Изучение реакции сухого льда и воды. Эксперименты с сухим льдом. Заморозка и охлаждение

Само название «сухой лед» звучит немного странно, не правда ли? Мы привыкли, что лед быстро тает и превращается в обычную воду… Но тут всё гораздо сложнее. Сухой лед - это на самом деле газ! Поэтому такой лед не тает, а возгоняется, то есть переходит из твердого состояния сразу в газообразное! В этом эксперименте мы рассмотрим различные физические и химические свойства сухого льда.

Реагенты и оборудование:

  • сухой лед;
  • дистиллированная вода;
  • жидкое мыло (жидкость для мытья посуды);
  • тимолфталеин;
  • фенолфталеин;
  • лакмус;
  • стеклянная чаша;
  • 3 химических стакана.

Пошаговая инструкция

Возьмем кусочек сухого льда и положим его на металлическую ложку. Через несколько секунд он начнет слегка подпрыгивать и дребезжать.

Бросим сухой лед в стеклянную чашу с водой - наблюдаем белый дым и бурное выделение пузырьков газа.

Если же добавить в воду несколько капель , появится густая пена из мыльных пузырей, наполненных белым дымом.

Теперь возьмем 3 химических стакана с растворами индикаторов: (синий цвет), фенолфталеином (без цвета) и лакмусом (красно-оранжевый цвет). Далее добавим немного гидроксида натрия. Растворы изменили свою окраску: индигокармин стал зеленым, фенолфталеин – малиновым, а лакмус – синим. Добавим в каждый стакан по несколько кусочков сухого льда. Через некоторое время наблюдаем изменение цвета растворов до первоначальной окраски.

Пояснение процессов

Сухой лед - это очень простое вещество (твердая фаза CO₂). Находится в свободной продаже и применяется в основном для транспортировки пищевых продуктов или очистки технических поверхностей. Но в домашней лаборатории сухой лед превращается в бесценный реагент! «Изюминка» сухого льда заключается в том, что он из твердого состояния сразу переходит в газообразное без промежуточной жидкой фазы (такой процесс называется ).

Температура сублимации составляет -78,5°С. При контакте с водой сухой лед стремительно переходит из твердого состояния в газообразное. Со стороны это похоже на кипение, только с более ярким и характерным парообразованием. Причем испаряющаяся двуокись углерода тяжелее воздуха (плотность 1,9768 кг/м³ против 1,225 кг/м³), и потому « » не поднимается, а стелется по поверхности вокруг емкости с водой.

При добавлении жидкого мыла пузыри выделяющегося газа быстро его вспенивают, и образуется густая пена, наполненная белым углекислым газом.

Если положить сухой лед в металлическую ложку, он будет прыгать и дребезжать. Дело в том, что на теплой металлической поверхности сухой лед очень быстро сублимируется, образуя очаги повышенного давления, из-за чего наша льдинка и «подпрыгивает».

При сублимации сухого льда в воде выделяющийся углекислый газ реагирует с водой, образуя угольную кислоту и меняя кислотность. Это свойство сухого льда можно использовать для красивых цветных превращений с растворами индикаторов. В нейтральной среде индигокармин имеет синюю окраску, лакмус - красно-оранжевую, а фенолфталеин не имеет цвета. При добавлении гидроксида натрия среда становится щелочной, и растворы изменяют свою окраску на зеленую, синюю и малиновую соответственно. При добавлении сухого льда в щелочных растворах образуется угольная кислота. В результате кислотность растворов повышается, среда становится нейтральной и цвет растворов изменяется до первоначального.

Меры предосторожности

    Обязательно проводите опыт в перчатках и не допускайте контакта кожи с сухим льдом, чтобы не получить холодный ожог (температура сухого льда равна -78,5 °С).

    Вдыхание испарений CO₂ может вызвать головную боль.

Внимание! Не пытайтесь повторить этот опыт самостоятельно.

