Kotikemisti kokkailee kuumaa jäätä

Natriumasetaatti on etikkahapon natriumsuola, jota käytetään muun muassa säilöntäaineena, jäänestoaineena ja vesisulkuna betonissa. Natriumasetaatti tunnetaan myös nimellä kuuma jää ja sitä käytetään kädenlämmittimissä:

Kädenlämmittimissä käytetään natriumasetaatin ylikylläistä vesiliuosta, joka saadaan kiteytymään klikkaamalla pussissa olevaa metallilevyä (klikkaus synnyttää siemenkiteitä, joiden ympärille kiteytyminen tapahtuu). Kiteytyminen on eksoterminen (lämpöä vapauttava) reaktio, ja lämmittimen lämpötila nouseekin ylimmillään noin 50 celsiusasteeseen. Kiteytynyt natriumasetaatti voidaan sulattaa esimerkiksi vesihauteessa ja käyttää uudelleen.

Natriumasetaattia voi ostaa sellaisenaan, mutta sitä voi myös valmistaa ihan ite. Seuraamalla valmiita ohjeita ei kemiasta edes tarvitse tietää yhtikäs mitään. Tarveaineita löytyy jokaisesta kotikeittiöstä ja jos ei löydy niin lähikaupasta ainakin löytyy. 

Valmiilla asetaatilla voi sitten viihdyttää itseään synkkinä ja yksinäisinä kevätiltoina vaikkapa tähän tapaan:

Natriumasetaatin valmistaminen on periaatteessa hyvin helppoa ja yksinkertaista. Astioiden pilaantumista ei tarvitse pelätä, sillä natriumasetaatti on täysin turvallinen, myrkytön kemikaali ja niinpä kemikaalin valmistukseen käytetyt astiat kelpaavat huolellisen pesun jälkeen taas ruuanvalmistukseen. Reagenssit ovat kaikille tutut ruokasooda ja väkiviinaetikka. Etikan pitää olla väkiviinaetikkaa sillä viinietikka ei ole riittävän puhdasta ja ruokasoodan pitää olla ruokasoodaa, leivinjauhe ei kelpaa. Lisäksi tarvitset vaa'an, kattilan, mittausvälineitä, pari lusikkaa ja säilytysastian valmista natriumasetaattia varten.

Hommaan pitäisi mennä aikaa suunnilleen tunti tai pari, mutta käytännössä aloittelija saa varata hommaan pitkän iltapäivän kuten itse sain eilen huomata.

Etikkahapon ja ruokasoodan reaktioyhtälöstä (jota en tässä viitsi esittää), saadaan laskettua, että jos etikkahappoa on 100 grammaa, tarvitaan ruokasoodaa 140 g. Eli ruokasoodaa punnitaan aina 1,4 kertaa etikkahapon massa. Laskussa on muistettava huomioida, että väkiviinaetikka sisältää ainoastaan 10 % etikkahappoa. Jos siis mittaat etikkaa litran, saat 100 g etikkahappoa. 

Itse mittasin etikkaa 250 ml, joka sisältää siis etikkahappoa 25 g. Tällöin ruokasuodaa tarvitaan 35 g. Ja gramma tai millilitra liikaa tai liian vähän ei haittaa. 

Eli ensimmäisessä vaiheessa mitataan noin 250 ml etikkaa mitta-astiaan.

Seuraavaksi punnitaan 35 g ruokasoodaa.

(Ruokasoodan punnitusvaiheessa olisi jo pitänyt aavistaa, että pitkä päivä on tulossa. Ruokasoodapurkin avaaminen ei onnistunut ilman väkivaltaa ja leipäveistä ja automaattisesti sammuva vaaka sammui niin automaattisesti, että ennätin yleensä lusikoida soodaa vain pari lusikallista punnitusastiaan. Puolen tusinaa kertaa yritettyäni onnistuin lopulta lappamaan tarvittavan määrän soodaa kuppiin valoakin nopeammin. Samalla tosin huomasin, että automaattisesti sammuva vaaka oli automaattiset sammumisensa sammunut ja ainoa keino saada virrat pois päältä oli repiä paristo irti.) 

Seuraavassa vaiheessa ruokasooda kaadetaan kattilaan ja päälle lorautetaan hyvin, hyvin varovasti etikkaa. Etikan ja ruokasoodan välinen reaktio on nopea ja siinä vapautuu runsaasti hiilidioksidia, joten etikka tulee lisätä todella hitaasti ja varovasti.

