Kendi başına, "sıcak buz" ifadesi kafamıza pek uymuyor. Ne de olsa, bir bardakta küçük bir küp veya okyanusta büyük bir buzdağı olsun, buzun buzlu olduğu gerçeğine alışkınız. Ve nedense sıcak. Ne tür bir madde olduğunu, nasıl ortaya çıktığını anlayalım ve evde bir deney yapalım. Yani - sıcak buz.
Bu ada sahip bir madde
Herkes, buzun, 0 °C'de içine girdiği katı bir agregasyon halindeki su olduğunu gayet iyi bilir. Ancak İngiliz fizikçi Bridgman, su üzerinde deneyler yaparken, yüksek basınç altında kristal kafesin yeniden düzenlendiğini, daha yoğun hale geldiğini keşfetti.
21.000 atmosferden biraz daha düşük bir basınç altında, su zaten +76 °C sıcaklıkta buza dönüşür. Ve 30 bin atmosferde - 180 ° C'de! Bu gerçekten sıcak buz. Çok canınız yanabilir. Ancak ona dokunmak imkansızdır, çünkü bir kişinin böyle bir baskıya dayanması gerçekçi değildir. Fizikçiler bu tür buzların özelliklerini inceliyorlar.sadece dolaylı olarak.
Deneyler sayesinde İngiliz, I. derecenin altında sıfırda oluşan tanıdık buz olduğu ve daha sonra artan basınçla bir sınıftan diğerine geçtiği birkaç buz türü olduğunu belirledi. 30 bin atmosferde derece VII olur. Kristal kafes değiştiği için sıcak buzun özellikleri farklıdır. Sudan daha ağırdır ve yoğunluğu 1,05 g/cm3.
Aynı ada sahip başka bir madde
Bridgman'ın teorisini test etmek için evde "Sıcak Buz" deneyini yapmak elbette işe yaramaz. Ancak bir bilim olarak kimya size daha az muhteşem olmayan farklı bir deneyim sunar.
Bunun adı "Sıcak Buz". Sodyum asetat, gerçekleştirmeniz gereken maddedir. Duymadı? Ve mutfakta, çeşitli hamur işleri hazırlarken, soda ve sirkeyi karıştırırken sık sık alırız. Sadece bu köpükten nasıl sıcak buz yapılacağını bulmak için kalır. Hadi çözelim.
Formül ve reaksiyon denklemi
Sodyum asetat (asetik asidin sodyum tuzu olarak da bilinir), hafif tuzlu bir tada ve sirkeye benzeyen bir kokuya sahip beyaz kristallerdir. Formülü CH3COONa'dır. Laboratuvarda tuz, asetik asit ve karbonatlardan, sodyum hidroksitten veya sodyum bikarbonattan yapılır.
İlgilenenler için reaksiyon denklemi şu şekildedir:
CH3COOH + NaHCO3 → CH3-COON a + H 2O + CO2
Metresler bilir ki yüzdeasetik asit farklı olabilir. Ancak mutfaktaki dolapta bulduğunuzdan hiçbir farkı yok, sadece farklı miktarda sodaya ihtiyacınız var. Oranlar aşağıdaki gibidir:
- 750 gr sirke %8 ve 84 gram soda;
- 86 gr öz %70 ve 84 gr soda;
- 200 gr sirke %30 ve 87,4 gr soda.
Reaksiyon sonucunda bir çözelti elde ederiz, ancak suyu buharlaştırarak kristaller halinde 82 g sodyum asetat elde ederiz.
Kimya "göze dökün" seçeneğine tahammülü olmayan bir bilimdir. "Sıcak Buz" kimyasal deneyinin başarılı olmasını istiyorsanız, ağırlıkları kullanarak maddelerin bir oranını oluşturun. Daha doğru olanı elektroniktir.
Evde deneyim
Deney sırasında asit kullanıldığından ve "Sıcak Buz" deneyi de yüksek sıcaklıklara kadar ısıtmayı gerektirdiğinden, yetişkinlerin bulunması zorunludur. O halde, hadi büyücülüğe başlayalım.
Evde "Sıcak Buz" pişirmek.
- Küçük bir emaye tencerede, mutfakta bulunan sirke yüzdesine bağlı olarak sirke ve sodayı yukarıda belirtilen oranlarda birleştirin. Sobaya koyun, küçük bir ateşe koyun ve ortaya çıkan büyücülük demlenmesini biraz ısıtın. Hazır olun, çok köpük olacak ama reaksiyon geçer geçmez ve tavada su ve sodyum asetat olur olmaz, solüsyon tamamen şeffaf hale gelecektir.
