chladicí směsi. Získávání chladicích směsí z plynů. •Závitové díly

Na základě získaných údajů o koncentraci je možné odvodit nejlevnější, ekonomické, ekologické a pohodlné směsi.

Co je to kryoměs? Ve vědecké literatuře se toto slovo téměř nikdy nenachází. Používá se fráze "chladící směsi".

Jak již z názvu vyplývá, jedná se o směsi určené k výrobě umělého chladu. Hlavní, nejznámější směs je NaCl + H2O, známá jako chlazení ledem a solí.

Existují dva typy kryosmetí (sůl + voda a sůl + kyselina).

Za chladicí směsi se považují i ​​nemrznoucí směsi (nemrznoucí kapaliny). Používají se v chladicích systémech motoru.

K dosažení dosti nízkých teplot ~ -60-70 C se používá suchý led (pevný oxid uhličitý).

Ve své práci uvažuji pouze čtyři směsi (sůl + sníh).

2) (NH4)2SO4+H20

3) NaCl + H2O (led)

4) CaCl2*6H2O+H2O (led)

Směsi jako sůl + kyselina jsou nebezpečné a dávají pro mé účely příliš nízké teploty. Proto je nepoužívám.

Je vidět, že nejúčinnější směs je směs č.4. Nejlepší koncentrace je pro ni 50%.

Od ostatních se liší absencí hodnot při koncentracích 50-70%, je to způsobeno přechodem reakce z endotermické na exotermickou, když koncentrace soli ve směsi dosáhne více než 40%. Tento účinek je vysvětlen povahou reaktantů a fyzikálním stavem směsi během její přípravy (sníh začíná aktivně tát, a když se dehydratovaný chlorid vápenatý smíchá s vodou, reakce je výhradně exotermická), respektive reakcemi absorpce a výdej tepla probíhá paralelně s přechodem na exotermický se zvýšením obsahu soli.

Systémy č. 1,2,3 běží téměř rovnoběžně s osou X. Ale na tomto grafu to tak jen vypadá. Jen cena dělení teplotní stupnice = 5 (!) 0С.

Pro názorný příklad Obr. 2, má hodnotu dělení teplotní stupnice = 0,10C.

Rýže. 2 Systém NH4NO3+H2O (led)

Ve skutečnosti 0,50C není příliš důležité. Můžeme tedy předpokládat, že graf jde téměř po přímce. Za nejlepší koncentraci považuji 10% NH4NO3.

Objevy

To můžete vidět již v roce 1550. byla první zmínka o „směsích chladicích kapalin“. V tomto případě o procesu chlazení vody dusičnanem draselným. Lednička byla vynalezena v roce 1844. Charles Smith Piazzi.

aplikace

Chladící směsi, které jsem připravil, lze použít k různým účelům. Například pomocí NaCl + sněhu dobře vychladíte šťávu a produkty. Samozřejmě, pokud není místo v lednici. Tuto směs lze použít i ke konzervaci potravin, protože je šetrná k životnímu prostředí a nezávadná.

Pro úplnější ochlazení na -400C se používá směs CaCl2*6H2O+H2O. Při svých pokusech jsem dosáhl minimální teploty při koncentraci 50 %. To se rovná ~370С.

Po odvedené práci mohu konstatovat, že ačkoliv je CaCl2 * 6H20 + H2O dobrá směs - dává docela nízkou teplotu (~ -370C), zastávám názor, že nejvýhodnější, ekologičtější směs je NaCl + sníh 30 %.

Po odvedené práci mohu konstatovat, že ačkoliv je CaCl2 * 6H20 + H2O dobrá směs - dává docela nízkou teplotu (~ -370C), zastávám názor, že nejvýhodnější, ekologičtější směs je NaCl + sníh.

Praktický závěr z mé práce lze vyvodit následovně.

Pomocí těchto směsí je možné určit kvalitativní složení produktu. Například máslo, zakysaná smetana, mléko, benzín. To se provádí pomocí principu nádoby ve nádobě. Hotová kryoměs se nalije do větší nádoby, do ní se vloží menší nádoba s požadovanou přísadou. Poté se jeden termistorový senzor umístí do směsi a druhý do nádoby s produktem. Provede se série měření. Z ochlazovacích křivek různých složek produktu můžete zjistit množství konkrétní látky ve zkušební kapalině.

K tomuto jednoduchému hacku potřebujete pouze led a sůl.

