I seg selv passer nesten ikke uttrykket "hot ice" inn i hodet vårt. Vi er tross alt vant til at is, uansett om det er en liten kube i et glass eller et digert isfjell i havet, er isete. Og av en eller annen grunn er det varmt. La oss finne ut hva slags stoff det er, hvordan det viser seg og gjennomføre et eksperiment hjemme. Så - varm is.
Et stoff med det navnet
Alle vet godt at is er vann i en fast aggregeringstilstand, som den går inn i allerede ved 0 °C. Men mens han utførte eksperimenter på vann, oppdaget den engelske fysikeren Bridgman at under høyt trykk blir krystallgitteret omorganisert, det blir tettere.
Under et trykk på litt mindre enn 21 000 atmosfærer blir vann til is allerede ved en temperatur på +76 °C. Og ved 30 tusen atmosfærer - ved 180 ° C! Dette er virkelig varm is. Du kan brenne deg mye. Men det er umulig å berøre ham, fordi det er urealistisk for en person å tåle et slikt press. Fysikere studerer egenskapene til slik isbare indirekte.
Takket være eksperimenter bestemte engelskmannen at det finnes flere typer is, der under klasse I er den kjente isen dannet ved null, og deretter, med økende trykk, går den fra en klasse til en annen. Ved 30 tusen atmosfærer blir det klasse VII. Siden krystallgitteret endres, er egenskapene til varm is forskjellige. Den er tyngre enn vann og har en tetthet på 1,05 g/cm3.
Et annet stoff med samme navn
Å gjennomføre "Hot Ice"-eksperimentet hjemme for å teste Bridgmans teori vil selvfølgelig ikke fungere. Men kjemi som vitenskap gir deg en annerledes opplevelse, ikke mindre spektakulær.
Det heter "Hot Ice". Natriumacetat er stoffet du trenger for å utføre det. Ikke hørt? Og på kjøkkenet får vi det ofte når vi tilbereder forskjellige bakverk, blander brus og eddik. Det gjenstår bare å finne ut hvordan du lager varm is fra dette skummet. La oss finne ut av det.
Formel og reaksjonsligning
Natriumacetat (også k alt natriums altet av eddiksyre) er hvite krystaller med en lett s alt smak og en lukt som minner om eddik. Formelen er CH3COONa. I laboratoriet lages s alt av eddiksyre og karbonater, natriumhydroksid eller natriumbikarbonat.
For de som er interessert, er reaksjonsligningen som følger:
CH3COOH + NaHCO3 → CH3-COON a + H 2O + CO2
Elskerinner vet at prosenteneddiksyre kan være annerledes. Men det er ingen forskjell på hva du finner i skapet på kjøkkenet, du trenger bare en annen mengde brus. Proporsjonene er som følger:
- 750 g eddik 8 % og 84 gram brus;
- 86 g essens 70 % og 84 gram brus;
- 200 g eddik 30 % og 87,4 g brus.
Som et resultat av reaksjonen får vi en løsning, men ved å fordampe vannet får vi 82 g natriumacetat i form av krystaller.
Kjemi er en vitenskap som ikke tåler alternativet "helle på øyet". Hvis du vil at det kjemiske eksperimentet «Hot Ice» skal bli en suksess, utgjør en andel av stoffene ved hjelp av vekter. Mer nøyaktige er elektroniske.
Opplev hjemme
Siden det brukes syre under forsøket, og «Hot Ice»-eksperimentet også krever oppvarming til høye temperaturer, er tilstedeværelse av voksne obligatorisk. Så la oss gå ned til hekseri.
Matlaging "Hot Ice" hjemme.
- I en liten emaljert kjele kombinerer du eddik og brus i proporsjonene som er angitt ovenfor, avhengig av prosentandelen av eddik som finnes på kjøkkenet. Sett den på komfyren, på en liten brann og varm opp det resulterende trolldomsbrygget litt. Gjør deg klar, det blir mye skum, men så snart reaksjonen går og det er vann og natriumacetat i kjelen, blir løsningen helt gjennomsiktig.
