Более того, Бриджмен выяснил, что может существовать не один сорт льда, а несколько. Так, например, тот лед, который он назвал льдом № 5, получается под чудовищным давлением в 20 600 атмосфер и остается твердым при температуре плюс 76 °C. Так что он действительно горячий. Кроме того, он плотнее обыкновенного, плотнее даже воды: его удельный вес 1,05. А значит, он должен был бы тонуть в воде, между тем как обыкновенный лед в ней плавает.
Получал свои разновидности горячего льда Бриджмен следующим образом. Он брал прочный металлический цилиндр, наливал в него воду и при помощи пресса сдавливал жидкость. Хотя вода вроде бы считается несжимаемой, но при больших давлениях она все-таки поддается. А при понижении окружающей температуры превращается в лед с довольно интересными свойствами.
Так, например, если поднять давление до 3 000 атмосфер и охладить цилиндр до минус 80 °C, то образуется лед № 2, который плотнее обыкновенного льда на 22 %. Если высыпать этот лед из цилиндра на лабораторный стол, то наблюдается интересное явление: лед № 2, увеличиваясь в объеме, станет вспучиваться и рассыпаться в порошок обыкновенного льда.
При давлениях немногим выше 20 000 атмосфер вода превращается в лед № 4, который на 9,5 % плотнее воды. Чтобы расплавить такой лед, надо нагреть его до плюс 80 °C. Это уже, так сказать, самый настоящий горячий лед.
Однако в нашем распоряжении нет пресса, способного создавать сумасшедшие давления. А вот горячий лед, точнее нечто на него похожее, мы с вами получить все-таки можем. Причем даже двумя способами.
Способ первый заключается в следующем. Для опыта вам понадобится немного тригидрата ацетата натрия. Его иногда можно купить в хозяйственных магазинах или магазинах химпринадлежностей. Еще один способ — попробуйте заказать его через Интернет.
Далее действуем так. Возьмите стакан ацетата натрия и высыпьте его в кастрюлю с горячей, почти кипящей водой. Некоторое количество порошка оставьте про запас, чтобы после использовать его в качестве затравки при конденсации.
Воды в кастрюле должно быть немного, чтобы получить перенасыщенный раствор. Чем гуще он будет, тем быстрее кристаллизуется.
Кристаллы ацетата натрия, помешивая раствор стеклянной или иной палочкой, добавляют до тех пор, пока порошок перестанет растворяться и раствор станет насыщенным.
Аккуратно перелейте насыщенный раствор в другую посуду, стараясь, чтобы туда не попал осадок от нерастворившегося порошка. Поместите посудину с раствором в морозилку на 30–60 минут. Вынув из морозилки охладившийся раствор, прикоснитесь к нему зубочисткой или палочкой с небольшим количеством ацетата натрия на ней. Он затвердеет и начнет испускать тепло. Это происходит потому, что при образовании кристаллов идет экзотермическая реакция. Именно поэтому ацетат натрия используется в химических грелках.
Если вам не удалось найти готовый ацетат натрия, то можно приготовить его в домашних условиях. Для этого насыпьте в кастрюлю 6 столовых ложек пищевой соды (только не используйте порошок для выпечки).
Затем добавьте 2 л столового уксуса, пока смесь не перестанет шипеть. Делайте это постепенно, аккуратно, помешивая раствор. Когда смесь перестает шипеть, это значит, что реакция завершилась и у вас образовался разбавленный раствор ацетата натрия. Он должен быть прозрачным.
Далее надо кипятить раствор до тех пор, пока не испарится примерно 90 % воды. У вас останется концентрированный раствор ацетата и атрия. Он может быть немного желтоватого или коричневатого цвета.
После того как раствор остынет, на внутренних стенках кастрюли образуются кристаллы ацетата натрия.
Не смешивайте их с раствором, они вам пригодятся чуть позже. Возьмите ложку и соберите их.
Не дайте на вашем растворе затвердеть пленке. Для этого вылейте готовый раствор в небольшую посудину, желательно стеклянную, и добавьте в него еще 1–2 столовые ложки уксуса.
Благодаря уксусу ваш раствор останется в жидком состоянии.
Посудину с раствором поместите опять в морозилку.
Когда примерно через час раствор остынет, он станет переохлажденным. Теперь вы готовы к приготовлению горячего льда.
Добавьте в раствор немного кристаллизованного ацетата натрия. Для этого воспользуйтесь кристаллами, которые вы соскребли с внутренних стенок кастрюли после кипячения раствора. Добавьте щепотку-другую. Если ничего не произошло, добавьте больше ацетата натрия, пока не пойдет реакция кристаллизации и не образуется твердое вещество.
Читать дальше