Preventivní opatření

Abyste se vyhnuli tepelnému popálení, pracujte s chladivými směsmi v ochranných rukavicích a v oděvu s dlouhými rukávy.

Reagencie a vybavení:

• led (750 g);
• kuchyňská sůl (chlorid sodný, 250 g);
• skleněné nádoby (2 ks);
• láhev na pití.

Návod krok za krokem

Ve velké sklenici smíchejte led a sůl v poměru 3:1. Chladicí směs je připravena. Nyní nápoj vložíme do chladící směsi. Nápoj byl pokojová teplota, a nyní až -2 °C! Nyní je připraven k použití!

Vysvětlení procesů

Chladicí směsi se skládají ze dvou nebo více pevných látek (nebo pevných látek a kapalin). Mícháním „odebírají“ teplo a snižují teplotu zvenčí. Procesy, při kterých dochází k absorpci tepla z prostředí, se nazývají endotermické. Chladící směs ledu a kuchyňské soli v poměru 3:1 může dát teplotu -21 °C. Pro zvýšení efektu můžete změnit poměr soli a ledu nebo nádobu pokrýt ledem či sněhem a poté je posypat solí. Směs ledu a chloridu může snížit teplotu až na -55 °C. Pevný oxid uhličitý () smíchaný s diethyletherem nebo acetonem má teplotu -78 °C. Na základě takových solí a kapalin se připravují chladicí směsi, které se také používají v boji proti ledu.

1. Chlazení potravinářské výrobky.
Nasypte několik pelet suchého ledu do termosky nebo dvouplášťové nádoby, naplňte běžným ledem a poté přidejte jídlo nebo pití. Je lepší nedovolit přímý kontakt suchého ledu s potravinami, protože. teplota suchého ledu -78,33°C. Produkty lze takto skladovat 5 až 7 dní.

2. Zmrazování potravin.
Suchý led by se měl pokládat na jídlo. Zabalení suchého ledu do papíru prodlouží dobu odpařování.

3. Tvorba mlhy.

Nalijte horkou vodu do velkého kovového hrnku a poté přidejte granule suchého ledu. Vytvoří se hustá hustá mlha, která se bude šířit po zemi. Tak vzniká mlha na varietních scénách a v nočních klubech. Je lepší provést tento postup ve větraném prostoru. Stejným způsobem můžete vytvořit mlhu v bazénu nebo vířivce.

Video: Alkohol s ledem

4. Chlazení a mrazení.
Suchý led má zmrazovací kapacitu 15krát větší než vodní led a doba odpařování suchého ledu může být 5krát delší než tající vodní led. Směs suchého ledu a vodního ledu lze použít k chlazení potravin, piva a pivních sudů. Použití pouze suchého ledu může zmrznout pivo nebo poškodit sudy.

5. Odvedení pozornosti komárů od potenciálních obětí.
Suchý led přitahuje komáry. Pokud dáte trochu suchého ledu na stranu, kde jste, soustředí se kolem něj.

6. Zpěv metal.
Když se kov dostane do přímého kontaktu se suchým ledem, začne kov vydávat hlasitý pronikavý zvuk. Tento experiment lze provést umístěním kovové lžičky do suchého ledu. Můžete nalít trochu vody do lžíce, abyste mohli pozorovat proces zmrazování. Buďte opatrní, protože delší kontakt lžíci ochladí natolik, že při přímém kontaktu může poškodit pokožku.

7. Mlžné bubliny.
Když se do směsi vody a suchého ledu přidá mýdlový roztok, vytvoří se bubliny naplněné hustou mlhou.

8. Výstřel.
Pokud nasypete pelety suchého ledu do plastové krabičky, uzavřete ji víkem a chvíli počkáte, víko může vystřelit na několik metrů. Podobně můžete odpalovat rakety s vodou, ale to vyžaduje speciální zařízení.

9. Nafukování gumového balónku nebo balónku.
Můžete dát trochu suchého ledu do koule, pevně ji uzavřít a hodit do bazénu nebo jakékoli vody. Zpočátku se koule potopí, ale jak se naplní plynem, vystoupí na povrch a exploduje.

10. Zvuková čočka.
Balónek naplněný oxidem uhličitým může fungovat jako zvuková čočka. Zvuk se totiž v oxidu uhličitém šíří pomaleji než ve vzduchu, stejně jako se světlo šíří sklem pomaleji než vzduchem nebo vakuem. Můžete získat balónek naplněný oxidem uhličitým. vložte do něj suchý led. Míč naplněný oxidem uhličitým držte ve vzdálenosti asi 30 cm od ucha – zvuky procházející přes něj by měly být zesíleny.

