Біздің басымызға «ыстық мұз» деген сөз әрең сыймайды. Өйткені, мұздың мейлі стакандағы кішкене текше болсын, мейлі мұхиттағы алып айсберг болсын, мұз болатынына үйреніп қалғанбыз. Ал кейбір себептермен күн ыстық. Оның қандай зат екенін, қалай болатынын анықтап, үйде тәжірибе жүргізейік. Сонымен - ыстық мұз.
Осы атаудағы зат
Мұздың 0 °C температурада өтетін қатты агрегаттық күйдегі су екенін бәрі жақсы біледі. Бірақ ағылшын физигі Бридгман суда тәжірибе жүргізе отырып, жоғары қысымда кристалдық тордың қайта реттелетінін, оның тығыздайтынын анықтады.
21 000 атмосферадан сәл аз қысымда су +76 °C температурада мұзға айналады. Ал 30 мың атмосферада - 180 ° C! Бұл шынымен ыстық мұз. Сіз көп күйіп қалуыңыз мүмкін. Бірақ оған қол тигізу мүмкін емес, өйткені адамның мұндай қысымға төтеп беруі мүмкін емес. Физиктер мұндай мұздың қасиеттерін зерттеп жатыртек жанама түрде.
Тәжірибелердің арқасында ағылшын мұздың бірнеше түрі бар екенін анықтады, мұнда I дәрежеге дейін нөлде қалыптасқан таныс мұз, содан кейін қысымның жоғарылауымен ол бір сыныптан екіншісіне өтеді. 30 мың атмосферада ол VII дәрежеге айналады. Кристалл торы өзгеретіндіктен, ыстық мұздың қасиеттері әртүрлі. Ол судан ауыр және тығыздығы 1,05 г/см3.
Бірдей атпен басқа зат
Бридгман теориясын тексеру үшін үйде «Ыстық мұз» экспериментін жүргізу, әрине, нәтиже бермейді. Бірақ ғылым ретінде химия сізге әсерлі емес басқа тәжірибені ұсынады.
Ол «Ыстық мұз» деп аталады. Натрий ацетаты - оны орындау үшін қажет зат. естіген жоқсыз ба? Ал асүйде әртүрлі кондитерлік өнімдерді дайындағанда, сода мен сірке суын араластырғанда жиі аламыз. Бұл көбіктен ыстық мұзды қалай жасауға болатынын анықтау ғана қалады. Оны анықтап көрейік.
Формула және реакция теңдеуі
Натрий ацетаты (сірке қышқылының натрий тұзы деп те атайды) – сірке суына ұқсайтын сәл тұзды дәмі мен иісі бар ақ кристалдар. Оның формуласы CH3COONa. Зертханада тұз сірке қышқылы мен карбонаттардан, натрий гидроксидінен немесе натрий бикарбонатынан жасалады.
Қызықтыратындар үшін реакция теңдеуі келесідей:
CH3COOH + NaHCO3 → CH3-COON a + H 2O + CO2
Ханшайымдар біледі пайызсірке қышқылы әртүрлі болуы мүмкін. Бірақ ас үйдегі шкафта не тапқаныңыздың айырмашылығы жоқ, сізге басқа мөлшерде сода қажет. Пропорциялар келесідей:
- 750 г сірке суы 8% және 84 грамм сода;
- 86 г эссенция 70% және 84 грамм сода;
- 200 г сірке суы 30% және 87,4 г сода.
Реакция нәтижесінде ерітінді аламыз, бірақ суды буландыру арқылы кристалдар түріндегі 82 г натрий ацетатын аламыз.
Химия – «көзге құю» опциясына шыдамайтын ғылым. Егер сіз «Ыстық мұз» химиялық экспериментінің сәтті болғанын қаласаңыз, салмақты пайдаланып заттардың үлесін жасаңыз. Дәлірек электронды.
Үйдегі тәжірибе
Тәжірибе кезінде қышқыл пайдаланылғандықтан, ал «Ыстық мұз» тәжірибесі де жоғары температураға дейін қыздыруды қажет ететіндіктен, ересектердің қатысуы міндетті. Ендеше, сиқырлыққа көшейік.
Үйде "Ыстық мұзды" пісіру.
- Кішкене эмаль кастрюльде ас үйдегі сірке суының пайызына байланысты жоғарыда көрсетілген пропорцияда сірке суы мен содады біріктіріңіз. Оны пешке, кішкене отқа қойып, алынған сиқыршылықты аздап қыздырыңыз. Дайын болыңыз, көбік көп болады, бірақ реакция өтіп, табада су мен натрий ацетаты болған кезде, ерітінді толығымен мөлдір болады.
