Băng nóng và trò ảo thuật nước hóa băng trong nháy mắt

Tóm tắt bài viết:

- Băng nóng là dung dịch natri axetat bão hòa được làm lạnh dưới mức nhiệt độ đóng băng, nhưng vẫn ở dạng dung dịch siêu lạnh.

- Khi có một tác nhân kích thích bên trong, dung dịch này có thể đóng băng trong nháy mắt.

- Băng nóng hoàn toàn không độc hại và có thể dễ dàng điều chế tại nhà theo các hướng dẫn trong bài viết.

Có thể các bạn đã biết đến đá khô, nó là một dạng rắn của carbon dioxide (CO2), có khả năng làm lạnh tốt nhưng cũng rất nguy hiểm nếu không sử dụng cẩn thận. Tuy nhiên "băng nóng" lại là một khái niệm mà không nhiều người biết đến, nó là một dạng dung dịch bão hòa của muối Natri axetat (CH3COONa – muối natri của axit axetic), được làm lạnh dưới mức nhiệt độ đóng băng, nhưng vẫn ở dạng dung dịch siêu lạnh.. Nó có thể ở dạng rắn ở nhiệt độ phòng và tan chảy thành chất lỏng ở 58 độ C.

Tuy nhiên điểm đặc biệt của nó là có thể được nấu chảy thành một chất lỏng siêu lạnh, với nhiệt độ dưới điểm đóng băng mà không xảy ra hiện tượng kết tinh. Sau đó, khi một số điểm bên trong bị xáo trộn, hoặc một tinh thể được hình thành ở bên trong chất lỏng có thể khiến toàn bộ dung dịch bị kết tinh một cách nhanh chóng, giống như việc bị đóng băng. Quá trình đóng băng này tỏa ra nhiệt lượng lớn và chính vì thế mà nó được gọi là băng nóng.

Với dung dịch băng nóng natri axetat bạn có thể thực hiện màn ảo thuật nước hóa băng trong nháy mắt như video dưới đây.

Bạn đang thắc mắc điều gì đã xảy ra trong đoạn video trên? Vâng, đó chính là quá trình kết tinh của dung dịch natri axetat bão hòa đang ở dạng chất lỏng siêu lạnh. Với một chút xáo trộn bên trong chất lỏng bằng bàn tay của bạn, bạn có thể khiến nó đóng băng một cách nhanh chóng, và tạo thành băng nóng. Để tạo ra dung dịch như trong đoạn video trên khá đơn giản và bạn có thể thử làm tại nhà.

Các bạn có thể mua muối natri axetat tại các cửa hàng hóa chất. Sau khi đã có natri axetat, chúng ta có thể tiến hành việc điều chế dung dịch siêu lạnh để làm trò ảo thuật nước hóa băng trong nháy mắt.

Hòa tan muối natri axetat vào nước với một lượng lớn đến bão hòa, hãy để lại một ít vì bạn cần nó như nhân tố kích thích quá trình tạo thành băng. Sau đó cho dung dịch vào nồi và đun sôi, tiếp tục khuấy đều cho đến khi muối natri axetat tan hết. Lưu ý không nên dùng quá nhiều nước, vì bạn cần một dung dịch muối natri axetat bão hòa.

Bạn cũng không cần phải đun đến khi nước sôi, mà chỉ cần đủ để lượng muối tan hết vào dung dịch. Lưu ý bạn cần chắc chắn rằng các tinh thế natri axetat đã được hòa tan hết, nếu không màn ảo thuật sẽ không thể thành công. Sau đó đổ dung dịch ra một cốc thủy tinh và cho vào ngăn đá tủ lạnh trong khoảng 30 phút.

Mục đích của việc này là để hạ thấp nhiệt độ của dung dịch natri axetat xuống dưới mức đóng băng. Thông thường nước sẽ đóng băng ở nhiệt độ này, tuy nhiên dung dịch bạn cho vào tủ lạnh là natri axetat bão hòa. Nó là chất lỏng siêu lạnh, do đó mà nó không bị đóng băng ở dưới nhiệt độ này.

Sau khoảng 30 phút, bạn đã có dung dịch siêu lạnh, nhưng không đóng băng. Đổ nó ra một khay nước lớn hay một bình thủy tinh để chuẩn bị cho màn ảo thuật. Để dung dịch này có thể đóng băng trong nháy mắt, hay sử dụng một ít muối natri axetat mà bạn để dành ở trên như nhân tố kích thích. Bôi một ít vào ngón tay hoặc một chiếc đũa, sau đó cho vào dung dịch siêu lạnh và quan sát hiện tượng thú vị xảy ra.

Với việc các tinh thể bị xáo trộn bên trong, nó sẽ tạo ra quá trình đông đặc liên tiếp như trong video ở trên. Quá trình này có thể giải phóng năng lượng và tỏa nhiệt (khoảng 54 độ C). Chính vì thế mà dung dịch muối natri axetat là thành phần chủ yếu trong các loại gối, túi sưởimà các bạn hay sử dụng. Khác với những chất giữ nhiệt khác mà phụ thuộc vào những phản ứng một chiều, natri acetat dễ dàng nạp lại nhiệt bằng cách đun nóng chảy cho đến khi tất cả các tinh thể bị tan chảy. Vì thế, nó có thể tái chế không ngừng.

Một hiện tượng khá thú vị khác cũng dựa trên nguyên lý chất lỏng siêu lạnh và kết tinh như vậy, đó chính là khi nước coca-cola được giữ ở nhiệt độ dưới nhiệt độ đóng băng, nhưng nó vẫn ở dạng dung dịch. Bằng cách đơn giản là cho chai coca-cola vào ngăn đá trong khoảng 3 tiếng và sau đó lấy ra, bạn sẽ có một dung dịch đặc biệt mà khi rót ra đến đâu nó sẽ đông đặc lại đến đó, giống như một món kem vô cùng đặc biệt. Các bạn có thể xem hướng dẫn cách làm trong một bài viết trước đây của Genk " Cách chế tạo "món ăn" độc đáo từ nước Coca Cola ".

Lưu ý: Trong quá trình làm thí nghiệm có thể xảy ra những rủi ro với các chất hóa học, do đó các bạn nên chuẩn bị kỹ các kiến thức về hóa học, cũng như đảm bảo an toàn trước khi tiến hành làm thí nghiệm này.

Tham khảo: iflscience, wiki, wikihow

>>Những sự thật thú vị về băng đá