"Es panas" mengacu pada demonstrasi kimia yang populer di mana larutan natrium asetat dilarutkan dalam air dan ditempatkan dalam freezer langsung membeku ketika dituangkan dari wadahnya atau ketika satu kristal natrium asetat padat dijatuhkan ke dalam larutan. Proses pembekuan melepaskan panas dan dengan demikian memberikan penampilan pembentukan es panas. Instruktur kimia menggunakan ini untuk menunjukkan fenomena supersaturasi, atau kemampuan beberapa solusi untuk mengandung lebih banyak bahan terlarut dari biasanya.
Senyawa ionik
Dalam kimia, istilah "senyawa" mengacu pada bahan yang terdiri dari lebih dari satu unsur kimia. Misalnya, garam dapur, juga dikenal sebagai natrium klorida, mengandung atom natrium dan klorin. Ketika senyawa mengandung logam dan bukan logam - sebagaimana dibedakan pada tabel periodik unsur-unsur tersebut - ahli kimia menyebut senyawa tersebut sebagai "ionik". Beberapa senyawa ionik larut dalam air, dan selama proses pelarutan, logam bermuatan positif, yang disebut kation, terpisah dari nonlogam bermuatan negatif, yang disebut anion. Proses presipitasi mewakili kebalikan dari proses ini; yaitu, kation dan anion bergabung untuk membentuk kristal padat dalam larutan.
Kelarutan
Ahli kimia menggambarkan kemampuan suatu senyawa untuk larut dalam air sebagai kelarutan. Menurut definisi, senyawa yang hadir dalam jumlah lebih sedikit mewakili zat terlarut, dan senyawa yang hadir dalam jumlah lebih besar mewakili pelarut. Dalam hal padatan terlarut dalam cairan, cairan biasanya memenuhi syarat sebagai pelarut. Secara umum, ahli kimia menyatakan kelarutan dalam satuan, seperti gram per liter, yang berarti "gram zat terlarut yang akan larut dalam 1 liter pelarut, " atau "gram per 100 ml." Kejenuhan terjadi ketika jumlah maksimum zat terlarut telah larut dalam jumlah pelarut tertentu. Beberapa senyawa menunjukkan kelarutan yang secara inheren lebih tinggi daripada yang lain, tetapi dalam semua kasus kelarutan bervariasi dengan suhu. Umumnya, semakin tinggi suhunya, semakin banyak zat terlarut yang akan larut dalam jumlah pelarut tertentu. Proses terlalu jenuh, atau solusi "jenuh" bergantung pada manipulasi suhu.
Jenuh
Fenomena super jenuh terjadi ketika jumlah zat terlarut dalam jumlah pelarut tertentu melebihi titik jenuh. Para ilmuwan tidak sepenuhnya memahami mekanisme di mana solusi menjadi jenuh. Pengendapan membutuhkan pembentukan kristalit padat kecil dalam larutan, proses yang disebut "nukleasi." Setelah kristalit terbentuk, proses kedua, yang dikenal sebagai pertumbuhan, memperbesar kristalit ke tingkat makroskopis sehingga mereka dapat diamati dan diisolasi. Tetapi pertumbuhan tidak terjadi tanpa nukleasi, dan beberapa zat terlarut dalam kondisi tertentu menolak proses ini. Nukleasi cenderung membutuhkan permukaan "kasar" untuk memulai. Permukaan kasar dapat berupa pengotor, seperti partikel debu, atau goresan pada bagian dalam wadah kaca tempat larutan berada. Sebagai alternatif, seorang eksperimen dapat memulai nukleasi dengan sengaja dengan menambahkan satu kristal kecil dari senyawa yang diendapkan. Akibatnya, sebagian besar instruksi untuk peragaan es panas memerlukan penambahan beberapa butir natrium asetat padat ke dalam larutan jenuh untuk menginduksi kristalisasi.
Sodium Acetate
Sodium asetat adalah senyawa ionik yang terdiri dari kation natrium, Na (+), dan ion asetat, C2H3O2 (-). Seperti kebanyakan asetat, ia menunjukkan kelarutan tinggi dalam air: 76 g larut dalam 100 ml pada 0 derajat C. Namun, kelarutannya meningkat secara substansial pada suhu yang lebih tinggi. Demonstrasi es panas menyerukan untuk membuat larutan natrium asetat jenuh dalam air panas, kemudian menempatkan larutan dalam freezer. Saat larutan mendingin dan mendekati 0 derajat C, konsentrasi natrium asetat akan tetap di atas 76 g per 100 ml, yaitu larutan akan jenuh.
Es panas
Pengendapan suatu padatan dari suatu larutan menghasilkan penurunan gangguan sistem. Yaitu, dalam larutan ion bergerak bebas ke arah acak dan karenanya menunjukkan gangguan tinggi. Ketika ion bergabung untuk membentuk kristalit padat, kebebasan gerak mereka menjadi terbatas. Para ilmuwan menggambarkan ini sebagai penurunan entropi, atau gangguan, dari sistem. Hukum termodinamika menetapkan bahwa untuk proses yang menunjukkan penurunan entropi terjadi secara spontan, seperti presipitasi padatan dari larutan, proses tersebut juga harus membebaskan panas. Akibatnya, pengenalan kristalit padat natrium asetat akan menghangatkan dirinya sendiri ketika endapan natrium asetat dari larutan.