Itse lorautin ajattelemattomuuksissani kerralla vähän isomman tömssyn etikkaa (kuvaushetkellä vaahto oli vasta nousemassa ylöspäin). Hetken aikaa ehdin panikoida jo kunnolla yrittäessäni yhtäaikaa löytää kameralle turvallista säilytyspaikkaa sekä etsiä kippoa, johon vaahtoa voisi lusikoida kattilasta. Vaahdonmuodostus kuitenkin hiljeni juuri ennen kriittistä pistettä ja vältin katastrofin hätäisesti. Eli ellei halua siivota sotkujaan pöydältä, kannattaa olla varovainen. Seosta voi myös välillä sekoitella lusikalla, jotta ruokasoodan saa reagoimaan paremmin.

Sitten kun enimmät vaahdot ovat laskeutuneet, kattila siirretään liedelle porisemaan. Kannattaa käyttää melko mietoa lämpöä (levy max. kolmosella) jos haluaa saada seoksen pysymään kirkkaana. Sinällään sen kummempaa vahinkoa ei synny kuumallakaan levyllä, mutta seoksesta tulee tummaa. 

Keittämisen tarkoituksena on haihduttaa ylimääräinen neste pois, jotta kiteytyminen olisi ylipäätään mahdollista. Nimittäin jos nestettä on liikaa, natriumasetaatti pysyy liuenneena veteen, eikä kiteytymistä tapahdu ollenkaan. Toisaalta jos nestettä on liian vähän, kiteytyminen alkaa jo kattilassa, eikä kuuma jää -ilmiötä pääse tapahtumaan.

Tästä onkin helppo päätellä, että operaation onnistumiseksi kattila pitää osata ottaa juuri oikealla hetkellä pois liedeltä. Tämä onkin se vaihe, johon itse jumitin kolmeksi tunniksi!

Ensimmäisellä yrittämällä hätiköin ja otin kattilan ihan liian aikaisin liedeltä, eikä asetaatti kiteytynyt sitten millään.

Toisella yrittämällä kiehuttelin liian kauan ja asetaatti alkoi kiteytyä jo jäähdytyksen aikana.

Sama ilmiö tapahtui kolmannella, neljännellä ja viidennellä yrittämällä, kunnes lopulta älysin, että ei varmaan kantsis lämmittää ihan niin kauan...

Onneksi reaktiota ei kuitenkaan tarvitse aloittaa alusta jos kiteytyminen ei onnistu halutulla tavalla. Riittää että lappaa epäonnistuneet sörsselit takaisin kattilaan, lisää reilun lorauksen etikkaa ja kiehuttelee sopan jälleen kasaan.

Oikea hetki ottaa kattila pois liedeltä on siinä vaiheessa, kun nesteen päälle alkaa syntyä ohut, läpinäkyvä kalvo kiteytynyttä natriumasetaattia. Oheisessa kuvassa kalvo näkyy heikosti kuvan oikeassa reunassa. Kattila kannattaa ottaa pois liedeltä heti, kun kalvonmuodostus on näkyvissä.

Seuraavaksi liuos kipataan kannelliseen, kuumuutta kestävään säilytysastiaan. Itse käytin pakastusrasiaa. Rasian pitää olla ehdottomasti puhdas, sillä epäpuhtaudet toimivat siemenkiteinä ja natriumasetaatti alkaa kiteytyä niiden ympärille jo jäähdytysvaiheessa ja samasta syystä natriumasetaatin tulee olla täysin lienneena veteen. Rasian pohjalle voi etukäteen laittaa pikku tilkan etikkaa (1 rkl), jotta asetaatti ei kiteytyisi jäähdytyksen aikana. Kansi tiukasti astian päälle, ettei nestettä pääse haihtumaan astiasta ja astia jääkaappiin jäähtymään. Liuos saa jäähtyä noin huoneenlämpöiseksi, tai vähän viileämmäksi (noin 1/2 h).

Jos kaikki meni nappiin, niin rasiasta löytyy kirkas liuos, jonka saa kiteytymään vaikka sormen päällä koskettamalla. Vaihtoehtoisesti voi raaputtaa kattilan pohjalta muutaman natriumasetaattikiteen ja nakata ne siemenkiteiksi astiaan.

Tässä tapauksessa pelkästään lämpötila-anturin asettaminen rasiaan sai aikaan kiteytymisen.

Kiteytynyt natriumasetaatti saadaan saadaan sulatettua uudelleen esimerkiksi mikroaaltouunissa. Eli asetaatti laitetaan säilytysrasiassaan mikroon pienelle teholle (sulatus) ja annetaan olla minuutti pari. Rasiassa pitää olla kansi päällä, mutta ei tiukasti kiinni. Sula natriumasetaatti jäähdytetään taas jääkaapissa ja sitten sillä voi leikkiä uudelleen ja uudelleen...