kjøleblandinger. Innhenting av kjøleblandinger fra gasser.  Gjenge deler

Basert på konsentrasjonsdataene som er oppnådd, er det mulig å utlede de billigste, økonomiske, miljøvennlige og praktiske blandingene.

Hva er kryoblanding? I den vitenskapelige litteraturen finnes dette ordet nesten aldri. Uttrykket "kjøleblandinger" brukes.

Som navnet tilsier, er dette blandinger designet for å produsere kunstig kulde. Den viktigste, mest kjente blandingen er NaCl + H2O, kjent som is-saltkjøling.

Det finnes to typer kryosmer (salt + vann og salt + syre).

Frostvæsker (ikke-frysende væsker) regnes også som kjølevæskeblandinger. De brukes i motorkjølesystemer.

For å oppnå ganske lave temperaturer ~ -60-70 C, brukes tørris (fast karbondioksid).

I arbeidet mitt vurderer jeg bare fire blandinger (salt + snø).

2) (NH4)2SO4+H2O

3) NaCl + H2O (is)

4) CaCl2*6H2O+H2O (is)

Blandinger som salt + syre er farlige og gir for lave temperaturer for mine formål. Det er derfor jeg ikke bruker dem.

Man ser at den mest effektive blandingen er blanding nr. 4. Den beste konsentrasjonen for henne er 50%.

Det skiller seg fra resten ved fravær av verdier ved konsentrasjoner på 50-70%, dette skyldes overgangen av reaksjonen fra endoterm til eksoterm når saltkonsentrasjonen i blandingen når mer enn 40%. Denne effekten forklares av naturen til reaktantene og den fysiske tilstanden til blandingen under fremstillingen (snøen begynner å smelte aktivt, og når dehydrert kalsiumklorid blandes med vann, er reaksjonen utelukkende eksoterm), henholdsvis absorpsjonsreaksjonene og frigjøring av varme fortsetter parallelt, med en overgang til eksoterm med en økning i saltinnhold.

System nr. 1,2,3 går nesten parallelt med X-aksen, men det ser bare slik ut på dette diagrammet. Bare prisen på deling av temperaturskalaen = 5 (!) 0С.

For et illustrerende eksempel, fig. 2 har den en delingsverdi av temperaturskalaen = 0,10C.

Ris. 2 System NH4NO3+H2O(is)

Faktisk er 0,50C ikke veldig viktig. Så vi kan anta at grafen går nesten i en rett linje. Jeg anser 10 % NH4NO3 for å være den beste konsentrasjonen.

Oppdagelser

Du kan se det allerede i 1550. var den første omtalen av "kjølevæskeblandinger". I dette tilfellet, om prosessen med å kjøle vann med kaliumnitrat. Kjøleskapet ble oppfunnet i 1844. Charles Smith Piazzi.

applikasjon

Kjøleblandingene jeg har laget kan brukes til en rekke formål. For eksempel kan du ved hjelp av NaCl + snø avkjøle juice og produkter godt. Selvfølgelig, hvis det ikke er plass i kjøleskapet. Denne blandingen kan også brukes til å konservere mat, da den er miljøvennlig og ufarlig.

For mer fullstendig nedkjøling til -400C brukes en blanding av CaCl2*6H2O+H2O. I mine eksperimenter nådde jeg minimumstemperaturen ved en konsentrasjon på 50 %. Det er lik ~370С.

Etter arbeidet som er utført, kan jeg konkludere med at selv om CaCl2 * 6H20 + H2O er en god blanding - det gir en ganske lav temperatur (~ -370C), er jeg av den oppfatning at den mest praktiske, miljøvennlige blandingen er NaCl + snø 30 %.

Etter arbeidet som er utført kan jeg konkludere med at selv om CaCl2 * 6H20 + H2O er en god blanding - det gir en ganske lav temperatur (~ -370C), er jeg av den oppfatning at den mest praktiske, miljøvennlige blandingen er NaCl + snø.

Den praktiske konklusjonen fra arbeidet mitt kan trekkes som følger.

Ved hjelp av disse blandingene er det mulig å bestemme den kvalitative sammensetningen av et produkt. For eksempel smør, rømme, melk, bensin. Dette gjøres etter fartøy-i-fartøy-prinsippet. Ferdig kryoblanding helles i et større kar, et mindre kar med ønsket ingrediens legges i det. Etter det plasseres en termistorsensor i blandingen, den andre i karet med produktet. En rekke målinger utføres. Fra kjølekurvene til de ulike komponentene i produktet kan du finne ut mengden av et bestemt stoff i testvæsken.

