Сухой лед: применение и эксперименты

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.

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.

Их любят включать в свои выступления фокусники, аниматоры, организаторы научных шоу. На самом деле, практически все опыты с этим веществом можно провести дома без какой-то специальной подготовки.

«Сухим льдом» называют тот самый углекислый газ (CO 2 , диоксид или двуокись углерода, углекислота), который мы с вами выдыхаем, только замороженный. Двуокись углерода при очень низких температурах из газообразной становится твёрдой, а при нагревании снова моментально превращается в газ. При этом образуется эффектный и совершенно безвредный пар.

Где взять твёрдый CO 2

Самый простой вариант - заказать готовые наборы для опытов с сухим льдом. Кроме того, существует множество фирм, которые занимаются изготовлением и продажей вещества. Эти же компании предлагают контейнеры для его доставки. Контейнер необходим, поскольку без него кристаллы растают или, правильнее сказать, сублимируют. Чем теплее условия перевозки и хранения, тем больше CO 2 испарится.

Не стоит покупать твёрдый диоксид углерода про запас. Приобретите его как можно ближе к тому моменту, когда он вам понадобится. Если фирма предлагает большую партию (обычно так и бывает), попробуйте разделить её на несколько человек: вдруг ваши друзья с детьми тоже хотят поэкспериментировать со льдом. Если в городе нет специальной фирмы, попробуйте купить немного вещества у аниматоров, которые занимаются мыльными пузырями или научным шоу.

Один килограмм стоит около 90 рублей. Стоимость контейнера для перевозки и хранения от 500 рублей. Для одного опыта потребуется от 30 до 500 граммов вещества.

Твёрдый CO 2 бывает кусками, кубиками и в гранулах. Внимательно изучите описание экспериментов и решите, какая форма для вас удобнее.

Как хранить сухой лёд и как с ним работать

Дома лёд хранят в специальном контейнере или сумке-холодильнике. Если на улице холодно, ёмкость можно выставить за окно.

• Нельзя хранить в герметичном контейнере, в морозилке и в плохо проветриваемом помещении. В первом случае может произойти взрыв, а во втором - комната заполнится углекислым газом и в ней будет трудно дышать. Во время проведения экспериментов дома обязательно хорошо проветривайте «лабораторию».
• При работе с твёрдым углекислым газом рекомендуем надевать перчатки и вещи с длинными рукава. Продолжительное прикосновение к льдинкам чревато ожогами. Из-за этого не стоит доверять его детям - все занятия проводятся строго под руководством взрослого.
• Вещество нельзя долго держать голыми руками и пробовать на вкус. При этом пар, образующийся из него, совершенно безопасен.

Опыты с сухим льдом для детей от трёх лет

1. Надуваем воздушный шар (3+)

Немного льда поместите внутрь обычного воздушного шарика и завяжите хвостик. Дальше волшебство произойдёт само. Диоксид углерода сублимирует и чудесным образом надует шар. Главное - не переборщить с количеством вещества, иначе шар не выдержит и лопнет. Хотя взрыв вполне может статью частью фокуса.

1. Гигантский пузырь (4+)

На дно блюда положите брусок сухого льда весом 500–700 граммов и залейте его горячей водой. Реакция пойдёт мгновенно - из блюда повалит белый пар.

Теперь нужно действовать быстро. Намочите кусок ткани или верёвку в мыльном растворе и проведите от одного края блюда до другого поверх пара так, чтобы образовалась мыльная плёнка. Через несколько секунд вещество превратится в газ, растянет мыльную плёнку и над тарелкой вырастет огромный пузырь, похожий на магический шар с предсказаниями.

1. Тушим свечу (5+)

Это эксперимент для детей скорее познавательный, чем эффектный. Поставьте свечу внутрь вазы или банки, зажгите её. Свеча будет гореть ровно и легко. Бросьте в банку несколько кусочков CO 2 и через короткое время огонь погаснет, поскольку углекислота не горит.

1. Волшебный дым (4+)

В миску с горячей водой просто бросают куски или гранулы твёрдого углекислого газа. Ёмкость превращается в мистический ведьмин котёл.

Секрет фокуса прост: попадая в горячую воду, двуокись углерода намного быстрее переходит из твёрдого состояния в газообразное. Интересно, что жидкого состояния у неё не бывает. С детьми постарше можно углубиться в физику и рассмотреть тему «Три состояния вещества».

1. Парящие пузырики (3+)

Мыльные пузыри кажутся живыми, если запустить их в ёмкость с несколькими кусочками CO 2 . Выделяющийся газ не даёт пузырькам упасть, и они красиво парят в воздухе над кристаллами льда.

