Możesz zrobić lody w plastikowej torbie jako zabawny projekt naukowy. Najlepsze jest to, że nie potrzebujesz lodów ani nawet zamrażarki. To zabawny i smaczny projekt nauki o żywności, który bada obniżenie punktu zamarzania.
Materiały
- 1/4 szklanki cukru
- 1/2 szklanki mleka
- 1/2 szklanki bitej śmietany (ciężka śmietana)
- 1/4 łyżeczki aromatu waniliowego lub waniliowego (wanilina)
- 1 (czwarta) torebka na zamek błyskawiczny
- 1 (galon) torebka na zamek błyskawiczny
- 2 szklanki lodu
- Termometr
- 1/2 do 3/4 szklanki chlorku sodu (NaCl) jako sól kuchenna lub sól kamienna
- Miarki i łyżki miarowe
- Filiżanki i łyżki do jedzenia smakołyków
Procedura
- Dodaj 1/4 szklanki cukru, 1/2 szklanki mleka, 1/2 szklanki bitej śmietany i 1/4 łyżeczki wanilii do torebki z suwakiem. Zamknij worek bezpiecznie.
- Włóż 2 szklanki lodu do plastikowej torby galona.
- Za pomocą termometru zmierzyć i zapisać temperaturę lodu w woreczku galonowym.
- Dodaj 1/2 do 3/4 szklanki soli (chlorek sodu) do worka z lodem.
- Umieść szczelnie zamkniętą torebkę z litrem w woreczku z lodem i solą. Zamknij bezpiecznie torebkę galonową.
- Delikatnie potrząśnij galonową torbą z boku na bok. Najlepiej trzymać go za górną pieczęć lub mieć rękawiczki lub szmatkę między torbą a dłońmi, ponieważ torba będzie wystarczająco zimna, aby uszkodzić skórę.
- Kontynuuj kołysanie workiem przez 10-15 minut lub do momentu, gdy zawartość worka na kwarty zestali się w lody.
- Otwórz torebkę galonową i użyj termometru, aby zmierzyć i zapisać temperaturę mieszaniny lodu / soli.
- Wyjmij worek kwarty, otwórz go, podaj zawartość do kubków z łyżeczkami.
Jak to działa
Lód musi pochłaniać energię, aby się stopić, zmiana fazy wody z ciała stałego na ciecz. Kiedy używasz lodu do chłodzenia składników lodów, energia jest absorbowana ze składników i ze środowiska zewnętrznego (jak twoje ręce, jeśli trzymasz torbę z lodem).
Po dodaniu soli obniża się punkt zamarzania lodu, więc jeszcze więcej energii musi zostać pochłonięte przez środowisko, aby lód się stopił. To sprawia, że lód jest zimniejszy niż przedtem, i tak lody zamarzają.
Idealnie byłoby zrobić swoje lody przy użyciu „soli lodowej”, która jest po prostu solą sprzedawaną jako duże kryształy zamiast małych kryształów w soli kuchennej. Większe kryształy potrzebują więcej czasu na rozpuszczenie 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 cukru solą ponieważ (a) cukier nie rozpuszcza się dobrze w zimnej wodzie i (b) cukier nie rozpuszcza się w wiele cząstek, jak materiał jonowy takie jak sól.
Związki, które rozpadają się na dwie części po rozpuszczeniu, podobnie jak NaCl rozpada się na Na+ i Cl-, są lepsze w obniżaniu temperatury krzepnięcia niż substancje, które nie dzielą się na cząstki, ponieważ dodane cząstki zakłócają zdolność wody do tworzenia krystalicznego lodu.
Im więcej cząstek, tym większe zakłócenia i większy wpływ na właściwości zależne od cząstek (właściwości koligatywne) jak obniżenie temperatury krzepnięcia, podniesienie punktu wrzeniai ciśnienie osmotyczne.
Sól powoduje, że lód absorbuje więcej energii z otoczenia (staje się zimniejszy), więc chociaż obniża punkt, w którym woda zamarznie ponownie w lód, nie można dodawać soli do bardzo zimnego lodu i można oczekiwać, że zamrozi wasze lody lub odladzi śnieg chodnik. (Woda musi być obecna.) Dlatego NaCl nie jest używany do odladzania chodników w obszarach, które są bardzo zimne.