Hvorfor er noen iskubber Klare og andre skyte?

2023 Forfatter: Darleen Leonard | [email protected]. Sist endret: 2023-05-26 18:28

Så hva skjer her?

For de av dere har tid, gå til en nærliggende vask og hell deg et glass vann. Med mindre du bor i et område med dårlig rørleggerarbeid eller helles vannet i et skittent glass eller noe, skal vi gjette at vannet er helt klart. Visst, du kan se noen svale, ikke-beskrivende partikler som flyter i glasset, men ikke nok til å forklare hvorfor det ser ut til at noen proppet en halv sky inn i fryseren når du prøver å slå det samme vannet til is.

Svaret på dette mysteriet ligger i vannet i vannet. Du ser, ved romtemperatur er det mange urenheter som er oppløst i vanlig gammelt vann fra springen. Og som du kanskje husker fra videregående kjemi, er det varmere vannet, desto mer av et gitt stoff er det mulig å oppløse seg i det. For eksempel har sukker svært svake molekylære bindinger som krever bare en liten mengde energi å bryte. Således, som du leverer vann med mer energi ved å varme opp det, kan mengden sukker du kan oppløse i det øker og omvendt. Du har kanskje lagt merke til dette fenomenet når du setter opp varm te mot forkjølelse, eller etter at du får en sugared kopp kaffe til å bli kald, med sukkeroppløsende fint når det er varmt, men dukker opp på bunnen av koppen når kaffen blir kald.

Dette er i hovedsak hva som skjer med is. Når du kjøler vannet, skiller alle urenheter som lykkelig opp i det ved romtemperatur seg fra væsken og blir synlige.

Du kan nå lure på hvorfor disse urenhetene pleier å samle seg mot iskubens sentrum, i stedet for å bli jevnt fordelt. Dette skyldes at når vann fryser, krystalliseres det. Denne krystalliseringsprosessen avviser generelt eller danner mer effektivt uten de fleste forurensningstyper som finnes i kranvann. Dette resulterer i at urenheter blir presset inn i det ufrosne vannet mot senteret når isen fryser fra utsiden. Endelig vil den endelige gjenværende bit av vann i midten fryses med urenheter som ikke har noe sted å gå. (Dette faktum kan faktisk brukes som en måte å rense vann, frysende vann på, smelter det og holder bare de ytre biter.)

Dette er også grunnen til at de delvis dannede isbiter, hvor det meste av senteret fortsatt er flytende, er vanligvis veldig klart. Vannet som inneholder disse fortsatt oppløste sedimenter og urenheter, har ikke blitt avkjølt nok, men for at de skal dukke opp.

Så hva er disse urenhetene og hvor kommer de fra? Vel de vanligste synderne er kalk (allment kjent som kalk), etterfulgt av fluor, kalsium og en rekke andre organiske materialer som er praktisk talt uunngåelig i vann (med mange som er gode for deg som kalsium og magnesium). Oppvarming, "mykning" eller filtrering av vannet er en måte å fjerne noen, om ikke de fleste av disse urenhetene, og er delvis grunnen til at kokt og filtrert vann ofte gir noe klarere isterninger.

Men som nevnt, vil du sannsynligvis fortsatt ikke få en helt klar kube selv om du filtrerer av urenheter. Så hva skjer mer her? Som vannet krystalliserer, er det små bobler av luftform. Disse boblene blir fanget i isen som enhver annen urenhet. Spesialiserte isfabrikanter unngår dette ved å fryse vann i lag for å stoppe de fleste luftbobler fra å danne seg i første omgang. De har også en tendens til å fryse vannet ekstremt langsomt (temperaturen blir mye høyere enn vanlige husholdningsfrysere) for å danne større krystallstrukturer og for å tillate tid for eventuelle luftbobler som formes for å unnslippe.

Bonus Fakta:

• Så er det mulig å lage tydelig is hjemme uten en virkelig fancy fryser? Det korte svaret er ja, med litt kunnskap og de riktige verktøyene du kan lage utrolig klar is for å wow dine venner med. Klikk her for en metode for å gjøre dette.
• Et annet interessant isfenomen du kanskje eller ikke har lagt merke til er at isbiter gradvis vil krympe i fryseren etter noen uker på grunn av fordamping direkte fra et fast stoff til en gass, i stedet for å bytte til en væske først. Denne prosessen er kjent som sublimering.
• Icicles er vanligvis naturlig klar fordi regn / snø tendens til å være ganske "myk" eller fri for de fleste urenheter (selv om luftforurensning kan forandre dette); de har også en tendens til å danne seg fra smeltet snø i lag, og unngår bobler.