Ako vyrobiť horúci ľad?
Na výrobu horúceho ľadu skombinujte sódu bikarbónu a biely ocot vo veľkom oceľovom hrnci. Keď zmes prestane šumieť, dajte hrniec na varnú dosku a zmes priveďte k varu. Hneď ako sa na vrchu zmesi začne vytvárať chrumkavý film, vypnite varnú dosku. Lyžičkou zoškrabte práškové kryštály na boku hrnca a dajte ich do samostatnej nádoby. Potom preneste tekutú zmes do žiaruvzdornej nádoby, zatvorte ju a chladte 15 minút v ľadovom kúpeli. Nakoniec do zmesi prisypte časť práškových kryštálov, aby vznikol horúci ľad! Ak sa chcete dozvedieť, ako používať octan sodný kúpený v obchode na horúci ľad, prečítajte si o našej biochémii Ph.D. spoluautor, čítajte ďalej!
Mala by sa roztopiť na čistý tekutý trihydrát octanu sodného alebo „horúci ľad“.
Ako môže byť ľad horúci? Keď to nie je obyčajný ľad. Z rovnakých prísad ako sopka sóda bikarbóna môžete vytvoriť octan sodný. Ochladením pod bod mrazu získate kvapalinu, ktorá je pripravená zamrznúť pri najmenšom spustení. V procese vytvárania pevného kryštálu uvoľňuje výbuch tepla. A takto získate „horúci ľad“.
Metóda 1 z 2: Výroba octanu sodného doma
- 1Vyberte si veľký hrniec na varenie. Musí to byť čistý hrniec vyrobený z ocele alebo Pyrexu a mal by obsahovať asi dva litre (dva litre) alebo viac. „Horúci ľad“ nie je toxický, takže sa nemusíte obávať, že by ste si zničili riad.
- Nepoužívajte medený hrniec.
- 2Pridajte sódu bikarbónu. Do hrnca odmerajte tri polievkové lyžice (45 ml) sódy bikarbóny.
- Nemôžete použiť prášok do pečiva, ktorý obsahuje ďalšie chemikálie, ktoré zasahujú do procesu.
- 3Nalejte biely ocot. Odmerajte asi jeden liter (litra) bieleho octu a potom ho po častiach nalejte do nádoby. Okamžite bude šumieť, preto nelejte príliš rýchlo alebo by mohlo pretekať.
- Toto meranie predpokladá, že používate 5% kyselinu octovú, čo je bežná koncentrácia pre komerčný ocot. Nemusí to však byť presné meranie.
- 4Počkajte, kým tekutina neprestane šumieť. Ocot (kyselina octová) a sóda bikarbóna (hydrogenuhličitan sodný) reagujú na výrobu octanu sodného spolu s oxidom uhličitým, ktorý toto všetko šumí. Kvapalinu poriadne premiešajte, aby sa zaistilo, že je vmiešaná všetka sóda, potom počkajte, kým sa reakcia neskončí.
Ako zistím, či je môj horúci ľad trihydrát? - 5Uistite sa, že je kvapalina úplne číra. Ak stále vidíte jediné zrnko sódy bikarbóny, pridajte ešte ocot, kým všetky nezmiznú. Akákoľvek sóda bikarbóna, ktorá zostane v tekutine, by mohla zmraziť váš „horúci ľad“ skôr, ako budete chcieť, neskôr v procese.
- 6Varte, kým sa na povrchu neobjaví prvá stopa filmu. Ocot je väčšinou voda, ktorú budete musieť zovrieť. Hneď ako zmizne asi 90% tekutiny - čo môže trvať pol hodinu varu alebo viac - začne sa na povrchu vytvárať chrumkavý film. To znamená, že všetka prebytočná voda je preč a musíte čo najrýchlejšie vypnúť teplo. Ak necháte príliš veľa kôry vyvinúť, vaša tekutina sa zakalí a nebude fungovať veľmi dobre.
- Ak je veľmi hnedé a zakalené, pridajte ešte trochu octu a znova prevarte.
- Octan sodný začína ako „trihydrát octanu sodného“, čo znamená, že obsahuje vodu. Akonáhle je všetka voda okolo nej preč, tieto molekuly vody sa začnú odparovať a octan sodný sa stane „bezvodým octanom sodným“, čo znamená „bez vody“.
- 7Zoškrabte kryštály na boku hrnca. Keď sa hladina vody zníži, všimnete si práškové kryštály octanu sodného, ktoré sa lepia na vnútornú stranu hrnca. Budete ich potrebovať neskôr, preto ich pomocou lyžice zozbierajte do samostatnej nádoby. Môžete to urobiť kedykoľvek, kým sa zmes varí.
- 8Preneste do uzavretej nádoby. Nalejte tekutinu do čistého pohára Pyrex alebo do inej nádoby, do ktorej sa bezpečne zmestí horúca tekutina. Dbajte na to, aby sa do tejto nádoby nedostali žiadne pevné kryštály. Pevne prikryte.
