Tabla de Contenidos
Tørisen, som vi alle kender, er intet andet end kuldioxid i fast tilstand. Dette er en meget almindelig forbindelse, der har det særlige ved at være i stand til at gå fra den faste tilstand til den gasformige tilstand uden først at gå gennem den flydende tilstand, en proces kendt som sublimering.
Ved 1 atm tryk er sublimeringspunktet for kuldioxid -78,5°C, hvorfor en blok tøris udsat for atmosfærisk luft spontant vil opvarmes til -78,5°C og derefter begynde at sublimere og forblive ved den temperatur, indtil den fordamper fuldstændig. Det faktum, at det holdes ved så lav en temperatur, og at det indtages uden nogensinde at blive til en flydende tilstand, er netop det, der retfærdiggør navnet tøris for denne form for kuldioxid.
Den samme egenskab er også det, der gør det særligt anvendeligt som et bærbart kølemiddel, der er nemt at håndtere og som en kilde til en kold gas, der bruges til at generere “falsk røg” eller tøriståge.
Hvordan får man tøris tåge eller røg?
Det er meget nemt at danne tøriståge. Det eneste, der kræves, er varmt vand og tøris. Trinene er tre:
- Opvarm vand til kog og tilsæt det til en termisk isolerende beholder, såsom en styrofoam eller ekspanderet polystyren (EPS) beholder, en åben termokande eller et Dewar bægerglas (sidstnævnte kan fås i nogle laboratorier).
- Tilsæt en blok tøris til det kogende vand. Det er at foretrække, at det er en blok, der er lille nok til at passe i beholderen med det varme vand, men ikke for lille til at forhindre, at den fordamper for hurtigt. En tyk tåge vil straks begynde at dannes, som flyder over beholderen over siderne og risler ned ad gulvet.
- Hvis du vil have tågen til at løfte sig og dække mere af rummet, kan du bruge en ventilator til at flytte luften.
Som tiden går, vil det varme vand køle ned på grund af tørisens lave temperatur. Dette vil gradvist reducere mængden af produceret tåge. Tågen vil også have en tendens til at forsvinde, da den kolde kuldioxid kombineres med den varme omgivende luft, som også har en tendens til at reducere virkningen af røg eller tåge.
Fremgangsmåde for at farve tørisrøg
I mange applikationer er det ønskeligt at producere røg eller tåger i forskellige farver. Dette kan ikke opnås direkte i tågen, da tågen kun kan gøres hvid af de to anvendte ingredienser. Hvid tåge kan dog få et udseende af farve ved at skinne et farvet lys på den.
Fordi den er hvid, har tågen evnen til at reflektere alle farver af synligt lys. Af denne grund, hvis vi skinner hvid tåge med blåt lys, vil det reflektere blåt lys, og derfor vil vi se det som blåt. Det samme vil ske med enhver anden lysfarve, som vi bruger.
Hvordan virker tøriståge?
En almindelig fejl ved at forklare dannelsen af tøriståge er at antage, at den tåge, vi ser, faktisk er lavet af kuldioxid. Tøris er trods alt lavet af fast kuldioxid, og det er den forbindelse, der frigives som en gas ved sublimeringsprocessen, ikke?
Dette er fuldstændig sandt. Problemet er, at kuldioxid er en farveløs gas, og som sådan kan vi ikke se det. Det betyder, at tågens hvide farve ikke kan komme fra tøris. Så det må være noget andet.
Når vi analyserer den anden komponent i vores lille falske røggenerator, kan vi falde i en anden fejl og tro, at tågen faktisk er vanddamp. Men med vanddamp er det det samme som med gasformig kuldioxid: gasformigt vand er også usynligt.
Så hvad ser vi egentlig?
Tåge, ligesom skyer, er faktisk dannet ved kondensering af millioner af små flydende vanddråber, der er så lette, at de kan forblive svævende i luften i nogen tid. Disse små dråber dannes ved kondensering af vanddamp fra varmt vand, når det kommer i kontakt med kold gasformig kuldioxid (ved 78,5 °C under nul), som frigives ved sublimering af tøris.
