Versuch 29: Trockeneis sublimiert - Einleitung

Trockeneis, also festes Kohlenstoffdioxid, ist eine faszinierende Chemikalie, mit der sich bei richtiger Handhabung eine Menge an einfachen Experimenten durchführen lassen.

Supermarktketten kühlen ihr Obst mit Trockeneis. Am Obststand ist ein Röhrensystem angebracht, aus dem kalter Nebel austritt. Manche Supermärkte bieten als kostenlosen Service beim Kauf von Tiefkühlwahren Trockeneis zur Kühlung an. Trockeneis bietet sich also an, um selbst und zu Hause Naturwissenschaft zu erleben. Das Halloween Fest wird auch in Deutschland immer beliebter und für gruselige Stimmung kann die „dampfende“ Trockeneisbowle sorgen. Wie im Supermarkt sorgt ein Nebel über der Bowle für schaurige Stimmung.

Hier ist zuerst Begriffstreue wichtig. Im alltäglichen Sprachgebrauch gehen wir leicht mit den Begriffen Nebel oder Dampf um. Dampf geht aus dem Übergang einer Flüssigkeit in die Gasphase hervor. Wasserdampf ist also gasförmiges Wasser, das unsichtbar ist! Sichtbar als weiße Wolken über dem kochenden Wasser ist ein Nebel oder noch genauer ein Aerosol; in dem feine flüssige Tropfen Wasser in der Luft stehen. Brillenträger kennen das Wesen des Nebels genau, wenn ihre Brille bei einer Fahrradtour durch Nebel beschlägt und sich große Tropfen sammeln.

Bildet Trockeneis nun Nebel oder Dampf und von was überhaupt? Das -78° kalte Kohlenstoffdioxid des Trockeneises wird bei Raumtemperatur umgehend gasförmig, aber dabei unsichtbar. Wesentlich ist, dass sich die niedrige Temperatur des Trockeneises auf die Umgebung auswirkt. Hier kühlt die Luft und mit ihr auch die Luftfeuchtigkeit herunter. Luftfeuchtigkeit ist in Luft vorhandenes gasförmiges Wasser (der Wasserdampf), das bei den niedrigen Temperatur flüssig wird und so als Nebel erscheint. Besonders viel Nebel bildet sich in der Nähe von Wasserquellen, wie der Bowle, da dort auch eine hohe Luftfeuchtigkeit herrscht. Wer es noch weiter treiben möchte, der lege etwas Trockeneis in eine Metallschale. Mit der Zeit wird sich an der erkalteten Schale ein weißer Belag absetzen: der Raureif!

Sicherheitssymbole

Als Schülerversuch geeignet. Schutzbrille tragen!

Chemikalien

  • Trockeneis

Materialien

  • Luftballon
  • Gummihandschuh
  • Tiegelzange

Durchführung

Man gibt je ein kleines Stück Trockeneis in einen Luftballon und in einen Plastikhandschuh. Schüttelt man den Handschuh stellt man fest, dass sich keine Flüssigkeit im Inneren befindet.

Entsorgung

%

Ergebnisse

Handschuh und Luftballon dehnen sich deutlich aus. Trockeneis ist festes Kohlenstoffdioxid mit einer Temperatur von ca. -78°C.

Bei Zimmertemperatur geht das Kohlenstoffdioxid in den gasförmigen Zustand über, ohne dabei vorher flüssig zu werden. Diese typische Eigenschaft des Kohlenstoffdioxids nennt man Sublimation. Im Gaszustand nimmt das Kohlenstoffdioxid einen viel größeren Raum ein, was zu Vergrößerung des Ballons führt.

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Hinweise

Trockeneis ist ca. -78°C kalt. Es darf auf keinen Fall mit der Hand angefasst werden. Bei Experimenten mit großen Mengen an Trockeneis muss für entsprechende Belüftung des Raumes gesorgt werden.

Versuchsvideo

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Versuchsbild

Bild zu Versuch: Trockeneis sublimiert

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NEU

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