თავად, გამოთქმა "ცხელი ყინული" თითქმის არ ჯდება ჩვენს თავში. ბოლოს და ბოლოს, ჩვენ მიჩვეულები ვართ, რომ ყინული, არ აქვს მნიშვნელობა, პატარა კუბია ჭიქაში თუ უზარმაზარი აისბერგი ოკეანეში, ყინულოვანია. და რატომღაც ცხელა. გავარკვიოთ რა სახის ნივთიერებაა, როგორ გამოდის და ჩავატაროთ ექსპერიმენტი სახლში. ასე რომ - ცხელი ყინული.
ასეთი სახელით ნივთიერება
ყველამ მშვენივრად იცის, რომ ყინული არის წყალი აგრეგაციის მყარ მდგომარეობაში, რომელშიც ის უკვე გადის 0 °C ტემპერატურაზე. მაგრამ, წყალზე ექსპერიმენტების ჩატარებისას, ინგლისელმა ფიზიკოსმა ბრიჯმენმა აღმოაჩინა, რომ მაღალი წნევის ქვეშ, ბროლის გისოსი გადააწყდება, ის უფრო მკვრივი ხდება.
21000 ატმოსფეროზე ოდნავ ნაკლები წნევის ქვეშ წყალი ყინული ხდება უკვე +76 °C ტემპერატურაზე. და 30 ათასი ატმოსფეროზე - 180 ° C ტემპერატურაზე! ეს მართლაც ცხელი ყინულია. შეიძლება ბევრი დაწვა. მაგრამ მისი შეხება შეუძლებელია, რადგან არარეალურია, რომ ადამიანი გაუძლოს ასეთ ზეწოლას. ფიზიკოსები სწავლობენ ასეთი ყინულის თვისებებსმხოლოდ ირიბად.
ექსპერიმენტების წყალობით, ინგლისელმა დაადგინა, რომ არსებობს ყინულის რამდენიმე სახეობა, სადაც I კლასის ქვეშ არის ნაცნობი ყინული, რომელიც წარმოიქმნება ნულზე და შემდეგ, გაზრდილი წნევით, ის გადადის ერთი კლასიდან მეორეზე. 30 ათასი ატმოსფეროზე ხდება VII კლასი. მას შემდეგ, რაც ბროლის ბადე იცვლება, ცხელი ყინულის თვისებები განსხვავებულია. ის წყალზე მძიმეა და აქვს 1,05 გ/სმ სიმკვრივე3.
სხვა ნივთიერება იგივე სახელით
„ცხელი ყინულის“ექსპერიმენტის სახლში ჩატარება ბრიჯმენის თეორიის შესამოწმებლად, რა თქმა უნდა, არ გამოდგება. მაგრამ ქიმია, როგორც მეცნიერება, გთავაზობთ განსხვავებულ გამოცდილებას, არანაკლებ სანახაობრივი.
მას ჰქვია "ცხელი ყინული". ნატრიუმის აცეტატი არის ნივთიერება, რომელიც დაგჭირდებათ მის განსახორციელებლად. არ გამიგია? სამზარეულოში კი მას ხშირად ვიღებთ სხვადასხვა ნამცხვრების მომზადებისას, სოდასა და ძმრის შერევისას. რჩება მხოლოდ იმის გარკვევა, თუ როგორ უნდა გააკეთოთ ცხელი ყინული ამ ქაფისგან. მოდით გავარკვიოთ.
ფორმულა და რეაქციის განტოლება
ნატრიუმის აცეტატი (ასევე უწოდებენ ძმარმჟავას ნატრიუმის მარილს) არის თეთრი კრისტალები ოდნავ მარილიანი გემოთი და სუნით, რომელიც წააგავს ძმარს. მისი ფორმულა არის CH3COONa. ლაბორატორიაში მარილი მზადდება ძმარმჟავას და კარბონატების, ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ან ნატრიუმის ბიკარბონატისგან.
