Suchy lód do celów dydaktycznych

Opublikowano 25 stycznia 2017 w dziale Zastosowanie suchego lodu

Suchy lód jest z powodzeniem stosowany na zajęciach dydaktycznych dla dzieci, młodzieży oraz studentów. Używanie suchego lodu zgodne z zasadami BHP oraz pod okiem dorosłych jest bezpieczne.

Suchy lód do celów dydaktycznych


Suchy lód w laboratoriach wykorzystywany jest do procesów wymagających niskiej temperatury. Zadaniem suchego lodu w laboratorium jest chłodzenie. Nie jest to trudne ponieważ temperatura suchego lodu -78 °C jest tak niska że bardzo szybko można schłodzić dowolne odczynniki lub je zamrozić. Suchy lód w laboratorium wykorzystywany jest do tworzenia cieczy o niskich temperaturach (np. mieszanina z alkoholem o niskiej temperaturze krzepnięcia), spowalniania reakcji egzotermicznych.



null

Podstawowym eksperymentem, wzbudzającym ogromne zainteresowanie, jest sublimacja suchego lodu w wodzie. Im cieplejsza woda tym sublimacja jest intensywniejsza. W procesie sublimacji następuje zmiana stanu skupienia. Suchy lód z ciała stałego przekształca się gaz. Dwutlenek węgla z którego suchy lód został wykonany w skomplikowanym procesie sprężania i rozprężania ciekłego dwutlenku węgla. W trakcie eksperymentu z wody zaczyna się wydobywać zimny dwutlenek węgla pod postacią gęstego białego dymu. Gęsty biały dym jest wykorzystywany do tworzenia efektów specjalnych podczas zabawy z dziećmi.  



null


Jeżeli do wody dodamy wskaźnik - błękit bromotymolowy – czyli substancję zmieniającą kolor w zależności od ph roztworu zaobserwować można zmianę zabarwienia wody na żółty. Dlaczego tak się dzieje? Otóż w trakcie sublimacji suchego lodu w wodzie część dwutlenku węgla rozpuszcza się w płynie tworząc bardzo słaby kwas węglowy, który odpowiada za lekko kwaskowaty smak wody gazowanej.

  • W środowisku obojętnym uzyskamy kolor - zielony.
  • W środowisku zasadowym kolor- - błękitny.
  • W środowisku kwaśnym kolor - żółty.

Eksperymenty z suchym lodem mogą być bardzo ciekawe i pouczające dlatego od czasu do czasu w przedszkolach lub szkole organizowane są lekcje dydaktyczne z użyciem suchego lodu. To zawsze przyciąga ciekawskie dzieci a tym samym nauka staje się bardziej prosta.



null

Ciekawostką jest, że metalowe przedmioty podczas gwałtownego ochłodzenia potrafią wydawać z siebie dźwięki. Aby to sprawdzić można wykonać proste doświadczenie z suchym lodem. Wystarczy położyć na suchym lodzie metalowy przedmiot. Może to być moneta lub dajmy na to młotek. Dźwięk jaki uzyskamy przykładając metal do suchego lodu przypomina pisk. Dzieje się tak ponieważ metal posiada wyższą temperaturę niż suchy lód. Przypominamy – temperatura suchego lodu -78 °C. Metal posiada temperaturę pokojową czyli około 25°C. Czyli jest o wiele cieplejszy od suchego lodu. Po przyłożeniu metalu do suchego lodu następuje intensywna sublimacja na styku suchego lodu a metalu. Im mocniej przyciskamy metal tym intensywniejsza sublimacja a tym samym syk zamienia się w pisk. Dwutlenek węgla ulatniając się skokowo wywołuje wahania ciśnienia i pobudza przedmiot do drgań, czego skutkiem jest dźwięk. Jest on więc wynikiem małych „wybuchów” dwutlenku węgla, które zachodzą pod metalowym przedmiotem.

Jak działają gaśnice śniegowe?


null

Ich działanie polega na odcięciu dostępu tlenu od ognia. Można to wyjaśnić za pomocą doświadczenia ze świeczką, która gaśnie i której nie da się ponownie podpalić. Świeczkę należy umieścić w szklance, a następnie wsypać do niej granulat suchego lodu. Dwutlenek węgla,który jest cięższy od powietrza, wypełniając szklankę, wypiera tlen. W ten sposób tlen przy knocie zostanie odcięty, a świeczka zgaśnie, tak samo jak zapalona zapałka zbliżona do knota.



null

Doświadczenie z balonem



W wyniku sublimacji dwutlenek węgla zwiększa swoją objętość ponad 600 razy. Można to udowodnić za pomocą balonu. Wystarczy włożyć granulat suchego lodu do balonu. Zawiązać balon i chwilkę poczekać. W wyniku sublimacji suchego lodu balon zacznie się powiększać swoje rozmiary. Dwutlenek węgla zawarty w suchym lodzie będzie powiększał rozmiary balonu do zaprzestania sublimacji.  


Efekt wulkanu

Można to również udowodnić za pomocą bardziej widowiskowego doświadczenia. Niesamowity efekt „wybuchu wulkanu” uzyskać można za pomocą miski, dłuższej szmatki, wody, płynu do zmywania i suchego lodu. Wystarczy nalać do miski gorącą wodę i wsypać suchy lód. Następnie nasączyć szmatkę wodą z płynem i przeciągnąć po krawędziach miski tworząc na jej powierzchni bańkę. W skutek zwiększania się objętości dwutlenku węgla bańka zacznie się pompować, aż w końcu nastąpi „eksplozja” białego dymu.

Podobnym doświadczeniem jest wytwarzanie baniek z dymkiem w środku. Wystarczy do butelki z wodą wsypać suchy lód, a następnie nałożyć na nią rurkę umoczoną płynem do zmywania. Suchy lód sublimując wypycha bańki, które podczas rozpryskiwania pozostawiają po sobie mgłę.



null


Lewitująca bańka 


Dzięki zjawisku sublimacji można również zmusić bańki do lewitowania. Do szklanego naczynia wsypujemy suchy lód. Suchy lód zacznie sublimować wytwarzając dwutlenek węgla którego nie widać gołym okiem. Następnie robimy bańkę mydlaną i upuszczamy ją delikatnie nad suchym lodem. Bańka nie pęknie, tylko zacznie lewitować nad suchym lodem a to dzięki temu że dwutlenek węgla wytworzył poduszkę gazu którego nie widać.



null


Jeśli do wody z płynem do zmywania dodamy suchy lód, w procesie sublimacji powstanie dymiąca piana.




Proponujemy obejrzeć ciekawy film poglądowy jak można suchy lód użyć do zabawy lub lekcji poglądowych. Nie namawiamy jednak dzieci do samodzielnych domowych doświadczeń. Podczas zabawy z suchym lodem musi być zapewniona opieka osób dorosłych ponieważ nieumiejętne odchodzenie się z suchym lodem może prowadzić do poparzenia. 



SPRAWDŹ OFERTĘ