- Je dobré pridať 1 alebo 2 polievkové lyžice (15-30 ml) octu. Ocot pomôže udržať roztok vo vodnom stave, namiesto toho, aby sa znova vytvorila kôrka.
- 9Nádobu schlaďte v ľadovom kúpeli. Počkajte, kým sa nádoba s octanom sodným ochladí na izbovú teplotu alebo nižšiu. Malo by to trvať asi 15 minút v miske s ľadovou vodou alebo dlhšie v chladničke. Cieľom je "superchladiť" trihydrát octanu sodného. To znamená, že klesne pod teplotu mrazu, ale zostane tekutý.
- Ak kvapalina v tejto fáze zamrzne, môže v nej byť pevný kus kryštálu alebo iná nečistota. Pridajte viac octu, vráťte sa na varnú dosku a skúste to znova. Je to náročný proces, takže je zriedkavé, že ho získate na prvý pokus.
- 10Pridajte trochu kryštalizovaného octanu sodného do svojho vodného roztoku. Použite práškový šrot, ktorý ste vybrali z hrnca, zatiaľ čo ste varili roztok. Začnite malou štipkou alebo dvoma; ak nemajú žiadny účinok, pridajte ďalšie.
Akákoľvek sóda bikarbóna, ktorá zostane v tekutine, by mohla zmraziť váš „horúci ľad“ skôr, ako budete chcieť, neskôr v procese. - 11Dávajte si pozor na formu horúceho ľadu. Pevný octan sodný poskytuje zárodočné kryštály, z ktorých môže vyrásť všetok superchladený acetát. Pretože je octan sodný už superchladený a pripravený na zmrazenie, malo by to viesť k rýchlej reťazovej reakcii, pri ktorej sa zmrazí celý roztok. Uvoľňuje sa teplo, ktoré ľahko pocítite, ak dáte ruky blízko nádoby.
- Ak sa tak nestane, je problém s vašim riešením. Pridajte viac octu a znova varte - alebo vyskúšajte nižšie uvedenú spoľahlivejšiu metódu.
Metóda 2 z 2: použitím octanu sodného kúpeného v obchode
- 1Nájdite trihydrát octanu sodného. Aj keď je to lacná, netoxická zložka, nie je bežne dostupná v miestnych obchodoch. Pravdepodobne budete mať jednoduchší nákup cez internet. (Namiesto toho ho môžete vziať z ohrievacej podložky aktivovanej stlačením.)
- Octan sodný sa predáva aj ako „bezvodý octan sodný“ a niektorí predajcovia neuvádzajú, akú formu majú na mysli. Nasledujúce pokyny sa týkajú oboch formulárov.
- 2Vložte do vriaceho vodného kúpeľa. Octan sodný vložte do oceľovej alebo pyrexovej nádoby a potom vložte do hrnca s vriacou vodou. Mal by sa roztopiť na čistý tekutý trihydrát octanu sodného alebo „horúci ľad“.
- Ak sa octan sodný nerozpustí, kúpili ste bezvodý octan sodný. Ak ho chcete zmeniť na trihydrát octanu sodného, pridajte horúcu vodu, kým je stále vo vriacom vodnom kúpeli. Na úplné rozpustenie látky budú potrebovať asi 2 ml vody na každé 3 gramy octanu sodného.
- Nepoužívajte všetok octan sodný. Trochu budete potrebovať na neskôr.
- 3Okamžite schlaďte. Premiestnite do čistej nádoby, prikryte a vložte do ľadového kúpeľa alebo chladničky, kým nedosiahne izbovú teplotu alebo nižšie. Dbajte na to, aby sa do tohto kontajnera nedostal žiadny pevný octan sodný, inak zamrzne príliš skoro.
- 4Dotknite sa studeného roztoku tuhým octanom sodným. Pevný kryštál je nukleačný bod, čo znamená, že umožňuje ostatným molekulám octanu sodného prilepiť sa okolo neho a expandovať do kryštálovej formy. Celý kontajner by mal čoskoro vyzerať ako ľadový blok - okrem toho, že vyžaruje teplo!
- Ostatné nečistoty môžu spôsobiť zmrazenie, ak majú správny tvar. To znamená, že ho môžete niekedy spustiť dotykom špáradlom alebo prstom, ale jediný spoľahlivý spôsob je pevný octan sodný.
Ak sa chcete dozvedieť, ako používať octan sodný kúpený v obchode na horúci ľad, prečítajte si o našej biochémii Ph.D. spoluautor, čítajte ďalej!
- Ľadové sochy môžete vyrobiť, ak roztok nalejete na štipku tuhých kryštálov. Roztok sa pri kontakte s kryštálmi zmení na tuhú látku a počas nalievania bude naďalej tuhnúť. Ľad sa čoskoro zvýši!