For dette enkle hacket trenger du bare is og salt.

Forebyggende tiltak

For å unngå termiske brannskader, arbeid med kjøleblandinger i vernehansker og i langermede klær.

Reagenser og utstyr:

• is (750 g);
• bordsalt (natriumklorid, 250 g);
• glassbeholdere (2 stk);
• drikkeflaske.

Trinn-for-steg instruksjon

Bland is og salt i et stort glass i forholdet 3:1. Kjølevæskeblandingen er klar. Nå legger vi drikken i kjøleblandingen. Drikken var romtemperatur, og nå ned til -2 °C! Nå er den klar til bruk!

Forklaring av prosesser

Kjølevæskeblandinger består av to eller flere faste stoffer (eller faste stoffer og væsker). Blanding, de "tar bort" varme og senker temperaturen fra utsiden. Prosesser der varme absorberes fra omgivelsene kalles endoterme. En avkjølende blanding av is og bordsalt i forholdet 3:1 kan gi en temperatur på -21 °C. For å forbedre effekten kan du endre forholdet mellom salt og is, eller dekke fartøyet med is eller snø, og deretter drysse dem med salt. En blanding av is og klorid kan bringe temperaturen ned til -55°C. Fast karbondioksid () blandet med dietyleter eller aceton har en temperatur på -78 ° C. På grunnlag av slike salter og væsker tilberedes kjøleblandinger, og de brukes også i kampen mot is.

1. Avkjøling matvarer.
Hell noen tørris pellets i en termos eller dobbeltvegget beholder, topp med vanlig is, topp deretter med mat eller drikke. Det er bedre å ikke tillate direkte kontakt av tørris med mat, fordi. tørristemperatur -78,33°C. Produktene kan lagres på denne måten i 5 til 7 dager.

2. Frysing av mat.
Tørris bør legges på toppen av maten. Å pakke tørris inn i papir vil forlenge fordampningstiden.

3. Oppretting av tåke.

Hell varmt vann i en stor metallkopp, og tilsett deretter tørrisgranulat. Det vil dannes en tett tett tåke som vil spre seg langs bakken. Slik skapes tåke på varierte scener og utesteder. Det er bedre å gjøre denne prosedyren i et ventilert område. På samme måte kan du lage tåke i bassenget eller jacuzzien.

Video: Alkohol med is

4. Avkjøling og frysing.
Tørris har en frysekapasitet på 15 ganger så stor som vannis, og fordampningstiden for tørris kan være 5 ganger så stor som for smeltende vannis. En blanding av tørris og vannis kan brukes til å kjøle ned mat, øl og ølfat. Bruk av kun tørris kan fryse ølet eller skade fatene.

5. Distraksjon av mygg fra potensielle ofre.
Tørris tiltrekker mygg. Hvis du legger litt tørris på siden av der du er, vil de konsentrere seg rundt den.

6. Syngende metall.
Når metall kommer i direkte kontakt med tørris, begynner metallet å avgi en høy skingrende lyd. Dette eksperimentet kan gjøres ved å legge en metallskje i tørris. Du kan helle litt vann i en skje for å observere fryseprosessen. Vær forsiktig, for langvarig kontakt vil avkjøle skjeen så mye at den kan skade huden ved direkte kontakt.

7. Tåkete bobler.
Når en såpeløsning tilsettes en blanding av vann og tørris, dannes det bobler fylt med en tett tåke.

8. Skudd.
Heller du noen tørrispellets i en plastfolieboks, lukker den med lokk og venter en stund, lokket kan skyte i flere meter. På samme måte kan du skyte opp raketter med vann, men dette krever spesielle enheter.

9. Blåse opp en gummiballong eller ballong.
Du kan legge litt tørris i en ball, lukke den godt og kaste den i et basseng eller en hvilken som helst vannmasse. Til å begynne med vil ballen synke, men når den fylles med gass, vil den stige til overflaten og eksplodere.

10. Lydlinse.
En ballong fylt med karbondioksid kan fungere som en lydlinse. Dette er fordi lyd beveger seg langsommere i karbondioksid enn i luft, akkurat som lys beveger seg langsommere gjennom glass enn gjennom luft eller vakuum. Du kan få en ballong fylt med karbondioksid. ha litt tørris i den. Hold ballongen fylt med karbondioksid i en avstand på omtrent 30 cm fra øret - lydene som passerer gjennom den skal forsterkes.