Как часто вы слышали словосочетание «сухой лед»? А часто ли вы задумывались, что это на самом деле? Где и для чего его применяют? Редакция Hotshowlife постарается помочь вам разобраться в этом вопросе.

Сухой лед - это не что иное, как углекислый газ в состоянии затвердения. Называется сухим в силу своей особенности - он испаряется, не переходя в состояние жидкости. Его собственная температура - -78,5°C. Давайте рассмотрим основные способы применения сухого льда.

Заморозка и охлаждение

Сухой лед чаще всего используется для заморозки или охлаждения продуктов, особенно в больших количествах. Основные плюсы - очень низкая температура, при которой продукты не портятся и не поддаются гниению.

Хранение и перевозка

Медиками сухой лед применяется при хранении и перевозке крови, а также донорских органов.

Газирование воды

Благодаря сухому льду можно газировать жидкости и замедлять химические реакции.

Создание спецэффектов

Часто сухой лед применяют для создания спецэффектов, например, для театральных выступлений, а также во всевозможных шоу.


Средство тушения пожаров

Используя сухой лед, можно потушить огонь. Углекислота препятствует доступу кислорода и гасит огонь.


- отличный способ повеселиться.
  • Если положить сухой лед в мыльную воду, мы можем получить много пены, наполненной туманом.

  • При нажатии на сухой лед ложкой можно услышать попискивание. Это результат ускоренной сублимации (переход из твердого состояния в газообразное).

  • Если добавить в бутылку с водой сухой лед и закрыть ее, получится газированная вода, но вот что может произойти, если сухого льда будет слишком много.
Успеть сделать, пока ребенок не вырос. Приключения, игры, опыты Ризо Елена Александровна

Тайны сухого льда

Тайны сухого льда

Далеко не все взрослые имеют представление о возможностях сухого льда, так что опыты с этим уникальным веществом понравятся не только малышам.

Итак, сухой лед представляет собой твердую форму углекислого газа. Он не горит, ничем не пахнет, а по внешнему виду напоминает привычный «снежный» лед. В основе сухого льда – пищевая углекислота. Изначально он был создан для использования на промышленных предприятиях, но потом стал доступен всем. Теперь любой человек может купить сухой лед в магазине. Продается он в небольших упаковках и выглядит как белые или прозрачные гранулы. Что же такого волшебного в этом веществе? И почему экспериментами с ним я решила открыть новую главу книги? Судите сами.

Опыт 1

ВАМ ПОНАДОБЯТСЯ:

Емкость с водой (подойдет любая – от стакана до ведра);

Немного сухого льда.

Этот опыт может пригодиться при создании сценических эффектов любого масштаба. Бросьте в емкость с водой несколько гранул сухого льда (в том случае, если объем емкости невелик) – и вуаля: перед вами легкая дымка, абсолютно безвредная для здоровья! Хотите напустить туман погуще? Нет проблем. Наберите ведро воды и бросьте туда побольше сухого льда – задача выполнена.

Поскольку сухой лед используют в пищевой промышленности, его без опаски можно добавлять в коктейли, охлаждая их, а заодно придавая напитку мистический вид.

Опыт 2

ВАМ ПОНАДОБЯТСЯ:

Мыльные пузыри или насыщенный мыльный раствор;

Сухой лед.

Налейте в емкость мыльные пузыри или раствор и аккуратно добавьте немного сухого льда. В итоге у вас получится не что иное, как пузырьковый туман! Возникнет такое ощущение, будто туман пробрался в каждый мыльный пузырь, заполнив его до предела. Вы наверняка захотите удивить подобным шоу всех своих знакомых.

Опыт 3

ВАМ ПОНАДОБЯТСЯ:

Густой мыльный раствор;

Плотное бумажное полотенце;

Сухой лед.

