aušinimo mišiniai. Aušinimo mišinių gavimas iš dujų.  Srieginės dalys

Pagal gautus koncentracijos duomenis galima išvesti pigiausius, ekonomiškus, ekologiškus, patogius mišinius.

Kas yra kriomišinys? Mokslinėje literatūroje šis žodis beveik nerastas. Naudojama frazė „aušinimo mišiniai“.

Kaip rodo pavadinimas, tai mišiniai, skirti dirbtiniam šalčiui gaminti. Pagrindinis, labiausiai žinomas mišinys yra NaCl + H2O, žinomas kaip ledo druskos aušinimas.

Yra dviejų tipų kriosmešai (druska + vanduo ir druska + rūgštis).

Antifrizai (neužšąlantys skysčiai) taip pat laikomi aušinimo skysčio mišiniais. Jie naudojami variklio aušinimo sistemose.

Gana žemai temperatūrai ~ -60-70 C pasiekti naudojamas sausas ledas (kietas anglies dioksidas).

Savo darbe vertinu tik keturis mišinius (druska + sniegas).

2) (NH4)2SO4+H2O

3) NaCl + H2O (ledas)

4) CaCl2*6H2O+H2O (ledas)

Tokie mišiniai kaip druska + rūgštis yra pavojingi ir suteikia per žemą temperatūrą mano tikslams. Štai kodėl aš jų nenaudoju.

Matyti, kad efektyviausias mišinys yra mišinys Nr.4. Jai geriausia koncentracija – 50 proc.

Jis skiriasi nuo kitų tuo, kad nėra 50–70% koncentracijų, taip yra dėl reakcijos perėjimo iš endoterminės į egzoterminę, kai druskos koncentracija mišinyje pasiekia daugiau nei 40%. Šis poveikis paaiškinamas reagentų pobūdžiu ir mišinio fizine būkle ruošiant jį (sniegas pradeda aktyviai tirpti, o kai dehidratuotas kalcio chloridas sumaišomas su vandeniu, reakcija yra išskirtinai egzoterminė), atitinkamai absorbcijos reakcijomis. ir šilumos išsiskyrimas vyksta lygiagrečiai, pereinant prie egzoterminio, padidėjus druskos kiekiui.

Sistemos Nr. 1,2,3 veikia beveik lygiagrečiai X ašiai, tačiau taip atrodo tik šioje diagramoje. Tiesiog temperatūros skalės padalijimo kaina = 5 (!) 0С.

Iliustruojančiam pavyzdžiui pav. 2, jo temperatūros skalės padalijimo vertė = 0,10 C.

Ryžiai. 2 Sistema NH4NO3+H2O (ledas)

Tiesą sakant, 0,50 C nėra labai svarbu. Taigi galime manyti, kad grafikas eina beveik tiesia linija. Manau, kad 10% NH4NO3 yra geriausia koncentracija.

Atradimai

Tai matosi jau 1550 m. buvo pirmasis „aušinimo skysčio mišinių“ paminėjimas. Šiuo atveju apie vandens aušinimo su kalio nitratu procesą. Šaldytuvas buvo išrastas 1844 m. Charlesas Smithas Piazzi.

Taikymas

Mano paruošti vėsinimo mišiniai gali būti naudojami įvairiems tikslams. Pavyzdžiui, su NaCl + sniego pagalba galite gerai atvėsinti sultis ir produktus. Žinoma, jei šaldytuve nėra vietos. Šį mišinį galima naudoti ir maistui konservuoti, nes jis nekenksmingas aplinkai ir nekenksmingas.

Pilnam atšaldymui iki -400C naudojamas CaCl2*6H2O+H2O mišinys. Savo eksperimentuose pasiekiau minimalią temperatūrą, kai koncentracija buvo 50%. Jis lygus ~370C.

Po atliktų darbų galiu daryti išvadą, kad nors CaCl2 * 6H20 + H2O yra geras mišinys - duoda gana žemą temperatūrą (~ -370C), laikausi nuomonės, kad patogiausias, aplinkai nekenksmingas mišinys yra NaCl + sniegas 30 %.

Po atliktų darbų galiu daryti išvadą, kad nors CaCl2 * 6H20 + H2O yra geras mišinys - duoda gana žemą temperatūrą (~ -370C), laikausi nuomonės, kad patogiausias, aplinkai nekenksmingas mišinys yra NaCl + sniegas.

Praktinę mano darbo išvadą galima padaryti taip.

Šių mišinių pagalba galima nustatyti kokybinę produkto sudėtį. Pavyzdžiui, sviestas, grietinė, pienas, benzinas. Tai daroma naudojant principą „indas inde“. Paruošta kriomišinys supilamas į didesnį indą, į jį dedamas mažesnis indas su norimu ingredientu. Po to vienas termistoriaus jutiklis dedamas į mišinį, kitas į indą su gaminiu. Atliekama matavimų serija. Iš įvairių gaminio komponentų aušinimo kreivių galite sužinoti konkrečios medžiagos kiekį tiriamajame skystyje.

Šiam paprastam įsilaužimui tereikia ledo ir druskos.

