салқындату қоспалары. Газдардан салқындатқыш қоспалар алу.  Бұрғылау бөліктері

Алынған концентрация деректеріне сүйене отырып, ең арзан, үнемді, экологиялық таза, қолайлы қоспаларды алуға болады.

Криомикстура дегеніміз не? Ғылыми әдебиеттерде бұл сөз дерлік кездеспейді. «салқындату қоспалары» тіркесі қолданылады.

Аты айтып тұрғандай, бұл жасанды суық шығаруға арналған қоспалар. Негізгі, ең танымал қоспасы мұз-тұзды салқындату деп аталатын NaCl + H2O.

Криосмешелердің екі түрі бар (тұз + су және тұз + қышқыл).

Антифриздер (мұздамайтын сұйықтықтар) да салқындатқыш қоспалар болып саналады. Олар қозғалтқышты салқындату жүйелерінде қолданылады.

Өте төмен температураға жету үшін ~ -60-70 C құрғақ мұз (қатты көмірқышқыл газы) қолданылады.

Мен өз жұмысымда тек төрт қоспаны (тұз + қар) қарастырамын.

2) (NH4)2SO4+H2O

3) NaCl + H2O (мұз)

4) CaCl2*6H2O+H2O (мұз)

Тұз + қышқыл сияқты қоспалар қауіпті және менің мақсаттарым үшін тым төмен температура береді. Сондықтан мен оларды қолданбаймын.

Ең тиімді қоспаның No4 қоспасы екенін көруге болады. Ол үшін ең жақсы концентрация - 50%.

Ол басқалардан 50-70% концентрациядағы мәндердің болмауымен ерекшеленеді, бұл қоспадағы тұз концентрациясы 40% -дан асатын кезде реакцияның эндотермиялықтан экзотермиялыққа ауысуымен байланысты. Бұл әсер әрекеттесуші заттардың табиғатымен және оны дайындау кезіндегі қоспаның физикалық күйімен түсіндіріледі (қар белсенді ери бастайды, ал сусызданған кальций хлориді сумен араласқанда реакция тек экзотермиялық болады), сәйкесінше сіңіру реакциялары. және жылудың бөлінуі параллельді түрде жүреді, тұз мөлшерінің жоғарылауымен экзотермиялыққа ауысады.

№1,2,3 жүйелер X осіне параллель жұмыс істейді.Бірақ бұл диаграммада ғана солай көрінеді. Тек температура шкаласының бөліну бағасы = 5 (!) 0С.

Көрнекі мысал үшін, сур. 2, оның температура шкаласы = 0,10С бөлу мәні бар.

Күріш. 2 Жүйе NH4NO3+H2O(мұз)

Шын мәнінде, 0,50С өте маңызды емес. Сонымен, график түзу сызықта дерлік жүреді деп болжауға болады. Мен 10% NH4NO3 ең жақсы концентрация деп есептеймін.

Ашулар

Мұны 1550 жылы көруге болады. «салқындатқыш қоспалар» туралы алғашқы ескерту болды. Бұл жағдайда калий нитраты бар суды салқындату процесі туралы. Тоңазытқыш 1844 жылы ойлап табылған. Чарльз Смит Пиацци.

Қолдану

Мен дайындаған салқындатқыш қоспаларды әртүрлі мақсаттарда қолдануға болады. Мысалы, NaCl + қардың көмегімен шырын мен өнімдерді жақсы суытуға болады. Әрине, егер тоңазытқышта орын болмаса. Бұл қоспаны тағамды сақтау үшін де қолдануға болады, өйткені ол экологиялық таза және зиянсыз.

-400С дейін толық салқындату үшін CaCl2*6H2O+H2O қоспасы қолданылады. Тәжірибелерімде 50% концентрацияда ең төменгі температураға жеттім. Ол ~370С-қа тең.

Орындалған жұмыстан кейін мен CaCl2 * 6H20 + H2O жақсы қоспа болғанымен - бұл өте төмен температура (~ -370C) береді деген қорытындыға келе аламын, мен ең қолайлы, экологиялық таза қоспасы NaCl + қар 30 деп есептеймін. %.

Жасалған жұмыстардан кейін мен CaCl2 * 6H20 + H2O жақсы қоспа болғанымен - ол айтарлықтай төмен температура (~ -370C) береді деген қорытындыға келе аламын, мен ең қолайлы, экологиялық таза қоспа NaCl + қар деп есептеймін.

Менің жұмысымнан практикалық қорытындыны келесідей жасауға болады.

Осы қоспалардың көмегімен белгілі бір өнімнің сапалық құрамын анықтауға болады. Мысалы, сары май, қаймақ, сүт, бензин. Бұл ыдыстағы ыдыс принципі арқылы жасалады. Дайын кримикстура үлкенірек ыдысқа құйылады, оған қажетті қоспасы бар кішірек ыдыс қойылады. Осыдан кейін бір термисторлық сенсор қоспаға, екіншісі өніммен бірге ыдысқа орналастырылады. Өлшемдер сериясы орындалады. Өнімнің әртүрлі компоненттерінің салқындату қисықтарынан зерттелетін сұйықтықтағы белгілі бір заттың мөлшерін білуге болады.

Бұл қарапайым бұзу үшін сізге мұз бен тұз қажет.

