Jak zrobić lody w torbie
Pyszny eksperyment z depresją punktu zamarzania
BRETT STEVENS/Getty Images
Możesz zrobić lody w plastikowej torbie jako zabawny projekt naukowy. Najlepsze jest to, że nie potrzebujesz maszyny do lodów ani nawet zamrażarki. To zabawny i smaczny projekt nauki o żywności, który bada obniżenie temperatury zamarzania .
Materiały
- 1/4 szklanki cukru
- 1/2 szklanki mleka
- 1/2 szklanki śmietany kremówki (gęstej śmietany)
- 1/4 łyżeczki aromatu waniliowego lub waniliowego (waniliowego)
- 1 (kwarta) torebka z zamkiem błyskawicznym
- 1 (galon) torebka z zamkiem błyskawicznym
- 2 szklanki lodu
- Termometr
- 1/2 do 3/4 szklanki chlorku sodu (NaCl) w postaci soli kuchennej lub soli kamiennej
- Miarki i łyżki
- Kubki i łyżki do jedzenia smakołyku
Procedura
- Dodaj 1/4 szklanki cukru, 1/2 szklanki mleka, 1/2 szklanki śmietanki do ubijania i 1/4 łyżeczki wanilii do ćwiartki zamykanej na suwak. Szczelnie zamknij worek.
- Włóż 2 szklanki lodu do plastikowej torby o pojemności galonów.
- Użyj termometru, aby zmierzyć i zarejestrować temperaturę lodu w worku galonowym.
- Dodaj 1/2 do 3/4 szklanki soli (chlorku sodu) do torebki z lodem.
- Umieść zapieczętowaną kwartę w woreczku galonowym z lodem i solą. Szczelnie zamknij worek galonowy.
- Delikatnie kołysz worek galonowy z boku na bok. Najlepiej trzymać go za górną uszczelkę lub włożyć rękawiczki lub szmatkę między torebkę a ręce, ponieważ torebka będzie wystarczająco zimna, aby uszkodzić skórę.
- Kontynuuj kołysanie torebką przez 10-15 minut lub do momentu, gdy zawartość torebki ćwiartkowej skrzepnie w lody.
- Otwórz worek galonowy i użyj termometru do zmierzenia i zapisania temperatury mieszaniny lodu z solą.
- Wyjmij ćwiartkę, otwórz ją, podawaj zawartość do kubków z łyżkami.
Jak to działa
Lód musi wchłonąć energię, aby się stopić, zmiana fazy wody z ciała stałego do cieczy. Kiedy używasz lodu do schładzania składników do lodów, energia jest pochłaniana ze składników i ze środowiska zewnętrznego (np. Twoje dłonie, jeśli trzymasz torebkę z lodem).
Po dodaniu soli obniża się punkt zamarzania lodu, więc jeszcze więcej energii musi zostać pochłonięte z otoczenia, aby lód się stopił. To sprawia, że lód jest zimniejszy niż wcześniej, w ten sposób zamarzają lody.
Najlepiej byłoby, gdyby do produkcji lodów używano „soli do lodów”, która jest po prostu solą sprzedawaną w postaci dużych kryształów zamiast małych kryształków w soli kuchennej. Większe kryształy potrzebują więcej czasu, aby rozpuścić się w wodzie wokół lodu, co pozwala na bardziej równomierne schłodzenie lodów.
Inne rodzaje soli
Możesz użyć innych rodzajów soli zamiast chlorku sodu, ale nie możesz zastąpić soli cukru, ponieważ (a) cukier nie rozpuszcza się dobrze w zimnej wodzie i (b) cukier nie rozpuszcza się na wiele cząstek, jak materiał jonowy takich jak sól.
Związki, które rozpadają się na dwie części po rozpuszczeniu, takie jak NaCl rozpada się na Na+i Cl-, są lepsze w obniżaniu temperatury zamarzania niż substancje, które nie rozdzielają się na cząstki, ponieważ dodane cząstki zakłócają zdolność wody do tworzenia krystalicznego lodu.
Im więcej cząstek, tym większe rozerwanie i większy wpływ na właściwości zależne od cząstek ( właściwości koligatywne ) jak obniżenie temperatury zamarzania, podwyższenie temperatury wrzenia i ciśnienie osmotyczne.
Sól powoduje, że lód pochłania więcej energii z otoczenia (staje się zimniejszy), więc chociaż obniża punkt, w którym woda ponownie zamarza w lód, nie możesz dodać soli do bardzo zimnego lodu i oczekiwać, że zamarznie on twój lód krem lub odmrozić zaśnieżony chodnik. (Woda musi być obecna.) Dlatego NaCl nie jest używany do odladzania chodników w miejscach, które są bardzo zimne.