Zmeny skupenstva
Horúci ľad
Potrebujeme:
2-3 hrejivé vankúšiky na ruky – pozor treba vybrať také, ktoré sa dajú použiť viac krát a nie sú na báze reakcie uhlíka a kovu, čiže neobsahujú kovové piliny
Nožnice
Nádoby – čisté a suché nádoby ideálne 1 dcl pohár, z ktorého sa dobre vylieva tekutina
Tanierik – môže byť aj plastová miska alebo sklenený tanierik
Hrniec
Sporák
Špajdľa
Trik spočíva v tom, že v ohrievacích vankúšikoch nie je voda, ale octan sodný, ktorý tuhne, čiže mení skupenstvo z kvapalného na tuhé pri oveľa vyššej teplote ako voda. Bod topenia alebo tuhnutia má približne v 58°C. Keďže v určitom momente roztok kryštalizuje a stačí mu na to aj malá špinka, kus štartovacieho kryštálu, otras alebo len drsný povrch, s ktorým sa stretne, je veľmi dôležité, aby nádoby, ktoré používame, boli všetky suché a čisté.
Postup:
Ohrievacie vankúšiky aktivujeme a necháme vychladnúť. Rozstrihneme ich nožnicami a obsah vankúšikov presypeme do hrnca. Na malý tanierik niekam vedľa si dáme kúsoček kryštálu z aktivovaného vrecúška. Zbytok v hrnci postavíme na sporák a pri slabom ohni miešame, kým sa všetky kryštáliky úplne nerozpustia. Pozor, aby sa roztok nezačal variť.
Je hneď niekoľko vecí, ktoré si vieme s roztokom vyskúšať. My sme roztok prelievali do Petriho misky, ale môžete to vyskúšať aj na plastovom, farebnom alebo sklenenom tanieriku. Najkrajšie je to vidno v priehľadej nádobe a s tmavým podkladom. My sme pod misku dali čierny papier.
Najjednoduchší je „ľadový dych“. Stačí keď po rozpustení roztoku nalejeme trošku z hrnca na studený tanier, necháte chvíľku odstáť a potom do neho začnete fúkať. Pri dosiahnutí teploty okolo 58°C začne roztok kryštalizovať.
Ako ďalší si môžete vyskúšať „rýchly kryštál“. Trochu roztoku po rozpustení nalejete na tanier, roztok necháte minútku odstáť. Vezmeme špajdľu, tú si otrieme o kryštál, ktorý sme si na začiatku nechali bokom. Špajdľou s kryštálom sa dotknete hladiny roztoku. Ta-dá! Kryštál je na svete 😊
A teraz výzva aj pre skúsených chemikov!
Keď už máme tekutý roztok, prelejeme ho do nádoby, do pohárika, skúmavky alebo 0,5 dcl pohára podľa toho, čo máme doma k dispozícii. Hlavne, aby sa to odtiaľ ľahko prelievalo.
Aby nám premena dobre fungovala, môžeme skúsiť viaceré postupy – meniť nádoby, skúsiť to rozliať do viacerých nádob, či dlhšie roztok nechať v chladničke, keďže tento pokus je veľmi náročný a nemusí vyjsť na prvý krát. Dôležité sú podmienky.
Začneme tým, že veľmi veľmi opatrne a pomaly prelejeme z hrnca horúcu tekutinu do úplne čistej suchej nádoby a dáme do chladničky. 1 dcl horúcej tekutiny by nemalo vašej chladničke ublížiť. Ak by ste sa však báli, môžete ho skúsiť nechať aj vonku za oknom, ale riskujete, že sa do roztoku dostane nečistota a začne vám samovoľne kryštalizovať. Roztok do chladničky nemusíte ukladať v najhorúcejšom momente, môžete po rozpustení chvíľu počkať. Pamätajte ale, že ak sa ochladí na približne 58°C, môže začať kryštalizovať sám od seba.
Rýchle schladenie je pre nás dôležité. Našim cieľom je totiž vytvorenie podchladenej kvapaliny. To je jav, ktorý nastáva pri pomalom ochladzovaní čistej kvapaliny zbavenej nečistôt a pohltených plynov. Pri tomto procese možno kvapalinu ochladiť hlboko pod teplotu tuhnutia, bez toho aby zmenila skupenstvo. Tento stav kvapaliny je nestabilný. Vhodením zrnka ľadu alebo otrasom kvapalina naraz stuhne.
V chladničke sa s našim roztokom chceme dostať pod teplotu 58°C a preto ho tam treba nechať aspoň 30 minút. Neskúšajte jeho teplotu merať teplomerom, rozrušením tekutiny môžete aktivovať kryštalizáciu. Preto aj tento pokus považujeme za ťažší, vyžaduje more trpezlivosti, skúšania a dodržanie presných podmienok.
Po 30 minútach roztok veľmi pomaly a opatrne vyberieme z chladničky a presunieme sa k nášmu tanieriku so štartovacím kryštálom. Roztok začneme veľmi veľmi pomaly liať na malý kúsok kryštálu na tanieriku a mal by sa nám vytvárať kvapeľ.
V našej relácii sme skutočne zopakovali pokus osem krát, kým nám kvapeľ vyšiel. Takže dôležité je hlavne sa nevzdávať a skúšať. 😊
Pikošky:
Pri zmene skupenstva z kvapalného na tuhé sa uvoľňuje teplo. Síce látka, s ktorou pracujeme vyzerá ako ľad, ale nie je, iba sa na ňu podobá a preto ho voláme „horúci ľad“.
Látka octan sodný, s ktorým pracujeme, sa používa v potravinárstve ako dochucovadlo.
Na jar keď sú prízemné mrazy a na stromoch sú nahodené puky (napr. na marhuliach, ktoré kvitnú ako prvé), ovocinári môžu prísť o celú úrodu. Preto zvyknú stromy rosiť takzvanou protimrazovou závlahou. Dôvod je jednoduchý – pri mrznutí vody sa uvoľňuje teplo (rovnako ako pri octane sodnom v pokuse) a toto teplo chráni púčiky pred mrazom.