XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Исследовательская работа "Горячий лёд"
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
1. Актуальность исследовательской работы
Мне на Новый год подарили игру - опыт «Горячий лед». Я заинтересовался ею и подумал: «Ведь лёд холодный, как он может быть горячим». По телевизору мы смотрели передачу «Ледниковый период» с фигуристами. Так там судьи называли лед горячим, я думаю, что в переносном значении из-за накала соревнований. Мы привыкли думать, что лед – это обязательно холод. А в голове не укладывается, как лед может получиться при комнатной температуре, а уж тем более, как он может быть теплым.
Я решил провести опыт и убедиться, что лёд бывает горячим.
Поэтому объектом моего исследования является горячий лёд
Предмет исследования — свойства горячего льда ;
Гипотеза
Хочу доказать, что горячий лёд существует, и его можно сделать в домашних условиях. А ещё, из горячего льда возможно вырастить кристалл.
Основная часть
1. Цель исследовательской работы
Целью моей исследовательской работы - сделать горячий лёд в домашних условиях.
Задачи исследования:
Для реализации цели поставлю перед собой следующие задачи:
1) Изучить информации по данному вопросу;
2) Провести опыт получения «горячего льда» в домашних условиях;
3)Вырастить кристалл;
4) Обобщить полученные результаты;
Методы исследовательской работы:
1) Обзор литературных источников;
2) Наблюдение;
3) Лабораторный опыт;
4) Изучение и обобщение.
Теоретическая значимость работы
Теоретическая значимость моей исследовательской работы заключается в том, что результаты исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира.
Я решил разобраться, что же это за вещество, как горячий лед.
Все прекрасно знают, что лед — это вода, находящаяся в твердом состоянии, в которое она переходит уже при 0 °C.
Любопытный факт: как бы ни было странно – но обычная вода может превратиться в горячий лед!
Один английский физик Перси Уильямс Бриджмен доказал, что при огромном давлении вода сможет перейти в кристаллическое соединение, при чем температура будет намного выше привычного для нас льда (0◦С). Если бы мы могли взять в руки этот лед, то получили бы ожоги.
Провести в домашних условиях эксперимент "Горячий лед", чтобы проверить теорию Бриджмена, естественно, не получится. Из книги И.Геккер «Научные эксперименты дома» я узнал, что химия, как наука предлагает нам другой опыт, не менее эффективный. Он так и называется - "Горячий лед". Нам понадобится ацетат натрия и уксусная кислота. Я выяснил, что в химии ацетатом натрия называют обыкновенную соду, которую используют для различной выпечки кондитерских изделий.
Формула и уравнение реакции Ацетат натрия (еще ее называют натриевой солью уксусной кислоты) представляет собой белые кристаллы со слегка солоноватым вкусом и запахом, который напоминает уксусный.
Практическая часть.
Правила техники безопасности
Чтобы проводить опыты с химическими веществами, нужно соблюдать правила техники безопасности:
При выполнении опыта нужно соблюдать аккуратность;
Нельзя вещество брать голыми руками, а использовать одноразовые перчатки;
Нельзя вещество пробовать на вкус;
Проведение опыта № 1
Для подтверждения своей гипотезы я провёл 2 опыта. Сначала сделал первый опыт из готового исходного материала, предложенного в игре- опыте.
Мне понадобились: бутылочка, пипетка, миска, тарелка.
Ход опыта:
1.Я взял пакет с ацетатом натрия содержимое высыпал в бутылочку.
2. Добавил 4 мл. воды из пипетки.
3. На огонь поставил миску с водой. В неё поместил бутылку с веществом ацетата натрия.
4. Довёл воду в миске до закипания, чтобы вещество в бутылке растворилось.
5. Снял с плиты миску, вынес в прохладное место, чтобы бутылка остыла до комнатной температуры.
6. Раствор получился желеобразный и бесцветный, аккуратно взболтал его в бутылке.
7. Медленно вылил желеобразный ацетат натрия в специальную тарелку для опыта.
