یخ داغ چیست؟ – روش تهیه و کاربردهای آن

یخ داغ که به نام یخ فوری نیز خوانده می شود، ترکیب استات سدیم بوده و از ترکیب ماده شیمیایی اسید استیک و بی کربنات سدیم به دست می آید. این ماده شیمیایی عجیب و منحصر به فرد بوده و از آن در پزشکی کاربردهای زیادی می شود. این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک ما را با یخ داغ یا استات سدیم و طرز تهیه آن آشنا می کند.

سدیم استات چیست؟

یخ داغ یا سدیم استات، نمکی آلی از اسید استیک بوده و نام علمی دیگر آن سدیم اتانوات است. در حالت عادی، سدیم استات به صورت پودری کریستالی و به رنگ سفید است. این نمک آلی را با نام نمک بدون آب یا تری هیدرات نیز می شناسند. سدیم استات را می توان در بافت های گیاهان و جانوران مشاهده کرد. دو صورت بدون آب و یا رقیق شده از این ترکیب وجود دارد. فرمول مولکولی سدیم استات به صورت CH_۳COONa است. یون سدیم این ترکیب در بدن نقش مهمی در تنظیم کردن کل آب بدن داشته و یون استات نیز نقش گیرنده هیدروژن را دارد.

سدیم استات در آزمایشگاه از ترکیب بی کربنات سدیم و یا کربنات سدیم با اسید استیک حاصل می شود. از سدیم استات در ترکیب مواد غذایی به عنوان نگهدارنده استفاده می شود. در صنعت دارو و بیوشیمیایی نیز به عنوان محلول بافر به کار برده می شود.

یخ داغ چیست؟

با این که هر جا کلمه یخ آورده می شود، به یاد سرما می افتیم، ولی همیشه این طور نیست. زیرا نوعی یخ به نام استات سدیم وجود دارد که به جای سرد بودن، داغ است. برای تهیه آن، سدیم استات تا پایین تر از نقطه ذوب سرد شده و بعد از این که به صورت بلوری تبدیل می شود، یخ داغ حاصل می شود. واکنش تهیه ی این ماده گرماده است و یخی که در نتیجه ی آن تولید می شود به جهت آزاد شدن حرارت، داغ است.

سریع بودن انجماد سدیم استات مایع به قدری است که می توان شکل های خاصی را در این ترکیب در نتیجه ی ریختن در قالب های مختلف، ایجاد کرد. زیرا یک محلول در حال انجماد را به ظرف دیگری منتقل کنید، به شکل دلخواه تبدیل می شود. محلول یخ گرم را نیز بعد از تشکیل، اگر به آرامی به ظرف دیگری اضافه کنید به صورت ستونی جامد می شود. اگر این محلول سریع به ظرف دیگر منتقل شود، شکلی افقی از این ماده تشکیل می شود.

تهیه ی یخ داغ

مواد لازم برای تهیه ی یخ داغ جوش شیرین یا همان بی کربنات سدیم و سرکه یا همان اسید استیک است. در این آزمایش که حدود یک ساعت طول می کشد، از ۴ قاشق غذاخوری جوش شیرین و یک لیتر سرکه استفاده می شود. وقتی یخ داغ تشکیل شد می توان آن را ذوب کرده و دوباره بعد از بلوری کردن مورد استفاده قرار داد. با این که مواد اولیه این واکنش، غیر سمی هستند ولی بهتر است نکات ایمنی رعایت شود.

مراحل تهیه ی یخ گرم

مرحله اول

ابتدا یک ظرف یا بشر بزرگ را برداشته و بعد از ریختن سرکه داخل آن، جوش شیرین را به آرامی به آن اضافه کنید. همزمان با ترکیب کردن دو ماده، هم زدن آن ها انجام می شود. نکته ای که در انتخاب ظرف واکنش باید توجه کرد، عدم استفاده از ظرف مسی است.

بعد از این که دو ماده با هم ترکیب شده، واکنش شیمیایی داده و سدیم استات تشکیل و گاز دی اکسید کربن از آن خارج می شود. علت این که دو ماده واکنش دهنده به آهستگی به هم اضافه می شوند، جلوگیری از سرریز شدن مخلوط واکنش از ظرف است. به گونه ای که انگار نوعی آتشفشان در ظرف واکنش رخ داده و از کناره های ظرف واکنش بیرون می ریزد.

بعد از این سدیم استات تشکیل شد، محصول بسیار رقیق است. در نتیجه برای رسیدن به رقت مورد نظر و غلیظ کردن، آب محصول را تبخیر می کنند.

واکنش ترکیب دو ماده اولیه برای تشکیل یخ داغ به صورت زیر است.

