Experimento con hielo seco

Tipos de experimentos con hielo seco

El experimento con hielo seco se puede categorizar en experimentos con hielo seco seguros, educativos y divertidos de la siguiente manera:

• Seguro

  La seguridad es lo más importante cuando se trabaja con hielo seco. Usar guantes o pinzas para hielo seco al manipular hielo seco es imprescindible. No se deben usar recipientes de vidrio cuando se hierve hielo seco y agua caliente porque podrían explotar debido a la acumulación de presión. Siempre realice experimentos con hielo seco en un lugar con buena circulación de aire para evitar respirar dióxido de carbono. También es una buena idea tener un adulto presente.

• Educativo

  Algunos experimentos con hielo seco son más educativos, enseñando a las personas sobre el hielo seco y sus propiedades. Por ejemplo, el experimento de la burbuja de hielo seco muestra la sublimación. Cuando el hielo seco pasa por sublimación, cambia directamente de sólido a gas. El experimento de la burbuja de hielo seco muestra cómo el hielo seco crea burbujas de gas. El agua caliente convierte el hielo seco en dióxido de carbono gaseoso. El gas intenta salir del agua jabonosa. Se forman burbujas a medida que sale el gas.

• Divertido

  Otros experimentos con hielo seco son solo para divertirse y disfrutar de los geniales efectos que puede crear el hielo seco. Un ejemplo es el experimento de la niebla de hielo seco. La formación de niebla de hielo seco ocurre cuando el hielo seco vaporiza el agua y reacciona con el aire. El resultado es una niebla espesa y brumosa que se ve muy fresca. La máquina de niebla de hielo seco funciona de la misma manera. Cuando se ponen hielo seco y agua caliente juntos en un recipiente, el hielo seco hace que salga niebla. Otro experimento divertido con hielo seco es el estallido del globo de hielo seco. Un experimento con globo de hielo seco muestra cómo el hielo seco expande los gases. Cuando se pone hielo seco en un globo, produce cada vez más dióxido de carbono. La presión aumenta dentro del globo hasta que revienta.

Especificaciones y requisitos de mantenimiento de los experimentos con hielo seco

Algunos experimentos con hielo seco requieren equipos con especificaciones especiales, como se detalla en la tabla a continuación.

• Bóveda de hielo seco

  Una bóveda de hielo seco es un recipiente aislado que puede evitar que el hielo seco se sublime rápidamente. Las dimensiones y el grosor de las paredes deben ser lo suficientemente grandes para almacenar el volumen de hielo seco necesario para el experimento. Por ejemplo, una bóveda con una capacidad de 48 cuartos y paredes de dos pulgadas de grosor puede mantener 40 libras de hielo seco congelado durante tres días.

• Guantes térmicos

  Dado que el hielo seco está a −78.5 °C (−109.3 °F), se recomiendan guantes térmicos con una clasificación para temperaturas inferiores a −50 °C. Los guantes deben estar aislados de la transferencia de calor y permitir la destreza de las manos mientras se almacena o se manipula el hielo seco.

• Pelletizador de hielo seco

  Un pelletizador de hielo seco puede convertir bloques de hielo seco en pellets o rodajas de hielo seco. El aparato puede convertir grandes cantidades de hielo seco a la vez y tiene un fuerte sistema de refrigeración. Seleccione una unidad que pueda producir suficiente hielo seco para satisfacer las necesidades del experimento. Por ejemplo, si se necesitan 200 kg de hielo seco cada hora, busque un pelletizador de hielo seco que pueda producir esa cantidad en una sola hora. La capacidad de refrigeración debe ser superior a 4.500 kg cada 24 horas.

• Sierra de hielo seco

  Antes de colocar la losa o bloque de hielo seco en la bóveda, debe cortarse con una sierra de hielo seco. Es mejor seleccionar una sierra de hielo seco que tenga un diseño ergonómico y ligero, lo que la hace fácil de usar con una sola mano al cortar hielo seco en cualquier forma. Elija una sierra de hielo seco con un motor potente y resistente que pueda realizar cortes precisos.

• Contenedor de almacenamiento de hielo seco

  A veces, el hielo seco debe llevarse a otra ubicación o debe almacenarse el exceso de hielo seco. Un contenedor de almacenamiento de hielo seco, como una nevera de hielo seco, es práctico. Busque uno con una tapa resistente que pueda reducir la sublimación del hielo seco y esté hecho para el frío extremo. El tamaño del contenedor de almacenamiento debe ser suficiente para lo que se almacena o transporta, junto con el hielo seco.

• Detector de dióxido de carbono

  El hielo seco (dióxido de carbono sólido) libera gas de dióxido de carbono en la nube que es muy tóxico y debe controlarse con un detector de dióxido de carbono durante el experimento. El dispositivo de monitoreo debe mostrar la lectura correcta, y una alarma debe comenzar a sonar cuando hay una concentración peligrosa de dióxido de carbono. El detector debe configurarse para medir en ppm (partes por millón), con una alarma alta configurada en 1.500 ppm y una alarma baja configurada en 2.000 ppm.

Si se utiliza hielo seco para cualquier otro experimento, se necesita una lista detallada de requisitos de mantenimiento. Consulte el manual de instrucciones para ver qué partes del equipo deben limpiarse y mantenerse y cuáles no. Por lo general, los productos de limpieza regulares son suficientes, pero el hielo seco se usa comúnmente en entornos de laboratorio, por lo que es mejor pecar de precavido.

