Конспект опыты с сухим льдом в школе. Конспект познавательно-экспериментальной деятельности на тему: «Опыты с сухим льдом» для детей всех возрастов. Опыты с воздухом для детей
В этом материале мы рассмотрим некоторые интересные свойства сухого льда, а также выясним, как именно он взаимодействует с водой и некоторыми щелочными индикаторами.
Первым делом ознакомимся с процессом опытов в видеоролике
В ходе опытов нам понадобится:
- сухой лед;
- фенолфталеин;
- тимолфталеин;
- гидроксид натрия;
- тимоловый синий;
- индигокармин;
- колбы;
- мерный цилиндр;
- аммиачный раствор.
Первые индикаторы, то есть фенолфталеин и тимолфталеин бесцветны в нейтральной среде. Однако стоит подщелочить их гидроксидом натрия, как индикаторы поменяют свои цвета.
Добавляем в раствор сухой лед. В результате начинает вырабатываться углекислый газ, который входит в реакцию с раствором гидроксида натрия. При этом образуется карбонат или гидрокарбонат натрия, в зависимости от пропорций. Кислотность в растворе меняется, в результате чего индикаторы также меняют свои цвета.
Следующие индикаторы, которые будут использоваться в ходе опыта, это тимоловый синий и индигокармин. Первый индикатор в нейтральном растворе имеет желтую расцветку, а второй – синюю.
Подщелачиваем раствор. Тимоловый синий становится синим, а индигокармин зеленым. Индигокармин в сильно щелочной среде желтеет.
Попробуем добиться этого.
Кидаем в колбы сухой лед. Спустя некоторое время тимоловый синий становится желтым, а потом оранжевым, а индигокармин становится синим.
Напоследок представим последний опыт, в ходе которого будет использован универсальный индикатор, который заливаем в мерный цилиндр, добавляем теплую воду, после чего добавляем аммиачного раствора, после чего раствор меняет цвет в синий.
Добавляем еще немного воды.
И в конце концов кидаем в цилиндр небольшие кусочки сухого льда.
Сухим этот лед называется потому, что он никогда не тает, не бывает мокрым, не растекается лужицей. Попав в теплую среду, он, минуя жидкое состояние, начинает испаряться - превращается в газ, углекислый газ, из которого его и получают. Его температура - минус 78,9°. Если взять его голой рукой, он может обжечь кожу. Кусочек такого льда так же трудно держать на ладони, как и горящий уголек. Чтобы не получить "ожога", его приходится непрерывно подбрасывать.
Когда будете покупать мороженое, попросите кусочек сухого льда для опытов. Надо его хорошо завернуть вместе с мороженым в газету: тогда лед не скоро испарится, а мороженое не скоро растает.
Если в стакан, в котором на две трети налита вода, бросить кусочек сухого льда, он начнет бурно превращаться в газ. Клубы пара окутывают стакан. Что это за пар? Проводя сквозь него рукой, вы чувствуете, что он совсем холодный.
Тот пар, который мы с вами обычно видим над кипящей водой,- это уже туман, сконденсировавшиеся в холодном воздухе частицы воды. При испарении сухого льда происходит несколько другое явление. Здесь выделяющийся углекислый газ не сам конденсируется, а конденсирует в себе пары воды, незримо присутствующие в воздухе. Холодный углекислый газ окрашивается в белый цвет, и мы видим клубы пара, вырывающиеся из стакана. Это напоминает явление, когда мы дышим ртом на холодное зеркальце. Его поверхность становится матовой от осевших на ней мельчайших частиц воды. В воде испарение твердой углекислоты происходит более энергично, потому что вода лучше проводит тепло, чем воздух.
Понаблюдайте за пузырями, которые образуются в воде около сухого льда. Создается впечатление, что они посеребрены изнутри или как бы наполнены ртутью. А вы уже знаете из одного прошлого опыта, что при попадании светового луча (при определенном угле) на границу между водой и воздухом происходит полное отражение этого луча. Вот поэтому, если лучи света, проходя через воду, падают на пузырек воздуха или другого газа под таким углом, свет полностью отражается, как от зеркала.
