ŠOLSKA PRAKSA Od majhnih do velikih mehurčkov s suhim ledom Bojana Robič, profesorica matematike in kemije, OŠ borcev za severno mejo Maribor Suhi led je trdni ogljikov dioksid, ki je izredno hladen, poleg tega pa je tudi zelo atraktiven, saj obstaja veliko zabavnih in poučnih eksperimentov, ki jih z njim lahko izvedete. Učenci 9. raz- redov so v šolskem kemijskem laboratoriju pri izbirnem predmetu Kemija v življenju pripravili raznolike pokajoče mehurčke s pomočjo suhega ledu. Pri predmetu so učenci z metodo ek- sperimentalnega dela razvijali spretnosti in pridobili eksperimentalne veščine predvsem na področju upoštevanja varnosti pri izvajanju eksperimentov s suhim ledom ter izvajali kemi- jske eksperimente s suhim ledom samostojno po pripravljenih navodilih. Na kratko o suhem ledu Nasveti za pridobivanje, varen prevoz in upora- Prav gotovo ste že slišali za izraz suhi led. To je bo suhega ledu ogljikov dioksid (CO₂), ki ga ljudje izdihujemo in Suhi led je odlična sestavina, za ustvarjanje me- je bistvenega pomena za življenje ter zdravje ra- gle, iz vulkanov se kadi, prav tako obstaja veliko stlin, v trdnem agregatnem stanju pri temperatu- zanimivih eksperimentov, ki jih lahko izvedemo ri -78,5 °C. Za suhi led je značilna ena posebnost, s pomočjo suhega ledu in prikažemo sablaste in sicer, da ko se »stopi«, zmeraj preide v plinasto učinke. Pred samo izvedbo eksperimentov smo agregatno stanje brez kakršne koli vlage, zato obravnavali, kako varno prevažamo, shranjujemo zanj uporabljamo izraz suhi led. in uporabljamo suhi led ter kakšne so nevarnosti pri delu s CO₂. Večina znanstvenih avtorjev odkritje in verjetno prvo zabeležbo suhega ledu pripisuje francoske- Kako priti do suhega ledu in kako ga transpor- mu kemiku Charlesu Thilorieru. S komercialno tirati? uporabo suhega ledu v Združenih državah Ameri- Suhi led se lahko dobi v nekaterih trgovinah oz. pri ke je leta 1925 začelo podjetje Prest Air Devices, ki plinskih podjetjih, zato se je naša šola dogovorila je kasneje postala Ameriška korporacija »DryIce« za varen prevoz suhega ledu iz podjetja Messer in je to trdno obliko CO₂ označila kot »suhi led«. v Rušah, ki proizvaja in distribuira tehnične pline. V podjetje smo se odpravili s hladilno torbo, ki je Dandanes se suhi led pridobiva s sproščanjem bila izolirana z alu folijo, da smo suhi led čim bo- tekočega ogljikovega dioksida pod pritiskom v lje zaščitili pred temperaturnimi spremembami. posebnih ekspanzijskih komorah in po vsem sve- Raven ogljikovega dioksida v vozilu se je povečala tu je na tisoče proizvajalcev suhega ledu. Upo- zaradi sublimacije, zato smo bili med samim tran- rablja se predvsem v medicinski, športni stroki sportom do šole pozorni, da je nov zrak krožil v za travme ali za zagotavljanje takojšnje olajšave vozilu, in s tem preprečili zastrupitev z ogljikovim po zmečkaninah ali manjših poškodbah. V času dioksidom. koronavirusne bolezni Covid-19 in s proizvodnjo cepiv so po vsem svetu suhi led začeli uporablja- Varna uporaba suhega ledu ti tudi za distribucijo cepiv, ki morajo vzdrževati Zaradi zelo nizke temperature suhega ledu mora- temperaturo do -94 °C. mo pri delu z njim uporabljati izolirane rokavice, klešče, zaščitni plašč, zaščitna očala, saj ob stiku s Kako nastane suhi led? kožo suhi led lahko poškoduje kožo in oči in vodi Tekoči ogljikov dioksid, je speljan iz nizkotlačne- do opeklin. Poskrbeti je potrebno za dobro cirku- ga rezervoarja v posebno napravo in ga vedno lacijo zraka v šolskem laboratoriju, da ne pride do sprožimo s pritiskom na gumb dozirnega ventila. zastrupitev in zadušitev v zaprtem prostoru, saj S tem opisanim postopkom nastaja sneženi suhi trden CO₂ sublimira v plinski CO₂. Opozorila sem, led pri temperaturi pod -78,5 °C. V tej napravi bat da si ne smemo vstavljati suhega ledu v usta, saj omogoča, da gre sneženi suhi led skozi matrico vsako zaužitje najprej povzroči škodo tkiva pri in tako nastanejo različni delci suhega ledu, ki so ugrizu in povečanje tlaka pri izpustu plina, nato poljubnih velikosti. pa lahko povzroči hude notranje poškodbe. 