Superchlazení vody je snadné a zábavné. V podstatě zchladíte vodu pod bod mrazu a na povel vykrystalizuje v led. Zde je návod krok za krokem na superchlazení vody pomocí dvou různých metod.
Metoda č. 1: Superchlazení balené vody
Superchlazení balené vody v domácím mrazáku je nejjednodušší. Jediný „trik“ spočívá v tom, že balená voda musí být přiměřeně čistá. Jednou z nejspolehlivějších značek je voda Fiji, ale dobře funguje jakákoli voda čištěná reverzní osmózou nebo destilací. Důvod, proč balená voda funguje lépe než voda z kohoutku, je ten, že voda z kohoutku obsahuje drobné částice, rozpuštěné minerály a rozpuštěné plyny, které poskytují zárodky pro tvorbu ledu. Vodu z kohoutku můžete přesto přechladit, ale nejprve ji nechte několik hodin odstát, aby mohly uniknout případné bublinky.
- Vložte neotevřenou láhev s vodou do mrazáku. Stejně velkou láhev naplňte vodou z vodovodu.
- Lahve nechte nerušeně chladit asi 2-1/2 hodiny. Přesná doba potřebná k přechlazení vody závisí na teplotě mrazničky a velikosti láhve s vodou. Žádnou z lahví nenarušujte, ale podívejte se, zda voda z kohoutku nezmrzla. Když voda z kohoutku zmrzne, znamená to, že přečištěná voda v láhvi je přechlazená. (Pokud je voda v obou lahvích zmrzlá, musíte led rozpustit a začít znovu, ale po kratší době lahve zkontrolujte. Pokud obě láhve opět zamrznou, buď jste opět čekali příliš dlouho, nebo balená voda nebyla dostatečně čistá)
- Opatrně vyjměte láhev s přechlazenou vodou z mrazničky.
- Krystalizaci na led zahájíte protřepáním láhve nebo jejím otevřením a nalitím tekutiny na kus ledu nebo kousek zmrzlého nanuku.
Metoda č. 2: Superchlazení sklenice vody
K superchlazení vody nepotřebujete mrazák. Stačí led a trochu soli. Když posypete led solí, malé množství rozpuštěného ledu (kapalné vody) rozpustí sůl a dojde ke snížení bodu tuhnutí. Tím se teplota ledu sníží pod 0 °C nebo 32 °F. Je to šikovný způsob zmrazování domácí zmrzliny, který funguje i při přechlazování vody.
- Naplňte velkou mísu ledem. Posypte led několika lžícemi soli.
- Buď do osoleného ledu zchlaďte láhev s vodou (pro srovnání s lahví vody z vodovodu), nebo do mísy postavte sklenici s přečištěnou vodou (s teploměrem, abyste věděli, kdy je přechlazená). Ujistěte se, že hladina ledu je nad hladinou kapaliny v nádobě.
- Při sklenici obsahující jen několik lžic vody trvá přechlazení kapaliny jen asi 15 minut. U balené vody to trvá déle a možná budete muset led v nádobě doplnit, pokud se ho rozpustí příliš mnoho.
- Přechlazenou vodu zmrazíte na led tak, že ji rozrušíte nebo do ní vhodíte malý kousek ledu.
Jak funguje přechlazování vody
Voda běžně mrzne na led při teplotě 0 °C nebo 32 °F, ale při běžném tlaku ji lze přechladit až na teplotu -48,3 °C nebo -55 °F, pokud nejsou k dispozici žádná zárodečná místa podporující růst ledových krystalů. Na spodní hranici teplotního rozsahu je přechlazená voda sklovitá. Jinými slovy, je to amorfní pevná látka, ale ne krystalický led. Těsně pod bodem mrazu je to však stále kapalina.
Při poklesu teploty pod bod mrazu přechlazená voda nekrystalizuje kvůli způsobu uspořádání molekul vody při ochlazování. Normální led je šestiboký (jako šestiboké krystaly sněhu), ale vodíková vazba dává vodě jiné možnosti. Superchlazená voda má tetraedrické molekuly vody a pentamerické shluky vody. Takže i když je hexagonální led stabilnější než kapalná voda, nevytvoří svou preferovanou krystalovou strukturu, pokud není narušena, protože tetraedrická a pentamerická voda „překáží“.“
Superchlazení vs. deprese bodu mrznutí
Někteří lidé si pletou superchlazení s depresí bodu mrznutí. Oba procesy sice způsobují zamrznutí kapaliny při teplotě nižší, než je normální bod tuhnutí, ale superchlazení se týká čisté látky. K depresi bodu tuhnutí dochází, když rozpuštěné částice přeruší uspořádání molekul z kapalné do pevné fáze.
Příklady přechlazení vody v přírodě
Přechlazení vody je přírodní jev. Vyskytuje se v kumulových a stratových mracích. Letadla používají odmrazovací systémy, protože jinak přechlazená voda při narušení křídly krystalizuje na led.
Mrazivý déšť je dalším příkladem přechlazené vody. Když déšť narazí na povrch, vykrystalizuje v led.
Pokud se vám tento projekt líbil, dalším zábavným příkladem přechlazování je horký led!