Если кусочек сухого льда положить на теплую алюминиевую тарелку и наклонять ее, то лед легко по ней скользит. Выделяющийся при соприкосновении с металлом тарелки углекислый газ образует своеобразную газовую подушку, которая, предохраняя сухой лед от бурного испарения, дает ему возможность легко скользить по тарелке.
Смотрите другие статьи раздела .
Интересный опыт по химии:
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.
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 состоянииПривычный 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.
Середина зимы – самое время для проведения опытов со льдом. И даже если погода за окном не радует наличием снега или мороза, как это бывает в некоторых местах, ледяные забавы внесут разнообразие в вашу жизнь и помогут проникнуться зимним настроением, ведь для их организации достаточно морозильной камеры обычного холодильника.
Сегодня мы будем не только замораживать воду и , а покажем ребенку как влияют на лед разные вещества, все ли жидкости можно заморозить, как влияет холод на различные и, конечно же, не забудем про творчество.
Начнем с тех опытов, которые впечатлили дочку больше всего.
Цветные тоннели в ледяной глыбе
Нам понадобится достаточно большой кусок льда (я заморозила, полную миску воды), а также соль, пипетка и жидкая краска (мы использовали пищевые красители желтого, зеленого и синего цветов).
Чтобы было легче извлечь замороженный лёд – облейте миску снаружи горячей водой. Теперь выкладываем лед на поднос или в большую миску. Даём ребенку соль и просим его посолить лед.
Начинается самое интересное – вы услышите, как лёд трескается и увидите появляющиеся мелкие разломы внутри ледяной глыбы. Еще через какое-то время соль начнет проедать более крупные ходы по этим разломам.
Для наглядности используйте краску – капайте её на поверхность льда и она будет проникать во все мелкие трещинки и тоннели. Этот эксперимент можно продолжать достаточно долго, пока соль не разъест весь кусок льда. Вы получите потрясающее зрелище и массу впечатлений. А кроме того успеете поговорить о том, почему соль разъедает лед.
Обратите внимание ребенка на то, что лед начал таять как только вы достали его из морозильной камеры, т.к. в комнате тепло. Когда посыпали солью – соль начала растворяться в воде на поверхности льда и получилась соленая вода, которая превращается в лед только при очень низких температурах. Например, 10% раствор соли замерзает при температуре -13 градусов. Вот этот соленый раствор и начал быстро плавить лед. А разломы и треск появились из-за сильного перепада температур между льдом и солевым раствором.
Иней на бутылке
Продолжая разговор о свойствах смеси из соли и льда создайте вместе с ребенком иней на вашей кухне. Для этого в непрозрачной ёмкости смешайте соль со снегом или с дробленым льдом (мы использовали кусочки, которые намерзли на внутренних стенках морозильной камеры) и оставьте на блюдце с небольшим количеством воды.
Через некоторое время на поверхности банки появится густой слой инея, а вода на блюдце превратится в лед. И все это в теплом помещении.
Если вы загляните внутрь бутылки, то увидите, что снег растаял. При этом температура жидкости очень низкая, меньше 0. Из-за этого на наружную поверхность бутылки оседает водяной пар, находящийся в окружающем воздухе (конденсируется) и тут же замерзает, превращаясь в иней. Замерзает и вода в блюдце, образуя ледяную корку. Этот опыт наглядно демонстрирует, как образуется иней на деревьях, когда при высокой влажности воздуха резко снижается температура.
Кроме того, этим свойством соли и льда пользуются для быстрого охлаждения напитков перед подачей на стол.
Дождь в банке
Лед поможет нам продемонстрировать ребенку круговорот воды в природе. Для этого нальём на дно 3 литровой банки горячей воды, закроем её крышкой, а сверху поставим блюдце с кубиками льда. Для наглядности можете на верхнюю часть банки приклеить солнышко.
Нагретая тем или иным способом вода испаряется, превращаясь в газ, и поднимается вверх, образуя облако водяного пара. Там оно остывает и конденсируется, переходя из газообразного состояния в жидкое (поднимите блюдце и посмотрите — сколько капель висит на крышке). Когда воды собирается достаточно много, она проливается на землю в виде дождя, что мы и видим по стекающим капелькам.
