મેળવેલ એકાગ્રતા ડેટાના આધારે, સૌથી સસ્તું, આર્થિક, પર્યાવરણને અનુકૂળ, અનુકૂળ મિશ્રણ મેળવવાનું શક્ય છે.
ક્રાયોમિશ્રણ શું છે? વૈજ્ઞાનિક સાહિત્યમાં, આ શબ્દ લગભગ ક્યારેય જોવા મળતો નથી. શબ્દસમૂહ "ઠંડક મિશ્રણ" વપરાય છે.
નામ પ્રમાણે, આ કૃત્રિમ ઠંડી પેદા કરવા માટે રચાયેલ મિશ્રણ છે. મુખ્ય, સૌથી વધુ જાણીતું મિશ્રણ NaCl + H2O છે, જે બરફ-મીઠું ઠંડક તરીકે ઓળખાય છે.
ક્રાયોસ્મેશ બે પ્રકારના હોય છે (મીઠું + પાણી અને મીઠું + એસિડ).
એન્ટિફ્રીઝ (નૉન-ફ્રીઝિંગ પ્રવાહી) પણ શીતક મિશ્રણ તરીકે ગણવામાં આવે છે. તેઓ એન્જિન કૂલિંગ સિસ્ટમ્સમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે.
એકદમ નીચું તાપમાન ~ -60-70 C, સુકા બરફ (સોલિડ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ) નો ઉપયોગ થાય છે.
મારા કાર્યમાં, હું ફક્ત ચાર મિશ્રણ (મીઠું + બરફ) ધ્યાનમાં લે છે.
2) (NH4)2SO4+H2O
3) NaCl + H2O (બરફ)
4) CaCl2*6H2O+H2O (બરફ)
મીઠું + એસિડ જેવા મિશ્રણો જોખમી છે અને મારા હેતુઓ માટે ખૂબ ઓછું તાપમાન આપે છે. તેથી જ હું તેનો ઉપયોગ કરતો નથી.
તે જોઈ શકાય છે કે સૌથી અસરકારક મિશ્રણ મિશ્રણ નંબર 4 છે. તેના માટે શ્રેષ્ઠ એકાગ્રતા 50% છે.
તે 50-70% ની સાંદ્રતામાં મૂલ્યોની ગેરહાજરી દ્વારા બાકીના કરતા અલગ છે, જ્યારે મિશ્રણમાં મીઠાની સાંદ્રતા 40% થી વધુ સુધી પહોંચે છે ત્યારે એન્ડોથર્મિકથી એક્ઝોથર્મિકમાં પ્રતિક્રિયાના સંક્રમણને કારણે આ થાય છે. આ અસર રિએક્ટન્ટ્સની પ્રકૃતિ અને તેની તૈયારી દરમિયાન મિશ્રણની ભૌતિક સ્થિતિ દ્વારા સમજાવવામાં આવી છે (બરફ સક્રિય રીતે ઓગળવાનું શરૂ કરે છે, અને જ્યારે નિર્જલીકૃત કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડ પાણીમાં ભળી જાય છે, ત્યારે પ્રતિક્રિયા ફક્ત એક્ઝોથર્મિક હોય છે), અનુક્રમે, શોષણની પ્રતિક્રિયાઓ. અને મીઠાની માત્રામાં વધારો સાથે એક્ઝોથર્મિકમાં સંક્રમણ સાથે, ગરમીનું પ્રકાશન સમાંતર રીતે આગળ વધે છે.
સિસ્ટમ્સ નંબર 1,2,3 X અક્ષની લગભગ સમાંતર ચાલે છે. પરંતુ આ ચાર્ટ પર તે ફક્ત તે જ રીતે લાગે છે. માત્ર તાપમાન સ્કેલના વિભાજનની કિંમત = 5 (!) 0С.
ઉદાહરણરૂપ ઉદાહરણ માટે, ફિગ. 2, તે તાપમાન સ્કેલ = 0.10Cનું વિભાજન મૂલ્ય ધરાવે છે.
ચોખા. 2 સિસ્ટમ NH4NO3+H2O(બરફ)
હકીકતમાં, 0.50C ખૂબ મહત્વનું નથી. તેથી આપણે ધારી શકીએ કે આલેખ લગભગ સીધી રેખામાં જાય છે. હું 10% NH4NO3 ને શ્રેષ્ઠ સાંદ્રતા માનું છું.
ડિસ્કવરીઝ
તમે તે પહેલેથી જ 1550 માં જોઈ શકો છો. "કૂલન્ટ મિશ્રણ" નો પ્રથમ ઉલ્લેખ હતો. આ કિસ્સામાં, પોટેશિયમ નાઈટ્રેટ સાથે પાણીને ઠંડુ કરવાની પ્રક્રિયા વિશે. રેફ્રિજરેટરની શોધ 1844 માં થઈ હતી. ચાર્લ્સ સ્મિથ પિયાઝી.
અરજી
મેં જે કૂલિંગ મિક્સ તૈયાર કર્યા છે તેનો ઉપયોગ વિવિધ હેતુઓ માટે થઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, NaCl + બરફની મદદથી, તમે રસ અને ઉત્પાદનોને સારી રીતે ઠંડુ કરી શકો છો. અલબત્ત, જો રેફ્રિજરેટરમાં કોઈ જગ્યા નથી. આ મિશ્રણનો ઉપયોગ ખોરાકને સાચવવા માટે પણ થઈ શકે છે, કારણ કે તે પર્યાવરણને અનુકૂળ અને હાનિકારક છે.
-400C સુધી વધુ સંપૂર્ણ ઠંડક માટે, CaCl2*6H2O+H2O નું મિશ્રણ વપરાય છે. મારા પ્રયોગોમાં, હું લઘુત્તમ તાપમાન 50% ની સાંદ્રતા પર પહોંચ્યો. તે ~370С બરાબર છે.
કાર્ય પૂર્ણ કર્યા પછી, હું નિષ્કર્ષ પર આવી શકું છું કે CaCl2 * 6H20 + H2O એક સારું મિશ્રણ હોવા છતાં - તે એકદમ ઓછું તાપમાન (~ -370C) આપે છે, હું માનું છું કે સૌથી અનુકૂળ, પર્યાવરણને અનુકૂળ મિશ્રણ NaCl + બરફ 30 છે. %.
કાર્ય પૂર્ણ કર્યા પછી, હું નિષ્કર્ષ પર આવી શકું છું કે CaCl2 * 6H20 + H2O એક સારું મિશ્રણ હોવા છતાં - તે એકદમ ઓછું તાપમાન (~ -370C) આપે છે, હું માનું છું કે સૌથી અનુકૂળ, પર્યાવરણને અનુકૂળ મિશ્રણ NaCl + બરફ છે.
મારા કાર્યમાંથી વ્યવહારુ નિષ્કર્ષ નીચે મુજબ દોરી શકાય છે.
આ મિશ્રણોની મદદથી, ઉત્પાદનની ગુણાત્મક રચના નક્કી કરવી શક્ય છે. ઉદાહરણ તરીકે માખણ, ખાટી ક્રીમ, દૂધ, ગેસોલિન. આ વહાણ-માં-વહાણ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. તૈયાર ક્રાયોમિક્ષ્ચર મોટા વાસણમાં રેડવામાં આવે છે, તેમાં ઇચ્છિત ઘટક સાથે એક નાનું વાસણ મૂકવામાં આવે છે. તે પછી, એક થર્મિસ્ટર સેન્સર મિશ્રણમાં મૂકવામાં આવે છે, અન્ય ઉત્પાદન સાથે જહાજમાં. માપનની શ્રેણી હાથ ધરવામાં આવે છે. ઉત્પાદનના વિવિધ ઘટકોના ઠંડક વણાંકોમાંથી, તમે પરીક્ષણ પ્રવાહીમાં ચોક્કસ પદાર્થની માત્રા શોધી શકો છો.
આ સરળ હેક માટે, તમારે ફક્ત બરફ અને મીઠાની જરૂર છે.