22 Didakta Potek dela: najprej smo si pripravili vse pripomočke in kemikalije, ki smo jih potrebovali za izvedbo eks- perimenta 1. Vsak učenec si je na svojem delovnem mestu pripravil čašo, leseno trsko, svečko, vžigalnik, gorilnik, zaščitno opremo. V vsako čašo sem žličko suhega ledu dala vsakemu učencu posebej, med- tem je učenec prižgal gorilnik, uporabil leseno trsko, jo prižgal in gorečo trsko približal čaši. Učenci so si morali speti lase in biti pred prižiganjem gorilnika pozorni, da so iz okolice umaknili vnetljive predme- te. Vsi so opazili, da je trska, ko se je približala časi, ugasnila. S tem eksperimentom smo dokazali, da ogljikov dioksid ugasne ogenj, ker prekine prehod kisika do goreče trske. Varnostne informacije Eksperimenti s suhim ledom Z učenci 9. razredov smo pri izbirnem predmetu izvedli nekaj zanimivih eksperimentov z uporabo suhega ledu. Najprej smo se seznanili s teoretičnim delom za varno delo s suhim ledom, si pripravili zaščitna sredstva, pripomočke, kemikalije, ki so potrebne Prižig lesene trske za izvedbo eksperimentov po pripravljenih navo- dilih, ki sem jih izdelala za izvedbo eksperimental- nih delavnic pri izbirnem predmetu, in nato priče- li z eksperimentalnim delom. Ključen dogovor je bil, da bomo delali previdno in se zabavali! Učencem sem omogočila, da so večino ekspe- rimentov izvedli individualno, pod mojim vode- njem. EKSPERIMENT 1 Zaščitna sredstva: Pripomočki: Kemikalije: - čaša - zaščitni plašč - žlička - zaščitna očala - lesena trska - zaščitne - svečka - suhi led rokavice - gorilnik - vžigalnik Trska se ugasne 23 Didakta ŠOLSKA PRAKSA EKSPERIMENT 2 Zaščitna sredstva: Pripomočki: Kemikalije: - zaščitni plašč - 2 čaši - zaščitna očala - grelec vode - zaščitne - vodne barve rokavice - žlička - suhi led - steklena palčka Izvedba eksperimenta 2 z dodatkom roza barve Potek dela: učenci so si pripravili dve čaši različ- EKSPERIMENT 3 nih velikosti. V eno čašo so nalili vročo vodo do treh četrtin, prav tako v drugo. Eno čašo so obar- vali z vodno barvo. V obe čaši sem jim dala žličko Zaščitna suhega ledu. Opazovali so dogajanje in ga opisali, sredstva: Pripomočki: Kemikalije: da je videti kot oblak, ki izgleda kot dim ali me- gla. Bolj všeč jim je bilo dogajanje v obarvani čaši. - zaščitni plašč - detergent Razložila sem jim, da ta oblak ni ogljikov dioksid, - zaščitna očala - merilni valj ampak dejanska vodna megla. - zaščitne - žlička - suhi led rokavice - steklena V posebni posodi, v kateri smo imeli suhi led, smo palčka opazili, da je v zraku okoli suhega ledu vidna le majhna količina megle. Zlasti v vroči vodi pa se je ta učinek povečal, saj smo opazili, da ogljikov di- Potek dela: najprej smo skupaj pripravili vročo mil- oksid v vroči vodi tvori mehurčke hladnega plina. nico (voda + detergent). Vsak učenec je v merilni valj Ko ti mehurčki pobegnejo na površino vode, to- nalil vročo milnico do treh četrtin. V vsak merilni valj plejši vlažen zrak kondenzira v veliko meglo. Me- sem dodala žličko suhega ledu. S pomočjo stekle- gla