Atsargumo priemonės

Kad išvengtumėte terminių nudegimų, su aušinimo mišiniais dirbkite su apsauginėmis pirštinėmis ir drabužiais ilgomis rankovėmis.

Reagentai ir įranga:

• ledo (750 g);
• valgomoji druska (natrio chloridas, 250 g);
• stiklinės taros (2 vnt.);
• gėrimo butelis.

Žingsnis po žingsnio instrukcija

Didelėje stiklinėje sumaišykite ledą ir druską santykiu 3:1. Aušinimo skysčio mišinys yra paruoštas. Dabar dedame gėrimą į aušinimo mišinį. Gėrimas buvo kambario temperatūra, o dabar iki -2 °C! Dabar jis paruoštas naudoti!

Procesų paaiškinimas

Aušinimo skysčio mišinius sudaro dvi ar daugiau kietų medžiagų (arba kietųjų medžiagų ir skysčių). Maišydami jie „atima“ šilumą ir sumažina temperatūrą iš lauko. Procesai, kurių metu šiluma absorbuojama iš aplinkos, vadinami endoterminiais. Šaldantis ledo ir valgomosios druskos mišinys santykiu 3:1 gali duoti -21 °C temperatūrą. Norėdami sustiprinti efektą, galite pakeisti druskos ir ledo santykį arba uždengti indą ledu ar sniegu ir pabarstyti druska. Ledo ir chlorido mišinys gali sumažinti temperatūrą iki -55°C. Kieto anglies dioksido (), sumaišyto su dietilo eteriu arba acetonu, temperatūra yra -78 ° C. Tokių druskų ir skysčių pagrindu ruošiami aušinimo mišiniai, jie taip pat naudojami kovojant su ledu.

1. Aušinimas maisto produktai.
Supilkite keletą sauso ledo granulių į termosą arba dvigubą indą, ant viršaus uždėkite įprasto ledo, tada užpilkite maistu ar gėrimais. Geriau neleisti sauso ledo tiesioginio sąlyčio su maistu, nes. sauso ledo temperatūra -78,33°C. Tokiu būdu produktai gali būti laikomi nuo 5 iki 7 dienų.

2. Maisto užšaldymas.
Ant maisto viršaus reikia dėti sauso ledo. Įvyniojus sausą ledą į popierių, garavimo laikas pailgės.

3. Rūko kūrimas.

Supilkite karštą vandenį į didelį metalinį puodelį, tada įpilkite sauso ledo granulių. Susidarys tankus tirštas rūkas, kuris pasklis žeme. Taip estradose ir naktiniuose klubuose susidaro rūkas. Šią procedūrą geriau atlikti vėdinamoje vietoje. Lygiai taip pat galite sukurti rūką baseine ar sūkurinėje vonioje.

Vaizdo įrašas: Alkoholis su ledu

4. Aušinimas ir užšaldymas.
Sauso ledo užšalimo geba yra 15 kartų didesnė nei vandens ledo, o sauso ledo garavimo laikas gali būti 5 kartus didesnis nei tirpstančio vandens ledo. Sauso ledo ir vandens ledo mišiniu galima vėsinti maistą, alų ir alaus statines. Naudojant tik sausą ledą, alus gali užšalti arba sugadinti statines.

5. Uodų atitraukimas nuo galimų aukų.
Sausas ledas vilioja uodus. Jei įdėsite šiek tiek sauso ledo toje vietoje, kur esate, jie susikaups aplink jį.

6. Dainuojantis metalas.
Kai metalas tiesiogiai liečiasi su sausu ledu, metalas pradeda skleisti stiprų šiurkštų garsą. Šį eksperimentą galima atlikti įdėjus metalinį šaukštą į sausą ledą. Norėdami stebėti užšalimo procesą, į šaukštą galite įpilti šiek tiek vandens. Būkite atsargūs, nes ilgai kontaktuojant šaukštas taip atvės, kad tiesioginis kontaktas gali pažeisti odą.

7. Rūko burbuliukai.
Kai į vandens ir sauso ledo mišinį įpilama muilo tirpalo, susidaro burbuliukai, užpildyti tankiu rūku.

8. Šūvis.
Jei į plastikinės plėvelės dėžutę supilsite šiek tiek sauso ledo granulių, uždarykite ją dangčiu ir šiek tiek palauksite, dangtelis gali šauti kelis metrus. Panašiai galite paleisti raketas vandeniu, tačiau tam reikia specialių prietaisų.

9. Guminio baliono ar baliono pripūtimas.
Galite įdėti šiek tiek sauso ledo į rutulį, jį sandariai uždaryti ir mesti į baseiną ar bet kurį vandens telkinį. Iš pradžių rutulys paskęs, bet prisipildęs dujų iškils į paviršių ir sprogs.

10. Garso objektyvas.
Balionas, užpildytas anglies dioksidu, gali veikti kaip garso lęšis. Taip yra todėl, kad garsas anglies dioksidu sklinda lėčiau nei ore, kaip ir šviesa lėčiau sklinda per stiklą nei per orą ar vakuumą. Galite gauti balioną, užpildytą anglies dioksidu. įdėkite šiek tiek sauso ledo. Anglies dioksido pripildytą balioną laikykite maždaug 30 cm atstumu nuo ausies – pro ją sklindantys garsai turėtų būti sustiprinti.