მათთვის, ვინც დაინტერესებულია, რეაქციის განტოლება ასეთია:
CH3COOH + NaHCO3 → CH3-COON a + H 2O + CO2
შეყვარებულებმა იციან რომ პროცენტიძმარმჟავა შეიძლება იყოს განსხვავებული. მაგრამ არავითარი განსხვავება არ არის, თუ რას იპოვით სამზარეულოში კაბინეტში, უბრალოდ გჭირდებათ სხვადასხვა რაოდენობის სოდა. პროპორციები ასეთია:
- 750 გრ ძმარი 8% და 84 გრამი სოდა;
- 86 გ ესენცია 70% და 84 გრამი სოდა;
- 200გრ ძმარი 30% და 87,4გრ სოდა.
რეაქციის შედეგად ვიღებთ ხსნარს, მაგრამ წყლის აორთქლებით ვიღებთ 82 გ ნატრიუმის აცეტატს კრისტალების სახით.
ქიმია არის მეცნიერება, რომელიც არ მოითმენს "თვალზე დაასხით" ვარიანტს. თუ გსურთ, რომ ქიმიური ექსპერიმენტი "ცხელი ყინული" წარმატებული იყოს, შეადგინეთ ნივთიერებების წილი წონის გამოყენებით. უფრო ზუსტია ელექტრონული.
გამოცდილება სახლში
ვინაიდან ექსპერიმენტის დროს გამოიყენება მჟავა და "ცხელი ყინულის" ექსპერიმენტი ასევე მოითხოვს მაღალ ტემპერატურაზე გათბობას, ზრდასრულთა ყოფნა სავალდებულოა. მაშ, გადავიდეთ ჯადოქრობაზე.
„ცხელი ყინულის“მომზადება სახლში.
- პატარა მინანქრის ქვაბში შეურიეთ ძმარი და სოდა ზემოთ მითითებული პროპორციებით, რაც დამოკიდებულია სამზარეულოში ნაპოვნი ძმრის პროცენტზე. დადგით ღუმელზე, პატარა ცეცხლზე და მიღებული ჯადოქრობის დუღილი ოდნავ გაათბეთ. მოემზადეთ, ბევრი ქაფი იქნება, მაგრამ როგორც კი რეაქცია გაივლის და ტაფაში წყალი და ნატრიუმის აცეტატი იქნება, ხსნარი სრულიად გამჭვირვალე გახდება.
- აუცილებლად შეამოწმეთ მზად არის თუ არა თქვენი ხსნარი ძმარის დაწვეთებით. ქაფი გაქვთ? ასე რომ, თავდაპირველად მიღებული იყო სოდა არასწორი წონა, ვაგრძელებთ ცოტასდაამატეთ ძმარი, სანამ ქაფი არ გამოჩნდება. ისე, თუ ძმრის სუნი ცხვირში ძლიერად ხვდება, ეს ნიშნავს, რომ თავიდან ბევრი ძმარმჟავა იქნა მიღებული. ხსნარს დაუმატეთ ცოტაოდენი სოდა, სანამ ქვაბში ქაფი არ წარმოიქმნება, თორემ ბინიდან ძმრის სურნელს დიდი დრო დასჭირდება.
- მხოლოდ მაშინ, როცა ქაფი შეწყვეტს ამოსვლას, ქვაბთან ერთად შეიძლება დადგით ცეცხლზე, რათა ზედმეტი წყალი ამოიღოთ. არ დაგავიწყდეთ თვალი ადევნოთ რა ხდება. როგორც კი ზედაპირზე ყინულის მსგავსი ქერქი წარმოიქმნება, დაუყოვნებლივ გადმოდგით კონტეინერი ცეცხლიდან და დატოვეთ 5 წუთის განმავლობაში.
- სანამ ჯადოსნური სასმელი გაცივდება, ჩაიდანში ჩაყარეთ წყალი მოსადუღებლად. შემდეგ ნელ-ნელა, ფაქტიურად წვეთ-წვეთად, ვიწყებთ მდუღარე წყლის ჩასხმას უკვე გაცივებულ ნარევში, მონაცვლეობით დამატება მორევით. პროცედურას ვაკეთებთ მანამ, სანამ ქერქი და ყველა ხილული ნაჭერი მთლიანად არ დაიშლება. ხსნარი უნდა იყოს სრულიად გამჭვირვალე, მაგრამ ოდნავ ბლანტი.
