Önmagában a "forró jég" kifejezés aligha fér bele a fejünkbe. Hiszen megszoktuk, hogy a jég, mindegy, hogy kis kocka egy pohárban, vagy hatalmas jéghegy az óceánban, jeges. És valamiért meleg van. Kitaláljuk, milyen anyagról van szó, hogyan derül ki, és végezzünk kísérletet otthon. Szóval - forró jég.
Egy ilyen nevű anyag
Mindenki jól tudja, hogy a jég szilárd halmazállapotú víz, amelybe már 0 °C-on átmegy. Ám a vízen végzett kísérletek során Bridgman angol fizikus felfedezte, hogy nagy nyomás alatt a kristályrács átrendeződik, sűrűbbé válik.
Valamivel kevesebb, mint 21 000 atmoszféra nyomás alatt a víz már +76 °C hőmérsékleten jéggé válik. És 30 ezer atmoszférában - 180 ° C-on! Ez nagyon forró jég. Nagyon megéghetsz. De nem lehet megérinteni, mert irreális, hogy az ember elviselje ezt a nyomást. A fizikusok az ilyen jég tulajdonságait tanulmányozzákcsak közvetve.
Kísérleteknek köszönhetően az angol megállapította, hogy többféle jég létezik, ahol az I. fokozat alatt az ismerős jég nullán keletkezett, majd növekvő nyomással átmegy egyik fokozatból a másikba. 30 ezer atmoszférán VII fokozatúvá válik. Mivel a kristályrács változik, a forró jég tulajdonságai eltérőek. Nehezebb a víznél, sűrűsége 1,05 g/cm3.
Egy másik anyag ugyanilyen néven
A "Hot Ice" kísérlet otthoni elvégzése Bridgman elméletének tesztelésére természetesen nem fog működni. De a kémia mint tudomány más élményt kínál, nem kevésbé látványosat.
Hot Ice-nek hívják. A nátrium-acetát az az anyag, amelyre szüksége lesz ennek végrehajtásához. nem hallotta? A konyhában pedig gyakran kapunk különféle péksütemények elkészítésekor, szóda és ecet keverésekor. Már csak azt kell kitalálni, hogyan készítsünk forró jeget ebből a habból. Találjuk ki.
Képlet és reakcióegyenlet
A nátrium-acetát (az ecetsav nátriumsójának is nevezik) fehér kristályok, enyhén sós ízzel és ecetre emlékeztető szaggal. Képlete CH3COONa. A laboratóriumban a sót ecetsavból és karbonátokból, nátrium-hidroxidból vagy nátrium-hidrogén-karbonátból állítják elő.
Akit érdekel, a reakcióegyenlet a következő:
CH3COOH + NaHCO3 → CH3-COON a + H 2O + CO2
Az úrnők tudják, hogy a százalékAz ecetsav eltérő lehet. De nincs különbség, hogy mit talál a konyhában a szekrényben, csak más mennyiségű szódára van szüksége. Az arányok a következők:
- 750 g 8%-os ecet és 84 gramm szóda;
- 86 g 70%-os esszencia és 84 gramm szóda;
- 200 g 30%-os ecet és 87,4 g szóda.
A reakció eredményeként oldatot kapunk, de a víz elpárologtatásával 82 g nátrium-acetátot kapunk kristályok formájában.
A kémia olyan tudomány, amely nem tolerálja a „szemre öntés” opciót. Ha azt szeretné, hogy a "Hot Ice" kémiai kísérlet sikeres legyen, súlyokkal állítsa be az anyagok arányát. Pontosabbak az elektronikusak.
Tapasztalat otthon
Mivel a kísérlet során savat használnak, és a "Hot Ice" kísérlethez is magas hőmérsékletre kell melegíteni, a felnőttek jelenléte kötelező. Szóval, térjünk le a boszorkányságra.
„Hot Ice” főzés otthon.
- Egy kis zománcozott serpenyőben keverje össze az ecetet és a szódát a fent jelzett arányban, attól függően, hogy a konyhában hány százalékos ecet található. Tedd a tűzhelyre, egy kis tűzre, és melegítsd fel egy kicsit a kapott boszorkányfőzetet. Készüljön fel, sok hab lesz, de amint a reakció lezajlik, és víz és nátrium-acetát van a serpenyőben, az oldat teljesen átlátszó lesz.