11. Karbonering av drikke.
Helle drikker vann i et glass og tilsett noen tørrisgranulat der, etter at isen har fordampet, skal vannet være litt karbonisert.

12. Fjerning av gulvfliser.
Keramiske fliser kan fjernes fra gulvet ved å helle litt tørris på overflaten. Flisen fjernes lettere på grunn av avkjøling og kompresjon. Denne prosedyren kan ta lang tid å fjerne et stort antall fliser, men for å fjerne 1-2 fliser er det veldig praktisk.

13. Gnagerekontroll.
Hvis du heller granulert tørris i en gnagerhule, vil karbondioksid etter en stund fortrenge oksygen fra den, og hindre luft i å komme inn i hullet. bryst gnager. For å oppnå full effekt, må du sørge for at hullet ikke er gjennom.

Kommunal budsjettutdanningsinstitusjon

"Ungdomsskole nr. 11"

Scientific Society of Students

Forskning

"Kjølingsblandinger"

Arbeidet fullført:

9. klasse elev

MBOU "Videregående skole nr. 11"

Baranova Yana

Veileder:

Ovchinnikova Olga Mikhailovna

Balakhna

2013

INNHOLD

Introduksjon………………………………………………………………………. kapittel 3Jeg. Gjennomgang av litteratur om emnet…………………………………………. 51.1.Hva er kjøleblandinger…………………………………… ..…. 5

1.2. Historien om oppdagelsen av kjøleblandinger ...……………………….…..…5

1.3 Klassifisering av kryoblandinger...……………………………………...…. 6

1.4.Teoretisk underbyggelse av den hypotermiske effekten av kjøleblandinger...…………………………………………………………………….… 8

1.5. Bruken av kryoblandinger i industrien og hverdagen...…………….… .9

KapittelII. Eksperimentell del…………………………………………….… 12

2.1. Utstyr ………………………………………………………………………….…… 12

2.2. Bestemmelse av den kvalitative sammensetningen av innholdet i den hypotermiske pakken "APPOLO" og dens effektivitet………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………

2.3 Deteksjoneffektiviteten til ulike sammensetninger av kjøleblandinger……………………………………………………………………….13

2.4. Avhengighet av kjøleeffekten av aggregeringstilstanden til løsningsmidlet ………….………………………………………………………………….….….14

2.5. Avhengighet av kjøleeffekten av konsentrasjonen av det oppløste stoffet………….……………………………………………………………………….….14

2.6. "Paradoks" av konsentrert svovelsyre………………………….. 15

3. Konklusjon…..………………….………………………………………………………… 16

4. Liste over brukt litteratur ………………………………………… 17

5. Søknader………………………………………………………………………………..18

Introduksjon.

Arbeidets relevans.

I hverdagen møter vi ofte fenomener som stiller oss mange spørsmål.

Hvorfor avkjøles noen nitrogengjødsel som brukes til plantenæring når de er oppløst?

Hvorfor er det kaldere å stå på saltgrøt (en blanding av snø og salt) enn å bare stå på snø?

Hvorfor oppstår avkjøling ved bruk av en hypotermpose fra et førstehjelpsutstyr?

Hvorfor gir konsentrert svovelsyre, når det blandes med snø, en sterk kjølende effekt, og når den er oppløst i vann, en sterk varmeeffekt?

Ønsket om å finne svar på disse spørsmålene ble grunnlaget for vår forskning.Jeg bestemte meg for å studere mekanismen for termiske prosesser og identifisere de mest tilgjengelige, effektive formuleringer kjøleblandinger.

Objektiv:

Å studere og analysere informasjon om kjøleblandinger og eksperimentelt identifisere de enkleste og mest effektive sammensetningene av kalde blandinger.

Arbeidsoppgaver:

Samle og analyser litteratur om kjøleblandinger.

Bestem empirisk sammensetningen av vann-salt hypotermisk pakke "APPOLO".

Eksperimentelt for å identifisere de mest effektive sammensetningene av kalde blandinger fra stoffer som brukes i hverdagen.

Studieobjekt. Salter brukt som nitrogengjødsel.

Studieemne. Effektiviteten til sammensetningene av kjøleblandinger, avhengigheten av den hypotermiske effekten på innholdet av salter i blandinger og aggregeringstilstanden til løsningsmidlet.

Hypotese:

Det finnes effektive og enkle kjøleforbindelser fremstilt på grunnlag av nitrogengjødsel og bordsalt.

