Kwenyewe, usemi "barafu moto" hautoshei vichwani mwetu. Baada ya yote, tumezoea ukweli kwamba barafu, haijalishi ikiwa ni mchemraba mdogo kwenye glasi au barafu kubwa kwenye bahari, ni barafu. Na kwa sababu fulani ni moto. Wacha tujue ni dutu ya aina gani, inageukaje na kufanya majaribio nyumbani. Hivyo - barafu ya moto.
Kitu chenye jina hilo
Kila mtu anajua vyema kwamba barafu ni maji katika hali dhabiti ya mkusanyiko, ambayo hupita tayari kwa 0 °C. Lakini, alipokuwa akifanya majaribio juu ya maji, mwanafizikia wa Kiingereza Bridgman aligundua kuwa chini ya shinikizo la juu, kimiani cha kioo hupangwa upya, huwa mnene zaidi.
Chini ya shinikizo la angahewa chini kidogo ya 21,000, maji huwa barafu tayari kwenye joto la +76 °C. Na katika anga elfu 30 - kwa 180 ° C! Hii ni barafu ya moto kweli. Unaweza kuchomwa moto sana. Lakini haiwezekani kumgusa, kwa sababu haiwezekani kwa mtu kuhimili shinikizo kama hilo. Wanafizikia wanasoma sifa za barafu kama hiyotu kwa njia isiyo ya moja kwa moja.
Shukrani kwa majaribio, Mwingereza huyo aliamua kuwa kuna aina kadhaa za barafu, ambapo chini ya daraja la I ni barafu inayojulikana inayoundwa kwa sifuri, na kisha, kwa shinikizo linaloongezeka, hupita kutoka daraja moja hadi nyingine. Katika anga elfu 30, inakuwa daraja la VII. Tangu kimiani ya kioo hubadilika, mali ya barafu ya moto ni tofauti. Ni nzito kuliko maji na ina msongamano wa 1.05 g/cm3.
Dutu nyingine yenye jina sawa
Kufanya jaribio la "Moto Barafu" nyumbani ili kujaribu nadharia ya Bridgman, bila shaka, haitafanya kazi. Lakini kemia kama sayansi hukupa uzoefu tofauti, wa kuvutia zaidi.
Inaitwa "Moto Barafu". Acetate ya sodiamu ni dutu ambayo utahitaji kutekeleza. Hukusikia? Na jikoni, mara nyingi tunapata wakati wa kuandaa keki mbalimbali, kuchanganya soda na siki. Inabakia tu kujua jinsi ya kutengeneza barafu ya moto kutoka kwa povu hii. Hebu tufafanue.
Mlingano wa formula na majibu
Acetate ya sodiamu (pia huitwa chumvi ya sodiamu ya asidi asetiki) ni fuwele nyeupe zenye ladha ya chumvi kidogo na harufu inayofanana na siki. Fomula yake ni CH3COONA. Katika maabara, chumvi hutengenezwa kutokana na asidi asetiki na kabonati, hidroksidi ya sodiamu au bicarbonate ya sodiamu.
Kwa wale wanaovutiwa, mlinganyo wa majibu ni kama ifuatavyo:
CH3COOH + NaHCO3 → CH3-COON a + H 2O + CO2
Mabibi wanajua hiyo asilimiaAsidi ya asetiki inaweza kuwa tofauti. Lakini hakuna tofauti unayopata kwenye baraza la mawaziri jikoni, unahitaji tu kiasi tofauti cha soda. Uwiano ni kama ifuatavyo:
- 750 g ya siki 8% na gramu 84 za soda;
- 86 g ya kiini 70% na gramu 84 za soda;
- 200 g siki 30% na 87.4 g soda.
Kutokana na mmenyuko huo tunapata suluhu, lakini kwa kuyeyusha maji tunapata 82 g ya acetate ya sodiamu katika mfumo wa fuwele.
Kemia ni sayansi ambayo haivumilii chaguo la "mimina kwenye jicho". Ikiwa unataka jaribio la kemikali "Hot Ice" kufanikiwa, tengeneza sehemu ya vitu kwa kutumia uzani. Sahihi zaidi ni za kielektroniki.
Tajriba ukiwa nyumbani
Kwa kuwa asidi hutumika wakati wa jaribio, na jaribio la "Hot Ice" pia linahitaji kuongeza joto hadi joto la juu, kuwepo kwa watu wazima ni lazima. Kwa hivyo, tuachane na uchawi.
Kupika "Hot Ice" nyumbani.
- Katika sufuria ndogo ya enameli, changanya siki na soda katika uwiano ulioonyeshwa hapo juu, kulingana na asilimia ya siki inayopatikana jikoni. Kuiweka kwenye jiko, juu ya moto mdogo na joto uchawi kusababisha pombe kidogo. Jitayarishe, kutakuwa na povu nyingi, lakini mara tu majibu yanapopita na kuna maji na acetate ya sodiamu kwenye sufuria, suluhisho litakuwa wazi kabisa.
