Почему бросать килограммы сухого льда в бассейн в помещении — плохая идея?
Сухой лед активно используют в повседневной жизни. Он прекрасно сохраняет температуру продуктов, поэтому используется при транспортировке замороженных и охлажденных продуктов. Им украшают коктейли в барах. Именно его используют в дымовых машинах для создания эффекта тумана в театральных спектаклях и на мероприятиях.
Также сухой лед заказывают для детских шоу и взрослых вечеринок. Выглядит весьма эффектно.
Teachers, looking for a fun way to educate your students? Consider using dry ice at your holiday party to give your students a chance to see how fun science can be! Find a dry ice retailer nearest you: https://t.co/xTsd5ogVXb Video: @bigscienceentertainmentukltd on Instagram pic.twitter.com/8fjtTUzEuA
— Penguin Dry Ice (@PenguinDryIce) December 9, 2019
На днях российский блогер Екатерина Диденко праздновала свой двадцать девятый день рождения с друзьями в банном комплексе.
Муж Екатерины решил устроить ей эффектную вечеринку и для создания тематического антуража высыпал в бассейн 25 килограммов сухого льда. В конце прыгнув в воду, 32-летний Валентин Диденко и двое гостей вечеринки погибли. Объясняем, почему бросать килограммы льда в бассейн в закрытом помещении было плохой идеей.
Сухой лед — это фактически твердая форма углекислого газа, который при контакте с водой, минуя жидкую стадию, сразу начинает испаряться — переходить в газообразное состояние.
«Если сухой лед бросить в воду, мы видим такой туман. Это пары СО2. Это все безопасно, если количества небольшие. Но если большое количество бросить в воду, будет много газового пара, который не поддерживает жизнь. Поскольку углекислый газ в полтора раза тяжелее, чем воздух, он почти сразу опускается вниз, не оставляя на полу, (в этом случае над поверхностью бассейна) кислорода. И поэтому можно банально задохнуться», — пояснил в комментарии hromadske кандидат химических наук Сергей Александрович.
Он добавил, что роковым фактором в этой истории было то, что помещение совершенно не проветривалось. Поэтому концентрации углекислого газа в этом случае было достаточно, чтобы люди потеряли сознание в бассейне и утонули.
«Попасть в большое облако CO₂ — это все равно, что оказаться без кислорода вообще. Даже хуже, потому что это токсичный газ. К тому же у человека почти мгновенно снижается оксигенация крови и развивается ацидоз. А прожить человек без кислорода не может более чем две-три минуты», — комментирует врач Татьяна Забава.
«К тому же, раньше, чем человек физически умирает, он из-за кислородного голодания теряет сознание. Например, если люди в воде, они, пожалуй, скорее утонут просто от потери сознания, чем физически умрут именно от отравления», — добавила она.
Если не соблюдать необходимые меры безопасности при контакте с сухим льдом, также есть риск получить ожоги из-за чрезвычайно низкой температуры.
Интересный опыт с сухим льдом в домашних условиях
Сухой лед – это очень простое вещество, твердая фаза CO2.
Продается он свободно и используется, например, для транспортировки пищевых продуктов или очистки технических поверхностей. При этом опыты с сухим льдом можно проводить и в домашней лаборатории — в этом случае он превращается в бесценный источник экспериментов. Например, его испарения можно поймать в мыльный пузырь.
Тим Скоренко
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 с сухим льдом 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.
Принцип опыта с сухим льдом
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.
В ходе химического опыта с сухим льдом 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.
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 не повторяйте подобный эксперимент с сухим льдом в домашних условиях!), поскольку в газообразном состоянии CO2 занимает значительно больше места (плотность газа, напомним, 1,9768 кг/м3, а твердой фазы — 1560 кг/м3).
Меры предосторожности при выполнении опыта с сухим льдом:
При грамотном использовании сухой лед совершенно безопасен, как и обычный, водяной. Но необходимо соблюдать определенные меры предосторожности во время проведения опытов с сухим льдом:
- 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.
- 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.
- Старайтесь минимально вдыхать испарения CO2 — это может вызвать головную боль.