11. Karbonizace nápojů.
Nalévat pití vody do sklenice a tam přidat nějaké granule suchého ledu, po odpaření ledu by měla voda mírně zuhelnat.

12. Odstranění dlažby.
Keramické dlaždice lze z podlahy odstranit tak, že na její povrch nalijete trochu suchého ledu. Dlaždice se snadněji odstraní díky chlazení a stlačení. Tento postup může trvat dlouho, než se odstraní velké množství dlaždic, ale pro odstranění 1-2 dlaždic je to velmi pohodlné.

13. Deratizace.
Pokud nasypete zrnitý suchý led do nory pro hlodavce, po chvíli z ní oxid uhličitý vytlačí kyslík a zabrání vnikání vzduchu do díry. hruď hlodavec. Abyste dosáhli plného efektu, musíte se ujistit, že otvor není průchozí.

Obecní rozpočtová vzdělávací instituce

"Střední škola č. 11"

Vědecká společnost studentů

Výzkumná práce

"Chladící směsi"

Práce dokončena:

žák 9. třídy

MBOU "Střední škola č. 11"

Baranova Yana

Vědecký poradce:

Ovčinnikovová Olga Michajlovna

Balakhna

2013

OBSAH

Úvod………………………………………………………………………. Kapitola 3já. Přehled literatury k tématu …………………………………………. 51.1.Co jsou chladicí směsi…………………………………… ..…. 5

1.2 Historie objevu chladicích směsí ...……………………….…..…5

1.3 Klasifikace kryoměsí….……………………………………...…. 6

1.4.Teoretické zdůvodnění hypotermického účinku chladicích směsí…..…………………………………………………………………….… 8

1.5. Využití kryoměsí v průmyslu a každodenním životě….…………….… .9

KapitolaII. Experimentální část ………………………………………….… 12

2.1. Vybavení……………………………………………………………….. 12

2.2. Stanovení kvalitativního složení obsahu hypotermálního balení „APPOLO“ a jeho účinnosti………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………

2.3 Detekceúčinnost různých složení chladicích směsí……………………………………………………………………….13

2.4. Závislost chladicího účinku na stavu agregace rozpouštědla ………….………………………………………………………….….….14

2.5. Závislost chladicího účinku na koncentraci rozpuštěné látky……………….………………………………………………………………….….14

2.6. "Paradox" koncentrované kyseliny sírové………………………….. 15

3. Závěr……………………………………………………………………………………… 16

4. Seznam použité literatury ……………………………………… 17

5. Přihlášky………………………………………………………………………………..18

Úvod.

Relevance práce.

V běžném životě se často setkáváme s jevy, které nám způsobují mnoho otázek.

Proč některá dusíkatá hnojiva používaná pro výživu rostlin při rozpuštění ochlazují?

Proč je stání na slané kaši (směs sněhu a soli) chladnější než pouhé stání na sněhu?

Proč při použití podchlazeného sáčku z lékárničky dochází k ochlazení?

Proč má koncentrovaná kyselina sírová po smíchání se sněhem silný chladivý účinek a po rozpuštění ve vodě silný zahřívací účinek?

Touha najít odpovědi na tyto otázky se stala základem našeho výzkumu.Rozhodl jsem se studovat mechanismus tepelných procesů a identifikovat nejdostupnější, účinné formulace chladicí směsi.

Objektivní:

Studovat a analyzovat informace o chladících směsích a experimentálně identifikovat nejjednodušší a nejúčinnější složení chladných směsí.

Pracovní úkoly:

Sbírejte a analyzujte literaturu o chladicích směsích.

Empiricky určete složení vodosůlného hypotermálního balíčku „APPOLO“.

Experimentálně identifikovat nejúčinnější složení studených směsí z látek používaných v každodenním životě.

Předmět studia. Soli používané jako dusíkatá hnojiva.

Předmět studia. Účinnost složení chladicích směsí, závislost hypotermického účinku na obsahu solí ve směsích a stavu agregace rozpouštědla.

Hypotéza:

Existují účinné a jednoduché chladící směsi připravené na bázi dusíkatých hnojiv a kuchyňské soli.

Chladicí účinek závisí na stavu agregace rozpouštědla a koncentraci rozpuštěné látky.

