Gør: Projekter - 15-minutters is med et tørisbad - 💡 Fix My Ideas

Gør: Projekter - 15-minutters is med et tørisbad

Gør: Projekter - 15-minutters is med et tørisbad


Forfatter: Ethan Holmes, 2019

Billeder af Maya Chavez-Akin.

At lave is med kryogener stærkere end vand is er en temmelig almindelig kemi demonstration stunt. Den ideelle måde at gøre det på er med flydende nitrogen, der hældes direkte i isblandingen under omrøring, og får det til at opstå i ca. 10 minutter. Flydende kvælstof kan dog være ret svært at få fat i. De fleste større byer har en leverandør, der sælger den til dig, men meget ofte har de store minimumsordrer og / eller kræver, at du ejer en dyr dewar-kolbe, som de sikkert kan dispensere med flydende nitrogen. Ved -196 C er flydende nitrogen også ret farligt at håndtere.

Tør is er et meget mere tilgængeligt kryogen; den er tilgængelig hos flere store købmandsforretninger i Austin-området, for eksempel, og jeg forestiller mig det samme gælder i andre dele af USA. Den sublimerer ved -78 ° C og er således langt mere effektiv ved frysning af ting end vandis ved 0 ° C. Du kan lave is, ligesom med flydende nitrogen, ved at tilsætte tøris direkte til isblandingen. Men fordi tør is er frossen carbondioxid, resulterer denne procedure i kulsyreholdig is. Det kan være meget lækkert. Men sig du ikke vil have kulsyreholdig is?

Denne procedure lånes fra en fælles teknik i det organiske kemi laboratorium til kølereaktioner til under-nul temperaturer. I stedet for at bruge isvand til afkøling til 0 C, laver du et tørisisbad i noget flygtigt opløsningsmiddel, der ikke fryser ved tøris sublimeringstemperatur på -78 ° C. Du kan naturligvis ikke bruge tøris i vand, fordi vandet vil fryse fast. I laboratoriet er acetone og isopropylalkohol almindelige kølemidler. Aceton kan imidlertid være farligt, hvis det håndteres ukorrekt, og isopropylalkohol i tilstrækkelige mængder til at lave et stort bad kan være temmelig dyrt.

Jeg har imidlertid opdaget, at denatureret ethanol, som er tilgængelig i hardwareforretninger overalt, er rimeligt prissat og gør et godt bad med tøris. Denatureret alkohol er også meget mere sikker at håndtere end acetone. Afhængigt af denatureringsmiddel er det også den mindst toksiske af de forskellige hardware-butiksopløsningsmidler. Under alle omstændigheder sker det med rimelighed, at denne procedure ikke indebærer nogen betydelig risiko for kontakt mellem selve isen og kølevæsken. Og selvom denatureret alkohol er ret brandfarlig, er tørisens temperatur på -78 ° C langt under dens flammepunkt ved 13 ° C, hvilket betyder, at når badet er afkølet, er der ingen fare for, at alkoholens damp antændes fra en vildgnist. For at fejle på den sikre side, skal du dog være sikker på at arbejde i et godt ventileret område.

Værktøjer:

  • Hammer
  • Wire coat hanger
  • Papirpose
  • Isoleret beholder til midlertidig opbevaring af tøris
  • 1 gallon runde personlig køler til bad (jeg brugte Igloo Legend 1 gal)
  • Bain-marie pot i rustfrit stål i rustfrit stål (jeg brugte Polar Ware Model 1Y 1.25 qt)
  • Elektrisk hånd mixer med beaters at passe indvendig kolbe (jeg brugte Cuisinart HTM-7L SmartPower)

Materialer:

  • Tøris (ca. 5 kg)
  • Denatureret alkohol (1 gallon)
  • Hej piskekrem (1 kop)
  • Halvhalvt (1 kop)
  • Sukker (3/8 kop)
  • Vanilleekstrakt (1 tsk)

Trin 1: Tilsæt iskrem ingredienser til kolben

Mål dine iskrem ingredienser og tilføj dem til rustfrit stålkolbe. Start med 3/8 kop sukker, og tilsæt derefter 1 kop halvt halvt efterfulgt af 1 kop tung piskekrem. Til sidst tilsættes 1 tsk vanille ekstrakt. Denne opskrift giver en grundlæggende (men velsmagende) vanille. Du bør gerne tilføje alternative aromaer, farvestoffer og / eller blandinger til din egen smag.

Bemærk, at opskriften givet her er faktisk halvdelen af ​​det, jeg brugte. Som beskrevet ovenfor giver opskriften lidt mere end en pint is. Jeg forsøgte at lave to pints, som viste sig at ligge lidt over kapaciteten i min rustfrit stålkolbe og førte til noget overspill, hvilket er uønsket, fordi det forurener badet. Hvis du følger den givne opskrift, vil niveauet af blandingen i din kolbe være godt under det, der vises på fotografierne.


Trin 2: Opbrud tøris

Tørisen kommer sandsynligvis til at blive frosset i en solid mursten i en plastikpose. Sæt posen i en brun papirsække, hvil posen på en solid arbejdsflade og smæk den med en hammer i 30 sekunder eller så for at bryde tørisens mursten inde. Du vil ikke have nogle klumper større end en gennemsnitlig lime.


Trin 3: Overfør tøris til en isoleret beholder

ADVARSEL

Selv om beholderen vist på dette fotografi har et skruelåg, skal du under ingen omstændigheder opbevare tøris i en beholder med et lufttæt låg. I en lukket beholder vil opvarmning af tøris hurtigt opbygge meget høje gastryk, da det sublimerer til gasformig carbondioxid. En lufttæt beholder tøris er i virkeligheden en bombe. Hvis du skal bruge en beholder med et lufttæt låg, må du IKKE i noget tilfælde afsætte låget med tørt is indeni. En stryrofoam drikkevare køler er virkelig et meget bedre valg.

