اصنعها - الجليد الساخن

أنت هنا:إصنعها»الكيمياء الساحرة»الجليد الساخن

الجليد الساخن

كتبه مصعب الرحمون الكيمياء الساحرة 24262 كن أول من يعلق
آخر تعديل في الأربعاء, 25 تشرين2/نوفمبر 2020 22:57

قيم الموضوع

(8 أصوات)

قد يبدوا الأمر غريبا إذا تحدثنا عن ما يمكن تسميته ب. لكن للكيمياء سحر، ولنرى ما سر هذا وكيفية صناعته في هذا المقال.

تقديم

إن الكيمياء هي فن اللعب بالمواد والمحاليل، والجاهل بأسرارها تظهر له نتائجها كالسحر.

فلو قال قائل لك بأني أستطيع صناعة جليد ساخن وفعلها أمامك لوقعت في حيرة من أمرك ولظننت أنها ليست إلا شعودة أو سحرا. بيد أن الأمر ليس فيه لا شعوذة ولا سحر إلا المعرفة بأسرار الكيمياء، وصدق من قال:

" إذا ظهر السبب بطل العجب "

مقطع مصور

يمكنك مشاهدة المقطع المصور التالي لترى التجربة بأم عينيك. يمكنك اختيار العربية لتفهم عما يتحدث عنه المقطع المصور. أما هذا المقال فسيصف لك تفاصيل هذه المسألة.

من أجل أن ترى الفيديو بالعربية يجب أن تضغط على الزر cc ستظهر لك جملة Translate Captions، اضغط عليها واختر العربية.

الجليد

إذا سمعت كلمة جليد فأول ما يبادر إلى ذهنك الماء. وننسى أن الماء سائل مثله في ذلك مثل باقي السوائل.

حقيقة الأمر أن لكل سائل مميزاته الخاصة. فالماء يتجمد عند درجة حرارة 0 مئوية ويتبخر عند 100 مئوية. وما يقع على الماء يمكن أن يقع على سوائل أخرى　أيضا.

وبالتالي فيمكن الإستنتاج بأن كلمة الجليد قد تكون عامة على معظم السوائل إذ لم نقل كلها.

الجليد الساخن

الجليد الساخن ليس هو الجليد المتكون من الماء كما تعلمون ذلك. الجليد الساخن مجرد اسم متداول لمادة تسمى ثلاثي خلات الصوديوم. هذه المادة ذات لون أبيض متبلور صلب في درجة حرارة الغرفة ويذوب في 58 درجة مئوية ويتحول إلى سائل. لكن الرائي له سيظنه ماء وهو ليس بماء.

ملاحظة: إذ لم تفهم ما يلي فلا يهمك.

خلات الصوديوم أو أسيتات الصوديوم

هو مركب كيميائي له الصيغة المجملة:

C₂H₃NaO₂

ويكتب عادة بالصيغة:

CH₃COO ^- Na ⁺ .3H₂O

أو يمكن كتابتها بالشكل التالي:

Na(CH₃COO) · 3 H₂O

وثلاثي خلات الصوديوم هو مركب مشتق من خلات الصوديوم عبر تفاعل كيميائي.

الصورة 1: ثلاثي خلات الصوديوم

ما السبب وراء تشكل الجليد الساخن؟

نحن نعلم جميعا أن كل شيء تقريبا له نقطة تجمد، وعندما نقوم بتبريد شيء لدرجة منخفضة يتجمد عند درجة حرارة معينة وتكون هذه درجة حرارة تجمده، ونعلم ايضا ان التجمد هو عملية اعادة ترتيب الجزيئات المكونة للمادة التي تكون في الحالة السائلة المضطربة الى الحالة الصلبة المنتظمة او البلورية.

لكن من المثير انه احيانا نقوم بتبريد السائل الى اقل من نقطة تجمده وبالرغم من ذلك تبقى جزيئاته دون ترتيب وفي الحالة السائلة على الرغم من تجاوز نقطة التجمد الى ان نصل لدرجه حرارة معينة وتكون اخفض من درجة حرارة التجمد وهذه ما تدعى درجة حرارة التجمد العظمى او القصوى.