Escenarios de experimentos con hielo seco

• Experimentos de clase de ciencias

  El hielo seco es un material común utilizado en muchos experimentos científicos debido a sus propiedades únicas. Un experimento popular con hielo seco que se enseña en las aulas es la burbuja de hielo seco. Este experimento implica poner un trozo de hielo seco dentro de agua jabonosa. Después de un tiempo, los estudiantes pueden notar la formación de grandes burbujas. Las burbujas visibles de hielo seco no solo son bonitas de ver, sino que ocurren porque el hielo seco está cambiando de sólido a gas. Cuando esto sucede, se crea mucho gas dentro de la burbuja húmeda, lo que hace que crezca más.

• Niebla de hielo seco

  La aplicación más popular del hielo seco es la creación de efectos de niebla. Mucha gente ha visto esta fresca niebla blanca en el escenario durante los conciertos o la ha visto alrededor de algunas bebidas dulces que vienen en copas. Lo que la mayoría de la gente no sabe es que la niebla en realidad es causada por el hielo seco. Cuando se pone hielo seco en agua caliente, produce mucha niebla que parece lujosa y mágica. Esto se debe a que el hielo seco está cambiando de sólido a gas mediante sublimación, y el agua está haciendo que el proceso sea más rápido.

• Reacción química

  Muchas reacciones químicas requieren una temperatura o presión específica para funcionar bien. Algunas reacciones incluso tienen el potencial de cambiar una industria completa. Por esta razón, los ingenieros químicos y los científicos han utilizado hielo seco en reacciones químicas para bajar las temperaturas e iniciar otras reacciones. Es bueno saber que el hielo seco no solo es excelente para mantener las cosas frías. También es importante para ayudar a que ocurran reacciones químicas. El uso de hielo seco para estas reacciones puede cambiar la forma en que funcionan las industrias.

• Preservación de alimentos

  Algunas personas que acampan durante mucho tiempo o hacen viajes por carretera pueden querer llevar su propia comida en lugar de tener que comprarla en algún lugar caro. Esto puede ser más barato y ahorrarles dinero. Sin embargo, necesitan encontrar una manera de mantener la comida fresca y sabrosa. El hielo seco podría ser la respuesta. Una nevera con hielo seco se puede utilizar para mantener los alimentos congelados o fríos mientras se viaja. Puede ayudar a preservar la calidad de los alimentos mejor que el hielo regular hecho de agua.

Cómo elegir experimentos con hielo seco

Antes de agregar hielo seco a cualquier experimento, los maestros deben tener en cuenta los siguientes aspectos.

• Edad apropiada

  Primero, determine la edad de la audiencia. Si bien algunos experimentos con hielo seco son adecuados para preescolares o niños de jardín de infancia, la mayoría requieren que participen al menos niños de primaria. Los maestros siempre deben poner la seguridad primero y considerar la madurez de los niños cuando interactúan con el hielo seco.

• Simple vs Interactivo

  Decida si el hielo seco seguirá siendo una simple demostración o si los estudiantes pueden participar de forma interactiva. Muchos experimentos con hielo seco muestran fácilmente un principio sin la participación de los niños. Pero varios permiten que los niños interactúen con el hielo seco de forma más directa.

• Suministros y costo

  El hielo seco puede ser una parte relativamente económica de un experimento, pero eso no siempre es cierto. Algunos experimentos con hielo seco requieren mucho hielo seco o equipo especializado que puede no estar al alcance de todos los maestros. Considere el costo total al decidir sobre un experimento que implique hielo seco.

• Interior vs Exterior

  La ubicación interior de un aula o un experimento realizado al aire libre también afecta la selección de experimentos con hielo seco. Algunos necesitan aire fresco porque producen niebla o necesitan más espacio.

• Enfoque científico

  Los diferentes experimentos con hielo seco destacan diferentes principios científicos. Algunos se centran en los estados de la materia y la sublimación, mientras que otros arrojan luz sobre la presión, las reacciones químicas o los cambios de temperatura. Elija un experimento que destaque el principio científico relevante para el plan de lección.

• Planificación

  Al seleccionar experimentos con hielo seco, considere el tiempo necesario para planificar y reunir los materiales para realizar el experimento con éxito.

Preguntas y respuestas sobre el experimento con hielo seco

P1: ¿Es seguro tocar el hielo seco con guantes?

A1: No es seguro, el hielo seco puede causar quemaduras por frío, por lo que es mejor evitar el contacto directo. Se recomienda usar guantes aislados al manipular hielo seco.

P2: ¿Por qué el hielo seco se sublima tan rápido en agua caliente?

A2: Las moléculas de agua caliente se mueven rápidamente, lo que aumenta la temperatura del hielo seco, lo que hace que se sublime más rápido. El intercambio de calor ocurre a una tasa mayor debido a la alta temperatura.

P3: ¿Qué sucede si se inhala CO2 de hielo seco?

A3: El hielo seco produce dióxido de carbono gaseoso a medida que se sublima. Es importante mantenerlo en un lugar bien ventilado porque las altas concentraciones de dióxido de carbono pueden ser peligrosas. Los experimentadores no deben permanecer cerca de grandes cantidades de hielo seco.

P4: ¿Puede una persona almacenar hielo seco en el refrigerador o congelador?

A4: No es seguro. Ambos electrodomésticos tienen sellos herméticos que no permiten el intercambio de aire, lo que los hace inadecuados para la desgasificación del dióxido de carbono. Mantener el hielo seco en estos electrodomésticos puede provocar una acumulación de dióxido de carbono, lo que es peligroso.