સાવચેતીના પગલાં
થર્મલ બર્ન્સ ટાળવા માટે, રક્ષણાત્મક ગ્લોવ્સમાં અને લાંબી બાંયના કપડાંમાં ઠંડકના મિશ્રણ સાથે કામ કરો.
રીએજન્ટ્સ અને સાધનો:
- બરફ (750 ગ્રામ);
- ટેબલ મીઠું (સોડિયમ ક્લોરાઇડ, 250 ગ્રામ);
- ગ્લાસ કન્ટેનર (2 પીસી);
- પીવાની બોટલ.
પગલું દ્વારા પગલું સૂચના
મોટા ગ્લાસમાં બરફ અને મીઠું 3:1 રેશિયોમાં મિક્સ કરો. શીતકનું મિશ્રણ તૈયાર છે. હવે અમે પીણુંને ઠંડકના મિશ્રણમાં મૂકીએ છીએ. પીણું હતું ઓરડાના તાપમાને, અને હવે નીચે -2 °C! હવે તે વાપરવા માટે તૈયાર છે!
પ્રક્રિયાઓની સમજૂતી
શીતક મિશ્રણમાં બે અથવા વધુ ઘન પદાર્થો (અથવા ઘન અને પ્રવાહી) હોય છે. મિશ્રણ કરીને, તેઓ ગરમીને "દૂર કરે છે" અને બહારથી તાપમાન ઘટાડે છે. પ્રક્રિયાઓ જેમાં પર્યાવરણમાંથી ગરમીનું શોષણ થાય છે તેને એન્ડોથર્મિક કહેવામાં આવે છે. 3:1 ના ગુણોત્તરમાં બરફ અને ટેબલ મીઠુંનું ઠંડુ મિશ્રણ -21 ° સે તાપમાન આપી શકે છે. અસર વધારવા માટે, તમે મીઠું અને બરફનું પ્રમાણ બદલી શકો છો, અથવા વાસણને બરફ અથવા બરફથી ઢાંકી શકો છો, અને પછી તેને મીઠું છંટકાવ કરી શકો છો. બરફ અને ક્લોરાઇડનું મિશ્રણ તાપમાનને -55 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી નીચે લાવી શકે છે. સોલિડ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ () ડાયથાઈલ ઈથર અથવા એસીટોન સાથે મિશ્રિત તાપમાન -78 ° સે હોય છે. આવા ક્ષાર અને પ્રવાહીના આધારે, ઠંડુ મિશ્રણ તૈયાર કરવામાં આવે છે, અને તેનો ઉપયોગ બરફ સામેની લડાઈમાં પણ થાય છે.
1. ઠંડક ખાદ્ય ઉત્પાદનો.
થર્મોસ અથવા ડબલ-દિવાલવાળા કન્ટેનરમાં થોડી સૂકી બરફની ગોળીઓ રેડો, ઉપર નિયમિત બરફ મૂકો, પછી ખોરાક અથવા પીણાં મૂકો. ખોરાક સાથે સૂકા બરફનો સીધો સંપર્ક ન થવા દેવો તે વધુ સારું છે, કારણ કે. સૂકા બરફનું તાપમાન -78.33°C. ઉત્પાદનોને આ રીતે 5 થી 7 દિવસ સુધી સંગ્રહિત કરી શકાય છે.
2. ફ્રીઝિંગ ખોરાક.
સૂકા બરફને ખોરાકની ટોચ પર મૂકવો જોઈએ. સૂકા બરફને કાગળમાં વીંટાળવાથી બાષ્પીભવનનો સમય લંબાશે.
3. ધુમ્મસનું સર્જન.
મોટા ધાતુના કપમાં ગરમ પાણી રેડો, પછી સૂકા બરફના દાણા ઉમેરો. એક ગાઢ ગાઢ ધુમ્મસ રચાશે, જે જમીન સાથે ફેલાશે. આ રીતે વિવિધ તબક્કાઓ અને નાઈટક્લબોમાં ધુમ્મસ સર્જાય છે. વેન્ટિલેટેડ વિસ્તારમાં આ પ્રક્રિયા કરવી વધુ સારું છે. તે જ રીતે, તમે પૂલ અથવા જેકુઝીમાં ધુમ્મસ બનાવી શકો છો.
વિડિઓ: બરફ સાથે દારૂ
4. ઠંડક અને ઠંડું.
સુકા બરફમાં પાણીના બરફ કરતાં 15 ગણું ઠંડું કરવાની ક્ષમતા હોય છે, અને સૂકા બરફનો બાષ્પીભવન સમય પાણીના બરફ કરતાં 5 ગણો હોઈ શકે છે. સૂકા બરફ અને પાણીના બરફના મિશ્રણનો ઉપયોગ ખોરાક, બીયર અને બીયરના કેગને ઠંડુ કરવા માટે કરી શકાય છે. માત્ર સૂકા બરફનો ઉપયોગ કરવાથી બીયર સ્થિર થઈ શકે છે અથવા પીપળાને નુકસાન થઈ શકે છે.
5. સંભવિત પીડિતોથી મચ્છરોનું વિક્ષેપ.
સુકો બરફ મચ્છરોને આકર્ષે છે. તમે જ્યાં છો તેની બાજુમાં જો તમે થોડો સૂકો બરફ મૂકો છો, તો તે તેની આસપાસ ધ્યાન કેન્દ્રિત કરશે.
6. સિંગિંગ મેટલ.
જ્યારે ધાતુ શુષ્ક બરફના સીધા સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે ધાતુ જોરથી તીક્ષ્ણ અવાજ બહાર કાઢવાનું શરૂ કરે છે. સૂકા બરફમાં ધાતુની ચમચી મૂકીને આ પ્રયોગ કરી શકાય છે. ઠંડું થવાની પ્રક્રિયાને અવલોકન કરવા માટે તમે ચમચીમાં થોડું પાણી રેડી શકો છો. સાવચેત રહો, કારણ કે લાંબા સમય સુધી સંપર્ક કરવાથી ચમચી એટલી ઠંડી પડી જશે કે તે સીધા સંપર્કમાં ત્વચાને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે.
7. ધુમ્મસવાળા પરપોટા.
જ્યારે પાણી અને સૂકા બરફના મિશ્રણમાં સાબુનું દ્રાવણ ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે ગાઢ ધુમ્મસથી ભરેલા પરપોટા બને છે.
8. શોટ.
જો તમે પ્લાસ્ટિક ફિલ્મ બોક્સમાં કેટલીક સૂકી બરફની ગોળીઓ રેડો છો, તો તેને ઢાંકણ સાથે બંધ કરો અને થોડીવાર રાહ જુઓ, ઢાંકણ કેટલાક મીટર સુધી શૂટ કરી શકે છે. એ જ રીતે, તમે પાણીથી રોકેટ લોન્ચ કરી શકો છો, પરંતુ આ માટે ખાસ ઉપકરણોની જરૂર છે.
9. રબરના બલૂન અથવા બલૂનને ફુલાવવું.
તમે એક બોલમાં થોડો સૂકો બરફ મૂકી શકો છો, તેને ચુસ્તપણે બંધ કરી શકો છો અને તેને પૂલ અથવા કોઈપણ પાણીમાં ફેંકી શકો છો. શરૂઆતમાં, બોલ ડૂબી જશે, પરંતુ તે ગેસથી ભરાશે, તે સપાટી પર આવશે અને વિસ્ફોટ કરશે.
10. સાઉન્ડ લેન્સ.
કાર્બન ડાયોક્સાઇડથી ભરેલો બલૂન સાઉન્ડ લેન્સ તરીકે કામ કરી શકે છે. આનું કારણ એ છે કે ધ્વનિ હવા કરતાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાં વધુ ધીમી ગતિએ પ્રવાસ કરે છે, જેમ પ્રકાશ હવા અથવા શૂન્યાવકાશ કરતાં કાચમાંથી વધુ ધીમેથી પ્રવાસ કરે છે. તમે કાર્બન ડાયોક્સાઇડથી ભરેલો બલૂન મેળવી શકો છો. તેમાં થોડો સૂકો બરફ નાખો. કાર્બન ડાયોક્સાઇડથી ભરેલા બલૂનને કાનથી લગભગ 30 સે.મી.ના અંતરે પકડી રાખો - તેમાંથી પસાર થતા અવાજો એમ્પ્લીફાય કરવા જોઈએ.
