جدول المحتويات
قد تكون هذه تجربة صعبة بعض الشيء ، ولكن عندما تنجح ، فهي رائعة! يُمزج الخل وصودا الخبز لصنع “ثلج ساخن”. تحذير: الماء المغلي يستعمل في هذه التجربة # إشراف بالغين واجب
المستلزمات
خل ، صودا الخبز ، قدر ، إبريق ، وعاء
كيفية تحضير الجليد الساخن :
- ضع 4 أكواب (1 لتر) من الخل الأبيض في قدر. ثم أضف 3 ملاعق كبيرة (60 مل) من صودا الخبز ببطء مع عدم ترك الفقاعة تغلي.
- سخن القدر على الموقد واغلي المحلول. قم بالغلي الى درجة إزالة معظم الماء من الخليط ، حتى يتم تقليل المحلول إلى حوالي 100 مل. قد يستغرق هذا حوالي ساعة. يصبح جاهزًا عندما يبدأ فيلم بلوري رفيع في التكون على سطح السائل. إذا بدأ هذا الفيلم في التكون وكان لديك الكثير من السوائل ، أضف خلًا إضافيًا للتفاعل مع صودا الخبز الزائدة.
- بمجرد أن يصبح المحلول جاهزًا ، اسكبه في إبريق فارغ وقم بتغطيته لمنع المزيد من التبخر ، ثم ضعه في الثلاجة ليبرد إلى درجة حرارة الغرفة أو أقل (والذي يجب أن يستغرق حوالي ساعة). يجب أن يكون الحل واضحًا وقد يكون أصفر. في حالة وجود بلورات في الإبريق ، يجب إزالتها أو إذابتها قبل التبريد. يمكن أن يساعد التقليب أو إضافة القليل من الخل الإضافي على إذابة البلورات بينما لا يزال المحلول ساخنًا.
- عندما يبرد القدر ، يجب أن تتبلور البقايا المتبقية في القاع. اكشط البلورات وضعها في طبق أو وعاء لاستخدامها لاحقًا.
- ضع بلورة واحدة في قاع الطبق. خذ الإبريق بحذر واسكبه ببطء على الكريستال. يجب أن يتبلور المحلول تلقائيًا. إذا صببت ببطء وحذر يمكنك صنع برج.
- بمجرد أن يتبلور المحلول ، يمكن صهره عن طريق تسخينه في الميكروويف ، ويفضل أن يكون ذلك في وعاء مغطى لمنع التبخر. يمكن بعد ذلك تبريد السائل ويمكنك الاستمرار في التلاعب بالتبلور.
احتياطات السلامة
- تتضمن هذه التجربة غليان الماء واستخدام موقد. إشراف بالغين واجب.
- المادة المنتجة ، أسيتات الصوديوم ، ليست سامة ، على الرغم من أنها غير صالحة للأكل وهي قلوية إلى حد ما. تجنب الحصول عليه في عينيك. اغسل يديك ومعداتك بعد الاستخدام.
اكتشف الأخطاء و قم بإصلاحها
- إذا ظل المحلول سائلاً ولم يتبلور ، فقد يحتاج إلى مزيد من الغليان. قد تساعد إضافة القليل من الخل الإضافي أيضًا ، خاصةً إذا قام بالفوران عند إضافة الخل (مما يشير إلى صودا الخبز غير المتفاعلة).
- إذا حصلت على حمأة ، أضف المزيد من الخل لإذابه وحاول أن تغلي مرة أخرى.
- تجنب دخول أي غبار في المحلول لأنه قد يتسبب في حدوث تبلور تلقائي عند تبريده.
- قد يساعد اختبار المحلول عن طريق سكب جزء صغير في ملعقة وإضافة بلورة إلى تلك الملعقة قبل محاولة استخدام المحلول بالكامل.
العلم وراء هذه التجربة
الخل خليط من حمض الخليك والماء. تسمى صودا الخبز أيضًا كربونات الصوديوم ، وهي قاعدة. عندما تخلط صودا الخبز والخل معًا ، يتفاعل الحمض والقاعدة مكونًا ثاني أكسيد الكربون والماء وخلات الصوديوم. يخلق ثاني أكسيد الكربون ، تاركًا وراءه خليطًا من أسيتات الصوديوم والماء.
عندما تغلي الخليط ، تقوم بإزالة الماء وليس أسيتات الصوديوم ، مما يزيد من تركيز أسيتات الصوديوم في هذا الخليط.
هنا نصنع ثلاثي هيدرات أسيتات الصوديوم (الذي يحتوي على ثلاثة أجزاء من الماء لكل جزء من أسيتات الصوديوم) ، والذي يعمل في درجة حرارة الغرفة مكون بلورات صلبة. سوف تذوب البلورات في الماء ، ولهذا علينا أن نغلي كل الماء الزائد. يذوب ثلاثي أسيتات الصوديوم فوق 58 درجة مئوية ، مما يعني أنه سائل عندما يكون ساخنًا.
إذا قمت بإزالة كل الماء ، فستحصل على أسيتات الصوديوم اللامائية ، والتي تشكل مسحوقًا أبيض بدلاً من البلورات. قد يكون بعضها قد تشكل على جانب القدر أثناء الغليان.
عندما تقوم بتبريد ثلاثي أسيتات الصوديوم في الثلاجة ، فإنه يظل سائلاً على الرغم من كونه أقل من نقطة التجمد. هذه الظاهرة هي التبريد الفائق. يحاول السائل أن يتجمد ، ولكن كلما تشكلت بلورة مجهرية صغيرة بشكل تلقائي فإنها تذوب مرة أخرى قبل أن تكبر. إذا تمت إضافة بلورة أكبر (أو أي اضطراب مناسب) ، فإن هذا يبذر التبلور ويسمح للمحلول بأكمله بالتبلور.
عندما تتشكل البلورات تكون دافئة عند لمسها. هذا لأن التبلور طارد للحرارة ، مما يعني أنه يطلق طاقة في شكل حرارة.
يستخدم ثلاثي هيدرات أسيتات الصوديوم في العبوات الحرارية. يتم تبريد أسيتات الصوديوم السائلة في الثلاجة. يتم دفع قرص معدني لإحداث التبلور الذي يطلق الحرارة. يمكن بعد ذلك “إعادة شحن” الحزمة الحرارية عن طريق تسخينها لإذابة أسيتات الصوديوم ثم تبريدها في الثلاجة ، ويمكن إعادة استخدام الحزمة الحرارية.