الجزء المدهش من الموضوع هو ان السائل حين يكون قرب درجة التجمد العظمى يتجمد بشكل اسرع اذا ما تعرض الى اهتزاز ما كلمسه بأصبع اليد او رمي قطعة صلبة في داخل السائل. بعض المياه النقية جدا والمشروبات لها درجة تجمد قصوى او عظمى ايضا. وإليك أمثلة مصورة لذلك:

تأثير درجة التجمد القصوى مع ثلاثي خلات الصوديوم هي من اسهل التجارب المنجزة، أضف الى ذلك ان مادة خلات الصوديوم غير سامة وآمنة ولهذا السبب تم اختيارها في صنع الجليد الساخن.

الجليد الساخن هو ببساطة ثلاثي خلات الصوديوم الذي تم تسخينه فوق نقطة انصهار 58 درجة مئوية حتى يصبح سائلا، ومن ثم يبرد بعناية وحذر الى أقل من نقطة التجمد وهي نقطة التجمد القصوى التي يبدا فيها بتجميد السائل بطريقة حركية عن طريق اللمس أو قطعة صلبة من مادة أخرى وبهذا يتم ترتيب الجزيئات بالشكل الملائم.

طريقة الصنع الأولى: طريقة محلية

المكونات

لتر واحد من الخل النقي	3 ملاعق من صودا الخبز

طريقة الصنع

جهز لتر واحدا من الخل النقي واضف إليه 3 ملاعق متوسطة من مادة صودا الخبز كما في الصورتين التاليتين:

ضعه على نار هادئة، ثم قم بغلي الخليط واستمر بالغليان حتى تشاهد تشكل قشرة بيضاء على سطح السائل وانتبه عندما تتشكل طبقة من القشرة على الجدران الجافة في الوعاء فيجب ان تحركها حتى تعود الى السائل.

الصورتين: توضحان المراحل الأولى من مراحل العمل في تحضير الجليد الساخن بطريقة محلية.
وفور مشاهدتك لتشكل القشرة على سطح السائل كما في الصورتين التالتين، قم بإيقاف التسخين.

الصورتين: توضحان مرحلة الغليان وتشكل طبقة من القشرة على جدران الوعاء وسطح السائل.
صب السائل في أوعية زجاجية نظيفة وحرك السائل المسكوب في الاوعية الزجاجية مع اضافة قليل من الماء لكي تذيب القشرة المتشكلة. واحذر من أنه يجب إذابة كامل القشرة المتكونة من خلات الصوديوم!!

حالما يتم اذابة كل القشرة المتشكلة، نقوم بتغطية السائل بغطاء مناسب ثم ندعه في الثلاجة كي يبرد. الآن يمكنك القيام بتجربة الجليد الساخن!

طريقة الصنع الثانية: طريقة الخليط الكيميائي

المكونات

المكونات	الكمية	الصورة
الماء	60 ميليلتر
هيدروكسيد الصوديوم (Na OH)	60 ميليلتر
حمض الخليك الصلب النقي (الجليدي Acetic acid) وصيغته CH₃COOH	40 غرام

طريقة الصنع

أمزج 60 ميليلترا من الماء مع 60 ميليلترا من حمض الخليك الصلب النقي (الجليدي). بعدها، قم بإضافة 40 غراما من هيدروكسيد الصوديوم الذي يزيد من حرارة الخليط ويسبب له الفوران كما يظهر في الصورة التالية.

بعد ذلك يتم استخدام اسلوب التسخين المشروح في الطريقة السابقة من حيث تشكل القشرة السطحية لتحديد النقطة بالضبط التي يكون فيها الجليد الساخن في افضل حالاته للعمل.

طريقة الصنع الثالثة: شراء الجليد الساخن

لننتقل بدلا من صناعة ثلاثي خلات الصوديوم الى القيام بشرائه حيث ان هذا أرخص ثمنا وأفضل جودة من ناحية نوعية الجليد الساخن الممكن إنجازه منه. تجد شكلين متوفرين بصورة دائمة في السوق ويمكن شراؤهما عبر الإنترنت أيضا وهما: خلات الصوديوم النقي وثلاثي خلات الصوديوم كما هما موضحين في الصورة التالية:

في بعض الأحيان سيكون لخلات الصوديوم النقي اسم خلات الصوديوم اللامائية. هذه هي نفسها خلات الصوديوم لكن دون كلمة "ثلاثي". لا يهم حقاً، ويمكنك شراء واحد فقط، وكلاهما يمكن استخدامهما لصناعة الجليد الساخن. انتبه: في بعض الأحيان يسمى ثلاثي خلات الصوديوم بخلات الصوديوم فقط. للتمييز بينهما في حال انك لم تعرف اي منهما قد اشتريت، يمكنك حينئذ تحديد ذلك بوضع البعض منه في وعاء وضعه في حمام مائي يغلي فإن: · ثلاثي خلات الصوديوم كما يتضح هنا سوف تذوب عند تسخينها في درجة غليان الماء. عند هذه النقطة يمكنك ببساطة إخراجها، · بينما خلات الصوديوم من ناحية أخرى لا تذوب عند تسخينها بهذه الطريقة.