- Sørg for å sjekke om løsningen er klar ved å droppe en dråpe eddik. Har du skum? Så feil vekt av brus ble først tatt, vi fortsetter litttilsett eddik til skummet slutter å vises. Vel, hvis lukten av eddik treffer nesen veldig sterkt, betyr det at mye eddiksyre ble tatt i utgangspunktet. Tilsett litt brus i løsningen til skummet slutter å dannes i kasserollen, ellers vil det ta lang tid før lukten av eddik fra leiligheten eroderes.
- Først når skummet har sluttet å heve, kan kasserollen med brygget settes i brann for å fjerne overflødig vann fra den. Ikke glem å følge med på hva som skjer. Så snart en skorpe som ligner på is begynner å danne seg på overflaten, fjern umiddelbart beholderen fra ilden og la den stå i 5 minutter.
- Mens den magiske drinken avkjøles, sett vann i tekannen for å koke. Så sakte, bokstavelig t alt dråpe for dråpe, begynner vi å helle kokende vann i den allerede avkjølte blandingen, alternerende tilsetning under omrøring. Vi gjør prosedyren til skorpen og alle synlige biter er helt oppløst. Løsningen skal være helt klar, men litt tyktflytende.
- Vi tar en helt ren beholder og heller en liten mengde av stoffet fra kasserollen i den. Hvis glasset eller kruset viser seg å være skittent, vil ikke løsningen krystallisere når du vil, men foreløpig blir den avkjølt. Sett i kjøleskapet og avkjøl til romtemperatur. Vi må forstå at vi har en overmettet løsning, så nå er temperaturen i krystalliseringsprosessen lavere enn vanlig.
- Chilled out? Her er det, sannhetens øyeblikk. Det er på tide å begynne mysteriet om dannelsen av varm is!
Berør det avkjølte brygget med en tannpirkerpunkt i bords alt. Hvis alt er gjort riktig, vil løsningen begynne å stivne, og danne et mønster av islignende krystaller, hver gang nye og unike. Dette frigjør en stor mengde energi som du vil føle som en varmebølge.
Etter dannelsen av varm is kan den brukes til å gjenta eksperimentet. Bare sett beholderen i et vannbad og begynn å røre med en skje. Så du at det ble dannet en skorpe av krystaller? Gjenta trinn 4-6 og nyt resultatet igjen og igjen.
Hvorfor mislyktes eksperimentet? Feilsøking
Det er ikke så mange alternativer hvorfor opplevelsen ikke fungerte, men vi vil vurdere dem alle:
- Når brus reagerte med eddik, viste det seg at noe reagens var i overkant og påvirket videre tilberedning av en overmettet løsning. Neste gang må du følge nøye med på mengden stoffer i preparatet, eller bare kjøpe natriums altet av eddiksyre i ferdig form.
- Beholderen som den tilberedte løsningen ble avkjølt i, viste seg å være forurenset.
- Kasseren ble tatt av varmen for sent, eller den resulterende skorpen ble ikke helt oppløst.
Hvor brukes denne reaksjonen?
Selve "Hot Ice"-opplevelsen har også praktiske anvendelser, det er en overmettet løsning som brukes i kjemiske varmeputer og varmeovner, som, som du selv så, ikke går inn i en fast fase.
Bare i varmeputer virker du på løsningen ikke med en tannpirker, men med en spesielldisk (oftest metall). Under overgangen av en overmettet løsning til fast fase frigjøres fra 264 til 289 kJ/kg. Så du dannet "varm" is, og varmeputen virker på kroppen med den genererte varmen, mens forbrenningen er utelukket, siden den genererte temperaturen ikke er nok.
Forresten, som varmekilde, brukes også en overmettet løsning av natriumacetat i enkelte modeller av romdrakter. «Varm is»-regler.