- Hakikisha umeangalia ikiwa suluhisho lako liko tayari kwa kudondosha tone la siki. Una povu? Kwa hiyo, uzito usiofaa wa soda ulichukuliwa hapo awali, tunaendelea kidogoongeza siki mpaka povu itaacha kuonekana. Naam, ikiwa harufu ya siki hupiga pua kwa nguvu sana, inamaanisha kwamba asidi nyingi ya acetiki ilichukuliwa awali. Ongeza soda kidogo kwenye suluhisho hadi povu itaacha kutengeneza kwenye sufuria, vinginevyo harufu ya siki kutoka kwa ghorofa itachukua muda mrefu kuharibika.
- Ni wakati tu povu imekoma kuongezeka, sufuria iliyo na pombe inaweza kuwashwa moto ili kuondoa maji ya ziada kutoka kwayo. Usisahau kufuatilia kinachoendelea. Mara tu ukoko unaofanana na barafu unapoanza kutengeneza juu ya uso, toa chombo hicho kutoka kwa moto mara moja na uache peke yake kwa dakika 5.
- Wakati kinywaji cha kichawi kinapoa, weka maji kwenye buli ili yachemke. Kisha polepole, tone kwa tone, tunaanza kumwaga maji ya moto kwenye mchanganyiko uliopozwa tayari, na kuongeza kwa kuchochea. Tunafanya utaratibu mpaka ukoko na vipande vyote vinavyoonekana vimevunjwa kabisa. Suluhisho linapaswa kuwa wazi kabisa, lakini lenye mnato kidogo.
- Tunachukua chombo kisafi kabisa na kumwaga kiasi kidogo cha dutu hii kutoka kwenye sufuria ndani yake. Ikiwa jar au mug inageuka kuwa chafu, suluhisho halitakuwa fuwele wakati unavyotaka, lakini kwa sasa litapozwa. Weka kwenye jokofu na baridi kwa joto la kawaida. Tunahitaji kuelewa kuwa tuna suluhu iliyojaa kupita kiasi, kwa hivyo sasa halijoto ya mchakato wa uwekaji fuwele iko chini kuliko kawaida.
- Je! Huu hapa, wakati wa ukweli. Ni wakati wa kuanza fumbo la uundaji wa barafu ya moto!
Gusa pombe iliyopozwa kwa toothpickuhakika katika chumvi ya meza. Ikiwa kila kitu kimefanywa kwa usahihi, suluhisho litaanza kuwa ngumu, na kutengeneza muundo wa fuwele za barafu, kila wakati mpya na za kipekee. Hii hutoa kiasi kikubwa cha nishati ambayo utahisi kama wimbi la joto.
Baada ya kutengeneza barafu moto, inaweza kutumika kurudia jaribio. Weka tu chombo katika umwagaji wa maji na kuanza kuchochea na kijiko. Je, uliona kwamba ukoko wa fuwele uliundwa? Rudia hatua 4-6 na ufurahie matokeo tena na tena.
Kwa nini jaribio halikufaulu? Utatuzi
Hakuna chaguo nyingi kwa nini uzoefu haukufaulu, lakini tutazingatia zote:
- Soda ilipojibu pamoja na siki, baadhi ya kitendanishi kiligeuka kuwa cha ziada na kuathiri utayarishaji zaidi wa myeyusho uliojaa kupita kiasi. Wakati ujao, angalia kwa karibu kiasi cha dutu katika utayarishaji, au ununue tu chumvi ya sodiamu ya asidi ya asetiki katika umbo lililotengenezwa tayari.
- Kontena ambamo kiyeyusho kilichotayarishwa kilipozwa kimeonekana kuwa na vimelea.
- Sufuria ilitolewa kutoka kwa moto kuchelewa sana, au ukoko uliosababisha haukuyeyushwa kabisa.
Maoni haya yanatumika wapi?
Matukio ya "Hot Ice" yenyewe pia yana matumizi ya vitendo, ni suluhu iliyojaa maji kupita kiasi ambayo hutumiwa katika pedi za kupokanzwa kemikali na hita, ambazo, kama ulivyoona, haziingii katika hali ngumu.
Ni kwenye pedi za kupasha joto pekee ndipo unaposhughulikia suluhisho si kwa kipigo cha meno, bali kwa kutumia maalum.disk (mara nyingi chuma). Wakati wa mpito wa ufumbuzi wa supersaturated kwa awamu imara, kutoka 264 hadi 289 kJ / kg hutolewa. Kwa hivyo ulitengeneza barafu "moto", na pedi ya kupokanzwa hutenda kazi kwenye mwili kwa joto linalozalishwa, wakati kuchomwa moto kumetengwa, kwani halijoto inayozalishwa haitoshi.
Kwa njia, kama chanzo cha joto, mmumunyo uliojaa maji zaidi wa acetate ya sodiamu pia hutumiwa katika baadhi ya mifano ya vazi la anga. Sheria za "barafu moto".
