră de gaz, apoi prin barbotarea acestuia în apă calcaroasă proaspătă într-o eprubetă. O lăcrimare imediată și densă a apei de var ar trebui să indice că balonul este plin de dioxid de carbon, care poate fi apoi închis bine cu dop până când este necesar pentru demonstrație.
Bazonul conic de 250 cm3 poate fi umplut înainte de lecție, fie cu gaz din butelie, fie prin adăugarea câtorva bucăți de gheață carbonică și lăsarea acestora să se evapore în balon. Balonul ar trebui să fie ușor astupat și etichetat în mod clar, astfel încât clasa să poată citi eticheta, dar profesorul poate prefera să pregătească balonul atunci când este necesar în timpul lecției.
Procedură
a Așezați cele două pahare unul lângă altul pe bancă și puneți în fiecare câte o lumânare de lungime scurtă.
b Aprindeți lumânările cu o atelă. Ele vor continua să ardă.
c Turnați dioxid de carbon din balon în unul dintre pahare și lumânarea se va stinge, în timp ce lumânarea din celălalt pahar continuă să ardă.
d Încercați să reaprindeți prima lumânare cu o atelă. Acest lucru va eșua și ștecărul se va stinge.
e Acum turnați dioxidul de carbon din pahar și încercați din nou să reaprindeți lumânarea. Acest lucru ar trebui să reușească acum.
Anotații didactice
Subliniați utilizarea dioxidului de carbon în unele tipuri de stingătoare de incendiu și motivele pentru care acesta este utilizat.
Dioxidul de carbon (masa moleculară relativă 44) este de aproximativ o dată și jumătate mai dens decât aerul (masa moleculară relativă medie de aproximativ 29), iar amestecarea gazelor cu densități diferite prin difuzie poate fi un proces lent, cu excepția cazului în care amestecul este agitat în mod deliberat. Prin urmare, gazele pot fi efectiv turnate dintr-un vas în altul și, bineînțeles, pot fi colectate într-un balon sau într-un borcan de gaz prin deplasarea aerului.
Ca o demonstrație suplimentară, prezența unui strat de gaz dens în paharul care conține dioxid de carbon poate fi demonstrată prin suflarea unui mic balon de săpun (folosind un amestec de baloane din comerț) și „prinderea” acestuia în pahar (un pahar mai mare va face acest lucru mai ușor!). Cu puțin noroc, bula va coborî în pahar fără să se spargă și apoi va continua să ‘plutească’ pe stratul de dioxid de carbon.
Diesoxidul de carbon poate fi, de asemenea, turnat într-o eprubetă care conține puțină apă de var. La agitare, apa de var va deveni lăptoasă.
O demonstrație informativă a motivului pentru care dioxidul de carbon nu este potrivit pentru stingerea incendiilor care implică metale în flăcări, cum ar fi magneziul, este descrisă la The General Chemistry Demo Lab.
Sănătate & Siguranță verificată, august 2016