Avkjølingseffekten avhenger av aggregeringstilstanden til løsningsmidlet og konsentrasjonen av det løste stoffet.

Forskningsmetoder:

Aktualiseringsmetode - består i å bestemme verdien av en bestemt studie;

Søk

Metode for praktisk forskning;

Metode for analyse og generalisering

KAPITTEL 1. Litteraturgjennomgang om temaet

1. Hva er kjøleblandinger (kryomixer).

Kryomix er en neologismegreskkryos- is).Derfor, i den vitenskapelige litteraturen, er dette ordet ganske sjeldent. Oftere erstattes dette ordet med uttrykket "kjøleblanding". Dette ersystemer av to eller flere faste eller faste og flytende stoffer, når de blandes, synker temperaturen på blandingen på grunn av varmeabsorpsjon under smelting eller oppløsning av komponentene i systemet.

Ulike salter, syrer, vann, is (snø) brukes som komponenter i kjøleblandinger for å senke temperaturen til -50 ° C.Avkjølende blandinger av tørris (fast karbondioksid) og enkelte organiske stoffer (alkoholer, aceton, eter) brukes for å senke temperaturen til -80°C.Kjølevæsker er også mye brukt i industrien. Den vanligste kjølevæsken er vann. De mest brukte kjølevæskene basert på flerverdig alkohol - etylenglykol.

For å oppnå lavest temperatur tas stoffene som inngår i kjøleblandingene i mengder tilsvarende kryohydratiseringspunktet.Kryohydratpunktet er temperaturen som en løsning av et bestemt stoff fryser ved, med andre ord, dette er den laveste temperaturen du kan oppnå ved å blande komponentene i en viss masse.

Det er mange kjøleblandinger, siden generelt noen kjemisk reaksjon(inkludert oppløsning), som skjer med absorpsjon av varme, kan tjene til avkjøling. Bruken av en eller annen kjøleblanding avhenger av hva som er for hånden og av ønsket temperaturreduksjon.

1.2. Historien om oppdagelsen og opprettelsen av kjøleblandinger (kryoblandinger).

Oppløsning som et middel for å oppnå kunstig kulde har vært brukt i lang tid; for eksempel brukte romerne oppløsningen av kaliumnitrat i vann for å avkjøle vin. Den samme metoden for kjøling ble igjen brukt av fysikerenBlasiusvillafrancai Roma i 1550. Sterkere nedkjøling er nevntlatinusTancredusi Napoli i 1607; han tok en blanding av snø med salpeter; til slutt nevnes en blanding av knust is og bordsalt av Santorio i 1626. Den samme blandingen ble brukt til å fryse væsker, så vel som døde, av folket som ble kalt estisk. Avkjølende effekter ble brukt i middelalderen for å lage iskrem. En tønne med snø og salt ble brukt som fryser.

Allerede på begynnelsen av 1600-tallet ble de første formlene for kjøleblandinger utledet.

1665 er markert som året da Robert Boyle publiserte et verk som inneholder det teoretiske grunnlaget for å oppnå kulde.Og allerede i 1686Mariotte bekreftet eksperimentelt Boyles teorier.

1685 – Philip Lahir mottok vannis i en bolle fylt med ammoniakk fra utsiden.
I 1810 Leslie bygde det første kunstige isanlegget kjent for historien.

Snart (1834) oppdaget Peltier prinsippet som markerte begynnelsen på utviklingen av termoelektriske kjølemaskiner.

I 1844Charles Smith Piazziendelig oppfant kjøleskapet.

1870 – Peter Vander Wade fikk amerikansk patent på et termostatisk kjølesystem.

I 1879 Carl von Linde fikk patent på verdens første mekaniske kjøleskap.

I dag brukes kjøleblandinger i husholdninger, i laboratorier og generelt der det ikke kreves veldig sterk og langvarig kjøling. For sistnevnte og for fabrikkformål har vitenskap og økonomisk beregning skapt kraftigere midler for kunstig kjøling.