Кафедра химии и биохимии
ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ: Физические и химические свойства сухого льда
Положите на прилавок плоский кусок сухого льда и посмотрите, как легко он «плавает» по прилавку, когда вы надавите на него небольшой толчок.
Также посмотрите, как мелкий сухой лед перемещается по прилавку.
Образуется ли лужица жидкости? Нет, почему бы и нет?
Твердое вещество → Газ (сублимация)
Сравните это с кубиком льда, сделанным из H 2 O (s)
Твердое → Жидкое (Тающий)
Положите четвертак на край сухого льда. Что вы наблюдаете или слышите?
Что такое сухой лед? Он твердый, замороженный CO 2
Вдыхаем O 2
Нет. Деревья и растения принимают CO 2 , производят O 2 .
Почему больно прикасаться к сухому льду? Попросите учащихся прикоснуться к нему, но ненадолго.
При комнатной температуре и давлении CO 2 (с) → CO 2 (г). В твердом CO 2 между молекулами существует сила притяжения. Чтобы оттолкнуть молекулы друг от друга, требуется тепло.
Твердое тело получает тепло от окружающих его молекул воздуха. Когда вы прикасаетесь к сухому льду более чем на несколько секунд, это причиняет боль. Когда вы прикасаетесь к ней, она забирает тепло вашей руки.
Учащиеся увидят, как сухой лед превращается из твердого состояния в газообразное, помещая кусок сухого льда в воздушный шар. Полностью растяните воздушный шар обеими руками — глубоко погрузите пальцы в воздушный шар, чтобы растянуть его как можно шире. С помощью щипцов попросите учащегося поместить в воздушный шар небольшой кусочек или пару маленьких кусочков сухого льда. Завяжите воздушный шар и наблюдайте, как он надувается, пока сухой лед возгоняется (твердое вещество → газ). Один из учеников может оставить себе воздушный шар, который будет использоваться для станции с жидким азотом.
Что за белый иней снаружи воздушного шара? Некоторые студенты думают, что сухой лед проходит через воздушный шар. Обсудите водяной пар в воздухе и то, как он конденсируется на воздушном шаре, потому что он холодный.
Почувствуйте, как холодно.
Наполните пластиковую ванну наполовину горячей водой из раковины. Насыпьте одну-две чашки небольших кусочков сухого льда в горячую воду сразу. Что вы наблюдаете? Что такое туман? Почему он перетекает через край контейнера на землю?
ТУМАН: Туман — это не только CO 2 (г). Когда вы выдыхаете CO 2 , он чистый. Водяной пар над горячей водой конденсируется. Когда CO 2 возгоняется, CO 2 (s) → CO 2 (g), он поглощает тепло, делая его очень холодным, поэтому вода конденсируется (как туман или облака).
Почему туман падает на пол? Он тяжелее воздуха. Расскажите об огнетушителях, содержащих CO 2 (l), который образует CO 2 (g) и падает на огонь, удерживая O 2 (g) подальше от огня, поэтому он тушит огонь. Зажгите свечу на день рождения и попросите учеников поставить ее в туман. Они увидят, что CO 2 (g) немедленно задует пламя.
Наполните 250-мл стакан водой примерно наполовину. Положите в воду небольшой кусочек сухого льда. Учащиеся могут видеть пузырьки как CO
Предложите учащимся налить ~70 мл воды в три стакана по 100 мл. Поместите стаканы на мешалку. В каждую пробирку учащиеся наносят индикатор бромтимоловый синий – перемешивают раствор палочкой-мешалкой. В один стакан добавьте немного льда; в другой стакан добавить кусок сухого льда. Что ты видишь?
The CO 2 dissolves in water to produce carbonic acid, H 2 CO 3 :
CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 → H + + HCO 3 — подкисление раствора.
Учащиеся увидят изменение цвета при реакции сухого льда и воды, а не при растворении обычного льда в воде. Пусть другие студенты попробуют это. Объясните, что такое универсальный индикатор.
Расскажите о CO 2 (г) в газированных напитках.
Высокая температура или высокое давление (содовая) высвобождает CO 2 (g). Газы, такие как углекислый газ и кислород, растворяются в воде — это хорошо, потому что водные растения, рыбы и все живые существа в воде нуждаются в углекислом газе и кислороде, чтобы выжить.