- Domáci horúci ľad sa používa ťažšie a poskytuje menej pôsobivé výsledky ako metóda kúpená v obchode. Ak s ním máte problémy, najlepšie je pridať viac octu, prevariť vodu a skúsiť znova.
- Pevný „horúci ľad“ môžete rozpustiť a šou zopakovať opätovným ochladením. Môžete ho ľahko rozpustiť v mikrovlnnej rúre, pretože už nepotrebujete variť žiadnu vodu.
- Ešte ani dotknúť riešenie, kým je to chladené!
- Trihydrát octanu sodného (alebo bieleho octu a sódy bikarbóny)
- Stredný až veľký hrniec (oceľ alebo Pyrex)
- Voda
- Vyčistite nádobu
- Ľadový kúpeľ (alebo chladnička)
Prečítajte si tiež: Ako študovať inžinierstvo?
Otázky a odpovede
- Aký má zmysel vyrábať horúci ľad?V tomto prípade je to hlavne zábavný experiment, ktorý môžete robiť s deťmi.
- Aké závery by sa z toho mali vyvodiť?Prvý záver, ktorý môžete vyvodiť, je, že octan sodný existuje v podchladenej kvapalnej forme pod svojim obvyklým bodom mrazu. Preto je roztok schopný ochladiť na izbovú teplotu bez tvorby kryštálov. Druhým záverom je, že presýtené roztoky uvoľňujú teplo pri kryštalizácii (tvorba exotermických väzieb), a preto je „ľad“ horúci.
- Na obrázku je prášok do pečiva a návod hovorí, že musíte používať iba sódu bikarbónu. Ktorý to je?Choďte so sódou bikarbónou. Prášok do pečiva má inú úroveň kyslosti ako sóda bikarbóna a nefungoval by, keby ste ho skúsili použiť.
- Existujú nejaké špeciálne úvahy pre upratovanie po tomto zábavnom experimente?Nie. Octan sodný je bezpečná zmes. Neodporúčam ho konzumovať (chutí hrozne), ale inak sa len uistite, že veci, ktoré ste na jeho výrobu použili, budú nabudúce, keď ich budete chcieť použiť, čisté.
- Prečo môj experiment kryštalizoval skoro?Môže to byť niekoľko vecí. Roztok ste mohli buď narušiť, alebo napríklad úplne neroztopiť octan sodný.
- Na čo by sa dal použiť horúci ľad?Octan sodný (CH3COONa) má rôzne použitia. Môže sa použiť na neutralizáciu kyseliny sírovej alebo na vytvorenie tlmivého roztoku. CH3COONa sa niekedy používa aj v ohrievacích podložkách a ohrievačoch rúk.
- Môžem použiť jablčný ocot na výrobu horúceho ľadu?Teoreticky áno. Jablčný ocot obsahuje podobné množstvo kyseliny octovej ako biely ocot, pretože sa oba vyrábajú rovnakým spôsobom. Jablčný ocot sa však často distribuuje nefiltrovaný/nepasterizovaný a bude obsahovať viac nečistôt ako biely ocot. Tieto nečistoty môžu spôsobiť, že sa ľad stane tuhým octanom sodným skôr, ako by ste chceli. Tiež jablčný ocot má hnedastú farbu, čo nemusí byť najlepšia voľba pri príprave horúceho ľadu.
- Môžem z toho postaviť iglu na bývanie?Teoreticky by to bolo veľmi drahé. Horúci ľad je pri izbovej teplote tuhý, takže sa za normálnych vnútorných alebo vonkajších podmienok neroztopí.
- Ako môžem bezpečne odstrániť horúci ľad?Horúci ľad môžete bezpečne zlikvidovať jednoduchým umytím nádoby a jej vypustením do odpadu.
- Je horúci ľad jedlý?Nie to nie je. Reakcia by spôsobila vážne žalúdočné problémy vrátane bolesti, nevoľnosti a ďalších. Ak ho prehltnete, pite veľa vody na zriedenie roztoku.
Nezodpovedané otázky
- Prečo nemôžem použiť medený hrniec?
- Ako zistím, či je môj horúci ľad trihydrát?
- Prečo nemôže byť panvica medená?
- Môžem tvarovať tvary pomocou horúceho ľadu?
- Môžem urobiť riešenie niekoľko dní pred tým, ako ho plánujem použiť?
Komentáre (4)
- Úžasná metóda, pomohla mi pri mojej školskej výstave.
- Najužitočnejším tipom bolo naliať tekutinu do čistej nádoby pomocou sitka, aby sa do nej nedostal tuhý acetát.
- Pomohlo mi to pri mojom projekte exotermických reakcií.
- Pomohlo mi to na veľtrhu vedy.
Prečítajte si tiež:
Súvisiace články
