Cách làm đá nóng là một thí nghiệm khoa học thú vị chắc chắn hình thành một tháp tinh thể. Vì quá trình kết tinh tỏa nhiệt nên “băng” tạo thành sẽ nóng khi chạm vào. Khoa học thật tuyệt! Nhưng các bạn có biết đá nóng là gì không? Chúng chế tạo từ chất gì hay không? Cách làm đá nóng tại nhà dễ dàng bạn có biết. Mời các bạn cùng tìm hiểu bài viết bên dưới nhé!
 |
| Đá nóng - Hot ice |
1. Đá nóng là gì?
- Đá nóng (Hot Ice) là tên được đặt cho một dung dịch siêu bão hòa của natri axetat và nước. Về cơ bản, siêu bão hòa có nghĩa là có nhiều phân tử được đóng gói giữa các phân tử nước hơn so với bình thường ở nhiệt độ phòng.
- Natri axetat hoặc đá nóng là một hóa chất có thể được làm siêu lạnh, có nghĩa là nó có thể vẫn là chất lỏng dưới điểm đóng băng bình thường. Phần tuyệt vời của phản ứng này là bắt đầu kết tinh.
- Đổ natri axetat siêu lạnh lên một bề mặt và nó sẽ đông đặc lại khi bạn quan sát, tạo thành tháp và các hình dạng thú vị khác.
- Hóa chất này còn được gọi là "băng nóng" vì quá trình kết tinh xảy ra ở nhiệt độ phòng, tạo ra các tinh thể giống như khối nước đá.
- Quá trình kết tinh là một quá trình tỏa nhiệt, vì vậy đá tạo thành sẽ nóng. Quá trình đông đặc diễn ra nhanh chóng, bạn có thể tạo thành các tác phẩm điêu khắc khi đổ đá nóng vào.
- Trong phản ứng của axit axetic và natri bicacbonat, natri axetat tạo thành. Nó có một đặc tính rất thú vị - nó hòa tan trong nước kết tinh của chính nó khi đun nóng. Dung dịch bão hòa tạo thành, khi nguội đi sẽ rất không ổn định và kết tinh do bất kỳ tác động nào, ví dụ như chạm vào ngón tay.
- Tuy nhiên, thí nghiệm đã làm khô natri axetat hoàn toàn, vì vậy việc tính lượng nước cần thiết sẽ dễ dàng hơn. Đây là dạng tinh thể hyđrat - một muối rắn với các phân tử nước trong mạng tinh thể. Đối với mỗi 100 g natri axetat, cần khoảng 66 g nước. Các phản ứng hóa học xảy ra khi điều chế đá nóng.
NaHCO₃ + CH₃COOH = CH₃COONa + CO₂ + H₂O
CH₃COONa.H₂O (rắn) = CH₃COONa (dung dịch)
2. Cách làm đá nóng
2.1. Chuẩn bị hóa chất
 |
| Hóa chất để làm đá nóng |
- Giấm trắng (axit axetic)
- Muối nở (natri bicacbonat)-baking soda
- Natri axetat (hoặc natri axetat khan) và natri axetat trihydrat.
- Các dụng cụ chứa như cốc thủy tinh, đĩa, thìa, nồi,...
2. Nguyên tắc làm đá nóng
Trong thiết bị phản ứng, thêm muối nở (Baking soda) vào giấm, mỗi lần một ít và khuấy đều giữa các lần thêm. Baking soda và giấm phản ứng tạo thành natri axetat và khí carbon dioxide. Nếu bạn không thêm baking soda từ từ, về cơ bản, bạn sẽ nhận được một núi lửa baking soda và giấm, sẽ làm tràn hộp đựng của bạn.
Bạn đã tạo ra natri axetat, nhưng nó quá loãng nên rất hữu ích, vì vậy bạn cần loại bỏ hầu hết nước. Đây là phản ứng giữa muối nở và giấm để tạo ra natri axetat:
Na + [HCO3]- + CH3–COOH → CH3–COO–Na+ + H2O + CO2
Đun sôi dung dịch để cô đặc natri axetat. Bạn chỉ có thể lấy dung dịch ra khỏi nhiệt khi còn lại 100-150 ml dung dịch, nhưng cách đơn giản nhất để đạt được kết quả tốt là chỉ cần đun sôi dung dịch cho đến khi bắt đầu hình thành màng hoặc màng tinh thể trên bề mặt. Quá trình này sẽ mất khoảng một giờ trên bếp ở lửa vừa. Nếu bạn sử dụng nhiệt thấp hơn, bạn ít có khả năng bị ra chất lỏng màu vàng hoặc nâu, nhưng sẽ lâu hơn. Một số đổi màu là bình thường.
