Quale sostanza si chiama ghiaccio caldo ed è possibile reperirlo a casa?

2024 Autore: Angel Austin | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-02 17:49

Di per sé, l'espressione "ghiaccio caldo" difficilmente entra nelle nostre teste. Dopotutto, siamo abituati al fatto che il ghiaccio, non importa se è un cubetto in un bicchiere o un enorme iceberg nell'oceano, è ghiacciato. E per qualche motivo fa caldo. Scopriamo che tipo di sostanza è, come risulta e conduciamo un esperimento a casa. Quindi - ghiaccio caldo.

Una sostanza con quel nome

Tutti sanno perfettamente che il ghiaccio è acqua allo stato solido di aggregazione, in cui passa già a 0 °C. Ma, mentre conduceva esperimenti sull'acqua, il fisico inglese Bridgman ha scoperto che ad alta pressione, il reticolo cristallino si riorganizza, diventa più denso.

Sotto una pressione di poco inferiore a 21.000 atmosfere, l'acqua diventa ghiaccio già a una temperatura di +76 °C. E a 30mila atmosfere - a 180°C! Questo è davvero ghiaccio caldo. Puoi bruciarti molto. Ma è impossibile toccarlo, perché non è realistico per una persona resistere a una tale pressione. I fisici stanno studiando le proprietà di tale ghiacciosolo indirettamente.

Grazie agli esperimenti, l'inglese ha stabilito che esistono diversi tipi di ghiaccio, dove sotto il grado I c'è il ghiaccio familiare formato a zero, e poi, con l'aumentare della pressione, passa da un grado all' altro. A 30mila atmosfere, diventa grado VII. Poiché il reticolo cristallino cambia, le proprietà del ghiaccio caldo sono diverse. È più pesante dell'acqua e ha una densità di 1,05 g/cm3.

Un' altra sostanza con lo stesso nome

Condurre l'esperimento "Hot Ice" a casa per testare la teoria di Bridgman, ovviamente, non funzionerà. Ma la chimica come scienza ti offre un'esperienza diversa, non meno spettacolare.

Si chiama "Hot Ice". L'acetato di sodio è la sostanza di cui avrai bisogno per eseguirlo. Non ho sentito? E in cucina lo riceviamo spesso quando prepariamo vari dolci, mescolando soda e aceto. Resta solo da capire come fare il ghiaccio caldo da questa schiuma. Scopriamolo.

Equazione di formule e reazioni

L'acetato di sodio (chiamato anche sale sodico dell'acido acetico) è costituito da cristalli bianchi con un sapore leggermente salato e un odore che ricorda l'aceto. La sua formula è CH_{3COONa. In laboratorio, il sale è composto da acido acetico e carbonati, idrossido di sodio o bicarbonato di sodio.}

Per coloro che sono interessati, l'equazione di reazione è la seguente:

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

Le amanti sanno che la percentualel'acido acetico può essere diverso. Ma non c'è differenza tra quello che trovi nell'armadio in cucina, hai solo bisogno di una quantità diversa di soda. Le proporzioni sono le seguenti:

• 750 g di aceto 8% e 84 grammi di soda;
• 86 g di essenza al 70% e 84 grammi di soda;
• 200 g di aceto 30% e 87,4 g di soda.

Come risultato della reazione otteniamo una soluzione, ma facendo evaporare l'acqua otteniamo 82 g di acetato di sodio sotto forma di cristalli.

La chimica è una scienza che non tollera l'opzione "versarsi sugli occhi". Se vuoi che l'esperimento chimico "Hot Ice" abbia successo, crea una proporzione delle sostanze usando dei pesi. Più precisi sono quelli elettronici.

Esperienza a casa

Poiché durante l'esperimento viene utilizzato acido e anche l'esperimento "Hot Ice" richiede il riscaldamento a temperature elevate, la presenza di adulti è obbligatoria. Quindi, passiamo alla stregoneria.

Cucinare il "ghiaccio caldo" a casa.