- Egy csepp ecet cseppentésével ellenőrizze, hogy készen áll-e az oldat. Van hab? Tehát kezdetben rossz súlyú szódát vettek, folytatjuk egy kicsitadjunk hozzá ecetet, amíg a hab megszűnik. Nos, ha az ecet szaga nagyon erősen megüti az orrát, az azt jelenti, hogy kezdetben sok ecetsavat vettek be. Adjon hozzá egy kevés szódát az oldathoz, amíg a habképződés meg nem szűnik a serpenyőben, különben sokáig elmúlik az ecetszag a lakásból.
- Csak ha a hab már nem kelt fel, a serpenyőt és a főzetet fel lehet gyújtani, hogy eltávolítsuk belőle a felesleges vizet. Ne felejtse el követni, mi történik. Amint jéghez hasonló kéreg kezd kialakulni a felszínen, azonnal vegye le az edényt a tűzről, és hagyja békén 5 percig.
- Amíg a varázslatos ital hűl, tegyél vizet a teáskannába forrni. Ezután lassan, szó szerint cseppenként elkezdünk forrásban lévő vizet önteni a már kihűlt keverékbe, keverés közben felváltva. Az eljárást addig végezzük, amíg a kéreg és az összes látható darab teljesen fel nem oldódik. Az oldatnak teljesen átlátszónak, de kissé viszkózusnak kell lennie.
- Vegyünk egy teljesen tiszta edényt, és öntsünk bele egy kis mennyiségű anyagot a serpenyőből. Ha az üveg vagy a bögre koszosnak bizonyul, az oldat nem akkor kristályosodik ki, amikor akarod, de egyelőre lehűtjük. Hűtőbe tesszük és szobahőmérsékletre hűtjük. Meg kell értenünk, hogy túltelített oldatunk van, ezért most a kristályosodási folyamat hőmérséklete alacsonyabb a szokásosnál.
- Kipihentél? Itt van, az igazság pillanata. Ideje elkezdeni a forró jég kialakulásának rejtélyét!
Érintse meg a lehűtött főzetet fogpiszkálóvalpont konyhasóban. Ha mindent helyesen teszünk, az oldat elkezd megkeményedni, és jégszerű kristálymintát képez, minden alkalommal új és egyedi. Ez nagy mennyiségű energiát szabadít fel, amelyet hőhullámként fog érezni.
A forró jég kialakulása után a kísérlet megismétlésére használható. Csak tegye a tartályt vízfürdőbe, és kezdje el keverni egy kanállal. Láttad, hogy kristálykéreg keletkezett? Ismételje meg a 4-6. lépéseket, és élvezze újra és újra az eredményt.
Miért nem sikerült a kísérlet? Hibaelhárítás
Nincs olyan sok lehetőség, hogy miért nem sikerült az élmény, de mindegyiket megfontoljuk:
- Amikor a szóda ecettel reagált, néhány reagens feleslegnek bizonyult, és befolyásolta a túltelített oldat további elkészítését. Legközelebb alaposan figyelje a készítményben lévő anyagok mennyiségét, vagy egyszerűen vásárolja meg az ecetsav nátriumsóját kész formában.
- A tartály, amelyben az elkészített oldatot lehűtötték, szennyezettnek bizonyult.
- A serpenyőt túl későn vették le a tűzről, vagy a keletkező kéreg nem oldódott fel teljesen.
Hol használják ezt a reakciót?
Maga a "Hot Ice" élménynek is vannak gyakorlati alkalmazásai, ez egy túltelített megoldás, amelyet kémiai fűtőbetétekben és fűtőtestekben használnak, és ahogyan Ön is látta, nem megy át szilárd fázisba.
Csak a melegítőpárnákban nem fogpiszkálóval, hanem speciális eszközzel hat az oldatralemez (leggyakrabban fém). A túltelített oldat szilárd fázisba való átmenete során 264-289 kJ/kg szabadul fel. Így "forró" jeget képeztél, és a melegítőpárna a keletkező hővel hat a testre, miközben az égés kizárt, mivel a keletkező hőmérséklet nem elegendő.
Egyébként hőforrásként túltelített nátrium-acetát-oldatot is használnak egyes szkafander-modellekben. A „forró jég” szabályai.
