Non crederai quanto sia facile improvvisare questo esperimento di scienza del ghiaccio caldo! Proprio come tutti i nostri progetti scientifici preferiti per i bambini, hai solo bisogno di alcune semplici forniture dalla tua dispensa: aceto, bicarbonato di sodio e acqua.
La preparazione è semplice e veloce, ma i risultati sono pura magia! I tuoi figli vorranno ripetere questo esperimento scientifico più e più volte.
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Pronto
Per preparare l’esperimento di scienza, ho raccolto un paio di comuni materiali di consumo:
- 4 tazze di aceto bianco (acido acetico)
- 4 cucchiai di bicarbonato di sodio (bicarbonato di sodio)
- Una pentola
- Una tazza di misurazione di vetro o vaso di mason (assicurarsi che il calore sicuro di vetro)
- Un piatto
- Un cucchiaio
la preparazione di Ghiaccio
Dopo che ho raccolto i materiali di consumo, i miei figli misurato 4 tazze di aceto e lo versò in una di medie dimensioni piatto.,
Poi si sono alternati aggiungendo 4 cucchiai di bicarbonato di sodio (un cucchiaio alla volta) alla pentola.
Il bicarbonato di sodio (bicarbonato di sodio) e acido acetico (aceto) fizzed come pazzo formando acetato di sodio.
NOTA: La chiave è aggiungere lentamente il bicarbonato di sodio in modo che non scoppi sui bordi del piatto.
Successivamente, abbiamo mescolato la miscela fino a quando tutto il bicarbonato di sodio si è sciolto e ha smesso di bruciare.
Quindi abbiamo lentamente bollito la soluzione a fuoco medio-basso per poco più di un’ora per rimuovere l’acqua extra.,
La soluzione si è ridotta di circa il 75%, quindi sono rimasti solo 3/4 di tazza. Ho potuto vedere cristalli polverosi bianchi che si formano sui lati del vaso vicino alla parte superiore della soluzione quando la soluzione.
NOTA: Se fai bollire la soluzione a una temperatura più elevata potrebbe diventare giallo-brunastro ma non preoccuparti, l’esperimento funzionerà ancora!
Successivamente, ho versato l’acetato di sodio concentrato in un misurino di vetro pyrex e l’ho messo in frigo per raffreddare e raschiato un po ‘ di polvere di acetato di sodio essiccato dall’interno della pentola per usarlo in seguito.,
Dopo circa 30-45 minuti, la soluzione era abbastanza fredda da trasformarsi in ghiaccio.
Ho afferrato il mio piatto di vetro e ho messo una piccola pila di polvere di acetato di sodio dalla pentola al centro. Questo agirebbe come un seme per i cristalli per iniziare a formarsi.
Ho preso molto attentamente la soluzione raffreddata dal frigorifero perché qualsiasi urto potrebbe avviare il processo di cristallizzazione.
Ho iniziato a versare la soluzione molto lentamente nella padella e i cristalli hanno iniziato a formarsi all’istante.
Abbiamo tutti sussultato, è stato come per magia!,
Non appena il liquido trasparente ha colpito la piastra, i cristalli bianchi si formerebbero come piccoli fuochi d’artificio. Ho continuato a versare e il liquido cristallizzato formando un solido non appena ha toccato il crescente “ghiaccio”.
I bambini volevano una torre di cristallo davvero alta, quindi ho versato il più lentamente possibile.
Ha continuato a crescere
e a crescere.
Alla fine era alto più di 6 pollici!
Ovviamente abbiamo dovuto toccarlo tutti. Era duro come il ghiaccio, ma era caldo!,
NOTA: Questa forma di acetato di sodio mentre non pericoloso può irritare la pelle e gli occhi proprio come l’aceto può. Quindi fai attenzione quando maneggi il cristallo. Entrambi i miei kiddos hanno finito per sbriciolare il cristallo e non hanno avuto alcuna reazione, ma immagino che non si sentirebbe troppo bene se il tuo bambino avesse un taglio sulle sue mani.
Una volta che hai finito di creare ed esplorare il sale cristallizzato puoi rifarlo per usarlo ancora e ancora.,
Abbiamo finito per ripetere l’esperimento un paio di volte e ogni volta che la soluzione raffreddata era pronta, i bambini correvano con entusiasmo!
Estensioni
- Dopo aver spiegato la nucleazione, chiedi ai tuoi studenti se possono pensare ad altri processi che iniziano con la nucleazione. (Suggerimento: caramelle di roccia, cristalli di borace, nuvole e bolle di anidride carbonica nella soda.)
- Chiedi agli studenti se possono pensare ad altre reazioni che rilasciano calore come scaldamani e candele accese.,
- Prova ad aggiungere una goccia di colorante alimentare per vedere se puoi creare cristalli colorati.
La scienza dietro il ghiaccio caldo
La soluzione di acetato di sodio nel frigorifero è quello che viene chiamato un liquido supercooled. Ciò significa che l’acetato di sodio è in forma liquida al di sotto del suo solito punto di fusione.
Una volta toccato, urtato o aggiunto un piccolo cristallo che non è liquido, inizierà la cristallizzazione e il liquido diventerà solido.,
Quando le molecole nel soluto (acetato di sodio) sono in una soluzione, normalmente sono circondate da un solvente (in questo caso molecole d’acqua).
Occasionalmente, alcune molecole di soluto si scontrano l’una con l’altra e si attaccano per un po’, ma alla fine si rompono.
Se un numero sufficiente di molecole di soluto si uniscono, possono superare le forze nel solvente che normalmente spezzerebbero le molecole di soluto.,
Quando ciò accade, il ciuffo di molecole di soluto funge da seme (o sito di nucleazione) per altre molecole di soluto a cui aggrapparsi in modo che il processo di cristallizzazione possa decollare di nuovo.
La polvere di acetato di sodio che abbiamo posizionato sulla piastra fungeva da sito di nucleazione per l’acetato di sodio disciolto nelle soluzioni.
L’acetato di sodio cristallizzante rilascia energia sotto forma di calore ed è un esempio di processo esotermico. L’acetato di sodio è spesso usato negli scaldamani in quanto rilascia calore durante la cristallizzazione!,
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