11. પીણાંનું કાર્બોનેશન.
રેડવું પીવાનું પાણીએક ગ્લાસમાં અને ત્યાં ડ્રાય આઈસ ગ્રેન્યુલ્સ ઉમેરો, બરફ બાષ્પીભવન થઈ જાય પછી, પાણી થોડું કાર્બનાઈઝ્ડ હોવું જોઈએ.
12. ફ્લોર ટાઇલ્સ દૂર કરવી.
સિરામિક ટાઇલ્સને તેની સપાટી પર થોડો સૂકો બરફ નાખીને ફ્લોર પરથી દૂર કરી શકાય છે. ઠંડક અને સંકોચનને કારણે ટાઇલ વધુ સરળતાથી દૂર કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં મોટી સંખ્યામાં ટાઇલ્સ દૂર કરવામાં લાંબો સમય લાગી શકે છે, પરંતુ 1-2 ટાઇલ્સ દૂર કરવા માટે, તે ખૂબ અનુકૂળ છે.
13. ઉંદર નિયંત્રણ.
જો તમે ઉંદરના ખાડામાં દાણાદાર સૂકો બરફ રેડો છો, તો થોડા સમય પછી કાર્બન ડાયોક્સાઇડ તેમાંથી ઓક્સિજનને વિસ્થાપિત કરશે, હવાને છિદ્રમાં પ્રવેશતા અટકાવશે. છાતીઉંદર સંપૂર્ણ અસર પ્રાપ્ત કરવા માટે, તમારે ખાતરી કરવાની જરૂર છે કે છિદ્ર નથી.
મ્યુનિસિપલ બજેટરી શૈક્ષણિક સંસ્થા
"માધ્યમિક શાળા નંબર 11"
વિદ્યાર્થીઓની વૈજ્ઞાનિક સોસાયટી
"ઠંડક મિક્સ"
કાર્ય પૂર્ણ:
9મા ધોરણનો વિદ્યાર્થી
MBOU "માધ્યમિક શાળા નંબર 11"
બારોનોવા યાના
વૈજ્ઞાનિક સલાહકાર:
ઓવચિનીકોવા ઓલ્ગા મિખૈલોવના
બાલખાના
2013
સામગ્રી
પરિચય………………………………………………………………. પ્રકરણ 3આઈ. વિષય પર સાહિત્યની સમીક્ષા………………………………. 51.1.ઠંડક મિશ્રણ શું છે…………………………………… ..…. 5
1.2. ઠંડકના મિશ્રણની શોધનો ઇતિહાસ ...……………………….…..…5
1.3. ક્રાયોમિક્ષ્ચરનું વર્ગીકરણ….……………………………………...…. 6
1.4.ઠંડક મિશ્રણની હાયપોથર્મલ અસરની સૈદ્ધાંતિક પુષ્ટિ…..…………………………………………………………………….… 8
1.5. ઉદ્યોગ અને રોજિંદા જીવનમાં ક્રાયોમિક્ષ્ચરનો ઉપયોગ….…………….… .9
પ્રકરણII. પ્રાયોગિક ભાગ…………………………………………… 12
2.1. સાધનસામગ્રી ……………………………………………………………………… 12
2.2. હાયપોથર્મલ પેકેજ "એપોલો" ની સામગ્રીની ગુણાત્મક રચના અને તેની અસરકારકતાનું નિર્ધારણ ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………
2.3 તપાસઠંડક મિશ્રણની વિવિધ રચનાઓની અસરકારકતા……………………………………………………………….13
2.4. દ્રાવકના એકત્રીકરણની સ્થિતિ પર ઠંડકની અસરની અવલંબન ……………………………………………………………………………………………………………… 14
2.5. ઓગળેલા પદાર્થની સાંદ્રતા પર ઠંડકની અસરની અવલંબન………………………………………………………………………………….14
2.6. સંકેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડનો "વિરોધાભાસ" ……………………….. 15
3. નિષ્કર્ષ…………………………………………………………………………… 16
4. વપરાયેલ સાહિત્યની યાદી ……………………………………… 17
5. અરજીઓ…………………………………………………………………..18
પરિચય.
કાર્યની સુસંગતતા.
રોજિંદા જીવનમાં, આપણે ઘણીવાર એવી ઘટનાઓનો સામનો કરીએ છીએ જે આપણને ઘણા પ્રશ્નોનું કારણ બને છે.
છોડના પોષણ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા કેટલાક નાઇટ્રોજન ખાતરો ઓગળવામાં આવે ત્યારે શા માટે ઠંડુ પડે છે?
શા માટે મીઠાના પોર્રીજ (બરફ અને મીઠાનું મિશ્રણ) પર ઊભા રહેવું એ બરફ પર ઊભા રહેવા કરતાં ઠંડું કેમ છે?
ફર્સ્ટ એઇડ કીટમાંથી હાયપોથર્મિક બેગનો ઉપયોગ કરતી વખતે ઠંડક શા માટે થાય છે?
શા માટે કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડ, જ્યારે બરફ સાથે મિશ્ર કરવામાં આવે છે, ત્યારે મજબૂત ઠંડક અસર આપે છે, અને જ્યારે પાણીમાં ઓગળવામાં આવે છે, ત્યારે મજબૂત ગરમીની અસર થાય છે?
આ પ્રશ્નોના જવાબો શોધવાની ઇચ્છા અમારા સંશોધનનો આધાર બની.મેં થર્મલ પ્રક્રિયાઓની મિકેનિઝમનો અભ્યાસ કરવાનું અને સૌથી વધુ સુલભ ઓળખવાનું નક્કી કર્યું, અસરકારક ફોર્મ્યુલેશનઠંડક મિશ્રણ.
ઉદ્દેશ્ય:
ઠંડક મિશ્રણ વિશેની માહિતીનો અભ્યાસ અને વિશ્લેષણ કરવા અને ઠંડા મિશ્રણની સૌથી સરળ અને અસરકારક રચનાઓને પ્રાયોગિક રીતે ઓળખવા.
કાર્ય કાર્યો:
ઠંડકના મિશ્રણ પર સાહિત્ય એકત્રિત કરો અને તેનું વિશ્લેષણ કરો.
પાણી-મીઠું હાયપોથર્મલ પેકેજ "APPOLO" ની રચના પ્રાયોગિક રીતે નક્કી કરો.
રોજિંદા જીવનમાં ઉપયોગમાં લેવાતા પદાર્થોમાંથી ઠંડા મિશ્રણની સૌથી અસરકારક રચનાઓને પ્રાયોગિક રીતે ઓળખવા માટે.
અભ્યાસનો હેતુ. નાઈટ્રોજન ખાતર તરીકે વપરાતા ક્ષાર.
અભ્યાસનો વિષય. ઠંડક મિશ્રણની રચનાઓની અસરકારકતા, મિશ્રણમાં ક્ષારની સામગ્રી પર હાયપોથર્મિક અસરની અવલંબન અને દ્રાવકના એકત્રીકરણની સ્થિતિ.
પૂર્વધારણા:
નાઇટ્રોજન ખાતરો અને ટેબલ સોલ્ટના આધારે તૈયાર કરવામાં આવેલા અસરકારક અને સરળ ઠંડક સંયોજનો છે.
ઠંડકની અસર દ્રાવકના એકત્રીકરણની સ્થિતિ અને દ્રાવકની સાંદ્રતા પર આધારિત છે.