- ვიღებთ აბსოლუტურად სუფთა კონტეინერს და ვასხამთ მასში მცირე რაოდენობით ნივთიერებას ქვაბიდან. თუ ქილა ან ფინჯანი ჭუჭყიანი აღმოჩნდება, ხსნარი არ დაკრისტალდება, როცა გინდათ, მაგრამ ჯერ გაცივდება. შედგით მაცივარში და გააგრილეთ ოთახის ტემპერატურამდე. ჩვენ უნდა გვესმოდეს, რომ გვაქვს ზეგაჯერებული ხსნარი, ამიტომ ახლა კრისტალიზაციის პროცესის ტემპერატურა ჩვეულებრივზე დაბალია.
- გაცივდით? აი, ეს არის სიმართლის მომენტი. დროა დავიწყოთ ცხელი ყინულის წარმოქმნის საიდუმლო!
შეეხეთ გაცივებულ ნახარშს კბილის ჩხირითმიუთითეთ სუფრის მარილი. თუ ყველაფერი სწორად გაკეთდა, ხსნარი დაიწყებს გამკვრივებას, ჩამოყალიბდება ყინულის მსგავსი კრისტალების ნიმუში, ყოველ ჯერზე ახალი და უნიკალური. ეს გამოყოფს ენერგიის დიდ რაოდენობას, რომელსაც სითბოს ტალღად იგრძნობთ.
ცხელი ყინულის წარმოქმნის შემდეგ მისი გამოყენება შესაძლებელია ექსპერიმენტის გასამეორებლად. უბრალოდ ჩადეთ კონტეინერი წყლის აბაზანაში და დაიწყეთ კოვზით მორევა. ნახეთ, რომ ჩამოყალიბდა კრისტალების ქერქი? გაიმეორეთ ნაბიჯები 4-6 და ისიამოვნეთ შედეგით ისევ და ისევ.
რატომ ჩაიშალა ექსპერიმენტი? პრობლემების მოგვარება
არ არსებობს ამდენი ვარიანტი, თუ რატომ არ გამოვიდა გამოცდილება, მაგრამ ჩვენ განვიხილავთ მათ ყველა:
- როდესაც სოდა რეაგირებს ძმართან, ზოგიერთი რეაგენტი აღმოჩნდა ჭარბი და იმოქმედა ზეგაჯერებული ხსნარის შემდგომ მომზადებაზე. შემდეგ ჯერზე ყურადღებით დააკვირდით პრეპარატში შემავალი ნივთიერებების რაოდენობას, ან უბრალოდ იყიდეთ ძმარმჟავას ნატრიუმის მარილი მზა სახით.
- კონტეინერი, რომელშიც გაცივდა მომზადებული ხსნარი, აღმოჩნდა დაბინძურებული.
- ქვაბი გვიან გადმოიღეს ცეცხლიდან, ან მიღებული ქერქი ბოლომდე არ დაიშალა.
სად გამოიყენება ეს რეაქცია?
თავად "ცხელი ყინულის" გამოცდილებას ასევე აქვს პრაქტიკული გამოყენება, ეს არის ზეგაჯერებული ხსნარი, რომელიც გამოიყენება ქიმიურ გამათბობელ ბალიშებსა და გამათბობლებში, რომელიც, როგორც თავად ნახე, არ გადადის მყარ ფაზაში.
მხოლოდ გამათბობელ საფენებში მოქმედებთ ხსნარზე არა კბილის ჩხირით, არამედ სპეციალურიდისკი (ყველაზე ხშირად ლითონის). ზეგაჯერებული ხსნარის მყარ ფაზაში გადასვლისას გამოიყოფა 264-დან 289 კჯ/კგ-მდე. ასე რომ, თქვენ ჩამოაყალიბეთ "ცხელი" ყინული და გათბობის ბალიშები მოქმედებს სხეულზე წარმოქმნილი სითბოთი, ხოლო დამწვრობა გამორიცხულია, რადგან წარმოქმნილი ტემპერატურა არ არის საკმარისი.
სხვათა შორის, როგორც სითბოს წყარო, კოსმოსური კოსტუმების ზოგიერთ მოდელში ასევე გამოიყენება ნატრიუმის აცეტატის ზეგაჯერებული ხსნარი. "ცხელი ყინულის" წესები.