8. По мере выливания желеобразной жидкости , стал расти кристалл.
В интернете я узнал, что у меня получился сталагмит.
Справка: сталагмит-это известковый нарост на полу пещеры, образованный просачивающимися каплями воды с известью.
9. Я произвёл замер температуры полученного нароста. Оказалось,что она составляет 30 градусов С.
Вывод: в ходе опыта мне удалось из горячего льда получить сталагмит. И измерить температуру полученного вещества.
Проведение опыта № 2
Итак, я решил провести 2 –й опыт и доказать, что горячий лёд можно сделать в домашних условиях, из книги книги И.Геккер «Научные эксперименты дома» я узнал, как провести опыт по получению горячего льда в домашних условиях .
Для этого мне понадобились: уксус и сода.
Я взял 200граммов 9% уксуса и 30 граммов соды.
Ход опыта:
1. В небольшой эмалированной кастрюльке смешал уксус и соду.
2. Поставил на плиту кастрюлю, на маленький огонь и немного подогрел полученное вещество. Обязательно проверьте, готов ли ваш раствор, капнув капелькой уксуса.
3. Только когда пена перестала подниматься, кастрюльку с веществом можно ставить на огонь, чтобы убрать из нее лишнюю воду. Как только на поверхности начала образовываться корочка, похожая на лед, сразу снимаем тару с огня и на 5 минут оставляем в покое.
4. Пока все остывает, в чайнике ставим кипятиться воду. Затем медленно, буквально по каплям, начинаем лить кипяток в уже остывшую смесь, чередуя добавление с помешиванием. Делаем процедуру до полного растворения корочки и всех видимых кусочков. Раствор должен быть абсолютно прозрачным, но при этом слегка вязким.
5.Я взял абсолютно чистую емкость и налил в нее небольшое количество вещества из кастрюльки. Ставим в холодильник и охлаждаем до комнатной температуры. Нужно понимать, что у нас получился перенасыщенный раствор, так что теперь температура процесса кристаллизации ниже, чем обычно.
6. Нужно прикоснуться к охлажденному веществу зубочисткой, опущенной острием в поваренную соль. Раствор начнет затвердевать, образуя рисунок из кристаллов, похожих на льдинки, каждый раз новый и неповторимый. При этом полученый лёд, закристаллизовавшись, образует сталагмит. Лёд осталсяся тёплым. Примерно 30 град . .
Мне стало интересно, за какое время горячий лед растает и остынет.
Результаты опыта:
Я заметил, что свойствами горячего льда являются: во- первых, тепло, которое излучает данный продукт; во – вторых, время его остывания. Я выяснил, горячий лед тает примерно за 30 минут.
Результатом моего опыта стал закристаллизовавшийся сталагмит.
Благодаря этому опыту можно сделать тёплую химическую грелку, которая не может обжечь.
6.Заключение
Подводя итоги проделанной мной работы, можно сказать, что гипотеза подтвердилась, я смог доказать, что горячий лёд существует, и его можно сделать в домашних условиях.
Поставленная мною цель работы и задачи выполнены.
Я пришел к следующим выводам:
- горячий лед можно сделать в домашних условиях;
- горячий лед выделяет теплую энергию;
- горячий лед тает примерно за 30 минут;
- из горячего льда можно вырастить кристалл- сталагмит.
Практическая значимость работы
Практическая значимость моего исследования состоит в том, что реакция ацитата натрия с уксусной кислотой в быту применяется в химических грелках и обогревателях , где используется именно перенасыщенный раствор, который даже при комнатной температуре, не переходит в твердое состояние. А грелки могут использовать люди, работающие в зимнее время на открытом воздухе, например: дворники, строители, рыбаки.
Список использованной литературы:
1) И.Геккер «Научные эксперименты дома». Изд- во «Эксмо» 2011 г.
2) интернет -ресурсы
3)Я.И.Перельман «Занимательная физика». Книга 1. Изд-во Либрусск. 1992г.
4) Я.И.Перельман «Занимательные задачи и опыты». Изд-во Либрусск. 1992г.