સંશોધન પદ્ધતિઓ:
વાસ્તવિકીકરણ પદ્ધતિ - ચોક્કસ અભ્યાસનું મૂલ્ય નક્કી કરવામાં સમાવે છે;
શોધો
વ્યવહારુ સંશોધનની પદ્ધતિ;
વિશ્લેષણ અને સામાન્યીકરણની પદ્ધતિ
પ્રકરણ 1. વિષય પર સાહિત્ય સમીક્ષા
ઠંડક મિશ્રણ (ક્રાયોમિક્સ) શું છે.
ક્રાયોમિક્સ એક નિયોલોજિઝમ છેગ્રીકક્રિઓસ- બરફ).તેથી, વૈજ્ઞાનિક સાહિત્યમાં, આ શબ્દ તદ્દન દુર્લભ છે. વધુ વખત આ શબ્દને "ઠંડક મિશ્રણ" શબ્દસમૂહ દ્વારા બદલવામાં આવે છે. તેબે અથવા વધુ નક્કર અથવા નક્કર અને પ્રવાહી પદાર્થોની સિસ્ટમો, જ્યારે મિશ્ર કરવામાં આવે છે, ત્યારે સિસ્ટમના ઘટકોના ગલન અથવા વિસર્જન દરમિયાન ગરમીના શોષણને કારણે મિશ્રણનું તાપમાન ઘટે છે.
વિવિધ ક્ષાર, એસિડ, પાણી, બરફ (બરફ)નો ઉપયોગ ઠંડકના મિશ્રણના ઘટકો તરીકે -50 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી નીચા તાપમાને થાય છે.સૂકા બરફ (સોલિડ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ) અને કેટલાક કાર્બનિક પદાર્થો (આલ્કોહોલ, એસીટોન, ઈથર) ના ઠંડક મિશ્રણનો ઉપયોગ તાપમાનને -80 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ઘટાડવા માટે થાય છે.શીતકનો ઉપયોગ ઉદ્યોગમાં પણ વ્યાપકપણે થાય છે. સૌથી સામાન્ય શીતક પાણી છે. પોલિહાઇડ્રિક આલ્કોહોલ પર આધારિત સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા શીતક - ઇથિલિન ગ્લાયકોલ.
સૌથી નીચું તાપમાન મેળવવા માટે, ઠંડકના મિશ્રણમાં સમાવિષ્ટ પદાર્થો ક્રાયોહાઈડ્રેશન બિંદુને અનુરૂપ માત્રામાં લેવામાં આવે છે.ક્રાયોહાઇડ્રેટ પોઇન્ટ એ તાપમાન છે કે જેના પર ચોક્કસ પદાર્થનું સોલ્યુશન સ્થિર થાય છે, બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, આ સૌથી નીચું તાપમાન છે જે તમે ચોક્કસ સમૂહના ઘટકોને મિશ્રિત કરીને મેળવી શકો છો.
ત્યાં ઘણા બધા ઠંડક મિશ્રણ છે, કારણ કે સામાન્ય રીતે કોઈપણ રાસાયણિક પ્રક્રિયા(વિસર્જન સહિત), જે ગરમીના શોષણ સાથે થાય છે, તે ઠંડક માટે સેવા આપી શકે છે. એક અથવા બીજા ઠંડક મિશ્રણનો ઉપયોગ હાથમાં શું છે તેના પર અને ઇચ્છિત તાપમાનમાં ઘટાડો પર આધાર રાખે છે.
1.2. ઠંડક મિશ્રણ (ક્રાયો-મિશ્રણ) ની શોધ અને સર્જનનો ઇતિહાસ.
કૃત્રિમ ઠંડા મેળવવા માટેના સાધન તરીકે વિસર્જનનો ઉપયોગ લાંબા સમયથી કરવામાં આવે છે; ઉદાહરણ તરીકે, રોમનોએ વાઇનને ઠંડુ કરવા માટે પાણીમાં પોટેશિયમ નાઈટ્રેટના વિસર્જનનો ઉપયોગ કર્યો હતો. ઠંડકની સમાન પદ્ધતિ ફરીથી ભૌતિકશાસ્ત્રી દ્વારા લાગુ કરવામાં આવી હતીબ્લેસિયસવિલાફ્રાન્કા1550 માં રોમમાં. મજબૂત ઠંડકનો ઉલ્લેખ છેલેટિનસટેન્ક્રેડસ1607માં નેપલ્સ ખાતે; તેણે સોલ્ટપેટર સાથે બરફનું મિશ્રણ લીધું; છેવટે, 1626 માં સેન્ટોરિયો દ્વારા કચડી બરફ અને ટેબલ મીઠુંના મિશ્રણનો ઉલ્લેખ કરવામાં આવ્યો છે. એસ્ટોનિયન કહેવાતા લોકો દ્વારા આ જ મિશ્રણનો ઉપયોગ પ્રવાહી તેમજ મૃતકોને સ્થિર કરવા માટે કરવામાં આવતો હતો. આઈસ્ક્રીમ બનાવવા માટે મધ્ય યુગમાં ઠંડકની અસરોનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો હતો. બરફ અને મીઠાના બેરલનો ઉપયોગ ફ્રીઝર તરીકે થતો હતો.
પહેલેથી જ 17 મી સદીની શરૂઆતમાં, ઠંડક મિશ્રણ માટેના પ્રથમ સૂત્રો પ્રાપ્ત થયા હતા.
1665 રોબર્ટ બોયલે શરદી મેળવવા માટે સૈદ્ધાંતિક પાયા ધરાવતી કૃતિ પ્રકાશિત કરી તે વર્ષ તરીકે ચિહ્નિત થયેલ છે.અને પહેલેથી જ 1686 માંમેરીઓટે પ્રાયોગિક રીતે બોયલના સિદ્ધાંતોની પુષ્ટિ કરી.
1685 - ફિલિપ લાહિરને બહારથી એમોનિયા ભરેલા બાઉલમાં પાણીનો બરફ મળ્યો હતો.
1810 માં લેસ્લીએ ઇતિહાસમાં જાણીતો પ્રથમ કૃત્રિમ બરફ પ્લાન્ટ બનાવ્યો.
ટૂંક સમયમાં (1834) પેલ્ટિયરે સિદ્ધાંતની શોધ કરી જે થર્મોઇલેક્ટ્રિક રેફ્રિજરેશન મશીનોના વિકાસની શરૂઆતને ચિહ્નિત કરે છે.
1844 માંચાર્લ્સ સ્મિથ પિયાઝીઅંતે રેફ્રિજરેટરની શોધ કરી.
1870 - પીટર વેન્ડર વેડને થર્મોસ્ટેટિક રેફ્રિજરેશન સિસ્ટમ માટે યુએસ પેટન્ટ મળ્યું.
1879 માં કાર્લ વોન લિન્ડે વિશ્વના પ્રથમ યાંત્રિક રેફ્રિજરેટર માટે પેટન્ટ મેળવ્યું.
આજકાલ, ઠંડક મિશ્રણનો ઉપયોગ ઘરોમાં, પ્રયોગશાળાઓમાં અને સામાન્ય રીતે થાય છે જ્યાં ખૂબ જ મજબૂત અને લાંબા સમય સુધી ઠંડકની જરૂર નથી. બાદમાં અને ફેક્ટરી હેતુઓ માટે, વિજ્ઞાન અને આર્થિક ગણતરીએ કૃત્રિમ ઠંડકના વધુ શક્તિશાળી માધ્યમો બનાવ્યા છે.
"ક્રાયોમિક્સ" માં મુખ્ય શોધકોને ગણવામાં આવે છે:
રોબર્ટ બોયલ
દબાણ, વોલ્યુમ અને તાપમાન વચ્ચેનો સંબંધ
ઠંડા મેળવવા માટે સૈદ્ધાંતિક પાયા
વિલિયમ કુલેન
વેક્યૂમનો ઉપયોગ કરીને બરફ બનાવવો
વરાળ કમ્પ્રેશન મશીનની રચના
મિખાઇલ વાસિલીવિચ લોમોનોસોવ
બનાવટકુદરતી વેન્ટિલેશનનો સિદ્ધાંત
nern
માંશૂન્યાવકાશ હેઠળ, જો પાણીની વરાળ દૂર કરવામાં આવે તો પાણી થીજી જાય છે (બાષ્પ સલ્ફ્યુરિક એસિડ દ્વારા શોષાય છે)
1.3. ઠંડક મિશ્રણનું વર્ગીકરણ.
