Газированное веселье: CO2 в базовом образовании

  1. введение
  2. Газированные воздушные шары
  3. материалы
  4. Способ изготовления
  5. А) какой газ?
  6. предосторожность
  7. Б) Газ тяжелый
  8. Газированный напиток или домашняя сода
  9. Сверкающие взрывы
  10. предосторожность
  11. Сверкающая пушка
  12. предосторожность
  13. Гейзер с СО2

Перевод Олы Еглинской.

Марлен Рау представляет газированные упражнения с углекислым газом, созданные Chemol и Science on the Shelves.

введение

Перевод Олы Еглинской

Изображение предоставлено
diego_cervo / iStockphoto

Углекислый газ (CO2) - это не только один из самых важных парниковых газов, но и он присутствует вокруг нас: в воздухе (0,0388%), которым мы дышим; в воздухе (4%), который мы выдыхаем; в газированных напитках, в кексах, которые растут благодаря двуокиси углерода, выделяемой разрыхлителем; и при сжигании органических соединений, таких как парафин, бумага, дерево и масло. Он используется в жидкой форме в огнетушителях и в качестве замораживающего агента в пищевой промышленности (например, при хранении и транспортировке мороженого).

Высокие концентрации углекислого газа могут представлять угрозу для людей и животных, являясь источником жизни: во время фотосинтеза растениям необходимы углекислый газ и свет для производства сахаров, крахмала, жиров и белков, а также кислорода, необходимого для выживания.

Следующие образовательные упражнения, созданные Chemol w1 и наука на полках w2 (см рамка ) введение в науку об этом важном газе, предназначенное для учащихся начальной школы. Для того, чтобы упражнения были информативными, библиография содержит больше источников по таким темам, как химия, обнаружение и возникновение углекислого газа и его физиологическое значение w3 ,

Один из гейзеров Эль Татио в
Чилийские анд

Изображение предоставлено
ecololo; Источник: Flickr

NB: количество углекислого газа, производимого во время этих учений, недостаточно, чтобы представлять угрозу.

Газированные воздушные шары

Когда вы бросаете шипучую таблетку в стакан с водой или добавляете в нее воду, разрыхлитель производит пузырьки: образуется газ. Вы можете использовать этот газ, чтобы надуть воздушный шар. Какой газ? Давайте соберем это и исследуем это.

материалы

  • воздушные шары
  • воронка
  • Шипучие таблетки (например, витамин С) или разрыхлитель
  • Прозрачная бутылка на 500 мл
  • вода
  • Стаканы или кружки
  • Свеча для фонарей
  • спички
  • Кухонные щипцы (или деревянные шампуры)
  • Известняковая вода: смешайте чайную ложку цемента или раствора с 250 мл воды. Подождите, пока на дне не появится осадок, затем слейте его двумя бумажными кофейными фильтрами. Отфильтрованная вода является известняковой водой.
  • Широкая солома

Широкая солома

Изображение предоставлено
craftvisioncraftvision /
ISTOCKPHOTO

Способ изготовления

Первые шесть шагов являются общими для всех упражнений - тогда есть два варианта на выбор.

  1. Дуньте в воздушный шар, а затем выпустите из него воздух, чтобы резина стала более эластичной.
  2. Используя воронку, вылейте один пакетик (приблизительно 20 г) в шарик без смазки. Вместо разрыхлителя можно использовать пять измельченных шипучих таблеток.
  3. Наполните бутылку так, чтобы вода была высотой 2-3 см.
  4. Наденьте шарик на горлышко бутылки и вылейте порошок внутри бутылки в бутылку. Держите баллон на горлышке бутылки, чтобы он не соскользнул.
  5. Аккуратно встряхните бутылку. Баллон будет заполнен газом, выделяемым шипучим порошком.
  6. Нажмите на картинку, чтобы
    увеличить
    Изображение предоставлено
    Хемол Когда баллон перестает надувать, закройте его конец, чтобы газ не вышел, и выньте баллон из баллона.

А) какой газ?

  1. Налейте немного известковой воды в чашку или стакан.
  2. Поместите соломку в отверстие баллона, затем медленно и осторожно выпустите газ изнутри, чтобы смешать с известковой водой. Вода из известняка станет мутной.

предосторожность

Если известковая вода попадет вам в глаза, немедленно промойте их чистой водой. Смотрите также инструкции по технике безопасности ,

Этот метод обнаружения углекислого газа с использованием известняковой воды был открыт химиком Джозефом Блэком (1728-1799). Как цемент, так и раствор содержат гидроксид кальция (Ca (OH) 2). Когда диоксид углерода добавляется к разбавленному Ca (OH) 2, высвобождаются мельчайшие частицы карбоната кальция (CaCO3), что приводит к помутнению известковой воды.

Откуда взялся углекислый газ? Как разрыхлитель, так и шипучие таблетки содержат пищевую соду, то есть бикарбонат натрия (NaHCO3) и кристаллическую кислоту (такую ​​как лимонная кислота). При контакте с водой пищевая сода реагирует с кислотой, вызывая образование воды и углекислого газа. Этот газ вызывает образование пузырьков после растворения шипучей таблетки; это также заставляет тесто повышаться.

Б) Газ тяжелый

  1. Держите горловину баллона внутри чашки или стакана и выпустите газ. Вы ничего не видите, но вы можете проверить, есть ли какая-либо реакция. Отложите чашку в сторону.
  2. Зажгите свечу и используйте кухонные щипцы, чтобы поместить ее в другую - пустую - чашку или мензурку (вы также можете использовать палочку для шампура - вставьте ее в свечу и, таким образом, поместите в чашку). Свеча должна гореть постоянно.
  3. Затем переместите свечу к первой чашке, которая содержит газ, выпущенный из воздушного шара. Что происходит?

