Katera snov se imenuje vroč led in ali jo je mogoče dobiti doma?

2024 Avtor: Angel Austin | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-02 17:55

Sam po sebi izraz "vroč led" skoraj ne paše v naše glave. Navsezadnje smo navajeni, da je led, ne glede na to, ali je majhna kocka v kozarcu ali velika ledena gora v oceanu, leden. In iz nekega razloga je vroče. Ugotovimo, za kakšno snov gre, kako se izkaže in izvedemo poskus doma. Torej - vroč led.

Snov s tem imenom

Vsakdo dobro ve, da je led voda v trdnem agregatnem stanju, v katero prehaja že pri 0 °C. Toda med izvajanjem poskusov na vodi je angleški fizik Bridgman odkril, da se pod visokim pritiskom kristalna mreža preuredi in postane gostejša.

Pod pritiskom nekaj manj kot 21.000 atmosfer voda postane led že pri temperaturi +76 °C. In pri 30 tisoč atmosferah - pri 180 ° C! To je res vroč led. Lahko se zelo opečeš. Vendar se ga je nemogoče dotakniti, ker je nerealno, da bi oseba vzdržala tak pritisk. Fiziki preučujejo lastnosti takega ledusamo posredno.

Zahvaljujoč poskusom je Anglež ugotovil, da obstaja več vrst ledu, kjer je pod razredom I znani led, ki nastane pri nič, nato pa z naraščajočim pritiskom prehaja iz ene stopnje v drugo. Pri 30 tisoč atmosferah postane razred VII. Ker se kristalna mreža spreminja, so lastnosti vročega ledu drugačne. Je težji od vode in ima gostoto 1,05 g/cm3.

Druga snov z istim imenom

Izvedba poskusa "Hot Ice" doma za testiranje Bridgmanove teorije seveda ne bo delovala. Toda kemija kot znanost vam ponuja drugačno izkušnjo, nič manj spektakularno.

Imenuje se "Hot Ice". Natrijev acetat je snov, ki jo boste potrebovali za izvedbo. Niste slišali? In v kuhinji ga pogosto dobimo pri pripravi različnih peciv, mešanju sode in kisa. Ostaja samo ugotoviti, kako narediti vroč led iz te pene. Ugotovimo.

Formula in reakcijska enačba

Natrijev acetat (imenovan tudi natrijeva sol ocetne kisline) so beli kristali z rahlo slanim okusom in vonjem, ki spominja na kis. Njegova formula je CH_{3COONa. V laboratoriju se sol proizvaja iz ocetne kisline in karbonatov, natrijevega hidroksida ali natrijevega bikarbonata.}

Za tiste, ki jih zanima, je reakcijska enačba naslednja:

CH₃COOH + NaHCO₃ → CH₃-COON a + H ₂O + CO₂

Gospodice vedo, da odstotekocetna kislina je lahko drugačna. A ni razlike, kaj najdete v kuhinjski omari, potrebujete le drugačno količino sode. Razmerja so naslednja:

• 750 g kisa 8% in 84 gramov sode;
• 86 g esence 70% in 84 gramov sode;
• 200 g kisa 30% in 87,4 g sode.

Kot rezultat reakcije dobimo raztopino, z izhlapevanjem vode pa dobimo 82 g natrijevega acetata v obliki kristalov.

Kemija je znanost, ki ne dopušča možnosti "izlij na oko". Če želite, da je kemični poskus "Hot Ice" uspešen, sestavite delež snovi z uporabo uteži. Natančnejši so elektronski.

Doživetje doma

Ker se med poskusom uporablja kislina, poskus "Hot Ice" pa zahteva tudi segrevanje na visoke temperature, je prisotnost odraslih obvezna. Torej, pojdimo k čarovništvu.

Kuhanje "vročega ledu" doma.