1.પાણી (અથવા બરફ) અને મીઠુંનું ઠંડું મિશ્રણ
2.પાણી અને બે ક્ષારનું ઠંડું મિશ્રણ
3. એસિડ અને બરફનું ઠંડું મિશ્રણ
4. એસિડ સાથે ક્ષારનું ઠંડુ મિશ્રણ
5. ઘન કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સાથે કેટલાક કાર્બનિક પદાર્થોના ઠંડકનું મિશ્રણ
6. એન્ટિફ્રીઝ સોલ્યુશન્સ
પાણી (અથવા બરફ) અને મીઠુંનું ઠંડું મિશ્રણ
પાણી અને બે ક્ષારનું ઠંડું મિશ્રણ
એસિડ અને બરફનું ઠંડું મિશ્રણ
એસિડ સાથે ક્ષારમાંથી ઠંડુ મિશ્રણ
HCl (2:1)
ના 2 SO 4
NH 4 Cl
KNO 3
HCl(અંત)
ના 2 SO 4
HNO 3 (2:1)
ના 2 SO 4
HNO 3 (2:1)
ના 3 પો 4
HNO 3 (2:1)
ના 2 SO 4
NH 4 ના 3
એચ 2 SO 4 (1:1)
ના 2 SO 4
ઘન કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સાથે શીતક મિશ્રણ
1.4. ઠંડક મિશ્રણની હાયપોથર્મલ અસરની સૈદ્ધાંતિક પુષ્ટિ.
મિશ્રણના ગુણધર્મોમાં એક રસપ્રદ પેટર્ન છે: ઘણા પદાર્થોના મિશ્રણનો ગલનબિંદુ દરેક શુદ્ધ પદાર્થોના ગલનબિંદુ કરતા ઓછો હોય છે. શુદ્ધ પાણીનો ગલનબિંદુ (બરફ અથવા બરફના સ્વરૂપમાં) 0 0 C. જો બરફમાં ટેબલ સોલ્ટનું મિશ્રણ ઉમેરવામાં આવે, તો નીચા ઉપ-શૂન્ય તાપમાને બરફ ઓગળવા લાગે છે. ગલનનું તાપમાન બરફ અને મીઠાના ગુણોત્તર, હલાવવાની ઝડપ અને બરફના કચડાઈ જવાની ડિગ્રી પર આધાર રાખે છે.બરફ, કોઈપણ શરીરની જેમ, ઘન અથવા પ્રવાહી, પરમાણુઓની એક સિસ્ટમ છે જેમાં ઓસીલેટરી ગતિ (થર્મલ) હોય છે અને તે જ સમયે પરસ્પર આકર્ષાય છે; જ્યાં સુધી આ સિસ્ટમ મોબાઈલ સંતુલનની સ્થિતિમાં રહે છે ત્યાં સુધી શરીરની ભૌતિક (અને રાસાયણિક) સ્થિતિ યથાવત રહે છે. જ્યારે બરફ અને મીઠાના કણો સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે રાસાયણિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા થાય છે, બરફના કણો વચ્ચેનું પરસ્પર આકર્ષણ નબળું પડે છે, બરફ પીગળે છે; જ્યારે ગરમી શોષાય છે. તે જ સમયે, પાણી (હાઇડ્રેશન) સાથે મીઠાની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ગરમીના પ્રકાશન સાથે છે. અંતિમ પરિણામ બરફના ગલન દરમિયાન શોષાયેલી ગરમીની માત્રા અને પાણી સાથે મીઠાના મિશ્રણની ગરમી વચ્ચેના તફાવત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં પ્રથમ બીજા કરતા વધી ગયો હોવાથી, મિશ્રણ ઠંડુ થાય છે. જે વાસણમાં મિશ્રણ થાય છે, અલબત્ત, કૃત્રિમ ઠંડીનો વધુ સંપૂર્ણ ઉપયોગ કરવા માટે, તે ગરમીના બિન-વાહક સાથે સારી રીતે અવાહક હોવું જોઈએ, અને મિશ્રણ પોતે શક્ય તેટલી ઝડપથી હાથ ધરવામાં આવે છે; આ માટે, બરફ, ક્ષાર જેવા તમામ ઘન પદાર્થોને સારી રીતે કચડી નાખવા જોઈએ. ઠંડકની ઘટનાની ઉપરોક્ત સમજૂતી પાણીમાં ક્ષારના વિસર્જનને પણ લાગુ પડે છે, માત્ર એટલો જ તફાવત એ છે કે ઘણા ક્ષારના વિસર્જનમાં, દ્રાવક અને દ્રાવક વચ્ચેની રાસાયણિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા એટલી સ્પષ્ટ રીતે વ્યક્ત થતી નથી. જ્યારે પાણી અથવા બરફ સાથે અનેક ક્ષારો ભળી જાય છે, ત્યારે વધુ જટિલ ઘટનાઓ થઈ શકે છે, જેમ કે ક્ષારનું બેવડું વિઘટન વગેરે.
સામાન્ય રીતે, વિસર્જનની થર્મલ અસર એ બે તબક્કાની થર્મલ અસરોનો સરવાળો છે:
સ્ફટિક જાળીનો વિનાશ, જે ઊર્જાના ખર્ચ સાથે આગળ વધે છે
હાઇડ્રેટ્સની રચના, જે ઊર્જાના પ્રકાશન સાથે છે
વિસર્જનની થર્મલ અસરની નિશાની આ તબક્કાઓની ઊર્જાના ગુણોત્તર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવશે.
1.5. અરજી ઉદ્યોગ અને રોજિંદા જીવનમાં ક્રાયોમિશ્રણ.
આજકાલ, ઠંડકના મિશ્રણનો ઉપયોગ ઘરોમાં, પ્રયોગશાળાઓમાં અને સામાન્ય રીતે થાય છે જ્યાં ખૂબ જ મજબૂત અને લાંબા સમય સુધી ઠંડકની જરૂર નથી. બાદમાં અને ઔદ્યોગિક હેતુઓ માટે, વિજ્ઞાન અને આર્થિક ગણતરીએ કૃત્રિમ ઠંડકના વધુ શક્તિશાળી માધ્યમો બનાવ્યા છે. રોજિંદા જીવનમાં, દવામાં અને પ્રયોગશાળામાં ક્રાયોમિક્ષરના ઉપયોગના મુખ્ય ક્ષેત્રો નક્કી કરી શકાય છે:
1) પીણાં અથવા ઉત્પાદનોની ઝડપી ઠંડક;
2) ગરમ મોસમમાં રેફ્રિજરેટરની ગેરહાજરીમાં ટૂંકા સમય માટે ઉત્પાદનોની જાળવણી;
3) પ્રયોગશાળામાં - ઓછા ઉકળતા પ્રવાહી અથવા વાયુઓનું નિસ્યંદન;
4) 2 અવિભાજ્ય પ્રવાહીનું વિભાજન, જેમાંથી એક નીચા ઠંડું બિંદુ (બેન્ઝીન-પાણી) ધરાવે છે.
પ્રવાહી મિશ્રણ (પ્રવાહી)
શિયાળામાં, એન્ટિફ્રીઝનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે જે તાપમાન -40 ° સે સુધી સ્થિર થતા નથી.
લો-ફ્રીઝિંગ શીતક એન્જિન ઠંડક પ્રણાલીમાં ઉપયોગ માટે રચાયેલ છે.
લુબ્રિકેટિંગ પ્રવાહી.
મેટલ પ્રોસેસિંગ
મિલિંગ (કટીંગ ટૂલ્સમાંથી ગરમી દૂર કરવી)
થ્રેડીંગ ભાગો
શીટ મેટલ રોલિંગ
નક્કર મિશ્રણ
શુષ્ક બરફ (સોલિડ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ) ની સબ્લિમેશનનો ઉપયોગ ખાદ્ય ઉત્પાદનોને ઠંડક અને ઠંડું કરવા તેમજ સ્થિર સ્થિતિમાં તેમના સંગ્રહ અને પરિવહન માટે થાય છે.
