Получение "горячего льда"

  Получение "горячего льда"

Возможно, в аптеках вам встречались солевые грелки - многоразовые химические грелки, выглядящие как прозрачные пластиковые пакетики  с жидкостью внутри. Стоит нажать на катализатор - диск или палочку внутри пакета, как за несколько секунд жидкость кристаллизуется  и пакетик нагревается до температуры 54 градуса Цельсия. Грелка остается горячей около часа и может быть вновь "заряжена", если  прокипятить её в течение нескольких минут. Похожую грелку мы сделаем самостоятельно из обычного столового уксуса и пищевой соды. 

Что вам понадобится: 

* Столовый уксус (один литр для реакции и ещё стакан про запас) 

* Пищевая сода (около 100г, точное количество мы рассчитаем ниже) 

* Кастрюля вместительностью 2-3 литра (идеально чистая, лучше стальная) 

* Небольшая стеклянная баночка с завинчивающейся крышкой (идеально чистая, объемом примерно 200мл) 

* Граммовые весы (но можно обойтись и без них) 

* Блюдечко

Внутри солевых грелок находится перенасыщенный раствор ацетата натрия - соли уксусной кислоты. Такой раствор нам и предстоит приготовить. 

Первым делом, нужно рассчитать необходимое количество соды. Вес соды в граммах можно вычислить, умножив процентную концентрацию уксуса на число 14.  Например, если у вас 9% столовый уксус, то на литр уксуса понадобится 9*14= 126 грамм соды, а если концентрация уксуса 5%, то  нужно брать 5*14 = 70 грамм пищевой соды. Если граммовых весов у вас нет, то отмеряйте необходимое количество соды ложками -  всреднего размера столовой ложке (с маленькой горкой) помещается примерно 15 грамм соды, а в чайной ложке - около 5 грамм. 

Порядок проведения эксперимента: 

- Отмерьте необходимое количество соды 

- Вылейте три четверти уксуса (0.75 л) в кастрюлю и слегка подогрейте на плите 

- Понемногу, тщательно размешивая, растворите соду в кастрюле. Уксус при этом "вскипает", так что добавляйте соду небольшими порциями. Каждую порцию  размешивайте пока не прекратится выделение пузырьков. 

- Теперь понемногу доливайте оставшийся уксус (0.25 л), опять же тщательно помешивая. Под конец пузырьков должно выделяться всё меньше и меньше, пока их не станет совсем.  Если вы полностью использовали первоначальный литр уксуса, а пузырьки ещё активно идут, по чуть-чуть добавляйте уксус из "резервного" стакана пока не перестанут идти пузырьки.  Если вы всё сделали правильно, готовый раствор будет идеально прозрачен, с совсем лёгким запахом уксуса. 

- Доведите раствор до слабого кипения и выпаривайте. Когда большая часть жидкости выпарится (примерно через полчаса) и останется около стакана  бесцветного или желтоватого раствора, начинайте внимательно следить - кастрюлю нужно снять с плиты как только на поверхности раствора появится тонкая пленочка. 

- Подготовьте немного горячей воды 

- Как только вы сняли кастрюлю с плиты, сразу же перелейте раствор в банку 

  - Если на поверхности жидкости в банке при этом образовалась пленка, по каплям добавляйте горячую воду, пока пленка не исчезнет (около 2 чайных ложек). 

- Отлейте примерно столовую ложку раствора в блюдечко - он там быстро застынет, превратившись в белую "блямбу" с заметными кристаллическими линиями на поверхности 

- Оставшийся в банке раствор охладите до комнатной температуры. Для быстроты можно поставить баночку в кастрюлю с теплой водой (от холодной банка может лопнуть),  а затем в холодильник 

- Когда раствор охладился, отломите с блюдечка кусочек застывшего белого вещества и приготовьтесь увидеть чудо. Бросьте кусочек в банку с охлажденным раствором.  На ваших глазах за считанные секунды он превратится в "горячий лёд" - затвердеет и станет горячим. 

- Чтобы "зарядить" баночку для следующего раза, поставьте её в слабо кипящую воду на несколько минут. Ацетат натрия растворится и его вновь можно охладить до  комнатной температуры 

- Хранить раствор можно неограниченно долго. Зимой - скажем, когда вы выгуливаете собаку в холодную погоду, можно взять баночку и кристаллик ацетата с собой.  Когда руки замерзли, бросьте кристаллик в баночку и наслаждайтесь теплом в течение часа.

Пищевая сода: гидрокарбонат натрия NaHCO3

Уксусная кислота: CH3COOH

Химическое уравнение CH3COOH + NaHCO = CH3COONa + H2O + CO2

В реакции образуется ацетат натрия, углекислый газ и вода. СаСО3+2НСl=CaCl2+CO2+H2O.

Танец «бабочек»

Для опыта заранее делают «бабочки». Крылья вырезают из разноцветной папиросной бумаги и приклеивают к тельцу (обломки спички) для большей устойчивости в полете. Приготавливают широкогорлую банку, герметически закрытую пробкой, в которую вставлена воронка. Диаметр воронки вверху должен быть не больше 10 см. В банку наливают уксусной кислоты CH3COOH столько, чтобы нижний конец воронки не доставал до поверхности кислоты примерно на 1 см. Затем через воронку в банку с кислотой бросают несколько таблеток гидрокарбоната натрия NaHCO3, а «бабочек» помещают в воронку. Они начинают «танцевать» в воздухе. «Бабочек» удерживает в воздухе струя углекислого газа, образующегося в результате реакции между гидрокарбонатом натрия и уксусной кислотой: NaHCO3+CH3COOH=CH3COONa+CO2+H2O.