Ako vyrobiť tekutinu na zmrazenie blesku?
Pri práci s čímkoľvek studeným, ako je suchý ľad a tekutý dusík, by mali byť prijaté všetky zdravotné a bezpečnostné opatrenia.
Tekutý dusík je elementárny dusík, ktorý je dostatočne chladný na to, aby existoval v kvapalnej forme. Je extrémne chladná a často sa používa na kryogénne alebo bleskové mrazenie. Napriek tomu, že kvapalný dusík nie je komerčne dostupný, môžete si z pravidelne dostupných predmetov vyrobiť „tekutý dusík chudobného “. Má podobné rýchlo zmrazovacie vlastnosti, je však o niečo pomalší a musí sa s ním zaobchádzať s náležitou bezpečnosťou. Pri práci s čímkoľvek studeným, ako je suchý ľad a tekutý dusík, je potrebné urobiť všetky zdravotné a bezpečnostné opatrenia.
Časť 1 z 3: príprava kvapaliny na zmrazenie blesku
- 1Zhromaždite svoje materiály. Táto náhrada sa vyrába kombináciou suchého ľadu a etanolu. Na naše účely použijeme 99% izopropylalkohol alebo trecí alkohol. Budete tiež potrebovať plastovú 2-litrovú fľašu, plastovú 18oz fľašu, suchý ľad a nožnice.
- Pelety so suchým ľadom sa používajú jednoduchšie ako blok suchého ľadu.
- Použitie izopropylu s obsahom alkoholu nižším ako 99% vytvorí pri kontakte so suchým ľadom gél a pre tento experiment nebude správne fungovať.
- Ak nemáte poruke plastové nádoby, môžete použiť polystyrén. Vyhnite sa používaniu sklenených materiálov, pretože teploty superchladenia môžu spôsobiť rozbitie skla. Kov sa tiež neodporúča používať pri veľmi nízkych teplotách.
- 2Vložte menšiu fľašu do väčšej fľaše a vytvorte si nádobu. Menšiu fľašu vložíte do väčšej fľaše, aby ste vytvorili vonkajšiu vrstvu pre suchý ľad. Mali by ste mať menšiu fľašu, ktorá bude pôsobiť ako sito, a okolo nej dostatok miesta na balenie suchého ľadu, a väčšiu fľašu, ktorá pojme tekutinu bez únikov.
- Začnite odrezaním vrcholov z dvoch fliaš.
- Opatrne vpichnite veľa malých otvorov do menšej fľaše. Vytvorte dostatočne veľké otvory, aby alkohol mohol voľne vytekať, ale dostatočne malé, aby sa do nich nemohli dostať pelety suchého ľadu.
- Menšiu fľašu umiestnite do stredu väčšej fľaše.
- 3Rozdrvte svoj suchý ľad. Musíte mať kúsky, ktoré sú dostatočne malé, aby sa zmestili do priestoru medzi veľkou a malou fľašou. Rozdrvte dostatok kúskov, aby zaplnil priestor. Suchý ľad je veľmi studený a pri príliš dlhom zaobchádzaní vás môže popáliť. Aby ste predišli zraneniu, používajte rukavicu na pečenie alebo inú ochrannú rukavicu.
- Ak ste pelety nedostali, položte svoj blok na drevenú dosku na krájanie vo svojom dreze.
- Dosku aj blok suchého ľadu umiestnite do veľkého vrecka, ktoré pomôže udržať lietajúce úlomky.
- Opatrne odrežte malé kúsky z bloku nožom alebo kladivom.
Aj keď toto riešenie nefunguje tak rýchlo ako kvapalný dusík, zmrazenie predmetov trvá iba niekoľko sekúnd. - 4Naplňte vonkajší priestor suchým ľadom. Pomocou malých kúskov, ktoré sa odštiepili z bloku alebo peliet zo suchého ľadu, vyplňte priestor medzi fľašami. Vyplňte priestor v polovici až troch štvrtinách cesty na vrchol.
- Do malej fľaše nedávajte suchý ľad, ale dajte ho okolo.
- Uistite sa, že je suchý ľad pod vrcholom malej fľaše.
- 5Nalejte trenie alkoholu na suchý ľad. Pomaly nalejte alkohol z vonkajšej strany menšej fľaše na suchý ľad. Alkohol začne vrieť, preto ho nalejte pomaly a opatrne, aby ste zabránili postriekaniu.
- Opakujte, kým nebudete mať dostatočné množstvo nevriacej tekutiny na použitie. Plastová fľaša by mala byť naplnená asi 0,67 na ceste hore sa kvapalina.
- Plyn uvoľnený počas tohto procesu je oxid uhličitý. Pracujte v dobre vetranom priestore a vyhýbajte sa priamemu vdychovaniu plynu.
- 6Ponorte svoje položky do zmesi bleskového zmrazenia. Ponorte vybranú položku na niekoľko sekúnd. Aj keď toto riešenie nefunguje tak rýchlo ako kvapalný dusík, zmrazenie predmetov trvá iba niekoľko sekúnd.