11. Gėrimų gazavimas.
Supilkite geriamas vanduoį stiklinę ir ten įpilkite šiek tiek sauso ledo granulių, ledui išgaravus vanduo turi šiek tiek karbonizuotis.

12. Grindų plytelių nuėmimas.
Keramines plyteles nuo grindų galima nuimti ant jų paviršiaus užpylus šiek tiek sauso ledo. Plytelė lengviau pašalinama dėl aušinimo ir suspaudimo. Ši procedūra gali užtrukti daug laiko, norint pašalinti daugybę plytelių, tačiau norint pašalinti 1-2 plyteles, tai labai patogu.

13. Graužikų naikinimas.
Jei į graužikų urvą supilsite granuliuotą sausą ledą, po kurio laiko anglies dioksidas išstums iš jo deguonį, neleisdamas orui patekti į skylę. krūtinė graužikas. Norint pasiekti visą efektą, reikia įsitikinti, kad skylė nėra kiaurai.

Savivaldybės biudžetinė švietimo įstaiga

„Vidurinė mokykla Nr. 11“

Studentų mokslinė draugija

Tyrimas

"Vėsinimo mišiniai"

Darbai baigti:

9 klasės mokinys

MBOU "Vidurinė mokykla Nr. 11"

Baranova Yana

Prižiūrėtojas:

Ovčinikova Olga Michailovna

Balachna

2013 m

TURINYS

Įvadas……………………………………………………………………. 3 skyriusaš. Literatūros šia tema apžvalga……………………………………. 51.1.Kas yra aušinimo mišiniai…………………………………… ..…. 5

1.2. Aušinimo mišinių atradimo istorija ...……………………….…..…5

1.3. Kriomišinių klasifikavimas….……………………………………...…. 6

1.4.Teorinis aušinimo mišinių hipoterminio poveikio pagrindimas....…………………………………………………………………….… 8

1.5. Kriomišinių naudojimas pramonėje ir kasdieniame gyvenime...…………….… .9

skyriusII. Eksperimentinė dalis……………………………………….… 12

2.1. Įranga………………………………………………………….…… 12

2.2. Hipoterminio paketo „APPOLO“ turinio kokybinės sudėties ir jos efektyvumo nustatymas……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………

2.3 Aptikimasįvairių aušinimo mišinių sudėties efektyvumas…………………………………………………………….13

2.4. Aušinimo efekto priklausomybė nuo tirpiklio agregacijos būsenos ………….……………………………………………………….….….14

2.5. Aušinimo poveikio priklausomybė nuo ištirpusios medžiagos koncentracijos…………………………………………………………………………..14

2.6. Koncentruotos sieros rūgšties „paradoksas“…………….……….. 15

3. Išvada……………………………………………………………………… 16

4. Naudotos literatūros sąrašas ………………………………………… 17

5. Paraiškos……………………………………………………………………..18

Įvadas.

Darbo aktualumas.

Kasdieniame gyvenime dažnai susiduriame su reiškiniais, kurie mums kelia daug klausimų.

Kodėl kai kurios azoto trąšos, naudojamos augalų mitybai, ištirpusios atšąla?

Kodėl stovint ant druskos košės (sniego ir druskos mišinio) yra šalčiau nei tiesiog stovint ant sniego?

Kodėl naudojant hipoterminį maišelį iš pirmosios pagalbos vaistinėlės atsiranda aušinimas?

Kodėl koncentruota sieros rūgštis, sumaišyta su sniegu, suteikia stiprų vėsinamąjį, o ištirpinta vandenyje – stiprų kaitinimo efektą?

Noras rasti atsakymus į šiuos klausimus tapo mūsų tyrimo pagrindu.Nusprendžiau ištirti šiluminių procesų mechanizmą ir nustatyti labiausiai prieinamą, veiksmingos formulės aušinimo mišiniai.

Tikslas:

Ištirti ir analizuoti informaciją apie aušinimo mišinius ir eksperimentiškai nustatyti paprasčiausias ir efektyviausias šaltų mišinių kompozicijas.

Darbo užduotys:

Rinkti ir analizuoti literatūrą apie aušinimo mišinius.

Empiriškai nustatykite vandens ir druskos hipoterminio paketo „APPOLO“ sudėtį.

Eksperimentiškai nustatyti efektyviausias šaltų mišinių kompozicijas iš kasdieniame gyvenime naudojamų medžiagų.

Tyrimo objektas. Druskos, naudojamos kaip azoto trąšos.

Studijų dalykas. Aušinimo mišinių kompozicijų efektyvumas, hipoterminio poveikio priklausomybė nuo druskų kiekio mišiniuose ir tirpiklio agregacijos būklės.

Hipotezė:

Yra veiksmingų ir paprastų aušinimo junginių, paruoštų azoto trąšų ir valgomosios druskos pagrindu.

