Chemische Experimente    

Experiment des Monats
August 2015

Trockeneis auf Knopfdruck


Für Experimente genügen oft wenige Gramm Trockeneis. Kleine Mengen festen Kohlendioxids lassen sich unter Zuhilfenahme einer Druckgasflasche herstellen.

Experiment des Monats Experiment des Monats

 

Geräte und Chemikalien:
Wassersprudler (Sodawasser-Bereiter) mit CO2-Druckgasflasche (Kartusche), Silikonschlauch, große Spritze, Stativ.

Durchführung:
An die Gasdüse des Wassersprudlers einen Silikonschlauch ansetzen. Das Ende des Schlauchs mit der Hülse einer großen Spritze (d.h. ohne Kolben) verbinden. Die Apparatur auf den Kopf stellen, so daß die Öffnung der Gasdruckflasche nach unten zeigt und in ein Stativ einspannen. Bei vielen Geräten muß dazu die Abdeckung abgenommen werden. Die offene Seite der Spritze auf ein Tuch (bzw. Papierserviette) drücken und den Öffnungshebel des Sprudlers bedienen. Es strömt CO2 aus und dabei entsteht etwas Trockeneis.

Erklärung:
Die Gaskartusche enthält verflüssigtes CO2 mit einem Druck von ca. 50 bar. Bei Standarddruck (1,013 bar; der liegt deutlich unter dem Tripelpunkt) kommt CO2 nur gasförmig oder fest als Trockeneis vor. Es sublimiert bei –78°C.
Bei der stehenden Flasche tritt nur gasförmiges CO2 aus; auf dem Kopf stehend, flüssiges. Sobald das flüssige CO2 (nach Austritt aus der Apparatur) dem Standarddruck unterliegt, verdampft spontan der größte Teil. Dafür wird Energie (Siedeenthalpie + Joule-Thomson-Effekt) benötigt, die der ausgetretenen Flüssigkeit entzogen wird. Ein kleiner Teil (etwa 10%) erstarrt daher zu Trockeneis.

Gefahren: reizend
Trockeneis hat –78°C und kann zu Erfrierungen (Kälteverbrennung der Haut) führen. Daher Schutzhandschuhe und Schutzbrille tragen und auch die Hülse nicht mit bloßer Hand anfassen.

Literatur & Links:
A. Reinke, A. Flint: Von der Teilchenvorstellung zum differenzierten Atommodell;
      Vortrag beim Wissenschaftsforum Chemie 2015 in Dresden
WDR: Küchenexperimente - Sodastreamer

Herrn Prof. Dr. Alfred Flint und Herrn André Reinke (Universität Rostock) danke ich sehr herzlich für die Unterstützung. Die Bilder entstanden auf dem Wissenschaftsforum Chemie 2015 in Dresden.


Juli 2015: Glycerin und Wasser

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Seite erstellt am: Montag, 31. August 2015, A. Schunk, Charité - Universitätsmedizin Berlin.  

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