1. Дымные шарики (5+)

В нижней части пластиковой бутылки прорезают или прожигают отверстие такого размера, чтобы в него плотно входила резиновая трубка или пластиковая соломинка. Вставьте трубочку в отверстие. В бутылку поместите немного сухого льда и плотно закройте крышку. Окуните конец трубки в мыльный раствор и наблюдайте, как надуваются наполненные паром пузыри.

Газ растягивает мыльную плёнку на конце соломинки и выдувает пузыри. Попробуйте «посадить» такой пузырь на волосы ребёнка или шерстяную варежку.

Возможно, вы придумаете и другие интересные фокусы с сухим льдом: из него можно делать газировку, с его помощью замораживают растения, его используют на дымных дискотеках. Идей бесконечное множество!

А вы проводили опыты с этим веществом? Понравились ли они детям? Расскажите нам в комментариях.

Наталья Якубо

Конспект познавательно-экспериментальной деятельности

на тему : «Опыты с сухим льдом »

для детей всех возрастов

Цель : формирование исследовательского и познавательного интереса через экспериментирование с сухим льдом .

Задачи :

Учить детей выдвигать гипотезы и проверять их опытным путем ;

Обогащать словарный запас детей ;

Воспитывать интерес к экспериментальной деятельности и желание заниматься ею; аккуратность, желание добиваться положительного результата в процессе работы.

Материал : сухой лед (в гранулах, контейнер с теплой водой, шарик, моющее средство, шнурок, тазик, колбы, совок, хозяйственные перчатки, белый халат, картины с животными севера, поднос.

Свойства сухого льда

Сухой лед – твердый диоксид углерода. При обычной температуре он переходит в парообразное состояние, минуя при этом жидкую фазу. Особенности его состава и внутренней структуры, несмотря на очень низкую температуру поверхности, вполне позволяют на короткое время взять кусочек такого льда голой ладонью без риска получить обморожение кожи.

Сухой лед очень удобен, поскольку не нуждается в утилизации – когда он становится не нужен, его элементарно оставляют на открытом воздухе (испарение в этом случае происходит очень быстро, никаких водянистых луж углекислотный лед не оставит, а в атмосферу выделится только углекислый газ – никаких вредных примесей).

Испаряется он в 5 раз медленнее, чем тает обычный лед, а для создания необходимой низкой температуры его требуется уже в 15 раз меньше, чем льда из воды.

Опыт 1

«Супер – дымовуха»

Этап эксперимента :

Насыпаем сухой лед в контейнер и добавляем теплую воду (чем температура воды выше, тем реакция будет сильнее) . В результате чего, появляется из контейнера клубы белого пара, и начинает расползаться по всей поверхности. Эксперимент удался!

Объяснение эксперимента :

Сухой лед вступает с теплой водой в химическую реакцию, в ходе которой выделяется углекислый газ. А так как углекислый газ тяжелее воздуха, то он, выбираясь из контейнера, начинается стелиться по поверхности густым туманом. Наука – это здорово!

Опыт 2

«Мыльная каша»

Этап эксперимента :

Добавляем моющее средство в смесь воды и сухого льда, в результате чего появляются мыльные пузыри, наполненные плотным туманом.

Опыт 3

«Мыльный пузырь»

Кто из нас в детстве не любил пускать мыльные пузыри?

Этап эксперимента :

В чашу круглой формы кладем сухой лед и добавляем немного теплой воды. По бортику чаши проводим шнурком (заранее смочив шнурок в моющем средстве, плотно прижимая к краю. Образуется мыльная пленка. После этого мы наблюдаем, как на чаше медленно увеличивается мыльный пузырь. Превращающийся в пар лед будет раздувать мыльную пленку все больше и больше, до тех пор, пока напряжение изнутри не разорвет ее. Когда же это случится, белый пар вырвется из чаши и растечется по столу зрелищным клубящимся потоком.

Опыт 4

«Как надуть шарик без насоса?»

Этап эксперимента :

Кладем сухой лед в узкую колбу и наливаем немного теплой воды, начинает выделяться пар. Надеваем шарик на горлышко колбы, пар заполняет собой весь шарик и растягивает его стенки. Шарик надули!

Сухой лед обладает множеством удивительных свойств и фокусы с ним изумляют не только детей , но и взрослых людей. Опыты с этим веществом способны быстро поднять настроение и превратить любое мероприятие в поистине незабываемое приключение.

Публикации по теме:

Цель: подвести к пониманию того, что воздух есть вокруг нас и внутри нас. Задачи: образовательные: дать представления о свойствах воздуха,.

НОД по опытно-экспериментальной деятельности «Наука о веществах и превращениях. Цветные опыты по химии» Конспект открытого занятия по опытно-экспериментальной деятельности в подготовительной группе на тему: «Наука о веществах и превращениях. Цветные.