1. In una piccola casseruola sm altata, unisci aceto e soda nelle proporzioni sopra indicate, a seconda della percentuale di aceto che si trova in cucina. Mettilo sul fornello, su un piccolo fuoco e scalda un po 'la bevanda della stregoneria risultante. Preparati, ci sarà molta schiuma, ma non appena la reazione sarà passata e ci saranno acqua e acetato di sodio nella padella, la soluzione diventerà completamente trasparente.
2. Assicurati di controllare se la tua soluzione è pronta facendo cadere una goccia di aceto. Hai la schiuma? Quindi, inizialmente è stato preso il peso sbagliato di soda, continuiamo un po'aggiungere l'aceto fino a quando la schiuma non smette di apparire. Bene, se l'odore dell'aceto colpisce molto il naso, significa che inizialmente è stato preso molto acido acetico. Aggiungi un po' di soda alla soluzione fino a quando la schiuma non smette di formarsi nella casseruola, altrimenti l'odore di aceto dall'appartamento impiegherà molto tempo a erodersi.
3. Solo quando la schiuma ha smesso di salire, la casseruola con l'infuso può essere messa a fuoco per rimuovere l'acqua in eccesso. Non dimenticare di seguire cosa sta succedendo. Non appena in superficie inizia a formarsi una crosta simile al ghiaccio, togliere immediatamente il recipiente dal fuoco e lasciarlo riposare per 5 minuti.
4. Mentre la bevanda magica si sta raffreddando, metti l'acqua nella teiera a bollire. Quindi lentamente, letteralmente goccia a goccia, iniziamo a versare acqua bollente nel composto già raffreddato, alternando l'aggiunta con il mescolamento. Eseguiamo la procedura fino a quando la crosta e tutti i pezzi visibili non sono completamente sciolti. La soluzione dovrebbe essere completamente limpida, ma leggermente viscosa.
5. Prendiamo un contenitore assolutamente pulito e vi versiamo una piccola quantità di sostanza dalla casseruola. Se il barattolo o la tazza risultano sporchi, la soluzione non si cristallizzerà quando vorrai, ma per ora si sarà raffreddata. Mettere in frigorifero e raffreddare a temperatura ambiente. Dobbiamo capire che abbiamo una soluzione supersatura, quindi ora la temperatura del processo di cristallizzazione è più bassa del solito.



6. Ti sei rilassato? Eccolo, il momento della verità. È ora di iniziare il mistero della formazione del ghiaccio caldo!

Tocca l'infuso freddo con uno stuzzicadentipuntare il sale da cucina. Se tutto è fatto correttamente, la soluzione inizierà a indurirsi, formando uno schema di cristalli simili al ghiaccio, ogni volta nuovi e unici. Questo rilascia una grande quantità di energia che sentirai come un'ondata di calore.

Dopo la formazione del ghiaccio caldo, può essere utilizzato per ripetere l'esperimento. Basta mettere il contenitore a bagnomaria e iniziare a mescolare con un cucchiaio. Hai visto che si è formata una crosta di cristalli? Ripeti i passaggi 4-6 e goditi il risultato ancora e ancora.

Perché l'esperimento è fallito? Risoluzione dei problemi

Non ci sono molte opzioni per cui l'esperienza non ha funzionato, ma le considereremo tutte:

1. Quando la soda ha reagito con l'aceto, alcuni reagenti si sono rivelati in eccesso e hanno influito sull'ulteriore preparazione di una soluzione supersatura. La prossima volta, tieni d'occhio la quantità di sostanze nella preparazione, o semplicemente acquista il sale sodico dell'acido acetico in forma già pronta.
2. Il contenitore in cui è stata raffreddata la soluzione preparata si è rivelato contaminato.
3. La casseruola è stata tolta dal fuoco troppo tardi o la crosta risultante non è stata completamente sciolta.

Dove viene usata questa reazione?

L'esperienza "Hot Ice" di per sé ha anche applicazioni pratiche, è una soluzione supersatura che viene utilizzata in termofori e termofori chimici, che, come hai visto tu stesso, non entra in una fase solida.

Solo nei termofori agisci sulla soluzione non con uno stuzzicadenti, ma con un appositodisco (il più delle volte in metallo). Durante il passaggio di una soluzione supersatura alla fase solida, vengono rilasciati da 264 a 289 kJ/kg. Quindi si è formato del ghiaccio "caldo", e il termoforo agisce sul corpo con il calore generato, mentre la bruciatura è esclusa, poiché la temperatura generata non è sufficiente.

A proposito, come fonte di calore, in alcuni modelli di tute spaziali viene utilizzata anche una soluzione supersatura di acetato di sodio. Regole del "ghiaccio caldo".