В объемную кружку налейте мыльный раствор (примерно до половины емкости). Добавьте туда буквально пару гранул сухого льда и плотно накройте кружку бумажным полотенцем. Подождите несколько секунд до образования густой мыльной пленки, а затем медленно снимите полотенце. Мыльная пленка постепенно превратится в огромный пузырь, поражающий своими размерами. В конечном счете он, конечно, лопнет, а вам захочется снова повторить опыт.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Фокус сухого льда в том, что он из твердого состояния сразу переходит в газообразное без промежуточной жидкой фазы (такой процесс называется сублимацией). Температура сублимации диоксида углерода составляет -78,5°С. Сухой лед свободно продается в двух формах — брикетами и гранулами. Для опытов удобнее использовать гранулы, поскольку они небольшого размера, их проще дозировать. С другой стороны, сухой лед — расходный материал: за день в пенопластовом контейнере испаряется до 15% его массы.

1. В одну емкость наливаем теплую воду, во вторую — средство для мытья посуды (можно использовать жидкое мыло или жидкость для мыльных пузырей).

Принцип опыта

Большая часть опытов с сухим льдом основана на одном и том же принципе. Дело в том, что при контакте с водой сухой лед начинает бурно переходить из твердого состояния в газообразное, и выглядит это как кипение, только со значительно более ярким и характерным парообразованием. Причем испаряющаяся двуокись углерода тяжелее воздуха (плотность 1,9768 кг/м3 против 1,225 кг/м3), и потому «дым» стелется по поверхности, окружающей емкость с водой, а не поднимается вверх.


2. Смазываем мылом края емкости с водой. Берем тряпичную ленту (например, вырезанную из старой наволочки) и погружаем ее в мыло.

Экспериментатор наливает в емкость воду, а затем бросает туда лед. Чем теплее вода, тем быстрее лед будет испаряться, тем короче и визуально эффектнее реакция. Вот здесь-то и возникает разделение на опытные направления. Первый вариант — это позволить ледяному пару спокойно выходить наружу и наблюдать за его распространением.


3. Бросаем в воду сухой лед — достаточно примерно половины от объема воды. Чем больше вы используете льда, тем более активным будет парообразование.

Второй вариант — ограничить ареал распространения пара, то есть, иначе говоря, испарять лед в замкнутом пространстве. Если делать это, например, в закрытой пластиковой бутылке, из нее выбьет пробку (или вообще разорвет — никогда подобного не повторяйте!), поскольку в газообразном состоянии CO2 занимает значительно больше места (плотность газа, напомним, 1,9768 кг/м3, а твердой фазы — 1560 кг/м3). Но делать это с бутылками достаточно опасно, значительно интереснее и проще надуть двуокисью углерода мыльный пузырь.


4. С помощью мыльной ленты аккуратно натягиваем на емкость мыльную пленку. Двуокись углерода окажется запертой внутри, начнет надуваться огромный мыльный пузырь (чаще всего в совокупности с множеством мелких).

Меры предосторожности:

При грамотном использовании сухой лед совершенно безопасен, как и обычный, водяной. Но необходимо соблюдать определенные меры предосторожности:

1) Обязательно используйте перчатки и никогда не допускайте длительного контакта сухого льда с кожей. Его температура -78,5 С ниже нуля, и можно получить холодный ожог. Достаточно простых матерчатых перчаток.

2) При транспортировке и хранении льда обязательно оставляйте в емкости два-три мелких отверстия диаметром по паре миллиметров. Это предохранит емкость от разрыва. Никогда не помещайте лед в герметичный контейнер.

3) Старайтесь минимально вдыхать испарения CO2 — это моэет вызвать головную боль.

Это очень здорово, уметь делать что-то, что не умеют другие, знать какие-то секреты. Но иногда для того, чтобы удивить публику, не нужно ни обмана, ни особой ловкости или специальных навыков.

Достаточно лишь иметь хорошие знания химии и сухой лёд. С ним вы сможете творить настоящие чудеса.

Что такое сухой лёд?

Привычный лед нас не интересует. Эта вещь представляет собой газ в замороженном состоянии

Привычный для нас материал, представляющий собой H2O в замороженном состоянии – вот что обычно называется льдом.