Hovedoppfinnerne i "cryomixes" anses å være:

Robert Boyle

 forhold mellom trykk, volum og temperatur

 teoretiske grunnlag for å oppnå kulde

William Cullen

 lage is ved hjelp av et vakuum

 opprettelse av en dampkompresjonsmaskin

Mikhail Vasilievich Lomonosov

 opprettelseteori om naturlig ventilasjon

nern

 iunder vakuum fryser vann hvis vanndamp fjernes (dampen ble absorbert av svovelsyre)

1.3. Klassifisering av kjøleblandinger.

1. Avkjølende blandinger av vann (eller snø) og salt

2. Avkjølende blandinger av vann og to salter

3. Avkjølende blandinger av syrer og snø

4. Avkjølende blandinger av salter med syrer

5. Kjøleblandinger av enkelte organiske stoffer med fast karbondioksid

6. Frostvæskeløsninger

Avkjølende blandinger av vann (eller snø) og salt

Avkjølende blandinger av vann og to salter

Avkjølende blandinger av syrer og snø

Kjøleblandinger fra salter med syrer

HCl (2:1)

Na 2 SÅ 4

NH 4 Cl

KNO 3

HCl(slutt)

Na 2 SÅ 4

HNO 3 (2:1)

Na 2 SÅ 4

HNO 3 (2:1)

Na 3 PO 4

HNO 3 (2:1)

Na 2 SÅ 4

NH 4 NEI 3

H 2 SÅ 4 (1:1)

Na 2 SÅ 4

Kjølevæskeblandinger med fast karbondioksid

1.4. Teoretisk underbyggelse av den hypotermiske effekten av kjøleblandinger.

Det er et interessant mønster i egenskapene til blandinger: Smeltepunktet til en blanding av flere stoffer er lavere enn smeltepunktet til hver av de rene stoffene separat. Smeltepunkt for rent vann (i form av is eller snø) 0 0 C. Hvis en blanding av bordsalt tilsettes til isen, begynner isen å smelte ved lavere temperaturer under null. Smeltetemperaturen avhenger av forholdet mellom is og salt, hastigheten på omrøring og til og med graden av knusing av isen.Is, som ethvert legeme, fast eller flytende, er et system av molekyler som har oscillerende bevegelser (termisk) og som samtidig tiltrekkes gjensidig; så lenge dette systemet forblir i en av tilstandene med mobil likevekt, forblir den fysiske (og kjemiske) tilstanden til kroppen uendret. Når partiklene av is og salt kommer i kontakt, oppstår en kjemisk interaksjon, den gjensidige tiltrekningen mellom ispartiklene svekkes, isen smelter; mens varmen absorberes. Samtidig er samspillet mellom salt og vann (hydrering) ledsaget av frigjøring av varme. Det endelige resultatet bestemmes av forskjellen mellom mengden varme som absorberes under smeltingen av is og varmen fra kombinasjonen av salt med vann. Siden den første overstiger den andre i dette tilfellet, avkjøles blandingen. Karet som blandingen foregår i, må selvfølgelig være godt isolert med ikke-ledere av varme for å utnytte den kunstige kulden mer fullt ut, og selve blandingen utføres så raskt som mulig; for dette må alle faste stoffer, som is, salter, knuses godt. Ovennevnte forklaring av fenomenet avkjøling er også anvendelig for oppløsning av salter i vann, med den eneste forskjellen at ved oppløsning av mange salter er den kjemiske interaksjonen mellom løsningsmidlet og det oppløste stoffet ikke så tydelig uttrykt. Når flere salter blandes med vann eller snø, kan det oppstå mer komplekse fenomener, som dobbel nedbrytning av salter osv.

Generelt er den termiske effekten av oppløsning summen av de termiske effektene av to stadier:

ødeleggelse av krystallgitteret, som fortsetter med energiforbruket

dannelsen av hydrater, som er ledsaget av frigjøring av energi

Tegnet på den termiske effekten av oppløsning vil bli bestemt av forholdet mellom energiene til disse stadiene.

1.5. applikasjon kryoblandinger i industri og hverdagsliv.

I dag brukes kjøleblandinger i husholdninger, i laboratorier og generelt der det ikke kreves veldig sterk og langvarig kjøling. For sistnevnte og for industrielle formål har vitenskap og økonomisk beregning skapt kraftigere midler for kunstig kjøling. De viktigste bruksområdene for kryoblandinger i hverdagen, i medisin og i laboratoriet kan bestemmes:

1) rask avkjøling av drinker eller produkter;

2) bevaring av produkter i kort tid i fravær av kjøleskap i den varme årstiden;

3) i laboratoriet - destillasjon av lavtkokende væsker eller gasser;

4) separasjon av 2 ublandbare væsker, hvorav den ene har lavt frysepunkt (benzen-vann).

Flytende blandinger (væsker)

 Om vinteren brukes frostvæsker som ikke fryser ved temperaturer ned til -40 ° C.

 Lavfrysende kjølevæsker er designet for bruk i motorkjølesystemer.

Smørevæsker.