 |
| Đá nóng - Hot ice |
Sau khi bạn lấy dung dịch natri axetat ra khỏi nhiệt, ngay lập tức đậy nắp để ngăn không cho bay hơi thêm. Đổ dung dịch vào một hộp riêng và đậy bằng màng bọc thực phẩm. Bạn không nên có bất kỳ tinh thể nào trong dung dịch của mình. Nếu bạn có tinh thể, hãy khuấy một lượng rất nhỏ nước hoặc giấm vào dung dịch, vừa đủ để hòa tan các tinh thể.
Đặt hộp chứa dung dịch natri axetat đã được đậy nắp vào tủ lạnh để làm lạnh và chờ đợi kết quả tuyệt vời!
2.1. Cách làm đá nóng tại nhà
- Chuẩn bị nồi
- Đong ba muỗng canh (45 mL) muối nở vào nồi.
- Đổ giấm trắng vào.
+ Định lượng khoảng một lít (lít) giấm trắng, sau đó đổ từng chút một vào thùng chứa. Nó sẽ bốc khói ngay lập tức, vì vậy đừng đổ quá nhanh nếu không nó có thể bị tràn.
+ Phép đo này giả định rằng bạn đang sử dụng axit axetic 5%, đây là nồng độ phổ biến cho giấm thương mại.
- Giấm (axit axetic) và muối nở (natri bicacbonat) đang phản ứng để tạo ra natri axetat, cùng với khí cacbonic gây ra hiện tượng bốc hơi. Khuấy đều chất lỏng khi nó sôi để đảm bảo rằng tất cả muối nở đã được trộn vào, sau đó đợi phản ứng kết thúc khi chất lỏng ngừng chảy.
- Đun sôi dung dịch để cô đặc natri axetat để loại bỏ nước.
 |
| Đun hỗn hợp để cô đặc natri axetat |
- Chuyển dung dịch sau đun cho vào nồi đậy kín.
- Làm lạnh hỗn hợp. Mục đích là làm "siêu lạnh" natri axetat trihydrat. Điều này có nghĩa là nó sẽ giảm xuống dưới nhiệt độ đóng băng, nhưng vẫn ở trạng thái lỏng.
 |
| Làm lạnh hỗn hợp dưới nhiệt độ đóng băng |
Natri axetat rắn cung cấp tinh thể hạt để tất cả axetat siêu nguội phát triển từ đó. Vì natri axetat đã được làm lạnh siêu tốc và sẵn sàng đông cứng, điều này sẽ tạo ra một phản ứng dây chuyền nhanh chóng, làm đóng băng toàn bộ dung dịch. Điều này giải phóng nhiệt mà bạn có thể dễ dàng cảm nhận được nếu đặt tay gần hộp đựng.
2.2. Cách làm đá nóng từ natri axetat mua tại cửa hàng
- Tìm mua natri axetat trihydrat. Natri axetat cũng được bán dưới dạng "natri axetat khan" và một số nhà cung cấp không chỉ rõ chúng có nghĩa là dạng nào. Các hướng dẫn dưới đây bao gồm cả hai hình thức.
- Đặt trong nồi cách thủy sôi. Cho natri axetat vào một nồi, sau đó đặt thùng đó vào một nồi nước sôi. Nó sẽ tan chảy thành natri axetat trihydrat tinh khiết, hay còn gọi là "đá nóng".
- Làm lạnh ngay lập tức. Chuyển vào hộp sạch, đậy nắp và cho vào chậu nước đá hoặc tủ lạnh cho đến khi đạt đến nhiệt độ phòng hoặc thấp hơn. [7] Đảm bảo không để natri axetat rắn trong hộp đựng này, nếu không hộp sẽ đông quá sớm.
- Chạm vào dung dịch nguội bằng natri axetat đặc.Tinh thể rắn là một điểm tạo mầm, có nghĩa là nó cho phép các phân tử natri axetat khác bám xung quanh nó và mở rộng thành dạng tinh thể. Chẳng bao lâu nữa, toàn bộ thùng chứa sẽ trông giống như một khối băng - ngoại trừ việc nó tỏa nhiệt!
0 Nhận xét