Қауіпсіздік шаралары

Термиялық күйіктерді болдырмау үшін қорғаныс қолғаптарында және ұзын жеңді киімдерде салқындатқыш қоспалармен жұмыс істеңіз.

Реагенттер мен жабдықтар:

мұз (750 г);
ас тұзы (натрий хлориді, 250 г);
шыны ыдыстар (2 дана);
ішетін бөтелке.

Қадамдық нұсқаулық

Үлкен стақанда мұз бен тұзды 3:1 қатынасында араластырыңыз. Салқындатқыш қоспасы дайын. Енді сусынды салқындатқыш қоспаға саламыз. Сусын болды бөлме температурасы, ал қазір -2 °C дейін! Енді ол пайдалануға дайын!

Процестерді түсіндіру

Салқындатқыш қоспалар екі немесе одан да көп қатты заттардан (немесе қатты және сұйық заттардан) тұрады. Араластырып, олар жылуды «алып тастайды» және сырттан температураны төмендетеді. Қоршаған ортадан жылу жұтылатын процестер эндотермиялық деп аталады. 3:1 қатынасында мұз бен ас тұзының салқындатқыш қоспасы -21 ° C температураны бере алады. Әсерді күшейту үшін тұз бен мұздың арақатынасын өзгертуге немесе ыдысты мұзбен немесе қармен жабуға, содан кейін оларды тұз себуге болады. Мұз бен хлорид қоспасы температураны -55°C-қа дейін төмендетуі мүмкін. Диэтил эфирімен немесе ацетонмен араласқан қатты көмірқышқыл газының () температурасы -78 ° C болады. Осындай тұздар мен сұйықтықтардың негізінде салқындатқыш қоспалар дайындалады және олар мұзбен күресуде де қолданылады.

1. Салқындату азық-түлік өнімдері.
Біраз құрғақ мұз түйіршіктерін термосқа немесе екі қабырғалы контейнерге құйыңыз, үстіне кәдімгі мұзды салыңыз, содан кейін тағамды немесе сусындарды салыңыз. Құрғақ мұздың тағаммен тікелей байланысына жол бермеу жақсы, өйткені. құрғақ мұздың температурасы -78,33°С. Өнімдерді осылайша 5-тен 7 күнге дейін сақтауға болады.

2. Тамақты мұздату.
Құрғақ мұзды тағамның үстіне қою керек. Құрғақ мұзды қағазға орау булану уақытын ұзартады.

3. Тұманның пайда болуы.

Үлкен металл кесеге ыстық су құйыңыз, содан кейін құрғақ мұз түйіршіктерін қосыңыз. Тығыз тығыз тұман қалыптасады, ол жер бетіне таралады. Эстрада сахналары мен түнгі клубтарда тұман осылай жасалады. Бұл процедураны желдетілетін жерде жасаған дұрыс. Сол сияқты, сіз бассейнде немесе джакузиде тұман жасай аласыз.

Бейне: мұз қосылған алкоголь

4. Салқындату және мұздату.
Құрғақ мұздың қату қабілеті су мұзынан 15 есе, ал құрғақ мұздың булану уақыты еріген су мұзынан 5 есе көп болуы мүмкін. Құрғақ мұз бен су мұзының қоспасын тағамды, сыраны және сыра бөшкелерін салқындату үшін пайдалануға болады. Тек құрғақ мұзды пайдалану сыраны мұздатуы немесе бөшкелерді зақымдауы мүмкін.

5. Ықтимал құрбандардан масалардың назарын аудару.
Құрғақ мұз масаларды тартады. Егер сіз тұрған жердің жағына құрғақ мұз қойсаңыз, олар айналасына шоғырланады.

6. Ән айту металл.
Металл құрғақ мұзбен тікелей жанасқанда, металл қатты қытырлақ дыбыс шығара бастайды. Бұл тәжірибені құрғақ мұзға металл қасық қою арқылы жасауға болады. Мұздату процесін бақылау үшін қасыққа аздап су құюға болады. Сақ болыңыз, өйткені ұзақ уақыт жанасу қасықты салқындататыны сонша, ол тікелей жанасу кезінде теріні зақымдауы мүмкін.

7. Тұманды көпіршіктер.
Су мен құрғақ мұз қоспасына сабын ерітіндісін қосқанда, тығыз тұманмен толтырылған көпіршіктер пайда болады.

8. Ату.
Пластикалық пленка қорапшасына құрғақ мұз түйіршіктерін құйып, оны қақпақпен жауып, біраз уақыт күтсеңіз, қақпақ бірнеше метрге атуы мүмкін. Сол сияқты, зымырандарды сумен ұшыруға болады, бірақ бұл үшін арнайы құрылғылар қажет.

9. Резеңке шарды немесе шарды үрлеу.
Допқа біраз құрғақ мұз салып, оны мықтап жауып, бассейнге немесе кез келген су айдынына тастауға болады. Алдымен доп батып кетеді, бірақ ол газға толған кезде ол бетіне көтеріліп, жарылып кетеді.

10. Дыбыс линзасы.
Көмірқышқыл газымен толтырылған шар дыбыс линзасы ретінде әрекет ете алады. Бұл ауаға қарағанда көмірқышқыл газында баяу таралатындықтан, жарықтың ауа немесе вакуумға қарағанда шыны арқылы баяу таралатыны сияқты. Көмірқышқыл газымен толтырылған шарды алуға болады. оған құрғақ мұз салыңыз. Көмірқышқыл газымен толтырылған шарды құлақтан шамамен 30 см қашықтықта ұстаңыз - ол арқылы өтетін дыбыстарды күшейту керек.

11. Сусындарды газдандыру.
Құйыңыз ауыз сустаканға салып, оған біраз құрғақ мұз түйіршіктерін қосыңыз, мұз буланғаннан кейін суды аздап көміртендіру керек.

12. Еден плиткаларын алу.
Керамикалық плиткаларды еденнен оның бетіне аздап құрғақ мұз құйып алуға болады. Салқындату және қысу арқасында плитка оңай жойылады. Бұл процедура көптеген плиткаларды алып тастау үшін көп уақытты алуы мүмкін, бірақ 1-2 тақтайшаны алып тастау үшін бұл өте ыңғайлы.

13. Кеміргіштермен күресу.
Егер сіз кеміргіштердің ұясына түйіршіктелген құрғақ мұзды құйсаңыз, біраз уақыттан кейін көмірқышқыл газы одан оттегін ығыстырып, ауаның тесікке кіруін тоқтатады. кеудекеміргіш. Толық әсерге жету үшін тесіктің өтпеуін қадағалау керек.

Қалалық бюджеттік білім беру мекемесі

«No11 орта мектеп»

Студенттердің ғылыми қоғамы

Зерттеу жұмысы

«салқындату қоспалары»

Аяқталған жұмыс:

9-сынып оқушысы

МБОУ «№11 орта мектеп»

Баранова Яна

Ғылыми жетекші:

Овчинникова Ольга Михайловна

Балахна

2013

МАЗМҰНЫ

Кіріспе…………………………………………………………………. 3-тарауI. Тақырып бойынша әдебиеттерге шолу…………………………………… 51.1.Суытатын қоспалар дегеніміз не…………………………………… ..…. 5

1.2 Салқындатқыш қоспалардың ашылу тарихы ...……………………….…..…5

1.3.Криқоспалардың классификациясы....……………………………………...…. 6

1.4. Салқындату қоспаларының гипотермиялық әсерін теориялық негіздеу…..…………………………………………………………………….… 8

1.5. Кримикстерді өнеркәсіпте және күнделікті өмірде қолдану….…………….… .9

БөлімII. Эксперименттік бөлім…………………………………….… 12

2.1. Құрал-жабдықтар……………………………………………………………… 12

2.2. «АППОЛО» гипотермиялық қаптамасының мазмұнының сапалық құрамын және оның тиімділігін анықтау…………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………

2.3 АнықтауСалқындату қоспаларының әртүрлі композицияларының тиімділігі .......................................................................

2.4. Салқындату әсерінің еріткіштің агрегация күйіне тәуелділігі ………………………………………………….….14

2.5. Салқындату әсерінің еріген заттың концентрациясына тәуелділігі………………………………………………………………….14

2.6. Концентрлі күкірт қышқылының «парадоксы»…………….……….. 15

3. Қорытынды……………….………………………………………………… 16

4. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі…………………………………… 17

5. Қолданбалар………………………………………………………………..18

Кіріспе.

Жұмыстың өзектілігі.

Күнделікті өмірде біз көптеген сұрақтар тудыратын құбылыстармен жиі кездесеміз.

Өсімдіктердің қоректенуіне қолданылатын кейбір азот тыңайтқыштары неге еріген кезде суытады?

Неліктен тұзды ботқада тұру (қар мен тұз қоспасы) қардың үстінде тұрудан гөрі суық?

Неліктен алғашқы көмек жинағынан гипотермиялық қапты пайдаланған кезде салқындату пайда болады?

Неліктен концентрлі күкірт қышқылы қармен араласқанда күшті салқындату әсерін, ал суда ерігенде күшті қыздыру әсерін береді?

Осы сұрақтарға жауап іздеуге деген ұмтылыс зерттеуімізге негіз болды.Мен жылу процестерінің механизмін зерттеп, ең қолжетімдісін анықтауды шештім, тиімді тұжырымдарсалқындату қоспалары.

Жұмыс мақсаты:

Салқындату қоспалары туралы ақпаратты зерттеу және талдау және суық қоспалардың ең қарапайым және тиімді композицияларын эксперименталды түрде анықтау.

Жұмыс тапсырмалары:

Салқындату қоспалары бойынша әдебиеттерді жинап, талдау.

«АППОЛО» су-тұзды гипотермиялық пакеттің құрамын эмпирикалық түрде анықтаңыз.

Күнделікті өмірде қолданылатын заттардан суық қоспалардың ең тиімді композицияларын тәжірибе жүзінде анықтау.

Зерттеу объектісі. Азотты тыңайтқыш ретінде қолданылатын тұздар.

Зерттеу пәні. Салқындатқыш қоспалар композицияларының тиімділігі, гипотермиялық әсердің қоспалардағы тұздардың құрамына және еріткіштің агрегация күйіне тәуелділігі.

Гипотеза:

Азот тыңайтқыштары мен ас тұзы негізінде дайындалған тиімді және қарапайым салқындатқыш қосылыстар бар.

Салқындату әсері еріткіштің агрегация күйіне және еріген заттың концентрациясына байланысты.

Зерттеу әдістері:

Актуализация әдісі – белгілі бір зерттеудің мәнін анықтаудан тұрады;

Іздеу

Практикалық зерттеу әдісі;

Талдау және жалпылау әдісі

1-ТАРАУ. Тақырып бойынша әдебиеттерге шолу

Cryomix неологизм болып табыладыгреккриос- мұз).Сондықтан ғылыми әдебиеттерде бұл сөз өте сирек кездеседі. Көбінесе бұл сөз «салқындатқыш қоспа» тіркесімен ауыстырылады. олекі немесе одан да көп қатты немесе қатты және сұйық заттардың жүйелері, араласқан кезде жүйенің құрамдас бөліктерін балқыту немесе еріту кезінде жылуды сіңіру есебінен қоспаның температурасы төмендейді.

Температураны -50 ° C дейін төмендету үшін салқындату қоспаларының құрамдас бөлігі ретінде әртүрлі тұздар, қышқылдар, су, мұз (қар) қолданылады.Температураны -80°С-қа дейін төмендету үшін құрғақ мұздың (қатты көмірқышқыл газы) және кейбір органикалық заттардың (спирттер, ацетон, эфир) салқындатқыш қоспалары қолданылады.Салқындатқыштар өнеркәсіпте де кеңінен қолданылады. Ең көп таралған салқындатқыш - су. Көп атомды спирт негізіндегі ең көп қолданылатын салқындатқыштар - этиленгликоль.

Ең төменгі температураны алу үшін салқындатқыш қоспалардың құрамына кіретін заттарды криогидрация нүктесіне сәйкес мөлшерде алады.Криогидрат нүктесі - бұл белгілі бір заттың ерітіндісі қататын температура, басқаша айтқанда, бұл белгілі бір массаның компоненттерін араластыру арқылы алуға болатын ең төменгі температура.

Салқындатқыш қоспалар көп, өйткені жалпы кез келген химиялық реакция(ерітуді қоса) жылуды сіңірумен бірге жүреді, салқындату үшін қызмет ете алады. Бір немесе басқа салқындатқыш қоспаны пайдалану қолдағы нәрсеге және қажетті температураның төмендеуіне байланысты.

1.2. Салқындатқыш қоспалардың (криоқоспалар) ашылу және жасалу тарихы.

Жасанды суықты алу құралы ретінде еріту ұзақ уақыт бойы қолданылған; мысалы, римдіктер шарапты салқындату үшін калий нитратының суда ерітуін пайдаланды. Сол салқындату әдісін физик тағы да қолдандыБласиусвиллафранка1550 жылы Римде. Күшті салқындату туралы айтыладылатынТанкредус1607 жылы Неапольде; ол селитрамен қардың қоспасын алды; ақырында, ұсақталған мұз бен ас тұзының қоспасын 1626 жылы Санторио айтқан. Дәл сол қоспаны эстониялықтар деп аталатын өлілер сияқты сұйықтықтарды да мұздату үшін қолданған. Салқындату әсері орта ғасырларда балмұздақ жасау үшін қолданылған. Мұздатқыш ретінде бір бөшке қар мен тұз пайдаланылды.

17 ғасырдың басында қоспаларды салқындату үшін алғашқы формулалар алынды.

1665 Роберт Бойль суықты алудың теориялық негіздерін қамтитын жұмысты жариялаған жыл ретінде белгіленді.Ал қазірдің өзінде 1686 жМариотт эксперименталды түрде Бойлдың теорияларын растады.

1685 - Филипп Лахир сырттан аммиак толтырылған ыдыстағы су мұзын алды.
1810 жылы Лесли тарихқа белгілі алғашқы жасанды мұз зауытын салды.

Көп ұзамай (1834) Пелтье термоэлектрлік тоңазытқыш машиналарының дамуының басталуын белгілейтін принципті ашты.

1844 жЧарльз Смит Пиаццисоңында тоңазытқышты ойлап тапты.

1870 - Питер Вандер Уэйд термостатикалық тоңазытқыш жүйесіне АҚШ патентін алды.

1879 жылы Карл фон Линде әлемдегі алғашқы механикалық тоңазытқышқа патент алды.

Қазіргі уақытта салқындатқыш қоспалар үй шаруашылығында, зертханаларда және жалпы өте күшті және ұзақ салқындату қажет емес жерлерде қолданылады. Соңғысы үшін және зауыттық мақсаттар үшін ғылым және экономикалық есептеулер жасанды салқындатудың неғұрлым қуатты құралдарын жасады.

«Криомикстердің» негізгі өнертапқыштары мыналар болып саналады:

Роберт Бойл

 қысым, көлем және температура арасындағы байланыс

 суықты алудың теориялық негіздері

Уильям Каллен

 вакуумды пайдаланып мұз жасау

 бу сығымдау машинасын жасау

Михаил Васильевич Ломоносов

 құрутабиғи желдету теориясы

нерн

 жылывакуумда су буы жойылса, су қатып қалады (бу күкірт қышқылымен жұтылды)

1.3. Салқындату қоспаларының классификациясы.

1.Су (немесе қар) мен тұздың салқындатқыш қоспалары

2.Су мен екі тұздың салқындатқыш қоспалары

3.Қышқылдар мен қардың салқындатқыш қоспалары

4. Тұздардың қышқылдармен салқындату қоспалары

5. Кейбір органикалық заттардың қатты көмірқышқыл газымен салқындату қоспалары

6. Мұздануға қарсы ерітінділер

Судың (немесе қардың) және тұздың салқындатқыш қоспалары

Су мен екі тұздың салқындатқыш қоспалары

Қышқылдар мен қардың салқындатқыш қоспалары

Тұздардан қышқылдармен салқындату қоспалары

HCl (2:1)

На 2 SO 4

NH 4 Cl

KNO 3

HCl(Соңы)

На 2 SO 4

HNO 3 (2:1)

На 2 SO 4

HNO 3 (2:1)

На 3 PO 4

HNO 3 (2:1)

На 2 SO 4

NH 4 ЖОҚ 3

Х 2 SO 4 (1:1)

На 2 SO 4

Қатты көміртегі диоксиді бар салқындатқыш қоспалар

1.4. Салқындату қоспаларының гипотермиялық әсерін теориялық негіздеу.

Қоспалардың қасиеттерінде қызықты заңдылық бар: бірнеше заттар қоспасының балқу температурасы таза заттардың әрқайсысының балқу температурасынан бөлек. Таза судың балқу температурасы (мұз немесе қар түрінде) 0 0 C. Егер мұзға ас тұзының қоспасы қосылса, онда мұз нөлден төмен температурада ери бастайды. Балқу температурасы мұз бен тұздың қатынасына, араластыру жылдамдығына, тіпті мұздың ұсақталу дәрежесіне де байланысты.Мұз, кез келген дене сияқты, қатты немесе сұйық, тербелмелі қозғалыстары (жылу) бар және бір уақытта өзара тартылатын молекулалар жүйесі; бұл жүйе жылжымалы тепе-теңдік күйлерінің бірінде болғанша, дененің физикалық (және химиялық) күйі өзгеріссіз қалады. Мұз бен тұз бөлшектері жанасқанда химиялық әсерлесу пайда болады, мұз бөлшектері арасындағы өзара тартылыс әлсірейді, мұз ериді; жылу сіңірілген кезде. Бұл кезде тұздың сумен әрекеттесуі (гидратация) жылу бөлінуімен бірге жүреді. Соңғы нәтиже мұзды еріту кезінде сіңірілетін жылу мөлшері мен тұздың сумен қосылуының жылуы арасындағы айырмашылықпен анықталады. Бұл жағдайда біріншісі екіншісінен асып кеткендіктен, қоспасы салқындатылады. Араластыру жүргізілетін ыдыс, әрине, жасанды суықты толық пайдалану үшін жылу өткізбейтін заттармен жақсы оқшауланған болуы керек және араластырудың өзі мүмкіндігінше тезірек жүзеге асырылады; ол үшін мұз, тұздар сияқты барлық қатты заттар жақсы ұсақталуы керек. Жоғарыда келтірілген салқындату құбылысының түсіндірмесі тұздардың суда еруіне де қатысты, жалғыз айырмашылығы - көптеген тұздардың еріген кезде еріткіш пен еріген заттың арасындағы химиялық әрекеттесу соншалықты анық көрінбейді. Бірнеше тұзды сумен немесе қармен араластырғанда күрделірек құбылыстар пайда болуы мүмкін, мысалы, тұздардың қос ыдырауы және т.б.

Жалпы алғанда, ерудің жылу эффектісі екі кезеңнің жылу әсерлерінің қосындысы болып табылады:

энергияның жұмсалуымен жүретін кристалдық тордың бұзылуы

энергияның бөлінуімен бірге жүретін гидраттардың пайда болуы

Ерітудің жылу эффектісінің белгісі осы кезеңдердің энергияларының қатынасымен анықталады.

1.5. Қолдану өнеркәсіпте және күнделікті өмірде криомикстер.

Қазіргі уақытта салқындатқыш қоспалар үй шаруашылығында, зертханаларда және жалпы өте күшті және ұзақ салқындату қажет емес жерлерде қолданылады. Соңғысы үшін және өнеркәсіптік мақсаттар үшін ғылым мен экономикалық есептеулер жасанды салқындатудың неғұрлым қуатты құралдарын жасады. Күнделікті өмірде, медицинада және зертханада криомикстерді қолданудың негізгі бағыттарын анықтауға болады:

1) сусындарды немесе өнімдерді жылдам салқындату;

2) жылы мезгілде тоңазытқыш болмаған кезде өнімді қысқа мерзімге сақтау;

3) зертханада – төмен қайнайтын сұйықтықтарды немесе газдарды дистилляциялау;

4) 2 араласпайтын сұйықтықтарды бөлу, олардың біреуінің қату температурасы төмен (бензол-су).

Сұйық қоспалар (сұйықтар)

 Қыста -40 ° C температурада қатып қалмайтын антифриздер қолданылады.

 Төмен қататын салқындатқыштар қозғалтқышты салқындату жүйелерінде қолдануға арналған.

Майлау сұйықтықтары.

Металл өңдеу

 Фрезерлеу (кескіш құралдардан жылуды кетіру)

 Жіпті бөлшектер

 Металды прокаттау

қатты қоспалар

Құрғақ мұзды сублимациялау (қатты көмірқышқыл газы) тамақ өнімдерін салқындату және мұздату, сондай-ақ оларды мұздатылған күйде сақтау және тасымалдау үшін кеңінен қолданылады.

Сынап буын мұздату (метанол + қатты көмірқышқыл газы)

Нөлге жақын температураны қамтамасыз ететін мұздықтар ауыл шаруашылығында және ішінара сауда мен сүт өнеркәсібінде, негізінен тез бұзылатын өнімдерді сақтау үшін пайдаланылады.

Медицинада

Жергілікті гипотермия - бұл тіндердің температурасын олардың криогендік төзімділік шегінен (5-10 ° C) төмен емес төмендететін суық факторлардың дененің шектеулі аймақтарына емдік әсері.

Ағымдағы салқындатқыштар бейорганикалық тұзды және қалқамен бөлінген суды қамтиды. Бөлім үзілген кезде тұз эндотермиялық әсермен суда ериді. Өнеркәсіпте мұндай пакеттер Snezhok, Appolo, Mirali және т.б. фирмалық атаулармен шығарылады. Дене тіндерін салқындату үшін емдік пакеттердің екі негізгі түрі бар. Біріншілері кейбір тұздар суда еріген кезде пайда болатын эндотермиялық реакцияны қолдануға негізделген. Бұл пакеттер пайдалануға жарамды дала жағдайлары, өйткені олар сырттан суықтың тартылуын қажет етпейді. Бірақ төмен жылу сыйымдылығымен бір сатылы пакеттер ыстық климатта тиімді емес және әртүрлі медициналық көрсеткіштер үшін гипотермияның оңтайлы деңгейін қамтамасыз ете алмайды.

Екінші типті пакеттердің әрекеті тоңазытқышта қаптаманың (мысалы, гель) мазмұнымен суықтың алдын ала жиналуына негізделген. Мұндай пакеттердің үлкен жылу сыйымдылығы бар, бірақ лезде қамтамасыз ете алмайды емдік әсеріоларды мұздатқышта бірнеше сағат бойы салқындатпай. Дегенмен, мұндай құрылғылардың негізгі кемшілігі әсер ету ұзақтығының қысқа болуы - су мен тұз арасындағы эндотермиялық реакцияның өтпелілігінің салдары.

Реакцияны ұзарту үшін келесі құралдар қолданылады:

а) тұз бөліктерін ретімен еріту;

б) су мен тұздың жанасу бетінің реакциясы кезінде реттеу;

в) тұздарды қолдану түйіршікті пішінеритін немесе кеуекті түйіршіктер қабықшалары бар.

Бөлім II . эксперименттік бөлігі

Өлшеу цилиндрлері, 100-150 мл шыны шыныаяқтар, шыны таяқшалар, техникалық таразылар (200 г,∆м\u003d 0,01 г), сыртқы термометр, ерітінді және пести, жылыту құрылғылары.

Реактивтер: тұздар жинағыNaCl, NaNO 3, KNO 3 , NH 4 Cl, CO( NH 2 ) 2, NH 4 ЖОҚ 3, концентрлі күкірт қышқылы, «Апполо» гипотермиялық пакеті, мыс жоңқалары, фенолфталеин, натрий гидроксиді, дифениламин.

2.2. «АППОЛО» гипотермиялық қаптамасының мазмұнының сапалық құрамын және оның тиімділігін анықтау.

1-қосымша

Салқындату пакетінде «APPOLO» көрсетілмеген Химиялық құрамы, сондықтан пакеттің мазмұнына сапалы талдау жасалды.

Тұз катиондары анықталды:

1. Жалынның түсі бойынша иондарды анықтау және сапалық реакциялар: жалынға зерттелетін тұздың ерітіндісі бар шыны таяқшалар енгізілді. Жалын өз түсін өзгертпеді, яғни тұздың құрамында жалын түсін беретін иондар жоқ:На + , Қ + , Cu 2+ , Ба 2+ , Ca 2+ , және т.б. Тұз ерітіндісінің қыздыру кезінде сілтімен әрекеттесуі кезінде дымқыл фенолфталеин қағазы аммоний ионының бар екенін көрсететін ашық қызыл-қызыл түске ие болды.

NH 4 + + О - = NH 3 + Х 2 О

2. Аниондарды анықтауSO 4 2- , ЖОҚ 3 - , PO 4 3- , Cl - , Бр - , және т.б. сапалы жауаптар тұрғысынан. Сульфат және фосфат иондарымен реакцияның көрінетін белгілері байқалмады. Тұз ерітіндісіне мыс жоңқалары мен концентрлі күкірт қышқылын қосқанда өзіне тән иісі бар қоңыр газ бөлініп, нитрат ионының бар екенін көрсететін көк түсті ерітінді пайда болды. Ерітіндіге дифениламин тұзын қосқанда қою көк түс пайда болды.

Зерттелетін тұз - аммоний нитраты.