Metallbehandling

 Fresing (fjerning av varme fra skjæreverktøy)

 Gjenge deler

 Platerulling

faste blandinger

Sublimering av tørris (fast karbondioksid) er mye brukt til kjøling og frysing av matvarer, samt lagring og transport av dem i frossen tilstand.

• Kvikksølvdampfrysing (metanol + fast karbondioksid)

Isbreer, som gir nær null temperaturer, brukes i landbruket og delvis i handel og meieriindustri, hovedsakelig til lagring av bedervelige produkter.

I medisin

Lokal hypotermi er en terapeutisk effekt på begrensede områder av kroppen av kuldefaktorer som reduserer temperaturen på vev som ikke er under grensene for deres kryogene motstand (5-10 ° C).

Nåværende kjølevæsker inneholder uorganisk salt og vann atskilt med en ledeplate. Når skilleveggen går i stykker, løses saltet opp i vann med en endoterm effekt. I industrien produseres slike pakker under merkenavnet Snezhok, Apollo, Mirali, etc. Det er to hovedtyper av terapeutiske pakker for kjøling av kroppsvev. Førstnevnte er basert på bruk av en endoterm reaksjon som oppstår når visse salter løses i vann. Disse pakkene er egnet for bruk i feltforhold, fordi de ikke krever tiltrekning av kulde fra utsiden. Men med lav varmekapasitet er entrinnspakker ikke effektive i varmt klima og kan ikke gi det optimale nivået av hypotermi for ulike medisinske indikasjoner.

Virkningen av pakker av den andre typen er basert på den foreløpige akkumuleringen av kulde av innholdet i pakken (for eksempel gel) i kjøleskapet. Slike pakker har stor varmekapasitet, men kan ikke gi øyeblikkelig helbredende effekt uten først å avkjøle dem i flere timer i fryseren. Imidlertid er den største ulempen med slike enheter den korte virkningsvarigheten - en konsekvens av forgjengelighet av den endoterme reaksjonen mellom vann og salt.

For å forlenge reaksjonen brukes følgende midler:

a) sekvensiell oppløsning av saltdeler;

b) regulering under reaksjonen av kontaktflaten av vann og salt;

c) bruk av salter i granulær form med løselige eller porøse granulatskall.

Kapittel II . eksperimentell del

1. . Utstyr.

Målesylindere, 100-150 ml glasskopper, glassstaver, teknisk vekt (200g,∆m\u003d 0,01 g), eksternt termometer, morter og støder, oppvarmingsenheter.

Reagenser: et sett med salterNaCl, NaNO 3, KNO 3 , NH 4 Cl, CO( NH 2 ) 2, NH 4 NEI 3, konsentrert svovelsyre, hypotermisk pakke "Appolo", kobberspon, fenolftalein, natriumhydroksid, difenylamin.

2.2. Bestemmelse av den kvalitative sammensetningen av innholdet i den hypotermiske pakken "APPOLO" og dens effektivitet.

Vedlegg 1

På kjølepakken er ikke "APPOLO" angitt kjemisk oppbygning, derfor ble det utført en kvalitativ analyse av innholdet i pakken.

Saltkationer ble bestemt:

1. Bestemmelse av ioner ved fargen på flammen og kvalitative reaksjoner: glassstaver med en løsning av saltet som ble undersøkt ble introdusert i flammen. Flammen endret ikke farge, noe som betyr at det ikke er noen ioner i saltsammensetningen som gir flammen farge:Na + , K + , Cu 2+ , Ba 2+ , Ca 2+ , etc. Under interaksjonen av saltløsningen med alkali under oppvarming, fikk det våte fenolftaleinpapiret en lys karmosinrød farge, noe som indikerer tilstedeværelsen av et ammoniumion.

NH 4 + + Åh - = NH 3 + H 2 O

2. Bestemmelse av anionerSÅ 4 2- , NEI 3 - , PO 4 3- , Cl - , Br - , etc. når det gjelder kvalitetssvar. Ingen synlige tegn på reaksjon med sulfat- og fosfationer ble observert. Når kobberspon og konsentrert svovelsyre ble tilsatt saltløsningen, ble det frigjort en brun gass med en karakteristisk lukt og det ble dannet en blå løsning, noe som indikerer tilstedeværelsen av nitrationet. Når difenylaminsalt ble tilsatt til løsningen, fremkom en mørkeblå farge.

Saltet som studeres er ammoniumnitrat.