Denne sublimering accelereres betydeligt, når tørisen kommer i kontakt med det varme vand, som frigiver store mængder kuldioxidgas, der trækker de nyligt kondenserede dråber af vanddamp og danner den tåge, som vi kan se.
Fordi både kold kuldioxid og tåge af små vanddråber er tættere end luft, har de en tendens til at falde og slæbe tæt på jorden næsten som en væske. Et lille træk er dog alt, der skal til for at løfte tågen op og sprede den ud, selvom det igen vil forkorte varigheden.
Hvorfor forsvinder tågen?
Der er flere grunde til, at tågen ender med at forsvinde. Den første er, at når tågen breder sig i rummet, falder koncentrationen af de partikler, der danner den (den fortyndes med luften), så den ser stadig mere tynd eller spinkel ud. Ved at blande med varm luft opvarmes kuldioxidgas også, hvilket reducerer dens evne til at kondensere mere vanddamp fra miljøet. På den anden side vil de små vanddråber i tågen ved opvarmning have en tendens til at fordampe igen og blive til vanddamp, der er usynlig for vores øjne.
Nogle vigtige sikkerhedsforanstaltninger
Tøris er ikke særlig farligt, da kuldioxid er et ret inert stof kemisk. Det kan dog udgøre en risiko af to årsager:
- Tøris er meget kold. Faktisk er det meget koldere end de fleste kolde ting, vi er vant til. En husholdningsfryser køler ned til højst -20 °C, mens tøris er på -78,5 °C. Det betyder, at tøris er et godt stykke under vands frysepunkt, så berøring af den med bare hænder kan forårsage forfrysninger i huden og forfrysninger.
- Ved hurtigt at sublimere til luft kan tøris producere betydelige strømme af kuldioxidgas, især ved jordoverfladen, og fortrænge luft. Af denne grund kan liggende på jorden i nærheden af en åben prøve af tøris forårsage kvælning.
Af disse to grunde skal vi altid sørge for at håndtere tøris med egnede handsker for at undgå kuldeforbrændinger. Derudover skal vi passe på med at undgå at skabe en tøriståge indendørs, hvor der er risiko for, at nogen falder i søvn, da kvælning på grund af iltmangel kan være dødelig. Generelt er arbejde på et temmelig godt ventileret sted nok til at undgå alvorlige ulykker.
tåge uden tøris
Ved at arbejde efter samme princip som tøriståge kan vi generere en tåge ved hjælp af normal is, selvom effekten er langt mindre spektakulær, og tågen er knap synlig. Hvis vi placerer nogle isterninger i en si over varmt vand, vil kulden fra isterningerne kondensere dampen og danne en tynd tåge, som vi kan se på isterningerne.
Grunden til, at virkningen med tøris er mere dramatisk, er, at den sublimerer meget hurtigt og genererer en strøm af kold gas, der kondenserer dampen og fører den væk. I modsætning hertil sublimerer normalis ikke, så den genererer ikke den samme trækstrøm som tøris. Når det begynder at smelte, er det også kun 0 °C i stedet for -78,5 °C, så luften omkring normalis bliver ikke så kold som den omkring tøris, hvilket begrænser mængden af damp, der kan kondensere og danne tåge.
Referencer
Aquae. (2021, 10. januar). Sådan laver du nemt hjemmelavet mist – Aquae Foundation . Aquae Foundation. https://www.fundacionaquae.org/experimento-niebla-casera/
DOÑANA Biotech. (2017, 21. november). TÅGEEFFEKT med TØRIS [Video]. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=qqS6AGzg53k
Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Kemi (10. udgave ). McGraw-Hill uddannelse.
Sådan laver du RØG med TØRIS . (2019, 17. november). Fantasy Skov. https://www.bosquedefantasias.com/recursos/experimentos-quimica/how-to-make-humo-hielo-seco
Gonzalez, D. (2021, 16. november). Hvad er den ideelle temperatur i køleskabet ? Euronics. https://www.euronics.es/blog/cual-es-la-temperatura-ideal-de-la-nevera/
Medicinsk Infrasal. (nd). KULDIOXID . Infrasal.com. https://www.infrasal.com/gases/carbon-dioxide