પારો વરાળ થીજી જવું (મિથેનોલ + ઘન કાર્બન ડાયોક્સાઇડ)
ગ્લેશિયર્સ, જે લગભગ શૂન્ય તાપમાન પ્રદાન કરે છે, તેનો ઉપયોગ કૃષિ અને આંશિક રીતે વેપાર અને ડેરી ઉદ્યોગમાં થાય છે, મુખ્યત્વે નાશવંત ઉત્પાદનોના સંગ્રહ માટે.
દવામાં
સ્થાનિક હાયપોથર્મિયા એ ઠંડા પરિબળોના શરીરના મર્યાદિત વિસ્તારો પર રોગનિવારક અસર છે જે પેશીઓનું તાપમાન ઘટાડે છે જે તેમની ક્રાયોજેનિક પ્રતિકાર (5-10 ° સે) ની મર્યાદાથી નીચે નથી.
વર્તમાન શીતકમાં અકાર્બનિક ક્ષાર અને પાણી હોય છે જે બેફલ દ્વારા અલગ પડે છે. જ્યારે પાર્ટીશન તૂટી જાય છે, ત્યારે એન્ડોથર્મિક અસર સાથે મીઠું પાણીમાં ઓગળી જાય છે. ઉદ્યોગમાં, આવા પેકેજો સ્નેઝોક, એપોલો, મિરાલી, વગેરે બ્રાન્ડ નામો હેઠળ બનાવવામાં આવે છે. શરીરના પેશીઓને ઠંડક આપવા માટે મુખ્ય બે પ્રકારના ઉપચારાત્મક પેકેજો છે. અગાઉના એન્ડોથર્મિક પ્રતિક્રિયાના ઉપયોગ પર આધારિત છે જે ત્યારે થાય છે જ્યારે અમુક ક્ષારો પાણીમાં ઓગળી જાય છે. આ પેકેજો ઉપયોગ માટે યોગ્ય છે ક્ષેત્ર પરિસ્થિતિઓ, કારણ કે તેમને બહારથી ઠંડીના આકર્ષણની જરૂર નથી. પરંતુ ઓછી ગરમીની ક્ષમતા સાથે, સિંગલ-સ્ટેજ પેકેજો ગરમ આબોહવામાં અસરકારક નથી અને વિવિધ તબીબી સંકેતો માટે હાયપોથર્મિયાનું શ્રેષ્ઠ સ્તર પ્રદાન કરી શકતા નથી.
બીજા પ્રકારનાં પેકેજોની ક્રિયા રેફ્રિજરેટરમાં પેકેજની સામગ્રી (ઉદાહરણ તરીકે, જેલ) દ્વારા ઠંડાના પ્રારંભિક સંચય પર આધારિત છે. આવા પેકેજોમાં મોટી ગરમીની ક્ષમતા હોય છે, પરંતુ તે તાત્કાલિક પ્રદાન કરી શકતા નથી હીલિંગ અસરતેમને ફ્રીઝરમાં કેટલાક કલાકો સુધી ઠંડુ કર્યા વિના. જો કે, આવા ઉપકરણોનો મુખ્ય ગેરલાભ એ ક્રિયાની ટૂંકી અવધિ છે - પાણી અને મીઠું વચ્ચેની એન્ડોથર્મિક પ્રતિક્રિયાના ક્ષણભંગુરનું પરિણામ.
પ્રતિક્રિયાને લંબાવવા માટે, નીચેના માધ્યમોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે:
a) મીઠાના ભાગોનું ક્રમિક વિસર્જન;
b) પાણી અને મીઠાની સંપર્ક સપાટીની પ્રતિક્રિયા દરમિયાન નિયમન;
c) માં ક્ષારનો ઉપયોગ દાણાદાર સ્વરૂપદ્રાવ્ય અથવા છિદ્રાળુ ગ્રાન્યુલ શેલો સાથે.
પ્રકરણ II . પ્રાયોગિક ભાગ
. સાધનસામગ્રી.
માપવાના સિલિન્ડરો, 100-150 મિલી કાચના કપ, કાચના સળિયા, તકનીકી ભીંગડા (200 ગ્રામ,∆ મિ\u003d 0.01 ગ્રામ), બાહ્ય થર્મોમીટર, મોર્ટાર અને પેસ્ટલ, હીટિંગ ઉપકરણો.
રીએજન્ટ્સ: ક્ષારનો સમૂહNaCl, NaNO 3, KNO 3 , NH 4 Cl, CO( NH 2 ) 2, NH 4 ના 3, કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડ, હાયપોથર્મિક પેકેજ "એપ્પોલો", કોપર શેવિંગ્સ, ફેનોલ્ફથાલિન, સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ, ડિફેનીલામાઇન.
2.2. હાયપોથર્મલ પેકેજ "APPOLO" ની સામગ્રીની ગુણાત્મક રચના અને તેની અસરકારકતાનું નિર્ધારણ.
જોડાણ 1
ઠંડક પેકેજ પર "APPOLO" સૂચવવામાં આવ્યું નથી રાસાયણિક રચનાતેથી, પેકેજની સામગ્રીનું ગુણાત્મક વિશ્લેષણ હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું.
મીઠું કેશન નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું:
1. જ્યોતના રંગ અને ગુણાત્મક પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા આયનોનું નિર્ધારણ: અભ્યાસ હેઠળના મીઠાના દ્રાવણ સાથે કાચની સળિયા જ્યોતમાં દાખલ કરવામાં આવી હતી. જ્યોતએ તેનો રંગ બદલ્યો નથી, જેનો અર્થ છે કે મીઠાની રચનામાં કોઈ આયનો નથી જે જ્યોતને રંગ આપે છે:ના + , કે + , કુ 2+ , બા 2+ , સીએ 2+ , વગેરે હીટિંગ દરમિયાન આલ્કલી સાથે મીઠાના દ્રાવણની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દરમિયાન, ભીના ફેનોલ્ફથાલિન કાગળે તેજસ્વી કિરમજી રંગ મેળવ્યો, જે એમોનિયમ આયનની હાજરી સૂચવે છે.
NH 4 + + ઓહ - = NH 3 + એચ 2 ઓ
2. આયનોનું નિર્ધારણSO 4 2- , ના 3 - , પો 4 3- , Cl - , બ્ર - , વગેરે ગુણવત્તા પ્રતિસાદોના સંદર્ભમાં. સલ્ફેટ અને ફોસ્ફેટ આયનો સાથે પ્રતિક્રિયાના કોઈ દૃશ્યમાન ચિહ્નો જોવા મળ્યા નથી. જ્યારે મીઠાના દ્રાવણમાં કોપર શેવિંગ્સ અને કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડ ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે લાક્ષણિક ગંધ સાથેનો ભૂરા રંગનો વાયુ બહાર આવ્યો હતો અને વાદળી દ્રાવણ બનાવવામાં આવ્યું હતું, જે નાઈટ્રેટ આયનની હાજરી સૂચવે છે. જ્યારે સોલ્યુશનમાં ડિફેનીલામાઈન મીઠું ઉમેરવામાં આવ્યું ત્યારે ઘેરો વાદળી રંગ દેખાયો.
અભ્યાસ હેઠળનું મીઠું એમોનિયમ નાઈટ્રેટ છે.
4નં 3 - + 2એચ 2 SO 4 + Cu = Cu 2+ + 2નં 2 + 2એચ 2 O+SO 4 2-
અંતિમ સમીકરણો
NH 4 ના 3 + NaOH = NaNO 3 +NH 3 + એચ 2 ઓ
2) 4NH 4 ના 3 + 2એચ 2 SO 4 + Cu = Cu(NO 3 ) 2 + 2નં 2 + 2એચ 2 O + 2(NH 4 ) 2 SO 4
APPOLO હાયપોથર્મલ પેકેજમાં, પ્રથમ કન્ટેનરમાં 64.15 ગ્રામ એમોનિયમ નાઈટ્રેટ અને બીજા કન્ટેનરમાં 60 મિલી પાણી હતું.