- Skúste zmraziť rôzne predmety a uvidíte, ako sa ich vlastnosti zmenia pri extrémnom chlade.
- Na rozdiel od tekutého dusíka, ktorý sa bude z vašej pokožky tvoriť guľôčky a odvíjať sa, bude sa tento roztok na vašu pokožku lepiť a spôsobovať vážne popáleniny. Noste izolované rukavice a odev zakrývajúci pokožku, ktorá by mohla byť vystavená zmesi.
Časť 2 z 3: bleskovo mrazivá voda
- 1Naplňte fľašu čistenou alebo destilovanou vodou. Aj keď sa líši od výroby náhrady tekutého dusíka, môžete vykonať experiment, ktorý vám umožní rýchlo zmraziť vodu, známu aj ako superchladenie. Podchladzovaciu vodu je možné vykonávať iba s destilovanou vodou, pretože voda z vodovodu obsahuje nečistoty, ktoré vedú k predčasnému zmrazeniu.
- Keď mrzne, voda sa rozpína, takže pri plnení ponechajte vo fľaši určitý priestor.
Napriek tomu, že kvapalný dusík nie je komerčne dostupný, môžete si z pravidelne dostupných predmetov vyrobiť „tekutý dusík chudobného“. - 2Vodu nechajte nerušene vychladnúť 2-3 hodiny v mrazničke. Fľašu umiestnite na miesto, kde sa počas chladenia vôbec nebude klepať. Doba chladenia sa bude líšiť v závislosti od teploty vašej mrazničky. Jednoduchým spôsobom, ako zistiť, či je vaša voda podchladená, je tiež vložiť do mrazničky fľašu vody z vodovodu. Keď je voda z vodovodu zmrazená, fľaša by mala byť okolo bodu mrazu, ale stále tekutá.
- Asi po 2 hodinách kontrolujte fľašu vody z vodovodu každých 15 minút, kým nezmrazí.
- Dávajte pozor, aby ste sa nedotkli fľaše destilovanej vody.
- Ak je destilovaná voda tiež zmrazená, nechali ste ju v mrazničke príliš dlho. Nechajte vodu rozmraziť a skúste to znova.
- 3Vyberte fľašu destilovanej vody z mrazničky. Fľašu opatrne vyberte z mrazničky bez toho, aby ste ju príliš strkali. Rýchly, trhaný pohyb môže spôsobiť, že podchladená kvapalina kryštalizuje na ľad.
- 4„Bleskové zmrazenie“ vody. Pretrepaním fľaše sa spustí kryštalizačný proces a vy môžete sledovať, ako vám voda mrzne pred očami. Toto je tiež známe ako rýchle zmrazenie, pretože sa to stane rýchlo.
Časť 3 z 3: Zostaňte v bezpečí
- 1Používajte vhodné ochranné prostriedky. Suchý ľad je mrazený oxid uhličitý a je veľmi chladný. Pri priamej manipulácii vždy používajte izolované rukavice. Noste ochranné okuliare, aby ste chránili oči pred striekaním.
Aj keď sa líši od výroby náhrady tekutého dusíka, môžete vykonať experiment, ktorý vám umožní rýchlo zmraziť vodu, známu aj ako superchladenie. - 2S roztokom narábajte opatrne. V malých množstvách tekutý dusík z pokožky vyvarí a nespôsobí okamžité poškodenie, dlhodobý kontakt však spôsobí vážne popáleniny. Toto riešenie sa nevyvarí a pri kontakte spôsobí vážne popáleniny. Pri manipulácii so zmesou vždy noste ochranný odev.
- Pri manipulácii s roztokom dbajte na to, aby nebola odhalená žiadna koža.
- 3Pracujte v dobre vetranom priestore. Toto riešenie produkuje oblaky oxidu uhličitého. Oxid uhličitý sa v našej atmosfére vyskytuje bežne, ale vo veľkých množstvách môže byť škodlivý. Chráňte svoju tvár pred plynom, ktorý vzniká, a pracujte v miestnosti s dobrým vetraním.
- Ak sa vám začnú točiť hlavy, opustite miestnosť a vyjdite von. Zhlboka sa nadýchnite.
- Nechajte plyn v miestnosti zmiznúť skôr, ako znova vstúpite. Otvorte okná, aby ste zvýšili ventiláciu a/alebo zapnite ventilátor.
- Buďte pri tom mimoriadne opatrní a majte pri sebe vždy zodpovedného dospelého.
- Prázdna fľaša sódy s objemom 2 litre (0,5 US gal)
- Prázdnych 18 oz. plastová fľaša na pitie (ako fľaša vody)
- Suchý ľad (na ľahké použitie vo forme peliet, ale môže sa použiť aj bloková forma)
- 99% izopropylalkohol (trecí alkohol)
- Nožnice
- Malé kladivo alebo nôž na rozbitie suchého ľadu
Prečítajte si tiež: Ako pripraviť morskú vodu v laboratóriu?