- Bir damla sirke damlatarak solüsyonunuzun hazır olup olmadığını kontrol ettiğinizden emin olun. Köpük var mı? Yani, başlangıçta yanlış ağırlıktaki soda alındı, biraz devam ediyoruzköpük görünene kadar sirke ekleyin. Peki, sirke kokusu burnunuza çok şiddetli geliyorsa, başlangıçta çok fazla asetik asit alınmış demektir. Tencerede köpük durana kadar çözeltiye biraz soda ekleyin, aksi takdirde dairedeki sirke kokusunun aşınması uzun zaman alacaktır.
- Yalnızca köpüğün kabarması durduğunda, içindeki fazla suyu çıkarmak için demlenen tencere ateşe verilebilir. Neler olduğunu takip etmeyi unutmayın. Yüzeyde buza benzer bir kabuk oluşmaya başlar başlamaz kabı hemen ateşten alın ve 5 dakika yalnız bırakın.
- Büyülü içecek soğurken, kaynaması için demliğe su koyun. Sonra yavaşça, kelimenin tam anlamıyla damla damla, önceden soğutulmuş karışıma kaynar su dökmeye başlarız, karıştırarak eklemeyi değiştiririz. İşlemi, kabuk ve görünen tüm parçalar tamamen eriyene kadar yapıyoruz. Çözelti tamamen berrak, ancak biraz viskoz olmalıdır.
- Kesinlikle temiz bir kap alıyoruz ve tenceredeki maddeden az bir miktarı içine döküyoruz. Kavanoz veya kupa kirli çıkarsa solüsyon istediğiniz zaman kristalleşmez ancak şimdilik soğutulur. Buzdolabına koyun ve oda sıcaklığına soğutun. Aşırı doymuş bir çözeltimiz olduğunu anlamamız gerekiyor, bu yüzden artık kristalleşme sürecinin sıcaklığı normalden daha düşük.
- Soğuttun mu? İşte, hakikat anı. Sıcak buz oluşumunun gizemine başlamanın zamanı geldi!
Soğutulmuş demlemeye bir kürdan ile dokununsofra tuzunda nokta. Her şey doğru yapılırsa, çözelti sertleşmeye başlayacak ve her seferinde yeni ve benzersiz buz benzeri kristallerden oluşan bir model oluşturacaktır. Bu, bir ısı dalgası olarak hissedeceğiniz büyük miktarda enerjiyi serbest bırakır.
Sıcak buz oluşumundan sonra deneyi tekrarlamak için kullanılabilir. Kabı bir su banyosuna koyun ve bir kaşıkla karıştırmaya başlayın. Bir kristal kabuğunun oluştuğunu gördünüz mü? 4-6 arasındaki adımları tekrarlayın ve sonucun tekrar tekrar keyfini çıkarın.
Deneme neden başarısız oldu? Sorun giderme
Deneyimin işe yaramaması için çok fazla seçenek yok ama hepsini ele alacağız:
- Soda sirke ile reaksiyona girdiğinde, bazı reaktiflerin fazla olduğu ve aşırı doymuş bir çözeltinin daha fazla hazırlanmasını etkilediği ortaya çıktı. Bir dahaki sefere, müstahzardaki maddelerin miktarına dikkat edin veya sadece hazır formda asetik asidin sodyum tuzunu satın alın.
- Hazırlanan solüsyonun soğutulduğu kap kontamine olmuş.
- Tencere ocaktan çok geç çıkarıldı veya ortaya çıkan kabuk tamamen çözülmedi.
Bu reaksiyon nerede kullanılır?
"Sıcak Buz" deneyiminin kendisinin de pratik uygulamaları vardır, kimyasal ısıtma yastıklarında ve ısıtıcılarda kullanılan, sizin de gördüğünüz gibi katı bir faza girmeyen aşırı doymuş bir çözümdür.
Sadece ısıtma pedlerinde kürdanla değil, özel bir solüsyonla etki edersiniz.disk (çoğunlukla metal). Aşırı doymuş bir çözeltinin katı faza geçişi sırasında 264'ten 289 kJ/kg'a salınır. Böylece "sıcak" buz oluşturdunuz ve ısıtma yastığı üretilen ısı ile vücuda etki ederken, üretilen sıcaklık yeterli olmadığı için yanma hariç tutulur.
Bu arada, bir ısı kaynağı olarak, bazı uzay giysisi modellerinde aşırı doymuş bir sodyum asetat çözeltisi de kullanılır. "Sıcak buz" kuralları.
