Какво вещество се нарича горещ лед и възможно ли е да се получи у дома?

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-02 17:41

Сами по себе си изразът "горещ лед" трудно се побира в главите ни. В крайна сметка сме свикнали с факта, че ледът, без значение дали е малко кубче в чаша или огромен айсберг в океана, е леден. И по някаква причина е горещо. Нека да разберем какъв вид вещество е, как се оказва и да проведем експеримент у дома. И така - горещ лед.

Вещество с това име

Всеки знае отлично, че ледът е вода в твърдо агрегатно състояние, в което преминава вече при 0 °C. Но докато провежда експерименти с вода, английският физик Бриджман открива, че под високо налягане кристалната решетка се пренарежда, тя става по-плътна.

Под налягане малко по-малко от 21 000 атмосфери водата се превръща в лед още при температура от +76 °C. И при 30 хиляди атмосфери - при 180 ° C! Това е наистина горещ лед. Може да се изгорите много. Но е невъзможно да го докоснете, защото е нереалистично човек да издържи на такъв натиск. Физиците изучават свойствата на такъв ледсамо индиректно.

Благодарение на експерименти англичанинът установил, че има няколко вида лед, където под степен I е познатият лед, образуван при нула, а след това с увеличаване на налягането преминава от една степен в друга. При 30 хиляди атмосфери става VII клас. Тъй като кристалната решетка се променя, свойствата на горещия лед са различни. Той е по-тежък от водата и има плътност от 1,05 g/cm3.

Друго вещество със същото име

Провеждането на експеримента "Горещ лед" у дома за тестване на теорията на Бриджман, разбира се, няма да работи. Но химията като наука ви предлага различно преживяване, не по-малко зрелищно.

Нарича се "Hot Ice". Натриевият ацетат е веществото, което ще ви е необходимо, за да го извършите. Не чухте? А в кухнята често го получаваме, когато приготвяме различни сладкиши, смесвайки сода и оцет. Остава само да разберем как да направите горещ лед от тази пяна. Нека го разберем.

Формула и уравнение на реакцията

Натриевият ацетат (наричан още натриева сол на оцетната киселина) е бели кристали с леко солен вкус и мирис, който наподобява оцет. Формулата му е CH_{3COONa. В лабораторията солта се прави от оцетна киселина и карбонати, натриев хидроксид или натриев бикарбонат.}

За тези, които се интересуват, уравнението на реакцията е както следва:

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

Господарките знаят, че процентътоцетната киселина може да бъде различна. Но няма разлика какво ще намерите в шкафа в кухнята, просто имате нужда от различно количество сода. Пропорциите са както следва:

• 750 г оцет 8% и 84 грама сода;
• 86 г есенция 70% и 84 грама сода;
• 200 г оцет 30% и 87,4 г сода.

В резултат на реакцията получаваме разтвор, но чрез изпаряване на водата получаваме 82 g натриев ацетат под формата на кристали.

Химията е наука, която не толерира опцията "изливане на окото". Ако искате химическият експеримент "Горещ лед" да бъде успешен, съставете част от веществата с помощта на тежести. По-точни са електронните.

Изживяване у дома

Тъй като по време на експеримента се използва киселина, а експериментът "Горещ лед" също изисква нагряване до високи температури, присъствието на възрастни е задължително. И така, нека преминем към магьосничеството.

Готвене на "горещ лед" у дома.

1. В малка емайлирана тенджера комбинирайте оцет и сода в пропорциите, посочени по-горе, в зависимост от процента оцет, намиращ се в кухнята. Сложете го на котлона, на малък огън и загрейте малко полученото магьосничество. Пригответе се, ще има много пяна, но щом реакцията премине и в тигана има вода и натриев ацетат, разтворът ще стане напълно прозрачен.
2. Не забравяйте да проверите дали вашият разтвор е готов, като капнете капка оцет. Имате ли пяна? И така, първоначално беше взето грешното тегло на содата, продължаваме малкодобавете оцет, докато пяната спре да се появява. Е, ако миризмата на оцет удари носа много силно, това означава, че първоначално е взета много оцетна киселина. Добавете малко сода към разтвора, докато пяната спре да се образува в тенджерата, в противен случай миризмата на оцет от апартамента ще отнеме много време, за да изчезне.
3. Едва когато пяната спре да се вдига, тенджерата с варивата може да се постави на огън, за да се отстрани излишната вода от нея. Не забравяйте да следите какво се случва. Веднага щом на повърхността започне да се образува коричка, подобна на лед, веднага отстранете съда от огъня и го оставете за 5 минути.
4. Докато магическата напитка се охлажда, сложете вода в чайника да заври. След това бавно, буквално капка по капка, започваме да наливаме вряща вода във вече охладената смес, като редуваме добавяне с разбъркване. Правим процедурата, докато коричката и всички видими парченца се разтворят напълно. Разтворът трябва да е напълно бистър, но леко вискозен.
5. Взимаме абсолютно чист съд и изсипваме малко количество от веществото от тенджерата в него. Ако бурканът или чашата се окажат мръсни, разтворът няма да кристализира, когато искате, но засега ще се охлади. Приберете в хладилник и охладете до стайна температура. Трябва да разберем, че имаме пренаситен разтвор, така че сега температурата на процеса на кристализация е по-ниска от обичайната.



6. Разхлаждате се? Ето го, момента на истината. Време е да започнем мистерията на образуването на горещ лед!

Докоснете охладената напитка с клечка за зъбиточка в готварска сол. Ако всичко е направено правилно, разтворът ще започне да се втвърдява, образувайки модел от подобни на лед кристали, всеки път нов и уникален. Това освобождава голямо количество енергия, което ще почувствате като вълна от топлина.

След образуването на горещ лед може да се използва за повторение на експеримента. Просто поставете съда на водна баня и започнете да бъркате с лъжица. Видяхте ли, че се образува кора от кристали? Повторете стъпки 4-6 и се насладете на резултата отново и отново.

Защо експериментът се провали? Отстраняване на неизправности

Няма толкова много опции защо опитът не се е получил, но ще ги разгледаме всички:

1. Когато содата реагира с оцет, някакъв реагент се оказва в излишък и се отразява на по-нататъшното приготвяне на пренаситен разтвор. Следващия път следете внимателно количеството вещества в препарата или просто купете натриевата сол на оцетната киселина в готова форма.
2. Контейнерът, в който е охладен приготвеният разтвор, се оказа замърсен.
3. Тенджерата беше свалена от котлона твърде късно или получената коричка не беше напълно разтворена.

Къде се използва тази реакция?

Самото преживяване "Hot Ice" също има практически приложения, това е пренаситено решение, което се използва в химически нагревателни подложки и нагреватели, което, както сами видяхте, не преминава в твърда фаза.

Само в нагревателните подложки действате върху разтвора не с клечка за зъби, а със специалнадиск (най-често метален). При прехода на пренаситен разтвор към твърда фаза се отделя от 264 до 289 kJ/kg. Така сте образували "горещ" лед и нагревателната подложка действа върху тялото с генерираната топлина, докато изгарянето е изключено, тъй като генерираната температура не е достатъчна.

Между другото, като източник на топлина, в някои модели скафандри се използва и пренаситен разтвор на натриев ацетат. Правила за "горещ лед".