Aká látka sa nazýva horúci ľad a je možné si ju zaobstarať aj domov?

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-02 17:55

Samotný výraz „horúci ľad“sa nám len ťažko zmestí do hlavy. Koniec koncov, sme zvyknutí, že ľad, bez ohľadu na to, či je to malá kocka v pohári alebo obrovská ľadová kryha v oceáne, je ľadový. A z nejakého dôvodu je horúco. Poďme zistiť, aký druh látky to je, ako to dopadne a vykonajte experiment doma. Takže - horúci ľad.

Látka s týmto názvom

Každý dobre vie, že ľad je voda v pevnom stave agregácie, do ktorej prechádza už pri 0 °C. Počas experimentov na vode však anglický fyzik Bridgman zistil, že pod vysokým tlakom sa kryštálová mriežka preskupuje, stáva sa hustejšou.

Pod tlakom o niečo menej ako 21 000 atmosfér sa voda stáva ľadom už pri teplote +76 °C. A pri 30 000 atmosférách - pri 180 ° C! Toto je naozaj horúci ľad. Môžete sa veľmi popáliť. Ale nie je možné sa ho dotknúť, pretože je nereálne, aby človek vydržal taký tlak. Fyzici študujú vlastnosti takéhoto ľadulen nepriamo.

Vďaka experimentom Angličan zistil, že existuje niekoľko druhov ľadu, kde pod stupňom I je známy ľad tvorený pri nule a potom so zvyšujúcim sa tlakom prechádza z jedného stupňa do druhého. Pri 30 tisícoch atmosfér sa stáva stupňom VII. Keďže sa kryštálová mriežka mení, vlastnosti horúceho ľadu sú odlišné. Je ťažší ako voda a má hustotu 1,05 g/cm3.

Ďalšia látka s rovnakým názvom

Uskutočniť experiment „Hot Ice“doma na testovanie Bridgmanovej teórie, samozrejme, nebude fungovať. Ale chémia ako veda vám ponúka iný zážitok, nemenej veľkolepý.

Volá sa to „Horúci ľad“. Octan sodný je látka, ktorú budete potrebovať na jeho vykonanie. nepočul? A v kuchyni ho často dostaneme pri príprave rôzneho pečiva, miešaní sódy a octu. Zostáva len zistiť, ako vyrobiť horúci ľad z tejto peny. Poďme na to.

Vzorec a reakčná rovnica

Acetát sodný (nazývaný aj sodná soľ kyseliny octovej) sú biele kryštály s mierne slanou chuťou a vôňou, ktorá pripomína ocot. Jeho vzorec je CH_{3COONa. V laboratóriu sa soľ vyrába z kyseliny octovej a uhličitanov, hydroxidu sodného alebo hydrogénuhličitanu sodného.}

Pre tých, ktorí majú záujem, rovnica reakcie je nasledovná:

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

Panečky vedia, že percentokyselina octová môže byť odlišná. Nie je ale rozdiel v tom, čo nájdete v skrinke v kuchyni, len potrebujete iné množstvo sódy. Pomery sú nasledovné:

• 750 g octu 8% a 84 gramov sódy;
• 86 g esencie 70 % a 84 gramov sódy;
• 200 g octu 30 % a 87,4 g sódy.

Výsledkom reakcie dostaneme roztok, ale odparením vody získame 82 g octanu sodného vo forme kryštálov.

Chémia je veda, ktorá netoleruje možnosť „liať si na oko“. Ak chcete, aby bol chemický pokus „Horúci ľad“úspešný, vytvorte pomernú časť látok pomocou závažia. Presnejšie sú elektronické.

Zážitok z domova

Keďže sa počas experimentu používa kyselina a experiment „Horúci ľad“vyžaduje aj zahrievanie na vysoké teploty, prítomnosť dospelých je povinná. Poďme teda k čarodejníctvu.

Varenie „horúceho ľadu“doma.