1. V majhni emajlirani ponvi zmešajte kis in sodo v zgoraj navedenih razmerjih, odvisno od odstotka kisa v kuhinji. Postavimo na štedilnik, na majhen ogenj in malo segrejemo nastalo čarovniško pijačo. Pripravite se, pene bo veliko, a takoj, ko reakcija mine in sta v posodi voda in natrijev acetat, bo raztopina postala popolnoma prozorna.
2. Preverite, ali je vaša raztopina pripravljena, tako da kapnete kapljico kisa. Imate peno? Torej, sprva smo vzeli napačno težo sode, nadaljujemo malododajamo kis, dokler se pena ne preneha pojavljati. No, če vonj po kisu zelo močno zadene nos, to pomeni, da je bilo sprva zaužito veliko ocetne kisline. Raztopini dodajte malo sode, dokler se pena v ponvi ne preneha tvoriti, sicer bo vonj po kisu iz stanovanja še dolgo izginil.
3. Šele ko se pena neha dvigovati, lahko ponev z zvarkom prižgemo, da iz nje odstranimo odvečno vodo. Ne pozabite spremljati dogajanja. Takoj, ko se na površini začne tvoriti skorja, podobna ledu, posodo takoj odstranite z ognja in jo pustite pri miru 5 minut.
4. Medtem ko se čarobna pijača ohladi, dajte vodo v čajnik, da zavre. Nato počasi, dobesedno kaplja za kapljico, začnemo v že ohlajeno zmes vlivati vrelo vodo, izmenično dodajanje z mešanjem. Postopek izvajamo, dokler se skorja in vsi vidni kosi popolnoma ne raztopijo. Raztopina mora biti popolnoma bistra, vendar rahlo viskozna.
5. Vzamemo popolnoma čisto posodo in vanjo vlijemo majhno količino snovi iz lonca. Če se kozarec ali skodelica izkaže za umazano, raztopina ne bo kristalizirala, ko želite, ampak bo za zdaj ohlajena. Postavimo v hladilnik in ohladimo na sobno temperaturo. Razumeti moramo, da imamo prenasičeno raztopino, zato je zdaj temperatura kristalizacijskega procesa nižja kot običajno.



6. Ste se ohladili? Tukaj je, trenutek resnice. Čas je, da začnemo s skrivnostjo nastanka vročega ledu!

Dotaknite se ohlajene zvarke z zobotrebcempika v kuhinjski soli. Če je vse opravljeno pravilno, se bo raztopina začela strjevati in tvoriti vzorec ledenih kristalov, vsakič nov in edinstven. To sprosti veliko količino energije, ki jo boste občutili kot vročinski val.

Po nastanku vročega ledu ga lahko uporabimo za ponovitev poskusa. Posodo samo postavite v vodno kopel in začnite mešati z žlico. Ste videli, da je nastala skorja kristalov? Ponovite korake 4-6 in uživajte v rezultatu znova in znova.

Zakaj poskus ni uspel? Odpravljanje težav

Ni toliko možnosti, zakaj se izkušnja ne bi obnesla, vendar jih bomo upoštevali vse:

1. Ko je soda reagirala s kisom, se je izkazalo, da je nekaj reagenta v presežku in je vplivalo na nadaljnjo pripravo prenasičene raztopine. Naslednjič pozorno spremljajte količino snovi v pripravku ali pa samo kupite natrijevo sol ocetne kisline v že pripravljeni obliki.
2. Izkazalo se je, da je posoda, v kateri je bila pripravljena raztopina ohlajena, kontaminirana.
3. Ponev smo prepozno odstranili z ognja ali pa se nastala skorja ni popolnoma raztopila.

Kje se uporablja ta reakcija?

Izkušnja "Hot Ice" ima tudi praktične aplikacije, je prenasičena raztopina, ki se uporablja v kemičnih grelnih blazinicah in grelnikih, ki, kot ste sami videli, ne preide v trdno fazo.

Samo pri grelnih blazinicah na raztopino ne delujete z zobotrebcem, ampak s posebnimdisk (najpogosteje kovinski). Pri prehodu prenasičene raztopine v trdno fazo se sprosti od 264 do 289 kJ/kg. Tako ste oblikovali "vroč" led, grelna blazina pa deluje na telo s proizvedeno toploto, medtem ko je opeklina izključena, saj ustvarjena temperatura ni dovolj.

Mimogrede, kot vir toplote se v nekaterih modelih vesoljskih oblek uporablja tudi prenasičena raztopina natrijevega acetata. Pravila "vročega ledu".