ТЕСТИРОВАНИЕ 7UP – ЯВЛЯЕТСЯ ЛИ СОДА КИСЛОЙ?
Добавьте 7-Up в третий стакан, содержащий 40 мл воды и индикатор. Что ты видишь?
7-Up содержит углекислоту, которая реагирует с водой так же, как сухой лед реагирует с водой!
CO 2 растворяется в воде с образованием угольной кислоты, H 2 CO 3 . Все газированные напитки содержат CO 2 , растворенный в растворе, что делает раствор кислым. CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 → H + + HCO 3 —
Итак, если мы добавим сухой лед в миску с соком на Хэллоуин, безопасно ли его пить?
Эксперимент «Сухой лед» — MEL Chemistry
Само название «СУХОЙ ЛЕД» звучит немного странно, не правда ли? Мы привыкли к тому, что лед быстро тает и превращается в обычную воду… А здесь все намного сложнее.
Да, сухой лед на самом деле газ! Так что этот лед не тает, а возгоняется — из твердого состояния сразу переходит в газообразное! В этом эксперименте мы исследуем различные физические и химические свойства сухого льда.
Реагенты и оборудование:
- сухой лед;
- вода дистиллированная; жидкое мыло
- ;
- тимолфталеин;
- фенолфталеин;
- лакмус; стеклянная чаша
- ;
- 3 стакана.
Пошаговые инструкции
Возьмите кусок сухого льда и положите его на металлическую ложку. Через несколько секунд он начнет прыгать и трястись. Затем поместите сухой лед в стеклянную посуду с водой и наблюдайте бурное выделение пузырьков газа и белого дыма. Если добавить в воду несколько капель жидкости для мытья посуды, то появится густая пена из мыльных пузырей, наполненная белым дымом. Затем взять 3 стакана с индикаторными растворами: индигокармина – раствор цвета индиго, фенолфталеина – бесцветный, лакмуса – красно-оранжевого цвета.
Затем добавляют немного едкого натра, и растворы меняют свой цвет: индигокармин становится зеленым, фенолфталеин — малиновым, а лакмус синеет. Добавьте в каждый стакан несколько кусочков сухого льда. Через некоторое время наблюдайте, как растворы возвращают свой первоначальный цвет.
Описание процессов
Сухой лед — это очень простое вещество, твердая фаза CO₂. Он широко доступен и используется для транспортировки пищевых продуктов или очистки промышленных поверхностей. Но в домашней лаборатории сухой лед становится бесценным источником экспериментов. Хитрость сухого льда заключается в том, что он сразу переходит из твердой фазы в газовую, без промежуточной жидкой фазы (этот процесс известен как сублимация). Температура возгонки диоксида углерода -78,5°С.
При контакте с водой сухой лед начинает бурно переходить из твердой фазы в газообразную, что похоже на кипение, только с гораздо более выраженным образованием пара. Испаряющийся углекислый газ тяжелее воздуха (плотность 1,9768 кг/м3 против 1,225 кг/м3), поэтому «дым» оседает на поверхность, окружающую сосуд с водой, и не поднимается вверх.
При добавлении жидкого мыла пузырьки выделяющегося газа быстро вызывают его вспенивание, и образуется густая пена, наполненная белым углекислым газом.
Если положить сухой лед на металлическую поверхность, он будет прыгать и трястись. Это происходит из-за того, что поверхность металла теплая, и сухой лед очень быстро возгоняется на ее поверхности, образуя источники высокого давления, из-за которых кусок сухого льда подпрыгивает.
При сублимации сухого льда в воде выделяющийся диоксид углерода реагирует с водой, образуя угольную кислоту и изменяя кислотность. Это свойство сухого льда можно использовать для впечатляющих красочных трансформаций с индикаторными растворами. Индикаторный раствор индигокармина в нейтральной среде имеет синий цвет, фенолфталеин — бесцветный, лакмус — красно-оранжевый. При добавлении гидроксида натрия среда становится щелочной, а растворы меняют свой цвет на зеленый, малиновый и синий соответственно. При добавлении к щелочному раствору кусочков сухого льда образуется угольная кислота, кислотность растворов повышается, среда становится нейтральной, а растворы возвращаются к исходной окраске.