1. V malom sm altovanom hrnci zmiešajte ocot a sódu v pomeroch uvedených vyššie, v závislosti od percenta octu v kuchyni. Položte ho na sporák, na malý oheň a výsledný čarodejnícky nápoj trochu zohrejte. Pripravte sa, vznikne veľa peny, ale akonáhle reakcia prebehne a v panvici bude voda a octan sodný, roztok sa stane úplne priehľadným.
2. Nezabudnite skontrolovať, či je váš roztok pripravený kvapnutím kvapky octu. Máte penu? Takže spočiatku bola prijatá nesprávna hmotnosť sódy, pokračujeme trochupridávajte ocot, kým sa pena neprestane objavovať. No, ak vôňa octu zasiahne nos veľmi silno, znamená to, že spočiatku bolo prijaté veľa kyseliny octovej. Do roztoku pridajte trochu sódy, kým sa v hrnci neprestane vytvárať pena, inak bude octový zápach z bytu dlho erodovať.
3. Až keď pena prestane stúpať, kastról s nálevom možno zapáliť, aby sa z neho odstránila prebytočná voda. Nezabudnite sledovať, čo sa deje. Akonáhle sa na povrchu začne vytvárať kôra podobná ľadu, okamžite odstráňte nádobu z ohňa a nechajte ju 5 minút v pokoji.
4. Kým sa čarovný nápoj ochladzuje, dajte do kanvice zovrieť vodu. Potom pomaly, doslova po kvapkách, začneme do už vychladnutej zmesi prilievať vriacu vodu, striedavo pridávame s miešaním. Postup robíme, kým sa kôra a všetky viditeľné kúsky úplne nerozpustia. Roztok by mal byť úplne číry, ale mierne viskózny.
5. Vezmeme si absolútne čistú nádobu a nalejeme do nej malé množstvo hmoty z hrnca. Ak sa ukáže, že nádoba alebo hrnček sú špinavé, roztok nebude kryštalizovať, keď chcete, ale zatiaľ sa ochladí. Vložte do chladničky a nechajte vychladnúť na izbovú teplotu. Musíme pochopiť, že máme presýtený roztok, takže teraz je teplota kryštalizačného procesu nižšia ako zvyčajne.



6. Vychladené? Tu je, moment pravdy. Je čas začať záhadu tvorby horúceho ľadu!

Dotknite sa vychladeného nálevu špáradlombod v kuchynskej soli. Ak je všetko vykonané správne, roztok začne tvrdnúť a vytvorí vzor kryštálov podobných ľadu, zakaždým nových a jedinečných. Tým sa uvoľní veľké množstvo energie, ktorú pocítite ako vlnu tepla.

Po vytvorení horúceho ľadu je možné experiment zopakovať. Nádobu stačí vložiť do vodného kúpeľa a začať miešať lyžicou. Videli ste, že sa vytvorila kôra kryštálov? Opakujte kroky 4-6 a vychutnajte si výsledok znova a znova.

Prečo experiment zlyhal? Riešenie problémov

Neexistuje toľko možností, prečo skúsenosť nevyšla, ale zvážime všetky:

1. Keď sóda reagovala s octom, ukázalo sa, že niektoré činidlo bolo prebytočné a ovplyvnilo ďalšiu prípravu presýteného roztoku. Nabudúce pozorne sledujte množstvo látok v prípravku, alebo si len kúpte sodnú soľ kyseliny octovej v hotovej forme.
2. Nádoba, v ktorej bol pripravený roztok ochladzovaný, sa ukázala ako kontaminovaná.
3. Kanál bol odstránený z ohňa príliš neskoro alebo výsledná kôra nebola úplne rozpustená.

Kde sa táto reakcia používa?

Samotný zážitok „Hot Ice“má aj praktické využitie, je to presýtený roztok, ktorý sa používa v chemických vyhrievacích podložkách a ohrievačoch, ktorý, ako ste sami videli, neprechádza do tuhej fázy.

Len vo vyhrievacích podložkách pôsobíte na roztok nie špáradlom, ale špeciálnymdisk (najčastejšie kovový). Pri prechode presýteného roztoku do pevnej fázy sa uvoľňuje od 264 do 289 kJ/kg. Vytvorili ste teda „horúci“ľad a vyhrievacia podložka pôsobí na telo generovaným teplom, pričom je vylúčené popálenie, pretože vytvorená teplota nestačí.

Mimochodom, ako zdroj tepla sa v niektorých modeloch skafandrov používa aj presýtený roztok octanu sodného. Pravidlá „horúceho ľadu“.