الصورتين توضحان الفرق بين خلات الصوديوم (على اليسار) وثلاثي خلات الصوديوم (على اليمين).
ولكن يمكن تحويلها بسهولة إلى ثلاثي خلات الصوديوم بإضافة حوالي 2 ميليلتر من الماء المغلي لكل 3 غرامات من خلات الصوديوم.

ملاحظات

· اثناء الغليان في حال تحول لون السائل الى الاصفر او البني لا بأس ولكن عليك ألا تقوم بغليه كثيرا بعد ذلك حتى لا تحترق.

· عند إضافة مادة صودا الخبز عليك ان تحرك المزيج ببطء وإلا فإنه سوف يشكل حالة من الفوضى والاضطراب داخل السائل.

· انت بحاجة للغليان لأن الخل يحتوي على الكثير من المياه الضرورية لخلات الصوديوم للعمل كالجليد الساخن.

· لا يمكنك استخدام الأواني النحاسية مع الخل. لماذا؟ لأن النحاس سوف يبدأ بالتحلل اثناء الغليان ويلوث المنتج الخاص بك وتتلف الوعاء.

إذابة الجليد الساخن

عندما تريد إذابة "الجليد الساخن"، قمبتدفئته على النار او في ماء ساخن حتى يذوب تماما. ويمكنك استخدامالمسخن الحراري (Microwave) لنفس العمل أيضا.

اذا كنت لا تريد تذويبه كليا، فقمبإضافة القليل من الماء وحاول تدفئته مرة اخرى ثم دعه يبرد. إذا كنت تجد انه يتجمد بالتبريد ثم تحتاج إلى التأكد من انه لن يذوب معك اي جزء من خلات الصوديوم يمكنك حينئذ استخدام المجفف ليسرع عملية التجمد، لأن التجفيف يؤدي إلى تجميد اسرع لكي تمكن استخدامه.

الأسئلة المتداولة

س: هل الجليد الساخن بارد؟ وهل يمكننا استخدامه بالمشروبات؟

هناك مفهوم خاطئ لدى بعض الناس أن خلات الصوديوم عند حدوث عملية التجميد تكون باردة ولكن في الواقع يحدث العكس، أي أنه عندما تتجمد مادة ما تصدر دفئا وهذا هو أحد الأسباب لتسمية "الجليد الساخن". عندما تكون متجمدة بشكل كامل تتوقف عن اصدار الحرارة وتبرد لتصبح بدرجة حرارة الغرفة.

كما شرحنا تماما كل مادة تتحول من الحالة السائلة الى المجمدة تصدر حرارة، لكن لا يشعر بها الانسان بواسطة يده، وهي بحاجة الى اجهزة دقيقة كما هو موضح في الصورالتالية لكي يتم قياسها حتى في حالة الثلج العادي بينما في حالة الجليد الساخن فانك تشعر بها بشكل واضح بواسطة يديك.

توضح صور ارتفاع درجة حرارة الجليد الساخن اثناء تحوله من الحالة السائلة إلى الحالة المتجمدة.

س: هل يمكن ان نعيد صهر الجليد الساخن في اي وقت ؟

ثلاثي خلات الصوديوم في حالته الطبيعية صلب في درجة حرارة الغرفة، حيث أنها سوف تبقى صلبة إلى الأبد. والسبب في انها سائلة اثناء العمل بها هو تاثير ظاهرة نقطة التجمد القصوى.

س: هل يمكن ان ناكل الجليد الساخن؟

الجليد الساخن ليس صالحا للأكل كما أنه ليس بسام. كماأنها ذات مذاق سيء. لذلك فهو غير صالح للأكل.

س: لماذا لا يمكنني مجرد لمس الجليد الساخن؟

لسوء الحظ يمكن ان يؤدي الى تاثير فيروسي، لذلك فهي ليست موثوقة. وأحيانا لمسه سيكون له مرارا ولكن فقط قطعة صلبة من خلات الصوديوم موثوق بها تماما.

