Kolsyreisen och ballongen

Kemi

Gilla:		Dela:

Film

Det här behöver du

• Kolsyreis (även kallat torris eller koldioxidis) - Googla på det inköpsställe som ligger närmast dig. Till experimentet behövs mängden av en sockerbit. Både kaka och pellets går bra.
• Om du köper en kaka:
  • 1 st handduk
  • 1 st hammare (eller något annat att banka sönder isen med)
• 1 st ballong
• 1 st skål
• Vatten
• Säkerhetsutrustning: 1 st handske eller tång

Kort förklaring

Koldioxidis sublimerar i rumstemperatur, alltså övergår från fast form till gasform. Det här sker snabbare ju varmare det är, och det bildas massor av koldioxidgas. Här fångar du gasen i en ballong som sväller. Här syns också tydligt hur den fasta koldioxiden bara "försvinner", utan att lämna några blöta spår efter sig.

Lång förklaring

Varje ämne kan befinna sig i olika tillstånd med distinkta egenskaper. Dessa olika tillstånd kallas aggregationstillstånd. Fast form, flytande form och gasform är de tre aggregationstillstånden man stöter på i sitt vardagliga liv. Sedan finns några fler som finns vid extremt höga eller låga temperaturer, till exempel plasma, Bose-Einstein-kondensat och kvark-gluon-plasma.

Vid fast form är dess partiklar (atomer, joner eller molekyler) tätt packade och sitter fast i varandra. Vid flytande form är de fortfarande nära varandra, men kan röra sig i förhållande till varandra. Vid gasform har de slitit sig helt från varandra. Det som bestämmer vilket aggregationstillstånd ett ämne har är tryck och temperatur. Vid högt tryck och/eller låg temperatur är ett ämne fast, och vid lågt tryck och/eller hög temperatur är ett ämne i gasform.

När finns alltid ett ord för när ett ämne övergår från ett aggregationstillstånd till ett annat:

• Smältning: fast → flytande
• Sublimering: fast → gas
• Förångning: flytande → gas
• Kondensation: gas → flytande
• Deposition: gas → fast
• Stelning: flytande → fast

Under normala tryck övergår koldioxid direkt från gasform till fast form (deponerar) och vice versa (sublimerar). Detta sker vid 78,5 °C. Flytande koldioxid kan bildas vid tryck som är 5,1 atm och högre. Koldioxidis kallas även torris, på grund av att det inte smälter utan sublimerar i stället.

Anledningen till att koldioxid "hoppar över" sin flytande form och sublimerar/deponerar är att molekylen är helt symmetrisk och därmed inte en dipol. Detta gör att den endast hålls ihop av svaga van der Waals-bindningar (och inte även dipolbindningar som vatten). Så fort de får tillräckligt rörelseenergi för att frigöra sig från varandra gör det de helt.

Koldioxid som gas är i låga koncentrationer luktlös. I högre koncentrationer luktar den dock surt. Gasen är alltid färglös. Densiteten av koldioxidgas är 1,67 gånger så hög som luft, vilket betyder att den kan "rinna" ner över bordskanten och lägga sig nere vid golvet.

Experimentera

För att göra denna undersökning till ett experiment kan du försöka besvara någon av nedanstående frågor. Glöm inte att förklara resultatet. Du kan även försöka svara på frågorna genom att diskutera i stället för att experimentera.

• Vad händer om du använder en mindre eller större balja?
• Vad händer om du använder kallare eller varmare vatten?
• Vad händer om du använder mer eller mindre is?
• Vad händer om du inte använder en skål med vatten, utan bara låter ballongen ligga på bordet?
• Vad händer om du inte knyter ballongen?

Varianter

Denna undersökning går att göra utan varmt vatten, bara att den tar längre tid.

Det är lite pilligt och riskabelt att få in en isbit i en ballong (särskilt för yngre barn). En variant på undersökningen är då att lägga en isbit i en flaska och trä en ballong över flaskans öppning.

Gilla:		Dela:

Också av oss

The Experiment Archive
Världens Häftigaste