Pendidikan Sains Aplikatif, Matematika Menarik dan Karya Ilmiah

Percobaan Sains : Es Batu Instan

Dengan cepat kita mengetuk sebotol air super dingin ke atas meja dan langsung berubah menjadi es beku di depan mata kita
http://www.thoharianwarphd.com/2017/05/percobaan-sians-es-batu-instan.html

Kita memasukkan botol plastik soda atau air mineral ke dalam freezer selama beberapa menit agar es dingin. Es ini harus masih cair saat kita membawanya keluar dan yang kedua kita karus memutar tutupnya, maka cairan itu langsung berubah menjadi es batu! Prosesnya luar biasa untuk diperhatikan tapi sulit untuk diulang. Ini adalah ilustrasi bagus tentang bagaimana cairan super dingin membeku bahkan pada suhu di bawah titik beku mereka. Kita memerlukan beberapa es, garam, dan beberapa botol plastik murni yang belum dibuka untuk mencoba demo sains ini. 

Alat dan Bahan
Air mineral, atau aquadest (air suling)
Mangkuk besar atau wadah besar lainya
Es batu yang hancur
Garam kasar
Termometer

Langkah Kerja
1. Isi wadah besar dengan es batu yang telah di hancurkan menjadi bagian kecil-kecil

http://www.thoharianwarphd.com/2017/05/percobaan-sians-es-batu-instan.html

2. Masukan dua botol plastik plastik yang dingin jauh ke dalam es. Jaga agar tetap dekat dengan pusat mangkuk tapi tetap dikelilingi dan dikubur dalam es sebanyak mungkin.

http://www.thoharianwarphd.com/2017/05/percobaan-sians-es-batu-instan.html

3. Tambahkan beberapa gram garam kasar ke permukaan es batu

http://www.thoharianwarphd.com/2017/05/percobaan-sians-es-batu-instan.html

4. Masukkan termometer ke dalam es di antara botol. Pantau suhu. Selama setengah jam berikutnya, suhu akan turun perlahan. Tambahkan es dan garam ke wadah sesuai kebutuhan agar botol tetap terkubur di dalamnya. Perhatikan termometer sampai pada suhu yang kita inginkan

http://www.thoharianwarphd.com/2017/05/percobaan-sians-es-batu-instan.html

5. Suhu dalam mangkuk perlu turun menjadi -8 ℃. Jika suhu air menjadi terlalu dingin, mungkin airnya membeku sebelum waktunya.
http://www.thoharianwarphd.com/2017/05/percobaan-sians-es-batu-instan.html

6. Setelah air dingin selama 10 menit (dan masih cair), dengan pelan-pelant keluarkan botol dari campuran es / garam. Ketukan botol dengan tajam ke meja. Kristal es bisa langsung terbentuk di dekat bagian atas botol dan dengan cepat bergerak turun melalui cairan. Dengan hati-hati lepaskan botol yang kedua dan putar tutupnya. Pembekuan instan yang sama kemungkinan akan terjadi dari atas ke bawah.
http://www.thoharianwarphd.com/2017/05/percobaan-sians-es-batu-instan.html

Pembahasan
Kita menggunakan garam dan es untuk menurunkan suhu dalam campuran dingin di bawah titik beku normal air. Ini disebut "titik beku depresi." Air garam yang sangat dingin ini dapat digunakan untuk mendinginkan sampel air, soda dan lainnya di bawah titik beku normal untuk menemukan mana dari mereka yang bisa menjadi super dingin. Kita mungkin juga menemukan sampel yang membeku pada titik beku normal mereka tidak peduli bahanya apa.

Ketika air membeku, molekul-molekul itu berkumpul dengan cara yang sangat teratur dan membentuk struktur kristal. Karena itu, molekul air seperti es memiliki sedikit energi daripada molekul air sebagai cairan. Itu berarti ketika berubah dari air cair ke air padat, molekul harus kehilangan energi panas. Dengan kata lain, pada saat air dingin membeku, saat kita mengetuk atau membukanya, itu juga menghangatkan sisa air. Pemanasan ini memungkinkan hanya sepuluh atau dua puluh persen air untuk membeku dan yang menyebabkan "salju es" masuk ke dalam botol dan bukan bongkahan padat. Pembentukan kristal es terjadi sangat cepat namun panas mengalir perlahan dalam air.

Ketika air didinginkan sampai titik bekunya, kristal es bisa mulai terkumpul di air. Seperti serpihan salju, kristal ini membutuhkan sesuatu untuk tumbuh dan mereka menggunakan pengotor yang kecil di air atau lokasi pada botol untuk melakukan hal itu. Jika kita bekerja dengan air yang benar-benar murni dan mendinginkannya perlahan-lahan untuk menghasilkan air dingin sebagai cairan, ada hasil yang berbeda. Bila kotoran (misalnya kristal es) ditambahkan ke air murni yang dingin ini, ia akan mempercepat proses kristalisasi lebih banyak lagi. Air langsung membeku menjadi padat tanpa "serpihan salju" di dalamnya hal ini disebut "pembekuan cepat."

Jika kita menggunakan bahan untuk supercool lainya misalnya air soda atau minuman lainya, ada beberapa faktor lain yang perlu dipertimbangkan. Saat minuman soda diproduksi, sejumlah besar aditif (seperti gula, warna, dan perasa) serta karbon dioksida (CO2) masukan ke air. Aditif ini disebut zat terlarut dan bila zat terlarut ditambahkan ke cairan seperti air (pelarut), titik beku akan menurun. Dengan menurunkan titik beku, soda harus mencapai suhu yang jauh lebih dingin daripada air biasa untuk membeku. Gas karbon dioksida dalam soda tetap ada asalkan botol tersebut tetap tertutup rapat. Saat botol dibuka dan kita mendengar bahwa "hembusan" gas dan busa yang keluar dari botol, konsentrasi zat terlarut di dalam air dengan cepat turun. Titik beku naik dan, tanpa semua zat terlarut itu, soda membeku dengan sangat cepat. Tentu saja, semua gelembung itu menyediakan tempat bagi kristal es untuk mulai terbentuk juga. Kita bisa mengujinya dengan mengetuk botol soda tanpa membukanya. Gelembung-gelembung akan terbentuk setelah membuka tutup dan pembekuan kemungkinan akan terjadi.

No comments:

Post a Comment