Fjern plastikposen fuld af knust tøris fra den brune papirpose. Skær et hjørne af posen ud, og tør isen ud i en isoleret beholder til midlertidig opbevaring. Dette er for at forhindre, at det sublimerer væk for hurtigt.


Trin 4: Hæld kølemiddel i bad

Hvis du bruger de her angivne proportioner, vil din kolbe være halvt fyldt med isfremstilling. Du vil sørge for, at niveauet af dit bad er lidt højere end isens niveau i kolben, når kolben er på plads. Hvis du bruger den samme modelkolbe og badbeholdere, som jeg gjorde, er et samlet badvolumen på 10 kopper ideel. For at opnå en godtgørelse på 10% for fast tøris i bunden, skal du tilføje 9 kopper alkohol til badet.

Hvis du bruger andre beholdere, skal du bruge følgende metode til at bestemme mængden af ​​alkohol, der skal bruges til badet: Sæt din kolbe på plads over badet med trådtrikken og hæld vand i badet, indtil det er halvvejs op på siden af kolbe. Fjern kolben, måler ud, hvor meget vand der er i badet, trækker 10% for at tage højde for solid tørisvolumen, og brug det resulterende volumen af ​​alkohol. Sørg for at tørre vandet ud af badet, inden du tilføjer alkoholen.


Trin 5: Tilsæt langsomt tøris til bad

Den langsommere del af processen er at afkøle badet. Selvom tøris kan håndteres sikkert med bare hænder, hvis du er potatis, kræver god teknik brug af handsker. Så brug dem venligst.

Nu, hvis du bare dumper tørisen med det samme, vil badet koge voldsomt og du får alkohol overalt. Så du er nødt til at tilføje tøris lidt lidt ad gangen. Start med en drue-størrelse klump, slip den i, og observer den brud, der resulterer. Tilføj derefter et andet stykke. Gå langsomt, og efterhånden får du en fornemmelse af, hvor meget tør is du kan tilføje, og hvor hurtigt. Som badet afkøles, vil hvert stykke reagere mindre voldsomt. Når badet er ækvilibreret ved -78 ° C, vil yderligere stykker tøris kaste ind i det uden nogen mærkbar reaktion. På dette tidspunkt tilsættes yderligere tøris, indtil badet er ca. 10% tør tøris i volumen.

ADVARSEL

Det kølede tøris / alkoholbad er meget kold. Hvis kølet kølevæske kommer i kontakt med din hud, kan det forårsage næsten øjeblikkelig frostskader. Vær forsigtig med at håndtere det kolde bad.


Trin 6: Sæt kolben i bad

En enkel trådstriang improviseret fra en frakkehænger tjener godt til at holde kolben på plads i badet. Sæt kun hængeren hen over flaskens læbe og klem de to sider af hængeren ind for at fastgøre den på plads. Hvis du vil, kan du lave en ordentlig trådtriangel ved at dreje sammen tre længder af kappehængetråd i deres ender, i et trekantet arrangement, ved hjælp af tang.

Sænk nu langsomt kolben i kølebadet, indtil det hviler med de tre ben af ​​trådtrikken på badets kant. Badet vil sandsynligvis koge op under denne operation, så pas på, at det ikke spildes over.

ADVARSEL

Selv om det ikke er svært at udføre denne proces uden at få kølemiddel i isblandingen, skal du være meget forsigtig med at sørge for, at dette ikke sker. Hvis isblandingen er forurenet med en hvilken som helst mængde af kølemiddel, dog let, skal du fejle på forsigtighedssiden og kassere den uden at spise den.


Trin 7: Rør

Indsæt blæserne på din håndblander i kolben og bland den laveste hastighed. Du vil være i stand til at mærke istykkelsen efter ca. fem minutter. Fortsæt, indtil isen er den konsistens, du ønsker. Ti minutter med blanding gav mig en dejlig, tykk serveringstype is. Hvis du bruger den mindre opskrift, der er angivet ovenfor, vil dine sandsynligvis tage mindre tid til at tykke.


Noter og ideer

Når du er færdig med kølebadet, skal du dække det løst med noget (IKKE lufttæt, se advarslen ovenfor) og sæt det til side natten over for at vende tilbage til stuetemperatur. Hæld derefter alkoholen tilbage i sin originale beholder. Det kan genbruges som kølevæske på ubestemt tid.

Hvis din is spildes i kølebadet, kan du fjerne nogle af forureningerne fra alkoholen, før du opbevarer den, ved at hælde den gennem et kaffefilter. Mange af ingredienserne i isblandingen er uopløselige i denatureret alkohol og vil udligne i bunden af ​​badet som hvide faste stoffer. Filtrering fjerner disse nemt.

Den tunge vægt af alle kryogener er flydende helium. Ved -269C er det kun et par grader over absolut nul. Det er meget farligt at håndtere og meget dyrt, så jeg har aldrig vidst nogen at bruge den på noget så trivielt som at lave is. Det ville stadig være et stunt ...



Du Kan Være Interesseret

Hvordan engagerer du både drenge og piger i at gøre?

Hvordan engagerer du både drenge og piger i at gøre?


Lovepop Reinvigorates The Humble Greeting Card med Engineered Pop-Up Scenes

Lovepop Reinvigorates The Humble Greeting Card med Engineered Pop-Up Scenes


Ny 5-aks 3D-printer skaber enkle trådrammer i realtid

Ny 5-aks 3D-printer skaber enkle trådrammer i realtid


Allforge gør sprøjtestøbning mere overkommelig med billigere 3D-udskrifter

Allforge gør sprøjtestøbning mere overkommelig med billigere 3D-udskrifter