«Как заморозить прозрачный лед? В кубиках льда из моей морозилки всегда присутствуют пузырьки. Я фильтрую воду, использую только кипяченую, но лед никогда не выглядит таким, как в рекламе скотча».
Филип Сасмен Университет Монаш, Виктория, Австралия В домашних морозильниках лед неизбежно получается непрозрачным потому, что в воде из-под крана содержится растворенный воздух (около 0,003 % от общего веса). Когда вода в ванночке для льда замерзает, по краям отсеков образуются кристаллы. Они из чистого льда и почти не содержат воздуха, поскольку растворимость воздуха внутри льда очень низкая, а под ним в воде он все еще содержится в жидком виде.
Когда концентрация воздуха в воде достигает 0,0038 % от общего веса, а температура падает до -0,0024 °C, жидкость утрачивает способность содержать воздух, начинается новая реакция. По мере замерзания воды воздух вытесняется из нее. Естественное состояние воздуха при данной температуре и давлении — газообразное, поэтому он образует пузырьки во льду.
Коммерческие аппараты для производства льда делают красивый прозрачный лед, пропуская постоянный поток воды между замораживающими металлическими выступами или над замораживающими металлическими ванночками. При этом часть воды замораживается, а остальную сливают, потому что концентрация воздуха в ней резко возрастает. Когда лед становится достаточно толстым, выступы или ванночки нагревают, чтобы отделить прозрачный, кристально-чистый лед, который вполне достоин съемки в рекламе.
Увы, без такого аппарата автору вопроса не изготовить прозрачные кубики льда.
Эндрю Смит Ньюкасл-апон-Тайн, Великобритания
Наибольшую плотность вода имеет при температуре около 4 °C. При более низкой температуре вода становится менее плотной и приближается к точке замерзания.
Воздушные пузырьки образуются во льду, когда остывание воды происходит слишком быстро, поэтому в разных слоях воды температура различается. Обычно лед образуется сначала на поверхности воды, потому что более теплая и плотная вода уходит вниз и остается под слоем формирующегося льда.
Вдобавок верхний слой обычно находится в контакте с холодным воздухом. То же самое происходит при замерзании воды в озере. Разная скорость расширения в толще воды неизбежно приведет к появлению пузырьков воздуха, которые не смогут всплыть, потому что на поверхности уже образовалась ледяная корка.
Чтобы избежать появления пузырьков, необходимо охлаждать воду очень медленно, без больших перепадов температуры, вызывающих разное расширение. При медленном охлаждении воздуху хватает времени, чтобы всплыть на поверхность и испариться прежде, чем воду покроет слой льда.
Хань Ин Лоук Эдинбург, Великобритания
Если вам не удалось изготовить прозрачный лед даже из кипяченой воды, возможно, все дело в фильтрации и кипячении. Например, газ может быть растворен в воде даже после кипения, жесткую воду понадобится деионизировать, чтобы очистить от газа.
Кроме того, при остывании воды полезно ограничить доступ воздуха к ней, например закрыть сосуд пищевой пленкой. Постарайтесь дойти до точки замерзания, охлаждая воду медленно, сверху вниз, может быть, в полистироловой емкости, закрытой сверху пленкой. Не пользуйтесь вакуумными емкостями, поскольку стекло — слишком хрупкий материал.