- Бір тамшы сірке суын тамызу арқылы ерітіндінің дайын екенін тексеріңіз. Көбік бар ма? Сонымен, сода салмағы дұрыс емес бастапқыда алынды, біз аздап жалғастырамызкөбік пайда болғанша сірке суын қосыңыз. Ал, сірке суының иісі мұрынға қатты тисе, бұл бастапқыда көп сірке қышқылын қабылдағанын білдіреді. Кәстрөлде көбік түзілуін тоқтатқанша ерітіндіге аздап сода қосыңыз, әйтпесе пәтерден шыққан сірке суының иісі көп уақытты алады.
- Көбік көтерілуді тоқтатқанда ғана, артық суды кетіру үшін қайнатпасы бар кәстрөлді отқа қоюға болады. Не болып жатқанын қадағалауды ұмытпаңыз. Бетінде мұзға ұқсас қыртыс пайда бола бастағанда, ыдысты дереу оттан алып, 5 минутқа жалғыз қалдырыңыз.
- Сиқырлы сусын суыған кезде шәйнекке суды қайнатыңыз. Содан кейін баяу, тура тамшылап, біз қазірдің өзінде салқындатылған қоспаға қайнаған суды құйып, араластыра отырып қосуды бастаймыз. Біз процедураны қыртыс пен барлық көрінетін бөліктер толығымен ерігенше жасаймыз. Ерітінді толығымен мөлдір, бірақ сәл тұтқыр болуы керек.
- Таза ыдысты алып, оған кастрюльдегі заттың аз мөлшерін құямыз. Егер банка немесе кружка лас болып шықса, ерітінді қалаған кезде кристалданбайды, бірақ әзірше ол салқындатылады. Тоңазытқышқа салып, бөлме температурасына дейін салқындатыңыз. Бізде аса қаныққан ерітінді бар екенін түсінуіміз керек, сондықтан қазір кристалдану процесінің температурасы әдеттегіден төмен.
- Таза болдыңыз ба? Міне, ақиқат сәті. Ыстық мұздың пайда болуының құпиясын бастайтын кез келді!
Суытылған қайнатпаны тіс тазалағышпен түртіңізас тұзында көрсетіңіз. Егер бәрі дұрыс жасалса, ерітінді қатая бастайды, мұз тәрізді кристалдардың үлгісін қалыптастырады, әр жолы жаңа және бірегей. Бұл жылу толқыны ретінде сезінетін энергияның үлкен көлемін шығарады.
Ыстық мұз пайда болғаннан кейін оны тәжірибені қайталау үшін пайдалануға болады. Контейнерді су ваннасына салып, қасықпен араластыра бастаңыз. Сіз кристалдардың қыртысының пайда болғанын көрдіңіз бе? 4-6-қадамдарды қайталаңыз және нәтижені қайта-қайта ләззат алыңыз.
Тәжірибе неліктен сәтсіз аяқталды? Ақаулықтарды жою
Тәжірибенің нәтиже бермеуінің көптеген нұсқалары жоқ, бірақ біз олардың барлығын қарастырамыз:
- Сода сірке суымен әрекеттескенде кейбір реагент артық болып шықты және аса қаныққан ерітіндіні одан әрі дайындауға әсер етті. Келесі жолы препараттағы заттардың мөлшерін мұқият қадағалаңыз немесе жай ғана сірке қышқылының натрий тұзын дайын күйінде сатып алыңыз.
- Дайын ерітінді салқындатылған ыдыс ластанған болып шықты.
- Кәстрөл оттан тым кеш алынды немесе нәтижесінде пайда болған қыртыс толығымен еріген жоқ.
Бұл реакция қайда қолданылады?
«Ыстық мұз» тәжірибесінің өзі де практикалық қолданбаларға ие, ол химиялық жылыту төсемдерінде және жылытқыштарда қолданылатын, өзіңіз көргендей, қатты фазаға өтпейтін өте қаныққан ерітінді.
Тек жылыту жастықшаларында ерітіндіге тіс тазалағышпен емес, арнайыдиск (көбінесе металл). Аса қаныққан ерітіндінің қатты фазаға өтуі кезінде 264-тен 289 кДж/кг-ға дейін бөлінеді. Осылайша сіз «ыстық» мұзды түздіңіз, ал жылыту тақтасы өндірілген жылумен денеге әсер етеді, ал күйік жоқ, өйткені түзілген температура жеткіліксіз.
Айтпақшы, жылу көзі ретінде натрий ацетатының аса қаныққан ерітіндісі скафандрдың кейбір үлгілерінде де қолданылады. "Ыстық мұз" ережелері.