જ્યારે આ ઘટકોને મિશ્રિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઠંડકની અસર તાપમાનમાં 22 ડિગ્રી સેલ્સિયસના ઘટાડાને અનુરૂપ છે.
ઠંડક મિશ્રણની વિવિધ રચનાઓની અસરકારકતાની ઓળખ.
ઠંડક: મીઠું + પાણી (પરિશિષ્ટ નંબર 2).
તકનીકી ભીંગડા પર, કાચનો સમૂહ નક્કી કરવામાં આવ્યો હતો, તેના સમૂહને ધ્યાનમાં લેતા, કાચમાં પદાર્થનો જરૂરી સમૂહ ઉમેરવામાં આવ્યો હતો. 50.54% (ઇલેક્ટ્રોલિટીક એસિડ) ના સામૂહિક અપૂર્ણાંક સાથે સલ્ફ્યુરિક એસિડનું સોલ્યુશન ગ્રેજ્યુએટેડ સિલિન્ડર સાથે માપવામાં આવ્યું હતું, અગાઉ પુનઃગણતરી કરવામાં આવી હતી. વજનએચ 2 SO 4 = 12.6g, ઘનતા = 1.25 g/ml, સોલ્યુશન વોલ્યુમએચ 2 SO 4 = 20 મિલી.
વી= m/ ડબલ્યુ* પી.
એક ગ્રામ પદાર્થને 100 ગ્રામ પાણીમાં 18 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર ભેળવવામાં આવ્યો હતો.
કોષ્ટક નંબર 1
CO(NH 2 ) 2(યુરિયા)
50
-1 8
NH 4 ના 3
107
-22
NH 4 ના 3
13
-8
ઠંડક: પાણી + મીઠું + મીઠું (પરિશિષ્ટ નંબર 3).
મીઠાના વજનવાળા ભાગોમાં 100 મિલી પાણી ઉમેરવામાં આવ્યું હતું.
કોષ્ટક નંબર 2
50 ગ્રામCO(NH 2 ) 2 + 36 NaCl-15
41,6 જીNH 4 ના 3 + 41.6 NaCl
-20
નિષ્કર્ષ: જ્યારે પાણીમાં ઓગળવામાં આવે ત્યારે એમોનિયમ નાઈટ્રેટ સૌથી મોટી હાયપોથર્મિક અસર આપે છે. જ્યારે ઘણા ક્ષારનું મિશ્રણ કરવામાં આવે છે, ત્યારે હાયપોથર્મિક અસર વધે છે. ક્ષારનું મિશ્રણ વધુ ઠંડકની અસર આપે છે, પરંતુ મીઠાની પ્રકૃતિ ભૂમિકા ભજવે છે.
2.4. દ્રાવકના એકત્રીકરણની સ્થિતિ પર ઠંડકની અસરની અવલંબન.
ઠંડક: મીઠું + બરફ (જુઓ પરિશિષ્ટ નંબર 4).
એક ગ્રામ મીઠું 100 ગ્રામ બરફ સાથે ભેળવવામાં આવ્યું હતું.
કોષ્ટક નંબર 3
એ, જી
∆ T, °С
NaCl
36
-18
NaNO 3
75
-14
NH 4 Cl
30
-12
CO(NH 2 ) 2
(યુરિયા)
50
-18
નિષ્કર્ષ: યુરિયા અને સોડિયમ ક્લોરાઇડ સૌથી મોટી હાયપોથર્મિક અસર દર્શાવે છે. બરફ અથવા બરફનો ઉપયોગ વધેલી ઠંડક અસર આપે છે.
2.5. ઓગળેલા પદાર્થની સાંદ્રતા પર ઠંડકની અસરની અવલંબન.
ચોક્કસ સાંદ્રતાના બરફ અને બારીક પીસેલા સામાન્ય મીઠાનું મિશ્રણ તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું. પરિણામી મિશ્રણનું તાપમાન માપવામાં આવ્યું હતું. ડેટા કોષ્ટકના રૂપમાં રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો.
તેની રચના પર બરફ-મીઠાના મિશ્રણના તાપમાનનું નિર્ભરતા
કોષ્ટક નં. 4
નિષ્કર્ષ: મિશ્રણમાં ટેબલ સોલ્ટની સામગ્રી જેટલી વધારે છે, હાયપોથર્મિક (ઠંડક) અસર વધારે છે. 3 ભાગ બરફ અને 1 ભાગ મીઠુંનું મિશ્રણ તૈયાર કરીને -21°C સુધી મહત્તમ ઠંડક પ્રાપ્ત થાય છે. મીઠાની સાંદ્રતામાં વધુ વધારા સાથે, મિશ્રણની ઠંડક થતી નથી.
2.6. વિરોધાભાસ એચ 2 SO 4(અંત) (પરિશિષ્ટ નં. 5)
સંકેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડ જ્યારે તે જ સમયે પાણીમાં ઓગળવામાં આવે ત્યારે મજબૂત હાયપરથર્મિક અસર આપે છેબરફ સાથે તે સારી ઠંડક અસર આપે છે.
પ્રથમ કિસ્સામાં, એસિડની સ્ફટિક જાળીના વિનાશની ઊર્જા પાણી સાથેના એસિડના હાઇડ્રેશનની ઊર્જા કરતાં ઓછી હોય છે, તેથી પ્રતિક્રિયા અત્યંત એક્ઝોથર્મિક હોય છે.
બીજા કિસ્સામાં, આઇસ ક્રિસ્ટલ જાળીની ઊર્જા પાણી સાથે સલ્ફ્યુરિક એસિડના હાઇડ્રેશનની ઊર્જા કરતાં વધુ હોવાનું બહાર આવ્યું છે, એટલે કે. એસિડ અને પાણીના મિશ્રણમાંથી નીકળતા બરફ કરતાં વધુ ગરમીનો ઉપયોગ બરફ ઓગળવા માટે થાય છે.
એચ 2 SO 4 (અંત)+100 ગ્રામ બરફ12,6
-12
એચ 2 SO 4 (અંત)+100 પાણી
12,6
+12
સામાન્ય નિષ્કર્ષ:
હાથ ધરવામાં આવેલા પ્રયોગો અમારા દ્વારા આગળ મૂકવામાં આવેલી પૂર્વધારણાઓની પુષ્ટિ કરે છે: નાઇટ્રોજન ખાતરો અને ટેબલ મીઠું ઠંડક મિશ્રણ તૈયાર કરવા માટે સસ્તા અને તદ્દન અસરકારક પદાર્થો છે. સૌથી મોટી હાયપોથર્મિક અસર એમોનિયમ નાઈટ્રેટ અને યુરિયા ક્ષાર દ્વારા આપવામાં આવે છે જ્યારે તેઓ પાણીમાં ઓગળી જાય છે.
ઠંડકની અસર મિશ્રણમાં મીઠાની સામગ્રી અને દ્રાવકના એકત્રીકરણની સ્થિતિ પર સીધો આધાર રાખે છે.
ઠંડક મિશ્રણ તૈયાર કરવાની પદ્ધતિ પર ભલામણો.
નિષ્કર્ષ.
નિષ્કર્ષમાં, હું એ નોંધવા માંગુ છું કે હું "કૂલન્ટ મિશ્રણ" ની સમસ્યા પરના કાર્યથી ખૂબ જ આકર્ષિત થયો હતો. મારા માટે, મને મારા પ્રશ્નોના જવાબો મળ્યા, અમુક પદાર્થો (સલ્ફ્યુરિક એસિડ) ના વિરોધાભાસી ગુણધર્મો વિશે શીખ્યા. મેં શીખ્યા કે ઠંડક મિશ્રણનો ઉપયોગ ખૂબ જ વ્યાપકપણે અને પ્રવૃત્તિના વિવિધ ક્ષેત્રોમાં થાય છે: રોજિંદા જીવનથી લઈને મોટી ઔદ્યોગિક પ્રયોગશાળાઓ સુધી.
