Hvilket stof kaldes varm is, og er det muligt at få det derhjemme?

2024 Forfatter: Angel Austin | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-02 17:43

I sig selv passer udtrykket "hot ice" næsten ikke ind i vores hoveder. Vi er jo vant til, at is, lige meget om det er en lille terning i et glas eller et kæmpe isbjerg i havet, er iskold. Og af en eller anden grund er det varmt. Lad os finde ud af, hvilken slags stof det er, hvordan det viser sig og udføre et eksperiment derhjemme. Så - varm is.

Et stof med det navn

Alle ved udmærket, at is er vand i en fast aggregeringstilstand, som den passerer ind i allerede ved 0 °C. Men mens han udførte eksperimenter på vand, opdagede den engelske fysiker Bridgman, at under højt tryk bliver krystalgitteret omarrangeret, det bliver tættere.

Under et tryk på lidt mindre end 21.000 atmosfærer bliver vand til is allerede ved en temperatur på +76 °C. Og ved 30 tusinde atmosfærer - ved 180 ° C! Dette er virkelig varm is. Du kan blive forbrændt meget. Men det er umuligt at røre ved ham, fordi det er urealistisk for en person at modstå et sådant pres. Fysikere studerer egenskaberne af sådan iskun indirekte.

Takket være eksperimenter fastslog englænderen, at der er flere typer is, hvor under klasse I er den velkendte is dannet ved nul, og derefter, med stigende tryk, går den fra en klasse til en anden. Ved 30 tusinde atmosfærer bliver det til klasse VII. Da krystalgitteret ændres, er egenskaberne af varm is anderledes. Det er tungere end vand og har en massefylde på 1,05 g/cm3.

Et andet stof med samme navn

At udføre "Hot Ice"-eksperimentet derhjemme for at teste Bridgmans teori vil selvfølgelig ikke fungere. Men kemi som videnskab giver dig en anderledes oplevelse, ikke mindre spektakulær.

Det hedder "Hot Ice". Natriumacetat er det stof, du skal bruge for at udføre det. ikke hørt? Og i køkkenet får vi det ofte, når vi tilbereder forskellige kager, blander sodavand og eddike. Det er kun tilbage at finde ud af, hvordan man laver varm is fra dette skum. Lad os finde ud af det.

Formel og reaktionsligning

Natriumacetat (også kaldet natriums altet af eddikesyre) er hvide krystaller med en let s alt smag og en lugt, der minder om eddike. Dens formel er CH_{3COONa. I laboratoriet fremstilles s alt af eddikesyre og carbonater, natriumhydroxid eller natriumbicarbonat.}

For dem, der er interesserede, er reaktionsligningen som følger:

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

Elskerinder ved, at procentdeleneddikesyre kan være anderledes. Men der er ingen forskel på, hvad du finder i skabet i køkkenet, du skal bare have en anden mængde sodavand. Proportionerne er som følger:

• 750 g eddike 8% og 84 gram sodavand;
• 86 g essens 70 % og 84 gram sodavand;
• 200 g eddike 30 % og 87,4 g sodavand.

Som et resultat af reaktionen får vi en opløsning, men ved at fordampe vandet får vi 82 g natriumacetat i form af krystaller.

Kemi er en videnskab, der ikke tolererer muligheden for "hæld på øjet". Hvis du vil have det kemiske eksperiment "Hot Ice" til at blive en succes, skal du lave en andel af stofferne ved hjælp af vægte. Mere nøjagtige er elektroniske.

Oplev derhjemme

Da der bruges syre under forsøget, og "Hot Ice"-eksperimentet også kræver opvarmning til høje temperaturer, er tilstedeværelsen af voksne obligatorisk. Så lad os komme ned til hekseri.

Tilberedning "Hot Ice" derhjemme.