Aušinimo efektas priklauso nuo tirpiklio agregacijos būsenos ir ištirpusios medžiagos koncentracijos.

Tyrimo metodai:

Aktualizacijos metodas – susideda iš konkretaus tyrimo vertės nustatymo;

Paieška

Praktinio tyrimo metodas;

Analizės ir apibendrinimo metodas

1 SKYRIUS. Literatūros apžvalga šia tema

1. Kas yra aušinimo mišiniai (kriomiksai).

Cryomix yra neologizmasgraikųkryos- ledas).Todėl mokslinėje literatūroje šis žodis yra gana retas. Dažniau šis žodis pakeičiamas fraze „aušinimo mišinys“. Tai yradviejų ar daugiau kietų arba kietų ir skystų medžiagų sistemos, kurias sumaišius, mišinio temperatūra sumažėja dėl šilumos sugėrimo sistemos komponentams tirpstant ar tirpstant.

Įvairios druskos, rūgštys, vanduo, ledas (sniegas) naudojami kaip aušinimo mišinių komponentai iki -50 °C.Temperatūroms sumažinti iki -80°C naudojami aušinimo mišiniai iš sauso ledo (kieto anglies dioksido) ir kai kurių organinių medžiagų (alkoholių, acetono, eterio).Aušinimo skysčiai taip pat plačiai naudojami pramonėje. Dažniausias aušinimo skystis yra vanduo. Plačiausiai naudojami aušinimo skysčiai, kurių pagrindą sudaro polihidroksilis - etilenglikolis.

Norint gauti žemiausią temperatūrą, į aušinimo mišinius patenkančių medžiagų imamas kiekis, atitinkantis kriohidratacijos tašką.Kriohidrato taškas yra temperatūra, kurioje tam tikros medžiagos tirpalas užšąla, kitaip tariant, tai yra žemiausia temperatūra, kurią galite gauti maišydami tam tikros masės komponentus.

Aušinimo mišinių yra daug, nes apskritai bet kokie cheminė reakcija(įskaitant tirpimą), kuris vyksta absorbuojant šilumą, gali būti naudojamas aušinimui. Vieno ar kito aušinimo mišinio naudojimas priklauso nuo to, kas yra po ranka, ir nuo pageidaujamo temperatūros sumažėjimo.

1.2. Aušinimo mišinių (krio mišinių) atradimo ir sukūrimo istorija.

Tirpinimas kaip dirbtinio šalčio gavimo priemonė buvo naudojamas jau seniai; pavyzdžiui, romėnai vynui atvėsinti naudojo kalio nitrato ištirpinimą vandenyje. Tą patį aušinimo būdą vėl pritaikė fizikasBlasiusvillafrancaRomoje 1550. Minimas stipresnis aušinimaslotynų kalbaTankredasNeapolyje 1607 m. jis paėmė sniego mišinį su salietra; pagaliau smulkinto ledo ir valgomosios druskos mišinį mini Santorio 1626 m. Tuo pačiu mišiniu estais vadinami žmonės naudojo skysčiams, taip pat mirusiems užšaldyti. Viduramžiais ledams gaminti buvo naudojami vėsinimo efektai. Sniego ir druskos statinė buvo naudojama kaip šaldiklis.

Jau XVII amžiaus pradžioje buvo išvestos pirmosios aušinimo mišinių formulės.

1665 m yra pažymėti kaip metai, kai Robertas Boyle'as paskelbė darbą, kuriame pateikiami teoriniai šalčio atsiradimo pagrindai.Ir jau 1686 mMariotte eksperimentiškai patvirtino Boyle'o teorijas.

1685 m – Philipas Lahiras gavo vandens ledą dubenyje, pripildytame amoniako iš išorės.
1810 metais Leslie pastatė pirmąjį istorijoje žinomą dirbtinio ledo gamyklą.

Netrukus (1834 m.) Peltier atrado principą, kuris žymėjo termoelektrinių šaldymo mašinų kūrimo pradžią.

1844 metaisCharlesas Smithas Piazzipagaliau išrado šaldytuvą.

1870 m – Peteris Vanderis Wade'as gavo JAV patentą termostatinei šaldymo sistemai.

1879 metais Carl von Linde gavo patentą pirmajam pasaulyje mechaniniam šaldytuvui.

Šiais laikais aušinimo mišiniai naudojami buityje, laboratorijose ir apskritai ten, kur nereikia labai stipraus ir ilgo aušinimo. Pastariesiems ir gamyklos reikmėms mokslas ir ekonominiai skaičiavimai sukūrė galingesnes dirbtinio aušinimo priemones.

Pagrindiniais „kriomiksų“ išradėjais laikomi:

Robertas Boyle'as

 ryšį tarp slėgio, tūrio ir temperatūros

 teoriniai šalčio gavimo pagrindai

Viljamas Kalenas

 ledo gamyba naudojant vakuumą

 garų suspaudimo mašinos sukūrimas

Michailas Vasiljevičius Lomonosovas

 kūrybanatūralios vėdinimo teorija

nern

 invakuume vanduo užšąla, jei pašalinami vandens garai (garus sugėrė sieros rūgštis)

1.3. Aušinimo mišinių klasifikacija.

1.Aušinimo vandens (arba sniego) ir druskos mišiniai

2.Aušinimo vandens ir dviejų druskų mišiniai

3.Aušinimo rūgščių ir sniego mišiniai

4. Druskų mišinių aušinimas su rūgštimis

5. Kai kurių organinių medžiagų mišinių aušinimas kietu anglies dioksidu

6. Antifrizo tirpalai

Aušinami vandens (arba sniego) ir druskos mišiniai

Aušinami vandens ir dviejų druskų mišiniai

Vėsinantys rūgščių ir sniego mišiniai

Aušinimo mišiniai iš druskų su rūgštimis

HCl (2:1)

Na 2 TAIP 4

NH 4 Cl

KNO 3

HCl(pabaiga)

Na 2 TAIP 4

HNO 3 (2:1)

Na 2 TAIP 4

HNO 3 (2:1)

Na 3 PO 4

HNO 3 (2:1)

Na 2 TAIP 4

NH 4 NE 3

H 2 TAIP 4 (1:1)

Na 2 TAIP 4

Aušinimo skysčio mišiniai su kietu anglies dioksidu

1.4. Aušinimo mišinių hipoterminio poveikio teorinis pagrindimas.

Yra įdomus mišinių savybių modelis: kelių medžiagų mišinio lydymosi temperatūra yra žemesnė nei kiekvienos grynos medžiagos lydymosi temperatūra atskirai. Gryno vandens (ledo ar sniego pavidalo) lydymosi temperatūra 0 0 C. Jei į ledą dedama valgomosios druskos priedo, tada ledas pradeda tirpti esant žemesnei minusinei temperatūrai. Lydymosi temperatūra priklauso nuo ledo ir druskos santykio, maišymo greičio ir net ledo sutrupinimo laipsnio.Ledas, kaip ir bet kuris kūnas, kietas ar skystas, yra molekulių sistema, kuri turi svyruojančius judesius (terminius) ir tuo pačiu yra tarpusavyje traukiama; kol ši sistema išlieka vienoje iš judrios pusiausvyros būsenų, kūno fizinė (ir cheminė) būsena išlieka nepakitusi. Ledo ir druskos dalelėms susiliečiant, vyksta cheminė sąveika, susilpnėja abipusis trauka tarp ledo dalelių, ledas tirpsta; kol sugeriama šiluma. Tuo pačiu metu druskos sąveiką su vandeniu (hidrataciją) lydi šilumos išsiskyrimas. Galutinį rezultatą lemia ledo tirpimo metu sugertos šilumos kiekio ir druskos ir vandens derinio šilumos skirtumas. Kadangi pirmasis šiuo atveju viršija antrąjį, mišinys atšaldomas. Indas, kuriame vyksta maišymas, žinoma, turi būti gerai izoliuotas nelaidžiais šilumai, kad būtų pilnai išnaudotas dirbtinis šaltis, o pats maišymas atliekamas kuo greičiau; tam visos kietosios medžiagos, tokios kaip ledas, druskos, turi būti gerai susmulkintos. Aukščiau pateiktas aušinimo reiškinio paaiškinimas taip pat taikomas druskų tirpinimui vandenyje, vienintelis skirtumas yra tas, kad tirpstant daugeliui druskų cheminė sąveika tarp tirpiklio ir tirpios medžiagos nėra taip aiškiai išreikšta. Sumaišius kelias druskas su vandeniu ar sniegu, gali atsirasti sudėtingesnių reiškinių, tokių kaip dvigubas druskų skilimas ir pan.

Apskritai terminis tirpimo efektas yra dviejų etapų šiluminio poveikio suma:

kristalinės gardelės sunaikinimas, kuris vyksta su energijos sąnaudomis

hidratų susidarymas, kurį lydi energijos išsiskyrimas

Tirpimo šiluminio efekto ženklą lems šių pakopų energijų santykis.

1.5. Taikymas kriomišiniai pramonėje ir kasdieniame gyvenime.

Šiais laikais aušinimo mišiniai naudojami buityje, laboratorijose ir apskritai ten, kur nereikia labai stipraus ir ilgo aušinimo. Pastariesiems ir pramoniniams tikslams mokslas ir ekonominiai skaičiavimai sukūrė galingesnes dirbtinio aušinimo priemones. Galima nustatyti pagrindines kriomišinių taikymo sritis kasdieniame gyvenime, medicinoje ir laboratorijoje:

1) greitas gėrimų ar produktų aušinimas;

2) produktų konservavimas trumpam šiltuoju metų laiku nesant šaldytuvo;

3) laboratorijoje - žemos temperatūros skysčių ar dujų distiliavimas;

4) 2 nesimaišančių skysčių, iš kurių vienas turi žemą užšalimo temperatūrą, atskyrimas (benzenas-vanduo).

Skysti mišiniai (skysčiai)

 Žiemą naudojami antifrizai, kurie neužšąla iki -40 ° C temperatūroje.

 Mažai užšąlantys aušinimo skysčiai skirti naudoti variklio aušinimo sistemose.

Tepimo skysčiai.

Metalo apdirbimas

 Frezavimas (šilumos pašalinimas iš pjovimo įrankių)

 Srieginės dalys

 Lakštinio metalo valcavimas

kietų mišinių

Sauso ledo (kieto anglies dioksido) sublimacija plačiai naudojama maisto produktams vėsinti ir užšaldyti, taip pat juos laikyti ir transportuoti sušaldytus.

• Gyvsidabrio garų užšaldymas (metanolis + kietas anglies dioksidas)

Ledynai, užtikrinantys beveik nulinę temperatūrą, naudojami žemės ūkyje ir iš dalies prekyboje bei pieno pramonėje, daugiausia greitai gendančių produktų saugojimui.

Medicinoje

Vietinė hipotermija yra terapinis poveikis ribotoms šalčio veiksnių kūno vietoms, kurios sumažina audinių temperatūrą ne žemiau jų kriogeninio atsparumo ribos (5-10 ° C).

Dabartiniuose aušinimo skysčiuose yra neorganinės druskos ir vandens, atskirtų pertvara. Kai pertvara lūžta, druska ištirpsta vandenyje, turėdama endoterminį poveikį. Pramonėje tokios pakuotės gaminamos su prekių pavadinimais Snezhok, Appolo, Mirali ir kt. Yra du pagrindiniai terapinių paketų tipai kūno audiniams vėsinti. Pirmieji yra pagrįsti endoterminės reakcijos, kuri atsiranda, kai tam tikros druskos ištirpsta vandenyje, naudojimu. Šios pakuotės yra tinkamos naudoti lauko sąlygomis, nes jiems nereikia traukti šalčio iš išorės. Tačiau esant mažai šiluminei galiai, vienpakopiai paketai nėra veiksmingi karštame klimate ir negali užtikrinti optimalaus hipotermijos lygio esant įvairioms medicininėms indikacijoms.

Antrojo tipo pakuočių veikimas pagrįstas išankstiniu šalčio susikaupimu dėl pakuotės turinio (pavyzdžiui, gelio) šaldytuve. Tokie paketai turi didelę šilumos talpą, tačiau negali užtikrinti momentinio gydomasis poveikis prieš tai keletą valandų jų neatšaldę šaldiklyje. Tačiau pagrindinis tokių prietaisų trūkumas yra trumpa veikimo trukmė – vandens ir druskos endoterminės reakcijos laikinumo pasekmė.

Norint pailginti reakciją, naudojamos šios priemonės:

a) nuoseklus druskos porcijų tirpinimas;

b) reguliavimas vandens ir druskos kontaktinio paviršiaus reakcijos metu;

c) druskų naudojimas granuliuota forma su tirpiais arba porėtais granulių apvalkalais.

skyrius II . eksperimentinė dalis

1. . Įranga.

Matavimo cilindrai, 100-150 ml stikliniai puodeliai, stikliniai strypai, techninės svarstyklės (200g,∆m\u003d 0,01 g), išorinis termometras, skiedinys ir grūstuvas, šildymo prietaisai.

Reagentai: druskų rinkinysNaCl, NaNO 3, KNO 3 , NH 4 Cl, CO( NH 2 ) 2, NH 4 NE 3, koncentruota sieros rūgštis, hipoterminė pakuotė "Appolo", vario drožlės, fenolftaleinas, natrio hidroksidas, difenilaminas.

2.2. Hipoterminio paketo „APPOLO“ turinio kokybinės sudėties ir jos efektyvumo nustatymas.

1 priedėlis

Ant aušinimo pakuotės „APPOLO“ nenurodyta cheminė sudėtis, todėl buvo atlikta kokybinė pakuotės turinio analizė.

Buvo nustatyti druskos katijonai:

1. Jonų nustatymas pagal liepsnos spalvą ir kokybinės reakcijos: į liepsną buvo įvesti stikliniai strypai su tiriamos druskos tirpalu. Liepsna nepakeitė savo spalvos, o tai reiškia, kad druskos sudėtyje nėra jonų, suteikiančių liepsnai spalvą:Na + , K + , Cu 2+ , Ba 2+ , Ca 2+ ir kt. Kai kaitinant druskos tirpalas sąveikavo su šarmu, šlapias fenolftaleino popierius įgavo ryškiai tamsiai raudoną spalvą, o tai rodo, kad yra amonio jonų.

NH 4 + + Oi - = NH 3 + H 2 O

2. Anijonų nustatymasTAIP 4 2- , NE 3 - , PO 4 3- , Cl - , Br - ir kt. kalbant apie kokybiškus atsakymus. Jokių matomų reakcijos su sulfatais ir fosfato jonais požymių nepastebėta. Į druskos tirpalą įpylus vario drožlių ir koncentruotos sieros rūgšties, išsiskyrė rudos būdingo kvapo dujos ir susidarė mėlynas tirpalas, rodantis nitratų jonų buvimą. Kai į tirpalą buvo pridėta difenilamino druskos, atsirado tamsiai mėlyna spalva.

Tiriama druska yra amonio nitratas.

4NE 3 - + 2H 2 TAIP 4 + Cu = Cu 2+ + 2 NE 2 + 2H 2 O+SO 4 2-

Galutinis lygtys

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

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

Hipoterminėje pakuotėje APPOLO pirmajame inde buvo 64,15 g amonio salietros, o antrajame – 60 ml vandens.

Maišant šiuos komponentus, vėsinimo efektas atitinka temperatūros sumažėjimą 22 ˚C.

2. Įvairių aušinimo mišinių sudėties efektyvumo nustatymas.

Aušinimas: druska + vanduo (priedas Nr. 2).

Techninėmis svarstyklėmis buvo nustatyta stiklo masė, į stiklinę įpilama reikiama medžiagos masė, atsižvelgiant į jo masę. 50,54% masės sieros rūgšties tirpalas (elektrolitinė rūgštis) buvo matuojamas graduotu cilindru, prieš tai perskaičiavus. SvorisH 2 TAIP 4 = 12,6 g, tankis = 1,25 g/ml, tirpalo tūrisH 2 TAIP 4 = 20 ml.

V= m/ W* p.

1 g medžiagos sumaišoma su 100 g 18 °C vandens.

1 lentelė

CO (NH 2 ) 2

(karbamidas)

50

-1 8

NH 4 NE 3

107

-22

NH 4 NE 3

13

-8

Aušinimas: vanduo + druska + druska (priedas Nr. 3).

Į pasvertas druskos porcijas įpilama 100 ml vandens.

2 lentelė

50gCO (NH 2 ) 2 + 36 NaCl

-15

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

-20

Išvada: amonio nitratas suteikia didžiausią hipoterminį poveikį, kai ištirpsta vandenyje. Sumaišius kelias druskas, sustiprėja hipoterminis poveikis. Druskų mišiniai suteikia didesnį aušinimo efektą, tačiau tam įtakos turi ir druskos prigimtis.

2.4.Aušinimo efekto priklausomybė nuo tirpiklio agregacijos būsenos.

Vėsinimas: druska + sniegas (žr. priedą Nr. 4).

G druskos buvo sumaišyta su 100 g sniego.

3 lentelė

A, g

∆ T, °С

NaCl

36

-18

NaNO 3

75

-14

NH 4 Cl

30

-12

CO (NH 2 ) 2

(karbamidas)

50

-18

Išvada: Karbamidas ir natrio chloridas parodė didžiausią hipoterminį poveikį. Ledo ar sniego naudojimas padidina vėsinimo efektą.

2.5. Aušinimo efekto priklausomybė nuo ištirpusios medžiagos koncentracijos.

Paruoštas tam tikros koncentracijos sniego ir smulkiai maltos valgomosios druskos mišinys. Išmatuota gauto mišinio temperatūra. Duomenys buvo pateikti lentelės pavidalu.

Sniego ir druskos mišinio temperatūros priklausomybė nuo jo sudėties

Lentelė Nr.4

Išvada: kuo didesnis valgomosios druskos kiekis mišinyje, tuo didesnis hipoterminis (vėsinamasis) efektas. Maksimalus atšalimas iki -21°C pasiekiamas paruošus 3 dalių sniego ir 1 dalies druskos mišinį. Toliau didėjant druskos koncentracijai, mišinys neatvėsta.

2.6. Paradoksas H 2 TAIP 4 (pabaiga) (Priedas Nr. 5)

Koncentruota sieros rūgštis tuo pačiu metu suteikia stiprų hiperterminį poveikį, kai ištirpinama vandenyjesu sniegu suteikia gerą vėsinimo efektą.

Pirmuoju atveju rūgšties kristalinės gardelės sunaikinimo energija yra mažesnė nei rūgšties hidratacijos vandeniu energija, todėl reakcija yra labai egzoterminė.

Antruoju atveju ledo kristalinės gardelės energija pasirodė didesnė nei sieros rūgšties hidratacijos vandeniu energija, t.y. Ledui ištirpdyti sunaudojama daugiau šilumos, nei išsiskiria iš rūgšties ir vandens derinio.

H 2 TAIP 4 (pabaiga)+100 g sniego

12,6

-12

H 2 TAIP 4 (pabaiga)+100 vandens

12,6

+12

Bendra išvada:

Atlikti eksperimentai patvirtino mūsų iškeltas hipotezes: azoto trąšos ir valgomoji druska yra pigios ir gana veiksmingos medžiagos aušinimo mišiniams ruošti. Didžiausią hipoterminį poveikį suteikia amonio salietros ir karbamido druskos, kai jos yra ištirpintos vandenyje.

Aušinimo efektas tiesiogiai priklauso nuo druskos kiekio mišinyje ir tirpiklio agregacijos būsenos.

Aušinimo mišinių paruošimo būdo rekomendacijos.

Išvada.

Baigdamas noriu pažymėti, kad mane labai sužavėjo darbas, susijęs su „Aušinimo skysčio mišinių“ problema. Sau radau atsakymus į savo klausimus, sužinojau apie paradoksaalias tam tikrų medžiagų (sieros rūgšties) savybes. Sužinojau, kad aušinimo mišiniai naudojami labai plačiai ir įvairiose veiklos srityse: nuo kasdienybės iki didelių pramoninių laboratorijų.

Norintiems savarankiškai ruošti aušinimo mišinius, galima pateikti nedideles rekomendacijas:

1. Maišymo indas turi būti gerai izoliuotas nelaidžiais šilumai (plastikas, polistirenas), kad būtų pilnai išnaudotas dirbtinis šaltis.

2. Maišymas turi būti atliktas kuo greičiau.

3. Sumaišytos medžiagos turi būti smulkiai susmulkintos, kad padidėtų jų sąlyčio plotas.

4. Naudotos literatūros sąrašas.

A. I. Perevozčikovas „Sieros rūgšties sąveikos su vandeniu probleminė patirtis“, red. „Chemija mokykloje“ Nr.7, 2011 m.

2. Druskų anijonų nustatymas





P 2 priedas Vėsinimas: druska + vanduo


Mišinys NH 4 NE 3 + H 2 O





( NaCl + H 2 O )





( NaNO 3 + H 2 O )





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

(karbamidas)

Naudojimas Nr. 3 Aušinimas: vanduo + druska + druska



Naudojimas Nr. 4 Aušinimas: druska + sniegas



NH 4 Cl + sniegas NaCl + sniegas




NaNO 3 + sniegas

Priedas Nr.5

Aušinimo skysčio mišiniai

Kai kurios dujos yra santykinai aukštos temperatūros virti tai
leidžia gauti juos skystu pavidalu net namuose
laboratorijos. Pavyzdys yra azoto dioksidas (Tboil =
21,1°С), butanas (Тbp = -0,5°С) ir sieros dioksidas (Тbp = -10,0°С).
Dujų suskystinimo įrenginio schema yra gana paprasta. Dujos
gauti į kolbą naudojant tinkamą reakciją arba paimti iš baliono.
Tada dujos praeina per U formos vamzdelį su sausikliu (pavyzdžiui,
kalcio chloridas) ir patenka į antrąjį U formos vamzdelį, nuleistas į
didelis indas su aušinimo mišiniu. Paskutiniame vamzdyje dujos yra iš dalies
kondensuojasi.

1 - kolba dujų gamybai, 2 - U formos
vamzdelis su džiovintuvu (paprastumo dėlei jo galima ir praleisti), 3 - aušinimas
mišinys, 4 - U formos vamzdis dujų kondensacijai.

Pirmiausia pažiūrėkime, kaip paruošti aušinimo mišinius.

Yra daugybė įvairių vėsinimo mišinių receptų. Tačiau
chemikai linkę naudoti tik keletą iš jų. Renkantis
aušinimo skysčio mišinio komponentų prieinamumas yra labai svarbus.
Labiausiai prieinami mišiniai, kurie dažnai naudojami laboratorijoje,
yra išvardyti žemiau.

1. 3 valandų sniego (arba susmulkinto ledo) ir 1 valandos kepimo mišinys
druska leidžia pasiekti -21 ° C temperatūrą. Jei reikia aukštesnio
temperatūros, ledo/druskos santykio pasikeitimas.

Ledo ir druskos mišinio temperatūros priklausomybė nuo jo sudėties

2. 1,5 valandos šešių vandenų kalcio chlorido CaCl 2 · 6H 2 O mišinys su 1 valanda sniego leidžia pasiekti -55°C temperatūrą.

3. Sumaišius 1 valandą amonio salietros ir 1 valandos sniego, temperatūra nukrenta iki -20°C.

4. Įpilkite į dietilo eterį, acetoną, benziną arba alkoholį
sausas ledas (kietas anglies dioksidas). Mišinys leidžia pasiekti temperatūrą
iki -78°С.

5. Sniego (ledo) mišinys ir
koncentruotos sieros rūgšties, tačiau šiame mišinyje vyrauja
istorinę reikšmę, nes sieros rūgšties galima rasti daugiau nei
racionalus pritaikymas.

Toliau aprašytuose eksperimentuose buvo naudojamas ledo ir druskos mišinys
3 valandų ledo ir 1 valandos druskos santykis. Komponentai sumaišyti plastike
dėklą ir supilkite mišinį į stiklinį indą arba stiklinę. Tokiam
taikinių spindulį Geriau nenaudoti konteinerių iš plastiko, o dar geriau iš
Putų polistirolas a, nes šios medžiagos yra daug mažiau laidžios šilumai nei
stiklo. Tačiau stikliniame inde ar stiklinėje patirtis atrodys kaip
vizualiau.

Iš pažiūros stiklainis su ledo ir druskos aušinimo mišiniu atrodo gana
paprastai: tarsi ledo gabalėliai plūduriuoja vandenyje, tačiau jei nuleidžiate į mišinį
mėgintuvėlį su vandeniu, vanduo užšals maždaug per minutę, kurioje galite
nesunku tai patikrinti išėmus mėgintuvėlį ir apverčiant jį aukštyn kojomis.
Gana greitai išorines stiklainio sieneles pasidengs šerkšnas – tai
drėgmė iš oro kondensuojasi ir užšąla.