Kolsyreis

a) Till en Halloween-fest har du ett stycke torr-is (kolsyreis) som ska läggas i bålen för en häftig rök effekt. För att ytterliga skapa en mystisk stämning har du satt värmeljus runt bålskålen. Tyvärr slocknar ljusen så fort du lägger i torr-isen. ge en molekylär förklaring till detta. Förklara också med hjälp av ideala gaslagen

b) Någon på festen kommer på den okloka idén att lägga en bit torr-is i en petflaska med vatten, för att få det kolsyrat. Hen sätter på locket och ni ser etiketten lossnar när flaskan utvidgas och ni hinner precis sätta flaskan utanför ytterdörren och gå in innan det smäller ordentligt. Vad är det som händer. Ge kemiska reaktioner för de olika processerna.

Svar:

Fråga a) Här tänker jag att torrisen leder till att koldioxid bildas vilket gör att lågan på ljuset inte kan få tillräckligt med syre och därför slocknar. Men annars vet jag inte. Har ingen aning hur man ska använda gaslagen till detta.

Fråga B) $H_{2} C O_{3} + H_{2} O \to H_{3} O^{+} + C {O_{3}}^{-} H C {O_{3}}^{-} + H_{2} O \to C O {_{3}}^{2 -} + H_{3} O^{+} C {O_{3}}^{2 -} + H_{2} O \to C O_{2} + O_{2} + H_{2}$

Men dessa reaktioner känns brutalt fel? Hur skulle de korrekta se ut? Här handlar det om att trycket i flaskan ökar då gas bildas i flaskan tills att trycket blir så högt att volymen i flaskan inte är tillräckligt och den sprängs

fråga a)

Den frigjorda koldioxiden kan betraktas som en egen fas/volym tills den blandats ut tillräckligt i den omkringliggande luften.

Detta ser du redan på hur röken (d.v.s. den kondenserade vattenångan) beter sig, flödet ger information om hur gasflödet sker kring bålskålen. Skulle den frigjorda koldioxiden stiga rakt upp/fritt i rummet skulle röken inte rinna över kanten på det där "coola" viset. Så koldioxiden som gas beter sig som att den är tyngre än den omkringliggande luften (ren koldioxid sjunker p.g.a. densiteten och ansamlas på t.ex. golvet tills dess dens relativa koncentration minskar), och om det ryker på ordentligt kan du dra slutsatser om gaskompositionen precis ovanför vätskans yta och lite högre i skålen.Du kan även föra ett resonemang om temperaturen, kolsyreis är kallt och används som kylmedel, vilket termodynamiskt påverkar hur gaserna beter sig (densitet etcetera). Har inte funderat igenom detta hela vägen men det finns ju så pass mycket vattenånga att det bildas kondens, så den relativa luftfuktigheten är mycket högre i det gaslager som röken och koldioxiden befinner sig i, och detta borde väl kunna påverka gasflödet utifrån ett resonemang kring vattenångas temperatur och dimmans densitet i förhållande till resten av den syrerika luften som ljusens lågor kräver.

fråga b)

Kolsyreis är ett missledande namn, för det är ju inte fryst kolsyra - utan fryst koldioxid. Så reaktionerna du skrivit sker endast delvis (det är förresten några fel bland dem). Koldioxid kommer lösa sig i vätskan, och jämvikten till kolsyra kommer uppstå. Men detta påverkar endast trycket marginellt (och då negativt, då gasen löses i vätskan). Kommer du vidare nu?

mag1 skrev:
fråga a)

Den frigjorda koldioxiden kan betraktas som en egen fas/volym tills den blandats ut tillräckligt i den omkringliggande luften.

Detta ser du redan på hur röken (d.v.s. den kondenserade vattenångan) beter sig, flödet ger information om hur gasflödet sker kring bålskålen. Skulle den frigjorda koldioxiden stiga rakt upp/fritt i rummet skulle röken inte rinna över kanten på det där "coola" viset. Så koldioxiden som gas beter sig som att den är tyngre än den omkringliggande luften (ren koldioxid sjunker p.g.a. densiteten och ansamlas på t.ex. golvet tills dess dens relativa koncentration minskar), och om det ryker på ordentligt kan du dra slutsatser om gaskompositionen precis ovanför vätskans yta och lite högre i skålen.Du kan även föra ett resonemang om temperaturen, kolsyreis är kallt och används som kylmedel, vilket termodynamiskt påverkar hur gaserna beter sig (densitet etcetera). Har inte funderat igenom detta hela vägen men det finns ju så pass mycket vattenånga att det bildas kondens, så den relativa luftfuktigheten är mycket högre i det gaslager som röken och koldioxiden befinner sig i, och detta borde väl kunna påverka gasflödet utifrån ett resonemang kring vattenångas temperatur och dimmans densitet i förhållande till resten av den syrerika luften som ljusens lågor kräver.

fråga b)

Kolsyreis är ett missledande namn, för det är ju inte fryst kolsyra - utan fryst koldioxid. Så reaktionerna du skrivit sker endast delvis (det är förresten några fel bland dem). Koldioxid kommer lösa sig i vätskan, och jämvikten till kolsyra kommer uppstå. Men detta påverkar endast trycket marginellt (och då negativt, då gasen löses i vätskan). Kommer du vidare nu?

Jaha okej nejmen vad pinsamt att det bara är koldioxid då blir reaktionen såhär istället: $H_{2} O + C O_{2} \underset{< - - -}{\to} H_{2} C O_{3} H_{2} C O_{3} + H_{2} O \overset{< - - - -}{\to} H C {O_{3}}^{-} + H_{3} O H C {O_{3}}^{-} + H_{2} O \overset{< - - -}{\to} C {O_{3}}^{2 -} + H_{3} O^{+}$

Men om trycket i flaskan inte ökar särskilt mycket vad är det annars som får den att sprängas? Edit är det att det blir som ett vakuum i flaskan när trycket istället minskar?

(Gas)trycket ökar absolut, men inte p.g.a. att det bildas kolsyra. Det är snarare en parallell kemisk reaktion, som förbrukar en (försvinnande liten) mängd av koldioxiden. Och när flaskan sprängs frisätts kolsyran (och den lösta koldioxiden) från vätskan ut till luften.

Kolsyreis är som jag skrev tidigare, en fast form av gasen koldioxid som kan sublimera till gasformen. Om du tänker på hur stor volym en mängd koldioxid (biten kolsyreis som stoppades i flaskan) upptar när den är i fast form, och jämför detta med när den är i gasform. Om volymen gas ökar, men flaskans väggar förhindrar att volymen i flaskan ökar - hur påverkas trycket?

mag1 skrev:
(Gas)trycket ökar absolut, men inte p.g.a. att det bildas kolsyra. Det är snarare en parallell kemisk reaktion, som förbrukar en (försvinnande liten) mängd av koldioxiden. Och när flaskan sprängs frisätts kolsyran (och den lösta koldioxiden) från vätskan ut till luften.

Kolsyreis är som jag skrev tidigare, en fast form av gasen koldioxid som kan sublimera till gasformen. Om du tänker på hur stor volym en mängd koldioxid (biten kolsyreis som stoppades i flaskan) upptar när den är i fast form, och jämför detta med när den är i gasform. Om volymen gas ökar, men flaskans väggar förhindrar att volymen i flaskan ökar - hur påverkas trycket?

Ja men då var det som jag skrev från början. Trycket ökar så pass eftersom volymen inte förändras, så pass mycket att flaskans sprängs på grund av frisläppt koldioxid men som kommer från sublimeringen av koldioxid.

Svara

Visa senaste svar