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

Endelig ligninger

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

2) 4NH 4 NEI 3 + 2H 2 SÅ 4 + Cu = Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O + 2(NH 4 ) 2 SÅ 4

I den APPOLO hypotermiske pakken inneholdt den første beholderen 64,15 g ammoniumnitrat, og den andre beholderen inneholdt 60 ml vann.

Ved blanding av disse komponentene tilsvarer kjøleeffekten en reduksjon i temperaturen med 22 grader ˚C.

2. Identifikasjon av effektiviteten til ulike sammensetninger av kjøleblandinger.

Avkjøling: salt + vann (vedlegg nr. 2).

På tekniske skalaer ble glassets masse bestemt, den nødvendige massen av stoffet ble tilsatt glasset, tatt i betraktning dets masse. En løsning av svovelsyre med en massefraksjon på 50,54 % (elektrolytisk syre) ble målt med en gradert sylinder, etter å ha beregnet på nytt. VektH 2 SÅ 4 = 12,6 g, tetthet = 1,25 g/ml, oppløsningsvolumH 2 SÅ 4 = 20 ml.

V= m/ W* s.

1 g av stoffet ble blandet med 100 g vann ved 18°C.

Tabell #1

CO(NH 2 ) 2

(urea)

50

-1 8

NH 4 NEI 3

107

-22

NH 4 NEI 3

13

-8

Avkjøling: vann + salt + salt (vedlegg nr. 3).

100 ml vann ble tilsatt til veide porsjoner salt.

Tabell nummer 2

50 gCO(NH 2 ) 2 + 36 NaCl

-15

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

-20

Konklusjon: ammoniumnitrat gir størst hypoterm effekt når det oppløses i vann. Ved blanding av flere salter forsterkes den hypotermiske effekten. Blandinger av salter gir større kjøleeffekt, men saltets natur spiller inn.

2.4 Avhengighet av kjøleeffekten av løsningsmidlets aggregeringstilstand.

Kjøling: salt + snø (se vedlegg nr. 4).

En g salt ble blandet med 100 g snø.

Tabell #3

A, g

∆ T, °С

NaCl

36

-18

NaNO 3

75

-14

NH 4 Cl

30

-12

CO(NH 2 ) 2

(urea)

50

-18

Konklusjon: Urea og natriumklorid viste størst hypoterm effekt. Bruk av is eller snø gir økt kjøleeffekt.

2.5. Avhengighet av kjøleeffekten av konsentrasjonen av det oppløste stoffet.

Det ble tilberedt en blanding av snø og finmalt vanlig salt av en viss konsentrasjon. Temperaturen til den resulterende blandingen ble målt. Dataene ble presentert i form av en tabell.

Avhengighet av temperaturen til snø-saltblandingen av sammensetningen

Tabell nr. 4

Konklusjon: jo større innhold av bordsalt i blandingen, jo større er den hypotermiske (kjølende) effekten. Maksimal kjøling ned til -21°C oppnås ved å tilberede en blanding av 3 deler snø og 1 del salt. Med en ytterligere økning i saltkonsentrasjonen skjer ikke avkjøling av blandingen.

2.6. Paradoks H 2 SÅ 4 (slutt) (Vedlegg nr. 5)

Konsentrert svovelsyre gir en sterk hypertermisk effekt når den er oppløst i vann, samtidigmed snø gir det en god kjøleeffekt.

I det første tilfellet er destruksjonsenergien til syrens krystallgitter mindre enn energien til hydrering av syren med vann, så reaksjonen er svært eksoterm.

I det andre tilfellet viste energien til iskrystallgitteret seg å være større enn energien til hydratisering av svovelsyre med vann, dvs. Mer varme brukes til å smelte is enn det som frigjøres fra kombinasjonen av syre og vann.

H 2 SÅ 4 (slutt)+100 g snø

12,6

-12

H 2 SÅ 4 (slutt)+100 vann

12,6

+12

Generell konklusjon:

Eksperimentene som ble utført bekreftet hypotesene som ble fremsatt av oss: nitrogengjødsel og bordsalt er billige og ganske effektive stoffer for fremstilling av kjøleblandinger. Den største hypotermiske effekten får ammoniumnitrat- og ureasaltene når de løses opp i vann.

Avkjølingseffekten er direkte avhengig av saltinnholdet i blandingen og aggregeringstilstanden til løsningsmidlet.

Anbefalinger om metode for fremstilling av kjøleblandinger.

Konklusjon.