Metody výzkumu:

Aktualizační metoda – spočívá ve stanovení hodnoty konkrétní studie;

Vyhledávání

Metoda praktického výzkumu;

Metoda analýzy a zobecnění

KAPITOLA 1. Přehled literatury k tématu

1. Co jsou chladicí směsi (kryomixy).

Cryomix je neologismusřeckýkryos- led).Proto je ve vědecké literatuře toto slovo poměrně vzácné. Častěji je toto slovo nahrazováno souslovím „chladící směs“. tosystémy dvou nebo více pevných nebo pevných a kapalných látek, při smíchání se teplota směsi snižuje v důsledku absorpce tepla při tavení nebo rozpouštění složek systému.

Různé soli, kyseliny, voda, led (sníh) se používají jako složky chladících směsí ke snížení teplot do -50°C.Ke snížení teplot na -80 °C se používají chladicí směsi suchého ledu (pevný oxid uhličitý) a některých organických látek (alkoholy, aceton, éter).Chladiva jsou také široce používána v průmyslu. Nejběžnější chladicí kapalinou je voda. Nejpoužívanější chladicí kapaliny na bázi vícesytného alkoholu - etylenglykolu.

Pro dosažení nejnižší teploty se látky obsažené v chladicích směsích odebírají v množství odpovídajícím bodu kryohydratace.Bod kryohydrátu je teplota, při které roztok určité látky zmrzne, jinými slovy je to nejnižší teplota, kterou můžete získat smícháním složek určité hmoty.

Existuje mnoho chladicích směsí, protože obecně jakékoli chemická reakce(včetně rozpouštění), které probíhá za absorpce tepla, může sloužit k chlazení. Použití jedné nebo druhé chladicí směsi závisí na tom, co je po ruce, a na požadovaném poklesu teploty.

1.2. Historie objevu a vzniku chladicích směsí (kryoměsí).

Rozpouštění jako prostředek pro získání umělého chladu se používá již dlouhou dobu; například Římané používali rozpuštění dusičnanu draselného ve vodě k chlazení vína. Stejný způsob chlazení použil fyzik opětBlasiusVillafrancav Římě roku 1550. Uvádí se silnější chlazenílatinusTancredusv Neapoli v roce 1607; vzal směs sněhu s ledkem; konečně o směsi ledové tříště a kuchyňské soli se zmiňuje Santorio v roce 1626. Stejnou směs používali ke zmrazování tekutin i mrtvých lidé zvaní Estonci. Chladivé efekty se využívaly ve středověku k výrobě zmrzliny. Jako mrazák se používal sud se sněhem a solí.

Již na počátku 17. století byly odvozeny první receptury pro chladicí směsi.

1665 je označen jako rok, kdy Robert Boyle publikoval práci obsahující teoretické základy získávání chladu.A to již v roce 1686Mariotte experimentálně potvrdil Boylovy teorie.

1685 - Philip Lahir dostal vodní led v misce naplněné čpavkem zvenčí.
V roce 1810 Leslie postavil první umělou ledovou rostlinu známou z historie.

Brzy (1834) Peltier objevil princip, který znamenal začátek vývoje termoelektrických chladicích strojů.

V roce 1844Charles Smith Piazzikonečně vynalezl lednici.

1870 - Peter Vander Wade získal americký patent na termostatický chladicí systém.

V roce 1879 Carl von Linde získal patent na první mechanickou lednici na světě.

V dnešní době se chladicí směsi používají v domácnostech, v laboratořích a obecně tam, kde není vyžadováno velmi silné a dlouhodobé chlazení. Pro druhé a pro tovární účely vytvořily věda a ekonomické výpočty výkonnější prostředky umělého chlazení.

Za hlavní vynálezce „kryomixů“ jsou považováni:

Robert Boyle

 vztah mezi tlakem, objemem a teplotou

 teoretické základy pro získání chladu

William Cullen

 výroba ledu pomocí vakua

 vytvoření stroje na kompresi par

Michail Vasilievič Lomonosov

 stvořeníteorie přirozené ventilace

nern

 vve vakuu voda zamrzne, pokud se odstraní vodní pára (pára byla absorbována kyselinou sírovou)

1.3. Klasifikace chladicích směsí.

1.Chladící směsi vody (nebo sněhu) a soli

2.Chladící směsi vody a dvou solí

3.Chladící směsi kyselin a sněhu

4. Chladící směsi solí s kyselinami

5. Chlazení směsí některých organických látek s pevným oxidem uhličitým

6. Nemrznoucí roztoky

Chladící směsi vody (nebo sněhu) a soli

Chladící směsi vody a dvou solí

Chladící směsi kyselin a sněhu

Chladící směsi ze solí s kyselinami

HCl (2:1)