જેઓ સ્વતંત્ર રીતે ઠંડકનું મિશ્રણ તૈયાર કરવા માંગે છે, તેમના માટે નાની ભલામણો આપી શકાય છે:
1. કૃત્રિમ ઠંડીનો સંપૂર્ણ ઉપયોગ કરવા માટે મિશ્રણનું પાત્ર ગરમીના બિન-વાહક (પ્લાસ્ટિક, પોલિસ્ટરીન) સાથે સારી રીતે અવાહક હોવું જોઈએ.
2. મિશ્રણ શક્ય તેટલી ઝડપથી થવું જોઈએ.
3. મિશ્રિત પદાર્થો તેમના સંપર્કના વિસ્તારને વધારવા માટે બારીક વિભાજિત સ્થિતિમાં હોવા જોઈએ.
4. વપરાયેલ સાહિત્યની સૂચિ.
A. I. Perevozchikov "પાણી સાથે સલ્ફ્યુરિક એસિડની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની સમસ્યાનો અનુભવ", ઇડી. "શાળામાં રસાયણશાસ્ત્ર" નંબર 7, 2011.
2. મીઠું આયનોનું નિર્ધારણ
પી
પરિશિષ્ટ 2 ઠંડક: મીઠું + પાણી
(
NaCl
+
એચ
2
ઓ
)
(
NaNO
3
+
એચ
2
ઓ
)
(NH
4
Cl + H
2
ઓ)
(યુરિયા)
એપ્લિકેશન નંબર 3 ઠંડક: પાણી + મીઠું + મીઠું
એપ્લિકેશન નંબર 4 ઠંડક: મીઠું + બરફ
NH
4
Cl
+ બરફ
NaCl
+ બરફ
NaNO
3
+ બરફ
પરિશિષ્ટ નં. 5
મિશ્રણ
NH
4
ના
3 +
એચ
2
ઓ
(
CO(NH
2
)
2
+ એચ
2
ઓ)
શીતક મિશ્રણ
કેટલાક વાયુઓ પ્રમાણમાં છે સખત તાપમાનતેને ઉકાળો
તેને ઘરે પણ પ્રવાહી સ્વરૂપમાં મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે
પ્રયોગશાળાઓ ઉદાહરણ નાઇટ્રોજન ડાયોક્સાઇડ છે (Tboil =
21.1°С), બ્યુટેન (Тbp = -0.5°С) અને સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ (Тbp = -10.0°С).
ગેસ લિક્વિફેક્શન પ્લાન્ટની યોજનાકીય રેખાકૃતિ એકદમ સરળ છે. ગેસ
યોગ્ય પ્રતિક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને અથવા બલૂનમાંથી લેવામાં આવેલ ફ્લાસ્કમાં મેળવો.
આગળ, ગેસ ડેસીકન્ટ સાથે યુ-ટ્યુબમાંથી પસાર થાય છે (ઉદાહરણ તરીકે,
કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડ) અને બીજી U-આકારની ટ્યુબમાં પ્રવેશ કરે છે, જે નીચે આવે છે
ઠંડક મિશ્રણ સાથેનું એક મોટું પાત્ર. છેલ્લી ટ્યુબમાં, ગેસ આંશિક રીતે છે
ઘનીકરણ
1 - ગેસ ઉત્પાદન માટે ફ્લાસ્ક, 2 - U-આકારનું
સુકાં સાથે ટ્યુબ (સરળતા માટે તેને છોડી શકાય છે), 3 - ઠંડક
મિશ્રણ, 4 - ગેસ ઘનીકરણ માટે યુ આકારની નળી.
પ્રથમ, ચાલો જોઈએ કે ઠંડુ મિશ્રણ કેવી રીતે તૈયાર કરવું.
વિવિધ ઠંડક મિશ્રણ માટે ઘણી વાનગીઓ છે. જોકે
રસાયણશાસ્ત્રીઓ તેમાંથી થોડાક જ ઉપયોગ કરે છે. પસંદ કરતી વખતે
શીતક મિશ્રણમાં, ઘટકોની ઉપલબ્ધતા ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે.
સૌથી વધુ ઉપલબ્ધ મિશ્રણો, જેનો ઉપયોગ ઘણીવાર પ્રયોગશાળામાં થાય છે,
નીચે યાદી થયેલ છે.
1. 3 કલાક બરફ (અથવા કચડી બરફ) અને 1 કલાક રસોઈનું મિશ્રણ
મીઠું તમને -21 ° સે તાપમાન સુધી પહોંચવા દે છે. જો તમને ઉચ્ચની જરૂર હોય
તાપમાન, બરફ/મીઠાના ગુણોત્તરમાં ફેરફાર.
તેની રચના પર બરફ-મીઠાના મિશ્રણના તાપમાનની અવલંબન
2. 1 કલાકના બરફ સાથે છ-પાણીના કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડ CaCl 2 ·6H 2 O નું 1.5 કલાકનું મિશ્રણ -55°C તાપમાન સુધી પહોંચવાનું શક્ય બનાવે છે.
3. 1 કલાક એમોનિયમ નાઈટ્રેટ અને 1 કલાક બરફનું મિશ્રણ તાપમાનને -20 ° સે સુધી નીચે લાવે છે.
4. ડાયથાઈલ ઈથર, એસીટોન, ગેસોલિન અથવા આલ્કોહોલમાં ઉમેરો
સૂકો બરફ (સોલિડ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ). મિશ્રણ તમને તાપમાન સુધી પહોંચવા દે છે
-78° સે સુધી.
5. બરફનું મિશ્રણ (બરફ) અને
કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડ, પરંતુ આ મિશ્રણ મુખ્યત્વે છે
ઐતિહાસિક મહત્વ, કારણ કે સલ્ફ્યુરિક એસિડ માટે કોઈ કરતાં વધુ શોધી શકે છે
તર્કસંગત એપ્લિકેશન.
નીચે વર્ણવેલ પ્રયોગોમાં, બરફ-મીઠાના મિશ્રણનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો
3 કલાક બરફ અને 1 કલાક મીઠાનો ગુણોત્તર. પ્લાસ્ટિકમાં મિશ્રિત ઘટકો
ટ્રે અને મિશ્રણને કાચની બરણી અથવા ગ્લાસમાં સ્થાનાંતરિત કરો. આવા માટે
લક્ષ્ય બીમ પ્લાસ્ટિકના બનેલા કન્ટેનરનો ઉપયોગ ન કરવો તે વધુ સારું છે, અને તેનાથી પણ વધુ સારું
સ્ટાયરોફોમ a, કારણ કે આ સામગ્રીઓ કરતાં ઘણી ઓછી થર્મલી વાહક છે
કાચ જો કે, કાચની બરણી અથવા ગ્લાસમાં, અનુભવ જેવો દેખાશે
વધુ દૃષ્ટિની.
દેખાવમાં, બરફ-મીઠાના ઠંડકના મિશ્રણ સાથેનો જાર તદ્દન દેખાય છે
સામાન્ય રીતે: જેમ કે બરફના ટુકડા પાણીમાં તરતા હોય છે, જો કે, જો તમે મિશ્રણમાં નીચે કરો છો
પાણી સાથેની ટેસ્ટ ટ્યુબ, પાણી લગભગ એક મિનિટમાં સ્થિર થઈ જશે, જેમાં તમે કરી શકો છો
ટેસ્ટ ટ્યુબને દૂર કરીને અને તેને ઊંધું કરીને ચકાસવું સરળ છે.
ખૂબ જ ટૂંક સમયમાં, જારની બાહ્ય દિવાલો હિમ સાથે આવરી લેવામાં આવશે - આ
હવામાંથી ભેજ ઘટ્ટ થાય છે અને થીજી જાય છે.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |