zkumavka, lžička, vodní lázeň (velká kádinka, trojnožka, azbestová síťka, kahan), sirky, Petriho miska

pevný CH₃COONa∙3H₂O, voda

Postup pro tento pokus je dostupný jen pro registrované učitele.

Trihydrát octanu sodného (přesněji jeho krystaly) tají při 57 °C. Pokud zahřejeme CH₃COONa∙3H₂O nad tuto teplotu, krystaly tají a dochází k uvolňování molekul vody, které byly přítomné v krystalové struktuře. Voda následně octan sodný rozpustí a vznikne přesycený vodný roztok octanu sodného. Pokud zchladíme přesycený roztok octanu sodného na teplotu (cca 15 °C), kdy by měl přejít do pevného (krystalického) stavu, zůstává ovšem stále kapalinou – stává se tzv. podchlazenou kapalinou. Ochlazení na 15 °C lze provést v ledničce.
Pokud následně nalijeme tento přesycený podchlazený roztok na krystalek CH₃COONa∙3H₂O, dochází ihned ke krystalizaci. Krystalek trihydrátu octanu sodného působí jako krystalizační centrum, a tím dochází ke krystalizaci ve všech směrech – k růstu ,,krápníku“.
Na stejném principu funguje i dotknutí se mechanickým předmětem hladiny přesyceného podchlazeného roztoku – bod, v němž jsme se dotkli hladiny roztoku, působí jako krystalizační centrum, na které se nabalují další molekuly octanu sodného, krystalizace tedy prochází celou strukturou.
Při krystalizaci se uvolňuje velké množství tepla – označuje se jako skupenské teplo tání L_t, resp. tuhnutí L_t – (změnu teploty lze změřit teploměrem, teplota stoupá až k 56 °C – viz. první video, odtud plyne také název ,,horký led“), proto se jedná o exotermický proces, čehož se využívá v zahřívacím polštářcích. V hřejících polštářcích je krystalizace spuštěna prolomením plíšku obsaženém v polštářku.

karboxylové kyseliny (kyselina octová – sůl: CH₃COONa∙3H₂O)

demonstrační (přesycený podchlazený roztok CH₃COONa∙3H₂O je dobré si připravit předem), (laboratorní)

Varování! 

Všechny znázorněné pokusy smí provádět pouze osoby s odborným vzděláním chemického zaměření a to pouze při dodržení všech bezpečnostních pravidel a postupů a v prostorách k tomu určených. Předem je vždy nutné se důkladně seznámit s vlastnostmi jednotlivých chemických látek prostřednictvím příslušných bezpečnostních listů, s jejich nebezpečnými vlastnostmi a pokyny pro bezpečné zacházení, skladování i likvidaci. Videa mají sloužit především jako ilustrace vlastností látek, nikoliv jako návod k provedení pokusu. Jakékoliv napodobování činností na videu je pouze na vlastní nebezpečí. Poskytoval této webové stránky ani její distributoři nenesou žádnou odpovědnost za případnou újmu na zdraví či majetku, zejména pak za újmu vzniklou napodobováním v aplikaci znázorněných pokusů.

Uživatel webové stránky www.studiumchemie.cz stvrzuje, že si varování řádně přečetl a jeho obsahu porozuměl.

 

nesahat na rozehřátou baňku či zkumavku, CH₃COONa∙3H₂O – zapáchá po kyselině octové

příprava – 10 minut (příprava přesyceného podchlazeného roztoku CH₃COONa∙3H₂O – 40 minut), vlastní provedení – 40 minut (při využití přesyceného podchlazeného roztoku CH₃COONa∙3H₂O – 5 minut)

– pokus velmi hezký, ovšem velmi často nevychází – potřeba trpělivost a zkoušet a zkoušet, z 10 pokusů vyjde jeden, výhodnější využít video-pokusů, po případě ukázat pokus s hřejivými polštářky běžně dostupnými v obchodech
– existuje více návodu, výse uvedený funguje nejlépe – další varianty:
1) zahřívat nasycený roztok trihydrátu octanu sodného (rozpustnost CH₃COONa∙3H₂O: 85 g ve 100 g vody při teplotě 0 °C) a nechat jej ochladit
2) do Erlenmayerovy baňky (nebo zkumavky) dát 10 lžiček trihydrátu octanu sodného, a poté zahřívat nad kahanem, dokud nedojde k úplnému roztavení, následně roztok nechat vychladnout na pokojovou teplotu
3) rozpustit 50 g trihydrátu octanu sodného v 1 ml destilované vody na vodní lázni, roztok nechat vychladnout na pokojovou teplotu
– pro pokus je nutné mít čistou zkumavku, baňku či kádinku – výhodné je také ji předehřát
– následně je dobré přikrýt kádinku či baňku hodinovým sklem, aby se vytvořily páry, které by ohřívaly kádinku či baňku při tavení pevného CH₃COONa∙3H₂O
– zchladnutí trvá cca půl hodiny – dobré je roztok postavit do ledničky po mírném ochlazení
– roztok CH₃COONa∙3H₂O je dobré si připravit předem, nechat vychladit a na vyučovací hodině předvést už pouze krystalizaci
– v provedení s tvorbou krápníku velmi efektní
– lze ovšem i do roztaveného trihydrátu octanu so

http://www.chem-toddler.com/solutions-and-solubility/chemical-stalagmite.html (Chemical Stalagmite, video s hudebním doprovodem, cca do 1:30, poté měření zvýšení teploty během krystalizace, od 2:25 praktické využití – zahřívací polštářky)
http://www.ceskatelevize.cz/program/port/250-horky-led/video/ (Horký led, video z pořadu PORT (Česká televize) – Michaelovy experimenty, popularizovaný výklad částečně v češtině i angličtině s titulky – postup i vysvětlení, zdlouhavé, možno pustit od 2:35, opět s přesahem na zahřívací polštářky)
http://www.youtube.com/watch?v=mxO9rtVjoR4 (Hot Ice (HD) Crystals (Sodium Acetate), video s hudebním doprovodem, připravené podchlazené roztoky – vznik ,,krápníku“, vlastní krystalizace)
http://www.youtube.com/watch?v=i-xw2zlp_lw (Scientific Tuesdays – Instant Ice Sculptures (hot ice), využitelné do 2:40, s anglickým komentářem, vznik ,,krápníků“ – použit octan sodný z polštářků)