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

Финал теңдеулер

NH 4 ЖОҚ 3 + NaOH = NaNO 3 +NH 3 + Х 2 О

2) 4NH 4 ЖОҚ 3 + 2H 2 SO 4 + Cu = Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O + 2(NH 4 ) 2 SO 4

APPOLO гипотермиялық қаптамасында бірінші ыдыста 64,15 г аммоний нитраты, ал екінші ыдыста 60 мл су болды.

Бұл компоненттерді араластыру кезінде салқындату әсері температураның 22 ° C төмендеуіне сәйкес келеді.

Салқындату: тұз + су (No2 қосымша).

Техникалық таразыларда шынының массасы анықталды, оның массасын ескере отырып, заттың қажетті массасы шыныға қосылды. Массалық үлесі 50,54% (электролит қышқылы) күкірт қышқылының ерітіндісі бұрын қайта есептеліп, градуирленген цилиндрмен өлшенді. СалмағыХ 2 SO 4 = 12,6г, тығыздығы = 1,25 г/мл, ерітінді көлеміХ 2 SO 4 = 20 мл.

В= м/ В* б.

Бір г затты 18°С 100 г сумен араластырды.

№1 кесте

CO(NH 2 ) 2

(мочевина)

-1 8

NH 4 ЖОҚ 3

107

-22

NH 4 ЖОҚ 3

-8

Салқындату: су + тұз + тұз (No3 қосымша).

Тұздың өлшенген бөліктеріне 100 мл су қосылды.

№2 кесте

50 гCO(NH 2 ) 2 + 36 NaCl

-15

41,6 ГNH 4 ЖОҚ 3 + 41,6 NaCl

-20

Қорытынды: аммоний нитраты суда еріген кезде ең үлкен гипотермиялық әсер береді. Бірнеше тұзды араластырғанда гипотермиялық әсер күшейеді. Тұздардың қоспалары көбірек салқындату әсерін береді, бірақ тұздың табиғаты рөл атқарады.

2.4.Суыту әсерінің еріткіштің агрегация күйіне тәуелділігі.

Салқындату: тұз + қар (№ 4 қосымшаны қараңыз).

Бір г тұзды 100 г қармен араластырды.

№3 кесте

А, г

∆ Т, °С

NaCl

-18

NaNO 3

-14

NH 4 Cl

-12

CO(NH 2 ) 2

(мочевина)

-18

Қорытынды: Несепнәр мен натрий хлориді ең үлкен гипотермиялық әсер көрсетті. Мұзды немесе қарды пайдалану салқындату әсерін арттырады.

2.5. Суыту әсерінің еріген заттың концентрациясына тәуелділігі.

Белгілі бір концентрациядағы қар мен ұсақ ұнтақталған ас тұзының қоспасы дайындалды. Алынған қоспаның температурасы өлшенді. Деректер кесте түрінде ұсынылды.

Қар-тұз қоспасы температурасының оның құрамына тәуелділігі

№4 кесте

Қорытынды: қоспадағы ас тұзының мөлшері неғұрлым көп болса, соғұрлым гипотермиялық (салқындату) әсер етеді. Максималды салқындату -21 ° C дейін қардың 3 бөлігі мен тұздың 1 бөлігінен тұратын қоспаны дайындау арқылы қол жеткізіледі. Тұз концентрациясының одан әрі жоғарылауымен қоспаның салқындауы болмайды.

2.6. Парадокс Х 2 SO 4(соңы) (№ 5 қосымша)

Концентрлі күкірт қышқылы бір мезгілде суда ерігенде күшті гипертермиялық әсер бередіқармен жақсы салқындату әсерін береді.

Бірінші жағдайда қышқылдың кристалдық торының бұзылу энергиясы қышқылдың сумен гидратация энергиясынан аз, сондықтан реакция жоғары экзотермиялық болады.

Екінші жағдайда мұз кристалдық торының энергиясы күкірт қышқылының сумен гидратациялану энергиясынан үлкен болып шықты, яғни. Мұзды еріту үшін қышқыл мен судың қосындысынан бөлінетін жылу мөлшері көбірек жұмсалады.

Х 2 SO 4 (Соңы)+100 г қар

12,6

-12

Х 2 SO 4 (Соңы)+100 су

12,6

+12

Жалпы қорытынды:

Жүргізілген тәжірибелер біз ұсынған гипотезаларды растады: азот тыңайтқыштары мен ас тұзы салқындатқыш қоспаларды дайындау үшін арзан және жеткілікті тиімді заттар болып табылады. Ең үлкен гипотермиялық әсер аммиак селитрасы мен несепнәр тұздары суда еріген кезде береді.

Салқындату әсері қоспадағы тұздың құрамына және еріткіштің агрегация күйіне тікелей байланысты.

Салқындатқыш қоспаларды дайындау әдісі бойынша ұсыныстар.

Қорытынды.

Қорытындылай келе, мені «Салқындатқыш қоспалар» мәселесі бойынша жұмыс қатты қызықтырғанын атап өткім келеді. Мен өзім үшін сұрақтарыма жауап таптым, кейбір заттардың (күкірт қышқылы) парадоксальды қасиеттері туралы білдім. Мен салқындатқыш қоспалардың өте кең және әртүрлі қызмет салаларында қолданылатынын білдім: күнделікті өмірден бастап ірі өнеркәсіптік зертханаларға дейін.