Ледяной каток
Устроим ледяной каток для игрушек? Для этого заморозим воду на подносе или плоской тарелке – это , а также фигурку человечка заморозим в половине стакана воды. Теперь катаем фигурку как на катке, параллельно объясняя, что лед скользкий, из-за того что достаточно гладкий и при этом покрыт тонкой пленкой воды, поэтому на нем так легко упасть. Если же лед посыпать песком, то он становится шершавым и упасть на нем становится труднее, впрочем, как и покататься.
Шипящий лед
Еще один опыт, который приведет в восторг вашего ребенка. Заранее замораживаем кубики из соды, воды и красителя. Я сделала это заранее, поэтому дочка ни о чем не подозревала. Когда кубики застыли – выкладываем их на тарелку, разводим уксус с водой 1:1 и предлагаем ребенку капать пипеткой раствор на цветной лед. Лед начинает плавиться и шипеть все больше и больше.
Хотите играть с ребенком легко и с удовольствием?
Дочка была в восторге, но не могла понять в чем секрет, ведь до этого капала этой же пипеткой на лед и шипения не было. Решила, что дело в воде и начала капать на оставшийся большой кусок от первого опыты – шипения нет. «Мама, признавайся, в чем фокус?» — сказала дочка и я призналась, что в кубиках сода))). Маша захотела сама в этом убедиться и заморозила еще несколько содовых кусочков, удачно повторив эксперимент через несколько часов.
Шипение же происходит в результате химической реакции уксусной кислоты и соды с образованием угольной кислоты, которая является очень нестойким соединением и тут же распадается на воду и углекислый газ, который мы наблюдаем в виде пузырьков.
Время плавления льда
Мы активно осваиваем время и решили провести эксперимент с засеканием времени таяния льда на секундомере. Разобрались где минуты, секунды и доли секунды. Приготовили два стакана с теплой и холодной водой. Одновременно положили кубики в разные стаканы и стали ждать.
В теплой воде лед растаял через 2 мин. 46 с., а в холодной — плавился 40 минут! Конечно, такого поворота событий даже я не ожидала. Устав смотреть на секундомер, дочка успела и поесть, и поиграть. А опыт назвала «очень сложным».
Замораживание различных жидкостей
Для эксперимента мы отобрали: воду, подсолнечное масло, молоко и 9% уксус. Время засекать не стали, а оставили в морозильной камере на ночь, чтобы посмотреть что замерзнет, а что нет.
На фото жидкости до и через 12 часов после заморозки. В результате полностью замерзли только вода и молоко, подсолнечное масло стало густым и мутным. В уксусе, который при такой концентрации должен замерзать при -3 градусах образовалось всего несколько льдинок, полное замерзание произошло только через 2 суток. Мы сделали вывод, что температура замерзания зависит от свойств раствора, и не каждый раствор может быть заморожен в домашней морозильной камере.
Нитка разрезает лед
Для проведения опыта нам понадобится: кусок льда, тонкая нить и утяжелители. В качестве последних мы использовали деревянные кубики, привязав их к нитке. Кубик льда располагаем на перевернутом стакане и сверху кладем нить, которую вниз с обеих сторон тянут два кубика.
Суть эксперимента заключается в том, что в месте повышенного давления на лед меняется температура его плавления. Т.о. под ниткой, которая давит, лед должен таять (как при давлении коньков на лед). А образовавшаяся вода над ниткой — замерзать из-за низкой температуры окружающей среды (лед с обеих сторон). Получается, что нитка как бы разрезает лед пополам, оставляя его сверху нетронутым.
Опыт мы проводили в холодильнике, чтобы лёд не успевал быстро таять, но разрезания кусочка не получилось. Нитка вмерзла на пару миллиметров и все. Ни увеличение давления в виде 4 деревянных кубиков, ни смена температуры не сдвинули эксперимент в нужном направлении. Кусочек льда начал стремительно таять, и опыт пришлось прекратить.
Рисование на льду
Переходим к более творческой части. Попробуйте порисовать на ледяной поверхности красками. Мы использовали гуашь. Для полоскания кисти лучше брать холодную воду, чтобы рисунок не растекался от быстрого таяния льда.
Статьи по теме