Avslutningsvis vil jeg bemerke at jeg var veldig fascinert av arbeidet med problemet med "kjølevæskeblandinger". For meg selv fant jeg svar på spørsmålene mine, lærte om de paradoksale egenskapene til visse stoffer (svovelsyre). Jeg lærte at kjøleblandinger brukes veldig mye og i ulike aktivitetsfelt: fra hverdagen til store industrilaboratorier.

For de som ønsker å tilberede kjøleblandinger uavhengig, kan små anbefalinger gis:

1. Blandekaret må være godt isolert med ikke-ledere av varme (plast, polystyren) for å utnytte den kunstige kulden fullt ut.

2. Blanding bør gjøres så raskt som mulig.

3. Blandede stoffer må være i en finfordelt tilstand for å øke kontaktområdet.

4. Liste over brukt litteratur.

A. I. Perevozchikov "Problemopplevelse av samspillet mellom svovelsyre og vann", red. «Kjemi på skolen» nr. 7, 2011.

2. Bestemmelse av saltanioner





P Vedlegg 2 Kjøling: salt + vann


Blanding NH 4 NEI 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)

(urea)

Søknad nr. 3 Kjøling: vann + salt + salt



Søknad nr. 4 Kjøling: salt + snø



NH 4 Cl + snø NaCl + snø




NaNO 3 + snø

Vedlegg nr. 5

Kjølevæskeblandinger

Noen gasser er relativt høy temperatur kok det
gjør det mulig å få dem i flytende form selv hjemme
laboratorier. Et eksempel er nitrogendioksid (Tboil =
21,1°С), butan (Тbp = -0,5°С) og svoveldioksid (Тbp = -10,0°С).
Det skjematiske diagrammet av et flytende gassanlegg er ganske enkelt. Gass
motta i en kolbe ved hjelp av en passende reaksjon eller tatt fra en ballong.
Deretter passerer gassen gjennom et U-rør med et tørkemiddel (f.eks.
kalsiumklorid) og går inn i det andre U-formede røret, senket ned i
et stort kar med en avkjølende blanding. I det siste røret er gassen delvis
kondenserer.

1 - kolbe for gassproduksjon, 2 - U-formet
rør med tørketrommel (for enkelhets skyld kan det utelates), 3 - kjøling
blanding, 4 - U-formet rør for gasskondensering.

La oss først se på hvordan du tilbereder kjøleblandinger.

Det finnes mange oppskrifter på ulike kjøleblandinger. derimot
kjemikere har en tendens til å bruke bare noen få av dem. Når du velger
av kjølevæskeblandingen er tilgjengeligheten av komponenter av stor betydning.
De mest tilgjengelige blandingene, som ofte brukes i laboratoriet,
er oppført nedenfor.

1. En blanding av 3 timer snø (eller knust is) og 1 time matlaging
salt lar deg nå en temperatur på -21 ° C. Hvis du trenger en høyere
temperatur, endring av is/saltforhold.

Avhengigheten av temperaturen til is-saltblandingen av dens sammensetning

2. En blanding av 1,5 time seksvanns kalsiumklorid CaCl 2 ·6H 2 O med 1 time snø gjør det mulig å nå en temperatur på -55°C.

3. En blanding av 1 time ammoniumnitrat og 1 time snø gir temperaturer ned til -20°C.

4. Tilsett dietyleter, aceton, bensin eller alkohol
tørris (fast karbondioksid). Blandingen lar deg nå en temperatur
opptil -78°С.

5. En blanding av snø (is) og
konsentrert svovelsyre, men denne blandingen har overveiende
historisk betydning, siden man for svovelsyre kan finne mer enn
rasjonell anvendelse.

I forsøkene beskrevet nedenfor ble det brukt en is-saltblanding i
forholdet mellom 3 timer is og 1 time salt. Komponenter blandet i plast
brett og overfør blandingen til en glasskrukke eller glass. For slikt
mål stråle Det er bedre å ikke bruke beholdere laget av plast, og enda bedre fra
isopor a, siden disse materialene er mye mindre varmeledende enn
glass. Men i en glasskrukke eller glass vil opplevelsen se ut
mer visuelt.

Utseendemessig ser en krukke med en is-salt-kjølende blanding ganske ut
vanligvis: som om isbiter flyter i vann, men hvis du senker ned i blandingen
et reagensrør med vann, vil vannet fryse i løpet av et minutt, som du kan
det er enkelt å verifisere ved å ta ut reagensglasset og snu det opp ned.
Ganske snart vil de ytre veggene til krukken være dekket med frost - dette
fuktighet fra luften kondenserer og fryser.