س: الجليد الساخن لا يتجمد، كيف يمكنني تثبيته؟

واحدة من أكبر المشاكل مع الجليد الساخن أنه لا يتجمد لكن الآن لتثبيته، كما يظهر في شريط الفيديو، نضف القليل من الخل ونقوم بالتسخين مرة اخرى ونعيد الكرة حتى نحصل على قدرة التجمد والتثبيت.

س: هل الجليد الساخن كسائل يكون طري عندما يكون حارا وكذلك عندما يبرد يبقى طريا ؟

اذا كان السائل ساخنا فكما في الطريقة السابقة اذب الخل وقم بالتسخين قليلا حتى يثبت. وهي الطريقة المثلى لتقسيته اذا كان طريا و/او غير متجمد.

س : الجليد الساخن احيانا يتجمد قبل ان استخدمه عندما يتم تبريده هل يمكنني ان اوقف تجمده؟

هناك مشكلة كبيرة أخرى سابقة لأوانها هي التجمد المبكر. يحدث هذا بسبب جزء ذائب من خلات الصوديوم. تحتاج لحل هذه المشكلة ان تعيد رفع درجة الحرارة وتسخن من جديد لإذابة كل شيء ويجب ان تغطي الوعاء لكي لا تذهب الرطوبة والتي يؤدي فقدانها الى حدوث بلورة في الطبقة السطحية التي تبدا بالتجمد. السبب الثاني هو عدم وجود كمية كافية من المياه لذلك اضف كمية زائدة من الماء اذا لاحظت استمرار التجمد رغم التغطية واعادة الذوبان.

تحذير: يجب تغطية السائل بعد غليه، وليس قبل ذلك، والا فيمكن لوعاءك ان ينفجر نتيجة الضغط وكذلك لا تستخدم اغطية هوائية ضيقة.

س: هل يمكن إعادة استخدام الجليد الساخن؟

يمكن إعادة استخدام الجليد الساخن جداً بسهولة بإعادة التسخين باستخدام موقد او مسخن كهربائي. تذكر انه في حال تجنب التلوث يمكن ان تعيد استخدام الجليد الساخن مئات المرات.

س: هل يمكنني أن استخدم مسحوق الخبز (baking powder) بدلا من صودا الخبز(baking soda)؟

كثير من الناس يتساءل عن هذا الأمر، ولكن لا يمكنك استخدام مسحوق الخبز، لأنه يحتوي على مكونات اخرى تتداخل بالتفاعل وتشكل شوائب لذلك يجب عليك استخدام صودا الخبز فقط.

س: لقد نسيت أن احتفظ بخلات الصوديوم الصلبة البدائية. ما يمكنني فعله؟

إذا كنت قد نسيت ان تحتفظ بالقليل من خلات الصوديوم لبدء عملية التجميد يمكنك استخدام القليل من صودا الخبز على الرغم من أنه أفضل طريقة للحصول على القليل من الجليد الساخن هو ترك السائل حتى ينتهي من التبخر وأرمي أي شيء في داخله ليبدأ التجمد ثم خذ قطعة من الجليد المتشكل لكي تستخدمها في صناعة الجليد الساخن الخاص بك.

س: هل الجليد الساخن صلب مثل المثلجاتالحقيقية؟

الجليد الساخن ليس قاسيا، ولكنه لين جداً، وليونته قريبة من ليونة المثلجات.

س: هل يمكنني استخدام الخل البني؟

لا يمكن استخدام الخل البنى، أو أي خل خلاف الخل النقي من الشوائب لأنه من الممكن ان تدخل في المكونات وتتفاعل معها.

س: هل لدينا حاويات آمنات لرمي الأوعية التي تم استخدامها في صناعة الجليد الساخن؟

الجليد الساخن غير سام والحاويات الموجودة في اي مكان مناسبة. قم بغسلها جيدا قبل استعمالها فقط.

تأليف

تحرير: مصعب أحمد الرحمون (سوريا)

البريد إليكتروني: عنوان البريد الإلكتروني هذا محمي من روبوتات السبام. يجب عليك تفعيل الجافاسكربت لرؤيته.

{jumi [*3]}

شكر

نتقدم بالشكر الخاص لأخينا محمد صلاح عثمان من مصر على اقتراحه لهذه المادة.