je potonila proti tlom, saj velja, da je hladnejša ne palčke so učenci suhi led porinili globje v merilni od zraka, ogljikov dioksid pa je gostejši od zraka. valj in tako so nastajali mehurčki nad merilnim va- Pojav megle v suhem ledu v bistvu pomeni, da se ljem, ki so kasneje počili. Opazili smo, da je plinast je koncentracija ogljikovega dioksida povečala v ogljikov dioksid ob stiku z milnico polnil različno ve- bližini tal. like mehurčke glede na ustje posode. Izvedba eksperimenta 2 z dodatkom zelene 24 barve Didakta EKSPERIMENT 4 Zaščitna sredstva: Pripomočki: Kemikalije: - manjša, večja - zaščitni plašč posoda Mehurček »orjak« na večji posodi - zaščitna očala - grelec vode - zaščitne - detergent - suhi led Zaključek rokavice - žlička - trak iz blaga Učenci 9. razredov so se pri urah izbirnega predmeta - pladenj Kemija v življenju pobliže spoznali z eksperimental- - prijemalka nim delom s suhim ledom in z velikim zanosom ter motiviranostjo samostojno pripravili in izvedli posku- se. Izvedli in proučili smo raznolike eksperimente, ki Potek dela: pripravili smo si manjšo in večjo posodo, so opisani v članku, in še dodatne, kot npr. izdelava pod katero smo podložili pladenj, ki je služil za pod- mehurčkov s pomočjo plastenke, slamice, vroče logo. V pripravljeno posodo, ki je imela čim manj plo- vode in suhega ledu. ščat rob, smo do četrtine nalili vrelo vodo. S prijemal- ko smo v posodo dali nekaj kosov suhega ledu. Večji Skozi eksperimentiranje s suhim ledom so učenci bombažen trakec smo namočili v milnico, ki smo ga bolj natančno spoznali, kaj je suhi led, proučili nji- raztegnili in potegnili čez zgornjo površino posode. hove lastnosti in uporabo suhega ledu, se seznanili, Pričel se je oblikovati najprej manjši, nato večji me- kako poteka varen prevoz, kako se pravilno zaščititi hurček, ki so ga učenci poimenovali mehurček »or- pri izvedbi eksperimentov in kakšne so nevarnosti jak«. Tukaj gre za enako dogajanje kot pri prejšnjem pri delu z ogljikovim dioksidom. Učenci so se po- eksperimentu, le da so uporabljene druge tehnike kazali kot pravi mali nadobudni kemiki, saj so svoje oz. pripomočki. delo opravili odlično. Namiljeni trakec raztegnemo in ga Mehurčki, narejeni z uporabo plastenke potegnemo čez površino posode in suhega ledu Viri Vir 1: Gospodarsko interesno združenje za tehnične pline Sloveni- je (2012): Varnostna navodila za suhi led. Dostopno na http://www. giztp.si/wp-content/uploads/dokumenti/Brosura_11_2012_Varno- stna_navodila_za_suhi_led.pdf, 26. 1. 2022. Vir 2: Gospodarsko interesno združenje za tehnične pline Sloveni- je (2018): Smernice za varno in higiensko ravnanje s suhim ledom. Dostopno na http://www.giztp.si/wp-content/uploads/dokumenti/ Brosura_21_2018_Smernice_za_ravnanje_s_suhim_ledom.pdf, 26. 1. 2022. Vir 3: Helmenstine, A. M. (2019). "Why Dry Ice Makes Fog or Smoke Special Effects." Dostopno na: https://www.thoughtco.com/why- -dry-ice-makes-fog-606404 (14. 7. 2022). Vir 4: Helmenstine, A. M. (2019). "Cool Dry Ice projects." Dostopno na: https://www.thoughtco.com/cool-dry-ice-projects-606405 (14. 7. 2022). Vir 5: Mortarotti, Emanuele, (2019). "The history of dry ice." Dosto- pno na: https://www.dispotech.com/en/blog/the-history-of-dry-ice (14. 7. 2022). Vir 6: Orel, M. (2014): Kemijski poskusi: Mehurčki. Gimnazija Mo- Manjši mehurček na posodi ste. Dostopno na http://ma-fi-ra.splet.arnes.si/files/2018/03/Me- hurcki_2014.pdf, 26. 1. 2022. Vir 7: https://ledek.si/suhi-led/, 25. 1. 2022. 25 Vir 8: https://www.dryiceinfo.com/safety/, 14. 7. 2022. Didakta