1. Kombiner eddike og sodavand i en lille emaljegryde i de proportioner, der er angivet ovenfor, afhængigt af procentdelen af eddike, der findes i køkkenet. Sæt det på komfuret, på en lille ild og opvarm den resulterende hekseribryg lidt. Gør dig klar, der kommer en masse skum, men så snart reaktionen er gået, og der er vand og natriumacetat i gryden, bliver opløsningen helt gennemsigtig.
2. Sørg for at tjekke, om din opløsning er klar ved at droppe en dråbe eddike. Har du skum? Så den forkerte vægt af sodavand blev oprindeligt taget, vi fortsætter lidttilsæt eddike, indtil skummet holder op med at dukke op. Nå, hvis lugten af eddike rammer næsen meget kraftigt, betyder det, at der blev taget meget eddikesyre i starten. Tilsæt lidt sodavand til opløsningen, indtil skummet holder op med at dannes i gryden, ellers vil lugten af eddike fra lejligheden tage lang tid om at erodere.
3. Først når skummet er holdt op med at hæve, kan gryden med brygget tændes for at fjerne overskydende vand fra den. Glem ikke at følge med i, hvad der sker. Så snart en skorpe, der ligner is, begynder at dannes på overfladen, skal du straks fjerne beholderen fra ilden og lade den stå i 5 minutter.
4. Mens den magiske drik afkøles, skal du sætte vand i tekanden til at koge. Så langsomt, bogstaveligt t alt dråbe for dråbe, begynder vi at hælde kogende vand i den allerede afkølede blanding, skiftevis tilsætning under omrøring. Vi udfører proceduren, indtil skorpen og alle synlige stykker er helt opløst. Opløsningen skal være helt klar, men let viskøs.
5. Vi tager en absolut ren beholder og hælder en lille mængde af stoffet fra gryden ned i den. Hvis glasset eller kruset viser sig at være snavset, krystalliserer opløsningen ikke, når du vil, men indtil videre bliver den afkølet. Sæt i køleskabet og afkøl til stuetemperatur. Vi skal forstå, at vi har en overmættet løsning, så nu er temperaturen i krystallisationsprocessen lavere end norm alt.



6. Afslappet? Her er det, sandhedens øjeblik. Det er tid til at begynde mysteriet om dannelsen af varm is!

Rør ved det afkølede bryg med en tandstikpunkt i bords alt. Hvis alt er gjort korrekt, vil opløsningen begynde at hærde og danne et mønster af islignende krystaller, hver gang nye og unikke. Dette frigiver en stor mængde energi, som du vil føle som en varmebølge.

Efter dannelsen af varm is kan den bruges til at gentage eksperimentet. Sæt bare beholderen i et vandbad og begynd at røre med en ske. Så du, at der blev dannet en skorpe af krystaller? Gentag trin 4-6 og nyd resultatet igen og igen.

Hvorfor mislykkedes eksperimentet? Fejlfinding

Der er ikke så mange muligheder, hvorfor oplevelsen ikke lykkedes, men vi vil overveje dem alle:

1. Når sodavand reagerede med eddike, viste noget reagens sig at være i overskud og påvirkede den videre fremstilling af en overmættet opløsning. Næste gang skal du holde godt øje med mængden af stoffer i præparatet, eller bare købe natriums altet af eddikesyre i færdiglavet form.
2. Beholderen, hvori den forberedte opløsning blev afkølet, viste sig at være forurenet.
3. Kasserollen blev fjernet fra varmen for sent, eller den resulterende skorpe var ikke helt opløst.

Hvor bruges denne reaktion?

Selve "Hot Ice"-oplevelsen har også praktiske anvendelser, det er en overmættet løsning, der bruges i kemiske varmepuder og varmelegemer, der, som du selv så, ikke går i en fast fase.

Kun i varmepuder virker du på løsningen ikke med en tandstikker, men med en specieldisk (oftest metal). Under overgangen af en overmættet opløsning til den faste fase frigives fra 264 til 289 kJ/kg. Så du dannede "varm" is, og varmepuden virker på kroppen med den genererede varme, mens forbrændingen er udelukket, da den genererede temperatur ikke er nok.

Som en varmekilde bruges en overmættet opløsning af natriumacetat også i nogle modeller af rumdragter. Regler for "varm is".