با سرکه و جوش شیرین یخ داغ بسازید!

در این پست به یک آزمایش علمی سرگرم کننده و معروف پرداخته ایم که بچه ها را سرگرم می کند. ترکیب جوش شیرین و سرکه، استات سدیم یا یخ داغ تولید می کند. با ترکیب آنها فوراً کریستال ایجاد می شود و به شما اجازه می دهد که یک برج کریستال درست کنید. از آنجا فرآیند بلوری شدن گرمازاست، وقتی “یخ” شکل گرفته را لمس کنید، احساس گرما می کنید.

ساختن یخ داغ یک فرآیند ساده است و احتمالاً همه چیزهایی را که لازم دارید دور و بر خود دارید، هرچند که انجام کار چند ساعت طول می کشد.

مراحل ساخت یخ داغ

گام ۱

۴ فنجان سرکه (حدود ۱ لیتر) و ۴ قاشق غذاخوری جوش شیرین را در یک ظرف مخلوط کنید. البته جوش شیرین را باید آهسته اضافه کنید، زیرا واکنش آنی آن با سرکه باعث سر ریز شدن از ظرف می شود.

گام ۲

شما در حال حاضر استات سدیم لازم را ساخته اید! (و البته همچنین دی اکسید کربن که طی واکنش به وجود می آید). اما برای کاهش مقدار آب، باید محلول را بجوشانید تا به اندازه کافی برای تشکیل کریستال ها متمرکز و غلیظ شود.
محلول خود را حدود یک ساعت با حرارت کم تا متوسط حرارت دهید تا حجم آن را به ۱ فنجان یا کمتر کاهش یابد.

در حال حاضر نوبت تشکیل کریستال ها در اطراف لبه ظرف و برداشتن آنهاست. این فرآیند بسیار مهم است زیرا شما به چند دانه کریستال نیاز دارید تا فرایند بلوری شدن و ساختن یخ را آغاز کنید. البته محلول تا زمانی که بر روی شعله قرار دارد، بلوری شدن را آغاز نخواهد کرد. زمان دقیق حرارت دادن بستگی به نحوه حرارت شما دارد، ولی بهترین نشانه آن است که محلول را تا جایی که یک لایه بلوری نازک شروع به تشکیل شدن روی سطح می کند، بجوشانید.

اگر از گرمای ملایم تری استفاده کنید، مایع زرد رنگ یا قهوه ای رنگی به دست خواهید آورد که کمی زمان بیشتری طول خواهد کشید و بهترین حالت نیز بی رنگ شدن مایع است.
برای اجتناب از تبخیر محلول وقتی که محلول استات سدیم را از روی حرارت برداشتید، به سرعت روی آن را بپوشانید. همان طور که ذکر شد در این حالت نباید هیچ بلوری در محلول خود ببینید و اگر بلور مشاهده می کنید، کمی آب یا سرکه درون محلول بریزید و تکان دهید تا بلورها را حل کند.

گام ۳

استات سدیم خود را در یک ظرف شیشه ای بریزید و آن را به مدت ۳۰ تا ۴۵ دقیقه در یخچال قرار دهید.

شاید هنوز هیچ اتفاقی برای محلولتان نیفتاده باشد، اما این آزمایش بسیار خوش قلق است و شما می توانید مراحل را تکرار کنید تا نتیجه بگیرید. یعنی محلول را دوباره حرارت داده و سرد کنید.

گام ۴

محلول سرد شده را به آرامی بر روی چند کریستالی که برداشته اید بریزید. در عرض چند ثانیه، استات سدیم شروع به بلوری شدن و یخ زدن خواهد کرد. دانه بلور به عنوان هسته ای برای رشد سریع بلور عمل می کند و با وجود اینکه محلول تازه از محیط یخچال خارج شده، اما گرم است.

بهتر است محلول را در یک سینی مسطح بریزید و اگر یخ داغ خود به خود شروع به بلوری شدن نکند، می توانید بلور استات سدیم را به سطح آن بریزید.

عمل بلوری شدن از سینی به سمت بالا که شما محلول را می ریزید، پیش خواهد رفت.

اگر مایع بیش از حد سریع ریخته شود، کریستالها به صورت افقی گسترش می یابند.

بنابراین آرام عمل کنید. اینگونه می توانید برج های یخ داغ درست کنید. البته برج ها داغ هستند!

این چگونه کار می کند؟

محلول استات سدیم حاوی آب است و با اینکه ما با جوشاندن، مقدار آب موجود در محلول را کاهش دادیم، اما در آن هنوز آب وجود دارد. مولکول های آب استات سدیم را از تشکیل بلورها حفظ می کنند. کریستال ها ممکن است شروع به تشکیل شوند، اما به محض اینکه چند مولکول با هم متحد شوند، مولکول های آب آنها را دوباره جدا می کنند.

هنگامی که محلول را سرد کنیم، می توانیم استات سدیم را به دمای پایین تر از نقطه معمول انجمادش بیاوریم. کریستال موجود در سینی نقطه شروعی برای رشد کریستال های موجود در محلول است که این عمل همجوشی نامیده می شود. همجوشی فشار مورد نیاز برای کریستال شدن را به استات سدیم اعمال می کند.

فرآیند بلوری شدن گرمازاست و به همین دلیل یخ داغ، در لامسه احساس گرما می دهد! البته سوزاننده نیست و بچه ها می توانند آن را لمس کنند.

البته برج بسیار ناپایدار بوده و به سرعت فرو می ریزد، اما این یک آزمایش علمی جالب است. اگر می خواهید این روند را تکرار کنید، می توانید کریستال ها را دوباره ذوب کنید، خنک کنید و برج دیگری بسازید!