Свеча должна погаснуть, потому что газ (CO2) погасит пламя.

  1. Повторите шаги 1-7, чтобы получить больше CO2. Используя чашки, которые не использовались в предыдущем эксперименте, «перенесите» невидимое содержимое баллона из одной чашки в другую. Поместите зажженную свечу во вторую чашку. Что происходит?

Как и прежде, свеча гаснет, что доказывает, что газ перекачивался из одной чашки в другую, как если бы это была жидкость. Это указывает на то, что углекислый газ тяжелее воздуха.

Это указывает на то, что углекислый газ тяжелее воздуха

Изображение предоставлено
Chemol

Газированный напиток или домашняя сода

Смешайте 3 столовые ложки пищевой соды и 1 столовую ложку лимонной кислоты. Чтобы дать смеси лучший вкус, добавьте 2-4 столовые ложки сахарной пудры или 1 столовую ложку порошка желе и 1 столовую ложку сахара. Апельсиновый порошок соды готов.

Кристаллы лимонной кислоты растворяются на языке и вступают в реакцию с пищевой содой. Создаются пузырьки газа, которые вызывают вспучивание на языке. Чтобы сделать газированный напиток, смешайте порошок в стакане воды.

Сверкающие взрывы

Ракеты и взрывчатые вещества работают по принципу выброса большого количества газа за короткое время. Вы можете создать свою собственную ракету с лимонной кислотой и разрыхлителем или шипучими таблетками.

предосторожность

Следующие эксперименты вызывают быстрое перемещение небольших объектов. Соблюдайте правила безопасности и носите защитные очки. Упражнения не должны выполняться в закрытом помещении. Смотрите также инструкции по технике безопасности ,

Сверкающая пушка

материалы

  • Пустая пробирка с колпачком из шипучих таблеток или пластиковый пакет на пленочной пленке для фотоаппарата; это будет пушка
  • Шипучая таблетка или разрыхлитель и лимонная кислота
  • вода
  • Прозрачная пластиковая трубка или контейнер, в котором «пушка» может стоять прямо; это будет платформа для запуска ракет

Способ изготовления

  1. Налейте около 2 см воды в пробирку или упаковку после пленки, добавьте игристую таблетку или смешайте примерно ¼ чайной ложки пищевой соды и цитрусовой кислоты и добавьте несколько капель воды.
  2. Быстро закройте трубку крышкой, поместите пушку на стартовую платформу и наблюдайте с расстояния не менее 1-2 метров.

предосторожность

С того момента, как вы положили пушку «с пулей» на стартовую платформу, не позволяйте учащимся заглянуть внутрь контейнера. Если пушка не стреляет (что происходит, если крышка недостаточно плотная), осторожно откройте контейнер с головкой, повернутой в противоположном направлении.

Если пушка не стреляет (что происходит, если крышка недостаточно плотная), осторожно откройте контейнер с головкой, повернутой в противоположном направлении

Изображение предоставлено
Chemol

Когда лимонная кислота и пищевая сода растворяются в воде, между ними происходит реакция, продуктом которой является углекислый газ. Шипучие таблетки содержат оба ингредиента (пищевая сода и кислота), между которыми происходит реакция при добавлении в воду. Полученный газ начнет расширять стены и крышку пушки. В тот момент, когда давление достигает силы, превышающей самую слабую точку контейнера (колпачка), пушка эффективно выстреливает, направляя колпачок на расстояние до 5 метров и выпуская газ.

  1. Снова закройте контейнер крышкой и повторите эксперимент.

Измерьте время между пуском и взрывом пушки, а затем поэкспериментируйте с величинами: например, убедитесь, что взрыв пушки происходит ровно через 1 минуту.

Холодный гейзер в Валленборне,в германииХолодный гейзер в Валленборне,
в германии

Изображение предоставлено
Соня Пипер; Источник: Flickr

Гейзер с СО2

«Гейзер» происходит от древнескандинавского слова «гейса», означающего «сквирт». Впервые он использовался от имени гейзера Гейсир - горячего источника в долине Хаукадалур в Исландии, который выбрасывал воду на высоте почти 70 метров. В настоящее время этот термин используется более широко для описания источников, время от времени выбрасывающих водяные столбы. Помимо гейзеров, работающих на горячей воде, существуют также холодные гейзеры, работающие на углекислом газе. Газ, поднимающийся из недр Земли, накапливается на дне подземных водохранилищ, и его давление увеличивается. Газ выпускается регулярно, принимая форму фонтана холодной воды. Этот тип гейзера может быть ближе, чем вы думаете - например, в Херлане в Словакии или в Валлборне и вокруг Андернаха, Германия.

В противном случае вы можете создать небольшой гейзер самостоятельно, используя пластиковую бутылку для мытья посуды (с подвижной пробкой, см. Изображение ниже ). Положите 200 мл воды в пустую бутылку. Добавить нагретую чайную ложку пищевой соды и взбить.

Пластиковые бутылки с
подвижные пробки

Изображение предоставлено
Элеонора Хейс

Затем добавьте около 35 мл жидкости для мытья посуды, снова встряхните. Используя воронку, быстро добавьте три чайные ложки лимонной кислоты. Замените бутылочку очень быстро, встряхните и вытащите пробку, чтобы открыть ее.

В воздух поднимается фонтан с пеной, достигающей до 5 метров. Вы также можете подождать, пока крышка откроется сама. Во всяком случае, через некоторое время давление сбросится, и фонтан перестанет литься. Закройте бутылку; примерно через 30 секунд давление снова станет достаточно высоким, чтобы перезапустить гейзер. Эксперимент можно повторить несколько раз.

Какой газ?
А) какой газ?
Откуда взялся углекислый газ?
Что происходит?
Что происходит?