[CO_۳]^– + CH_۳COOH → CH_۳COONa + H_۲O + CO_۲

مرحله دوم

بعد از انجام واکنش، برای رسیدن به غلظت مورد نظر، برای مدت زمان کمی، آن را بجوشانید تا حدود ۱۰۰ تا ۱۵۰ میلی لیتر از محصول در ظرف واکنش باقی بماند. بهترین مدت زمان جوشیدن تا هنگامی است که لایه ای نازک به صورت فیلم روی سطح این محلول ایجاد شود که یک ساعت طول می کشد چنین حالتی پدید آید. وقتی برای جوشاندن این محلول، از حرارت کمتری استفاده شود، احتمال کمی دارد که محلول به رنگ زرد یا قهوه ای در آید. ولی اگر چنین رنگی نیز در محلول حاصل شد، مشکلی در آزمایش ایجاد نمی کند. بی رنگ بودن محلول نشان دهنده حاصل شدن نتیجه ی عالی از واکنش است.

مرحله سوم

در این مرحله ظرف واکنش را از روی اجاق برداشته و محلول را به ظرف دیگری منتقل کنید. سطح محلول را با سرعت بپوشانید تا تبخیر نشود. در این مرحله نباید بلور و کریستالی دیده شود، اما اگر بلوری را مشاهده کردید، می توانید با اضافه کردن سرکه به آن باعث حل شدن آن شوید.

مرحله چهارم

در این مرحله ظرف انجام واکنش را در یخچال قرار دهید تا محلول داخل آن خنک شود. این محلول یک مایع ابرسرد محسوب می شود.

مرحله تشکیل یخ داغ

محلول ابر سرد یا سوپر کول تشکیل شده را می توان به صورت بلوری در آورد. این محلول که در پایین تر از نقطه ذوب خود به صورت مایع وجود دارد، با افزودن کریستالی از سدیم استات و یا حتی دست زدن به آن و یا وارد کردن قاشق در آن، به صورت بلوری در می آید. در این مرحله که یخ تشکیل می شود، گرما آزاد می شود. این گرما را می توان در دیواره های ظرف احساس کرد.

مراحل تهیه یخ گرم خیلی آسان بوده و به دلیل بی خطر بودن این ماده شیمیایی، می توان به راحتی این واکنش را انجام داد.

راه های پیشنهادی برای تشکیل بلورهای یخ گرم

با سه روش می توان کریستال و بلور یخ گرم را تشکیل داد. یکی از این روش ها این است که بلوری از کریستال سدیم استات را به این محلول اضافه کرده و آن را هسته اصلی تشکیل بلور یخ داغ در نظر گرفت. بعد از چند ثانیه مشاهده می کنید که بلورهای یخ گرم شروع به تشکیل شده و در کل محلول گسترده می شود.

روش دیگر، انتقال محلول به ظرفی دیگر با عمق کم است. اگر این انتقال باعث تشکیل بلور نشد، می تواند کریستالی از سدیم استات را افزود.

با افزودن جسم خارجی به محلول نیز می توان تشکیل بلور را ترتیب داد. این جسم می تواند قاشق باشد و یا لمس محلول با دست باشد.

روش های دیگر تهیه ی یخ داغ

یکی دیگر از روش های ساخت یخ داغ، استفاده از مواد اولیه سدیم هیدروکسید، آب و اسید استیک گلاسیال است. در این روش که با همان مراحل ساخت یخ گرم در روش بالا انجام می شود، از ۴۰ گرم سود پرک، ۶۰ میلی لیتر آب و ۶۰ میلی لیتر اسید استیک گلاسیال استفاده می شود. ولی باید توجه کرد که ترکیب این مواد اولیه خطرناک بوده و بهتر است به جای این روش، از روش گفته شده در بالا استفاده کرد.

روش دیگری که برای تهیه ی یخ گرم وجود دارد، خرید استات سدیم خشک و یا تری هیدراته به صورت آماده از بازار است. سپس این ماده را در آب حل کرده و بعد از حرارت دادن، آب اضافی از آن خارج می شود.

انواع سرکه و یا بکینگ پودر برای تهیه یخ داغ استفاده می شود؟

برای تهیه ی یخ گرم از انواع سرکه به جهت داشتن ناخالصی های زیاد نمی توان استفاده کرد، زیرا مانع تشکیل این یخ می شود. سرکه سفید و یا اسید استیک رقیق برای این واکنش به کار برده می شود. بکینگ پودر نیز در این واکنش نمی تواند به جای جوش شیرین به کار رود، زیرا این ماده به جهت داشتن ناخالصی ها در انجام واکنش، مزاحمت ایجاد می کند.

کاربرد یخ داغ

یکی از کاربردهای مهم یخ گرم برای طعم دار کردن مزه غذاها بوده و نقش طعم دهنده را دارد. به همین دلیل می توان از آن در مواد غذایی که به صورت گرم بسته بندی می شود به عنوان یک ماده شیمیایی فعال استفاده کرد.

اگر به یخ گرم، مقداری آب اضافه کنید می توانید برای تهیه ی کیسه های آب سرد به کار می رود. دمای ایجاد شده با این یخ در کیسه های آب سرد، ۹ تا ۱۰ درجه سانتی گراد است.