Салқындатқыш қоспаларды өз бетінше дайындағысы келетіндер үшін шағын ұсыныстар беруге болады:

1. Араластырғыш ыдыс жасанды суықты толық пайдалану үшін жылу өткізбейтін заттармен (пластик, полистирол) жақсы оқшауланған болуы керек.

2. Араластыру мүмкіндігінше жылдам орындалуы керек.

3. Аралас заттар олардың жанасу аймағын үлкейту үшін майда бөлінген күйде болуы керек.

4. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі.

Перевозчиков А.И. «Күкірт қышқылының сумен әрекеттесуінің проблемалық тәжірибесі», ред. «Мектептегі химия» No7, 2011 ж.

2. Тұз аниондарын анықтау

П 2-қосымша Салқындату: тұз + су

Қоспа NH 4 ЖОҚ 3 + Х 2 О

( NaCl + Х 2 О )

( NaNO 3 + Х 2 О )

(NH 4 Cl + H 2 О)
( CO(NH 2 ) 2 + Х 2 О)

(мочевина)

Қолдану No3 Салқындату: су + тұз + тұз

Қолдану No4 Салқындату: тұз + қар

NH 4 Cl + қар NaCl +қар

NaNO 3 +қар

№ 5 қосымша

Салқындатқыш қоспалар

Кейбір газдар салыстырмалы түрде жоғары температурақайнатыңыз
оларды тіпті үйде де сұйық күйде алуға мүмкіндік береді
зертханалар. Мысал ретінде азот диоксиді (Tboil =
21,1°С), бутан (Тбп = -0,5°С) және күкірт диоксиді (Тбп = -10,0°С).
Газды сұйылту қондырғысының схемалық схемасы өте қарапайым. Газ
қолайлы реакцияны пайдаланып колбаға алыңыз немесе шардан алыңыз.
Содан кейін газ құрғатқышы бар U-түтік арқылы өтеді (мысалы,
кальций хлориді) және төмен түсірілген екінші U-тәрізді түтікке түседі
салқындатқыш қоспасы бар үлкен ыдыс. Соңғы түтікте газ ішінара болады
конденсацияланады.

1 - газ өндіруге арналған колба, 2 - U-тәрізді
кептіргіші бар түтік (қарапайымдылық үшін оны өткізіп жіберуге болады), 3 - салқындату
қоспасы, 4 - газды конденсациялауға арналған U-тәрізді түтік.

Алдымен салқындатқыш қоспаларды қалай дайындау керектігін қарастырайық.

Әртүрлі салқындатқыш қоспалар үшін көптеген рецепттер бар. Дегенмен
химиктер олардың кейбіреулерін ғана пайдаланады. Таңдау кезінде
салқындатқыш қоспасының құрамдас бөліктерінің болуы үлкен маңызға ие.
Зертханада жиі қолданылатын ең қолжетімді қоспалар,
төменде берілген.

1. 3 сағат қар (немесе ұсақталған мұз) және 1 сағат пісіру қоспасы
тұз -21 ° C температураға жетуге мүмкіндік береді. Егер сізге жоғарырақ қажет болса
температура, мұз/тұз қатынасының өзгеруі.

Мұз-тұз қоспасы температурасының оның құрамына тәуелділігі

2. 1,5 сағат алты сулы кальций хлоридінің CaCl 2 ·6H 2 O 1 сағат қармен қоспасы -55°С температураға жетуге мүмкіндік береді.

3. 1 сағат аммиак селитрасы мен 1 сағат қар қоспасы -20°С дейін төмендейді.

4. Диэтил эфиріне, ацетонға, бензинге немесе спиртке қосыңыз
құрғақ мұз (қатты көмірқышқыл газы). Қоспа температураға жетуге мүмкіндік береді
-78°С дейін.

5. Қар (мұз) және қоспасы
концентрлі күкірт қышқылы, бірақ бұл қоспаның басым бөлігі бар
тарихи маңызы бар, өйткені күкірт қышқылы үшін одан да көп табуға болады
ұтымды қолдану.

Төменде сипатталған тәжірибелерде мұз-тұз қоспасы қолданылды
3 сағат мұз бен 1 сағат тұздың қатынасы. Пластмассада араласқан компоненттер
науаға салып, қоспаны шыны ыдысқа немесе стаканға салыңыз. Осындайлар үшін
сәулені көздейді Пластмассадан жасалған контейнерлерді пайдаланбаған дұрыс, тіпті одан да жақсы
Пенополитен a, өйткені бұл материалдар жылу өткізгіштікке қарағанда әлдеқайда аз
шыны. Дегенмен, шыны ыдыста немесе шыныда тәжірибе ұқсас болады
көрнекі түрде.

Сыртқы көріністе мұз-тұзды салқындатқыш қоспасы бар банка өте жақсы көрінеді
әдетте: мұз бөліктері суда қалқып бара жатқандай, бірақ қоспаға түсірсеңіз
суы бар пробирка, су шамамен бір минут ішінде қатып қалады, онда сіз жасай аласыз
пробирканы алып, оны төңкеру арқылы тексеру оңай.
Жақында құмыраның сыртқы қабырғалары аязмен жабылады - бұл
ауадағы ылғал конденсацияланады және қатып қалады.