Na 2 TAK 4

NH 4 Cl

KNO 3

HCl(konec)

Na 2 TAK 4

HNO 3 (2:1)

Na 2 TAK 4

HNO 3 (2:1)

Na 3 PO 4

HNO 3 (2:1)

Na 2 TAK 4

NH 4 NE 3

H 2 TAK 4 (1:1)

Na 2 TAK 4

Chladicí směsi s pevným oxidem uhličitým

1.4. Teoretické zdůvodnění hypotermického účinku chladicích směsí.

Ve vlastnostech směsí je zajímavý vzorec: bod tání směsi několika látek je nižší než bod tání každé z čistých látek zvlášť. Bod tání čisté vody (ve formě ledu nebo sněhu) 0 0 C. Pokud se do ledu přidá příměs kuchyňské soli, pak led začne tát při nižších teplotách pod nulou. Teplota tání závisí na poměru ledu a soli, rychlosti míchání a dokonce i na stupni rozdrcení ledu.Led, jako každé těleso, pevné nebo kapalné, je soustava molekul, které mají oscilační pohyby (tepelné) a zároveň se vzájemně přitahují; dokud tento systém zůstává v jednom ze stavů mobilní rovnováhy, fyzikální (a chemický) stav těla zůstává nezměněn. Při kontaktu částic ledu a soli dochází k chemické interakci, vzájemná přitažlivost mezi částicemi ledu slábne, led taje; zatímco teplo je absorbováno. Současně je interakce soli s vodou (hydratace) doprovázena uvolňováním tepla. Konečný výsledek je určen rozdílem mezi množstvím tepla absorbovaného během tání ledu a teplem kombinace soli s vodou. Protože první v tomto případě převyšuje druhou, směs se ochladí. Nádoba, ve které se mísí, musí být samozřejmě dobře izolována nevodiči tepla, aby se umělý chlad plněji využil, a samotné míšení se provádí co nejrychleji; k tomu musí být všechny pevné látky, jako led, soli, dobře rozdrceny. Výše uvedené vysvětlení jevu chlazení je aplikovatelné i na rozpouštění solí ve vodě, pouze s tím rozdílem, že při rozpouštění mnoha solí není chemická interakce mezi rozpouštědlem a rozpuštěnou látkou tak jasně vyjádřena. Při smíchání několika solí s vodou nebo sněhem může dojít ke složitějším jevům, jako je dvojitý rozklad solí atd.

Obecně je tepelný účinek rozpouštění součtem tepelných účinků dvou stupňů:

destrukce krystalové mřížky, která pokračuje s výdejem energie

tvorba hydrátů, která je doprovázena uvolňováním energie

Znak tepelného účinku rozpouštění bude určen poměrem energií těchto stupňů.

1.5. aplikace kryoměsí v průmyslu a každodenním životě.

V dnešní době se chladicí směsi používají v domácnostech, v laboratořích a obecně tam, kde není vyžadováno velmi silné a dlouhodobé chlazení. Pro druhé a pro průmyslové účely vytvořily věda a ekonomické výpočty výkonnější prostředky umělého chlazení. Hlavní oblasti použití kryoměsí v každodenním životě, v medicíně a v laboratoři lze určit:

1) rychlé ochlazení nápojů nebo produktů;

2) konzervace produktů na krátkou dobu v nepřítomnosti chladničky v teplé sezóně;

3) v laboratoři - destilace nízkovroucích kapalin nebo plynů;

4) separace 2 nemísitelných kapalin, z nichž jedna má nízký bod tuhnutí (benzen-voda).

Kapalné směsi (kapaliny)

 V zimě se používají nemrznoucí směsi, které nezamrzají při teplotách do -40 °C.

 Nízko tuhnoucí chladicí kapaliny jsou určeny pro použití v chladicích systémech motoru.

Mazací kapaliny.

Kovové zpracování

 Frézování (odvod tepla z řezných nástrojů)

 Závitové díly

 Válcování plechů

pevné směsi

Sublimace suchého ledu (pevný oxid uhličitý) je široce používána pro chlazení a zmrazování potravinářských výrobků, stejně jako jejich skladování a přepravu ve zmrazeném stavu.

• Zmrazování par rtuti (metanol + pevný oxid uhličitý)

Ledovce, které poskytují teploty blízké nule, se používají v zemědělství a částečně v obchodě a mlékárenském průmyslu, hlavně pro skladování produktů podléhajících zkáze.

V lékařství

Lokální hypotermie je léčebný účinek na omezené oblasti těla chladovými faktory, které snižují teplotu tkání pod limity jejich kryogenní odolnosti (5-10°C).

Současné chladicí kapaliny obsahují anorganickou sůl a vodu oddělené přepážkou. Když se přepážka rozbije, sůl se rozpustí ve vodě s endotermickým účinkem. V průmyslu se takové obaly vyrábějí pod obchodními názvy Snezhok, Appolo, Mirali atd. Existují dva hlavní typy terapeutických obalů pro chlazení tělesných tkání. První z nich jsou založeny na použití endotermické reakce, ke které dochází, když jsou určité soli rozpuštěny ve vodě. Tyto balíčky jsou vhodné pro použití v polních podmínkách, protože nevyžadují přitahování chladu zvenčí. Ale s nízkou tepelnou kapacitou nejsou jednostupňová balení účinná v horkém klimatu a nemohou poskytnout optimální úroveň hypotermie pro různé lékařské indikace.

Působení obalů druhého typu je založeno na předběžném nahromadění chladu obsahem obalu (například gelu) v chladničce. Takové obaly mají velkou tepelnou kapacitu, ale nemohou poskytovat okamžité léčivý účinek aniž byste je nejprve několik hodin chladili v mrazáku. Hlavní nevýhodou takových zařízení je však krátká doba působení – důsledek pomíjivosti endotermické reakce mezi vodou a solí.

K prodloužení reakce se používají následující prostředky:

a) postupné rozpouštění částí soli;

b) regulace při reakci styčné plochy vody a soli;

c) použití solí v granulovaná forma s rozpustnými nebo porézními obaly granulí.

Kapitola II . experimentální část

1. . Zařízení.

Odměrné válce, skleněné kelímky 100-150 ml, skleněné tyčinky, technické váhy (200g,∆m\u003d 0,01 g), vnější teploměr, hmoždíř a palička, topná zařízení.

Reagencie: sada solíNaCl, NaNO 3, KNO 3 , NH 4 Cl, CO( NH 2 ) 2, NH 4 NE 3, koncentrovaná kyselina sírová, hypotermický balíček "Appolo", měděné hobliny, fenolftalein, hydroxid sodný, difenylamin.

2.2. Stanovení kvalitativního složení obsahu hypotermálního balíčku „APPOLO“ a jeho účinnosti.

Příloha 1

Na chladicím obalu není uvedeno „APPOLO“. chemické složení byla proto provedena kvalitativní analýza obsahu balení.

Byly stanoveny kationty soli:

1. Stanovení iontů podle barvy plamene a kvalitativní reakce: do plamene byly vloženy skleněné tyčinky s roztokem zkoumané soli. Plamen nezměnil svou barvu, což znamená, že ve složení soli nejsou žádné ionty, které dodávají barvu plamene:Na + , K + , Cu 2+ , Ba 2+ , Ca 2+ , atd. Během interakce solného roztoku s alkálií během zahřívání získal vlhký fenolftaleinový papír jasně karmínovou barvu, která ukazuje na přítomnost amonného iontu.

NH 4 + + Ach - = NH 3 + H 2 Ó

2. Stanovení aniontůTAK 4 2- , NE 3 - , PO 4 3- , Cl - , Br - , atd. co se týče kvalitních odpovědí. Nebyly pozorovány žádné viditelné známky reakce se síranovými a fosfátovými ionty. Když byly do solného roztoku přidány měděné hobliny a koncentrovaná kyselina sírová, uvolnil se hnědý plyn s charakteristickým zápachem a vytvořil se modrý roztok, který ukazuje na přítomnost dusičnanového iontu. Když se k roztoku přidala difenylaminová sůl, objevilo se tmavě modré zbarvení.

Studovanou solí je dusičnan amonný.

4NO 3 - + 2H 2 TAK 4 + Cu = Cu 2+ + 2 NE 2 + 2H 2 O+SO 4 2-

Finále rovnic

NH 4 NE 3 + NaOH = NaNO 3 +NH 3 + H 2 Ó

2) 4NH 4 NE 3 + 2H 2 TAK 4 + Cu = Cu(NO 3 ) 2 + 2 NE 2 + 2H 2 O + 2(NH 4 ) 2 TAK 4

V hypotermickém balení APPOLO bylo v první nádobě 64,15 g dusičnanu amonného a ve druhé nádobě 60 ml vody.

Při smíchání těchto složek odpovídá chladicí efekt poklesu teploty o 22 stupňů ˚C.

2. Identifikace účinnosti různých složení chladicích směsí.

Chlazení: sůl + voda (příloha č. 2).

Na technických vahách byla stanovena hmotnost skla, do skla byla přidána požadovaná hmotnost látky s přihlédnutím k její hmotnosti. Roztok kyseliny sírové s hmotnostním zlomkem 50,54 % (kyselina elektrolytická) byl měřen odměrným válcem po předchozím přepočtu. HmotnostH 2 TAK 4 = 12,6 g, hustota = 1,25 g/ml, objem roztokuH 2 TAK 4 = 20 ml.

PROTI= m/ W* p.

1 g látky bylo smícháno se 100 g vody při 18 °C.

Stůl 1

CO(NH 2 ) 2

(močovina)

50

-1 8

NH 4 NE 3

107

-22

NH 4 NE 3

13

-8

Chlazení: voda + sůl + sůl (Příloha č. 3).

K odváženým dávkám soli bylo přidáno 100 ml vody.

Stůl číslo 2

50 gCO(NH 2 ) 2 + 36 NaCl

-15

41,6 GNH 4 NE 3 + 41,6 NaCl

-20

Závěr: dusičnan amonný poskytuje největší hypotermický účinek, když je rozpuštěn ve vodě. Při smíchání několika solí se zesílí hypotermický účinek. Směsi solí poskytují větší chladivý účinek, ale roli hraje povaha soli.

2.4 Závislost chladicího účinku na stavu agregace rozpouštědla.

Chlazení: sůl + sníh (viz příloha č. 4).

Ke 100 g sněhu se přimíchalo g soli.

Tabulka č. 3

A, g

∆ T, °С

NaCl

36

-18

NaNO 3

75

-14

NH 4 Cl

30

-12

CO(NH 2 ) 2

(močovina)

50

-18

Závěr: Největší hypotermický účinek vykazovaly močovina a chlorid sodný. Použití ledu nebo sněhu poskytuje zvýšený chladicí účinek.

2.5. Závislost chladicího účinku na koncentraci rozpuštěné látky.

Připravila se směs sněhu a jemně mleté ​​kuchyňské soli o určité koncentraci. Byla měřena teplota výsledné směsi. Údaje byly prezentovány ve formě tabulky.

Závislost teploty sněhově-solné směsi na jejím složení

Tabulka č. 4

Závěr: čím větší je obsah kuchyňské soli ve směsi, tím větší je hypotermický (ochlazující) účinek. Maximálního ochlazení na -21°C dosáhneme přípravou směsi ze 3 dílů sněhu a 1 dílu soli. Při dalším zvýšení koncentrace soli již nedochází k ochlazení směsi.

2.6. Paradox H 2 TAK 4 (konec) (Příloha č. 5)

Koncentrovaná kyselina sírová poskytuje silný hypertermický účinek, když je rozpuštěna ve vodě současněse sněhem poskytuje dobrý chladicí účinek.

V prvním případě je energie destrukce krystalové mřížky kyseliny menší než energie hydratace kyseliny vodou, takže reakce je vysoce exotermická.

Ve druhém případě se energie mřížky ledových krystalů ukázala být větší než energie hydratace kyseliny sírové vodou, tzn. K roztavení ledu se spotřebuje více tepla, než se uvolní z kombinace kyseliny a vody.

H 2 TAK 4 (konec)+ 100 g sněhu

12,6

-12

H 2 TAK 4 (konec)+ 100 vody

12,6

+12

Obecný závěr:

Provedené experimenty potvrdily námi vyslovené hypotézy: dusíkatá hnojiva a kuchyňská sůl jsou levné a poměrně účinné látky pro přípravu chladicích směsí. Největší hypotermický účinek mají soli dusičnanu amonného a močoviny, když jsou rozpuštěny ve vodě.

Chladicí účinek je přímo závislý na obsahu soli ve směsi a na stavu agregace rozpouštědla.

Doporučení ke způsobu přípravy chladicích směsí.

Závěr.

Na závěr bych chtěl poznamenat, že mě velmi zaujala práce na problematice „Směsi chladicích kapalin“. Pro sebe jsem našel odpovědi na své otázky, dozvěděl se o paradoxních vlastnostech určitých látek (kyselina sírová). Dozvěděl jsem se, že chladicí směsi se používají velmi široce a v různých oblastech činnosti: od každodenního života až po velké průmyslové laboratoře.

Pro ty, kteří chtějí samostatně připravovat chladicí směsi, lze dát malá doporučení:

1. Míchací nádoba musí být dobře izolována nevodiči tepla (plast, polystyren), aby bylo možné lépe využít umělý chlad.

2. Míchání by mělo být provedeno co nejrychleji.

3. Smíšené látky musí být v jemně rozmělněném stavu, aby se zvětšila plocha jejich kontaktu.

4. Seznam použité literatury.

A. I. Perevozchikov „Problémové zkušenosti s interakcí kyseliny sírové s vodou“, ed. "Chemie ve škole" č. 7, 2011.

2. Stanovení aniontů solí





P Příloha 2 Chlazení: sůl + voda


Směs NH 4 NE 3 + H 2 Ó





( NaCl + H 2 Ó )





( NaNO 3 + H 2 Ó )





(NH 4 Cl + H 2 Ó)
( CO(NH 2 ) 2 + H 2 Ó)

(močovina)

Aplikace č. 3 Chlazení: voda + sůl + sůl



Aplikace č. 4 Chlazení: sůl + sníh



NH 4 Cl + sníh NaCl +sníh




NaNO 3 +sníh

Příloha č. 5

Chladící směsi

Některé plyny jsou relativně vysoká teplota uvařit to
umožňuje získat je v tekuté formě i doma
laboratoří. Příkladem je oxid dusičitý (Tboil =
21,1°С), butan (Tbp = -0,5°С) a oxid siřičitý (Tbp = -10,0°С).
Schéma zařízení na zkapalňování plynu je poměrně jednoduché. Plyn
přijímat v baňce pomocí vhodné reakce nebo odebírat z balónku.
Dále plyn prochází U-trubicí s vysoušedlem (např.
chlorid vápenatý) a vstupuje do druhé trubice ve tvaru U, spuštěné do
velká nádoba s chladící směsí. V poslední trubici je plyn částečně
kondenzuje.

1 - baňka na výrobu plynu, 2 - tvar U
trubice se sušičkou (pro jednoduchost lze vynechat), 3 - chlazení
směs, 4 - trubka ve tvaru U pro kondenzaci plynu.

Nejprve se podíváme na to, jak připravit chladicí směsi.

Existuje mnoho receptů na různé chladivé směsi. nicméně
chemici mají tendenci používat jen několik z nich. Při výběru
u chladicí směsi má velký význam dostupnost komponent.
Nejdostupnější směsi, které se často používají v laboratoři,
jsou uvedeny níže.

1. Směs 3 hodin sněhu (nebo ledové tříště) a 1 hodiny vaření
sůl umožňuje dosáhnout teploty -21 °C. Pokud potřebujete vyšší
teplota, změna poměru led/sůl.

Závislost teploty směsi led-sůl na jejím složení

2. Směs 1,5 hodiny šestivodého chloridu vápenatého CaCl 2 ·6H 2 O s 1 hodinou sněhu umožňuje dosáhnout teploty -55°C.

3. Směs 1 hodiny dusičnanu amonného a 1 hodiny sněhu dává teploty až -20°C.

4. Přidejte do diethyletheru, acetonu, benzínu nebo alkoholu
suchý led (pevný oxid uhličitý). Směs umožňuje dosáhnout teploty
až -78°С.

5. Směs sněhu (ledu) a
koncentrovaná kyselina sírová, ale tato směs má převážně
historický význam, protože pro kyselinu sírovou lze nalézt více než
racionální aplikace.

V níže popsaných experimentech byla použita směs ledu a soli
poměr 3 hodiny ledu a 1 hodina soli. Komponenty smíchané v plastu
tácek a přeneste směs do skleněné nádoby nebo sklenice. Pro takové
terčový paprsek Je lepší nepoužívat nádoby vyrobené z plastu a ještě lépe z
Pěnový polystyren a, protože tyto materiály jsou mnohem méně tepelně vodivé než
sklenka. Nicméně ve skleněné dóze nebo sklenici bude zážitek vypadat
více vizuálně.

Na pohled vypadá sklenice s chladivou směsí ledu a soli docela
obvykle: jako by kusy ledu plavaly ve vodě, pokud se však ponoříte do směsi
zkumavku s vodou, voda zmrzne asi za minutu, ve které můžete
lze snadno ověřit vyjmutím zkumavky a jejím otočením dnem vzhůru.
Docela brzy budou vnější stěny nádoby pokryty námrazou - toto
vlhkost ze vzduchu kondenzuje a zamrzá.