Но эта вещь не представляет для нас сейчас особого интереса. Наш материал не имеет никакого отношения к воде. Это углекислый газ в твёрдом состоянии . Основная особенность его в том, что он не тает.

В жидком состоянии углекислый газ может находиться только под очень сильным давлением . Тем не менее, материал выглядит именно как замороженная вода. Он похож на замороженную воду ещё и тем, что сам по себе достаточно холодный и в тёплой окружающей среде теряет твёрдую форму.

Только вот в отличие от воды, углекислый газ переходит из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкую форму. По-научному это называется сублимировать. Именно на этом свойстве основано множество необычных экспериментов.

Некоторые опыты выглядят по-настоящему и, имея необходимы материалы, можно сделать настоящее шоу, состоящее из необычных трюков и спецэффектов.

Но будьте осторожны. Замороженный углекислый газ – очень холодный, его температура – минус семьдесят девять градусов. Используя его, ни в коем случае не сжимайте его в руках и вообще не держите долго. Можно получить обморожение.

5 удивительных фокусов с сухим льдом смотрите в видео:

Кипение

Удивить публику бурлящей газообразной массой вы сможете благодаря отличному знанию законов физики

Для опыта вам понадобится стакан с горячей или сильно тёплой водой и несколько кубиков твёрдого газа.

Вы берёте кубики, и просто бросаете их в воду. И тут же вода начинает очень сильно бурлить, а из стакана густыми клубами валит пар, который больше даже похож на туман, так как очень густой, белый и, выходя из стакана, стелется понизу. Незнающие люди будут поражены. Особенно, если они будут думать, что это обыкновенная замороженная вода.

Почему получается такая реакция?

  • Температура замерзания углекислого газа очень низкая. Он сублимирует даже на воздухе.
  • Попробуйте оставить стакан с кубиками на какое-то время, и вы увидите, что через определённый временной промежуток стакан станет пустым. А в тёплой воде процесс протекает быстрее.
  • Так как из твёрдого состояния вещество сразу переходит в газообразное, получается то, что получается. При этом, чем горячее будет вода, тем сильнее будет эффект.

Для зрелищности можно добавить в воду немного жидкого мыла или шампуня. Тогда будет образовываться много пены с крупными пузырьками . Ей можно зачерпнуть в ладошку и размять в руках. Тогда из лопнувших пузырьков будет выходить туман.

Прыгающий кубик


Поймать прыгающий кубик льда будет уже невозможно!

Этот эксперимент надо проводить в тёплом помещении, так как вам понадобится тёплая металлическая поверхность, а если в помещении будет холодно, металл тоже будет холодным, и ничего не получится.

Вам будет нужна любая металлическая поверхность (покрытие раковины, дно алюминиевой кастрюли, металлический поднос – что угодно).

Главное, чтобы поверхность не была холодной. Вы кладёте на неё кубик. И он начинает прыгать. При этом поймать его, после того, как он начал прыгать, практически невозможно.

Такая реакция происходит опять из-за свойства твёрдой формы газа сублимировать . На тёплой поверхности это происходит быстрее. Пузырьки газа лопаются, и кусочек подскакивает. А со стороны выглядит, как настоящая .

Музыка с помощью льда


Попробуйте извлекать музыку из льда — получится удивительное шоу!

Ещё один трюк, который работает за счёт сублимации . Положите кусочек на какую-нибудь мягкую поверхность, возьмите металлический предмет, например, алюминиевую ложечку, и надавите на кубик.

  • Предмет из металла будет продавливать поверхность, а сам кубик при этом будет дребезжать.
  • Дребезжит, на самом деле, конечно, не кусочек, а газовые пузырьки, которые при испарении бьются о металлические стенки.

Вещество используют в своём ремесле профессиональные иллюзионисты. Например, на его применении основан известный фокус с картой и льдом.

Зная свойства этого вещества, можно творить настоящие и поражать зрителей своим искусством.