Paglamig ng antifreeze mixtures ng nacl at dry carbonic acid. Pagkuha ng mga cooling mixture mula sa mga gas

Batay sa data ng konsentrasyon na nakuha, posible na makuha ang pinakamurang, matipid, palakaibigan sa kapaligiran, maginhawang mga mixture.

Ano ang cryomixture? Sa siyentipikong panitikan, ang salitang ito ay halos hindi na matagpuan. Ginagamit ang pariralang "cooling mixtures".

Gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ito ay mga pinaghalong idinisenyo upang makagawa ng artipisyal na sipon. Ang pangunahing, pinakakilalang timpla ay NaCl + H2O, na kilala bilang ice-salt cooling.

Mayroong dalawang uri ng cryosmeshes (asin + tubig at asin + acid).

Ang mga antifreeze (hindi nagyeyelong likido) ay itinuturing ding mga coolant mixture. Ginagamit ang mga ito sa mga sistema ng paglamig ng engine.

Upang makamit ang medyo mababang temperatura ~ -60-70 C, ang dry ice (solid carbon dioxide) ay ginagamit.

Sa aking trabaho, isinasaalang-alang ko lamang ang apat na mixtures (asin + niyebe).

2) (NH4)2SO4+H2O

3) NaCl + H2O (yelo)

4) CaCl2*6H2O+H2O (yelo)

Ang mga halo tulad ng asin + acid ay mapanganib at nagbibigay ng temperatura na masyadong mababa para sa aking layunin. Kaya hindi ko sila ginagamit.

Makikita na ang pinakamabisang timpla ay ang mixture No. Ang pinakamahusay na konsentrasyon para sa kanya ay 50%.

Ito ay naiiba mula sa iba sa pamamagitan ng kawalan ng mga halaga sa mga konsentrasyon ng 50-70%, ito ay dahil sa paglipat ng reaksyon mula sa endothermic hanggang exothermic kapag ang konsentrasyon ng asin sa pinaghalong umabot sa higit sa 40%. Ang epekto na ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng likas na katangian ng mga reactant at ang pisikal na estado ng pinaghalong sa panahon ng paghahanda nito (ang niyebe ay nagsisimulang aktibong matunaw, at kapag ang dehydrated na calcium chloride ay halo-halong tubig, ang reaksyon ay eksklusibong exothermic), ayon sa pagkakabanggit, ang mga reaksyon ng pagsipsip at ang pagpapalabas ng init ay nagpapatuloy nang magkatulad, na may paglipat sa exothermic na may pagtaas sa nilalaman ng asin.

Ang mga system No. 1,2,3 ay tumatakbo halos parallel sa X axis. Ngunit parang ganoon lang sa chart na ito. Ang presyo lamang ng paghahati ng sukat ng temperatura = 5 (!) 0С.

Para sa isang mapaglarawang halimbawa, Fig. 2, mayroon itong dibisyon na halaga ng sukat ng temperatura = 0.10C.

kanin. 2 System NH4NO3+H2O(yelo)

Sa katunayan, ang 0.50C ay hindi masyadong mahalaga. Kaya't maaari nating ipagpalagay na ang graph ay napupunta halos sa isang tuwid na linya. Itinuturing kong 10% NH4NO3 ang pinakamahusay na konsentrasyon.

Mga pagtuklas

Makikita mo na iyon sa 1550. ay ang unang pagbanggit ng "coolant mixtures". Sa kasong ito, tungkol sa proseso ng paglamig ng tubig na may potassium nitrate. Ang refrigerator ay naimbento noong 1844. Charles Smith Piazzi.

Aplikasyon

Ang mga cooling mix na inihanda ko ay maaaring gamitin para sa iba't ibang layunin. Halimbawa, sa tulong ng NaCl + snow, maaari mong palamig nang maayos ang juice at mga produkto. Siyempre, kung walang puwang sa refrigerator. Ang halo na ito ay maaari ding gamitin upang mapanatili ang pagkain, dahil ito ay palakaibigan at hindi nakakapinsala.

Para sa mas kumpletong paglamig hanggang -400C, isang pinaghalong CaCl2*6H2O+H2O ang ginagamit. Sa aking mga eksperimento, naabot ko ang pinakamababang temperatura sa isang konsentrasyon na 50%. Ito ay katumbas ng ~370С.

Matapos ang gawain, maaari kong tapusin na kahit na ang CaCl2 * 6H20 + H2O ay isang mahusay na halo - nagbibigay ito ng medyo mababang temperatura (~ -370C), sa palagay ko ang pinaka-maginhawa, environment friendly na timpla ay NaCl + snow 30 %.

Matapos ang gawain, maaari kong tapusin na kahit na ang CaCl2 * 6H20 + H2O ay isang mahusay na timpla - nagbibigay ito ng medyo mababang temperatura (~ -370C), sa palagay ko ang pinaka-maginhawa, friendly na pinaghalong kapaligiran ay NaCl + snow.

Ang praktikal na konklusyon mula sa aking trabaho ay maaaring iguhit tulad ng sumusunod.

Sa tulong ng mga mixtures na ito, posibleng matukoy ang husay na komposisyon ng isang produkto. Halimbawa mantikilya, kulay-gatas, gatas, gasolina. Ginagawa ito gamit ang prinsipyo ng vessel-in-vessel. Ang handa na cryomixture ay ibinubuhos sa isang mas malaking sisidlan, isang mas maliit na sisidlan na may nais na sangkap ay inilalagay sa loob nito. Pagkatapos nito, ang isang sensor ng thermistor ay inilalagay sa pinaghalong, ang isa pa sa sisidlan na may produkto. Ang isang serye ng mga sukat ay isinasagawa. Mula sa mga cooling curves ng iba't ibang bahagi ng produkto, maaari mong malaman ang dami ng isang partikular na substance sa test liquid.

1. Paglamig ng pagkain.
Ibuhos ang ilang dry ice pellets sa isang thermos o double-walled na lalagyan, sa ibabaw ng regular na yelo, pagkatapos ay sa ibabaw ng pagkain o inumin. Mas mainam na huwag pahintulutan ang direktang pakikipag-ugnay ng tuyong yelo sa pagkain, dahil. temperatura ng tuyong yelo -78.33°C. Ang mga produkto ay maaaring maimbak sa ganitong paraan sa loob ng 5 hanggang 7 araw.

2. Nagyeyelong pagkain.
Ang tuyong yelo ay dapat ilagay sa ibabaw ng pagkain. Ang pagbabalot ng tuyong yelo sa papel ay magpapahaba sa oras ng pagsingaw.

3. Paglikha ng fog.

Ibuhos ang mainit na tubig sa isang malaking metal na tasa, pagkatapos ay magdagdag ng mga tuyong butil ng yelo. Mabubuo ang isang siksik na siksik na fog, na kakalat sa lupa. Ito ay kung paano nilikha ang fog sa iba't ibang yugto at sa mga nightclub. Mas mainam na gawin ang pamamaraang ito sa isang maaliwalas na lugar. Sa parehong paraan, maaari kang lumikha ng fog sa pool o jacuzzi.

Video: Alak na may yelo

4. Paglamig at pagyeyelo.
Ang dry ice ay may kapasidad sa pagyeyelo na 15 beses kaysa sa tubig na yelo, at ang oras ng pagsingaw ng tuyong yelo ay maaaring 5 beses kaysa sa natutunaw na tubig na yelo. Maaaring gamitin ang pinaghalong tuyong yelo at tubig na yelo upang palamig ang pagkain, beer at beer kegs. Ang paggamit lamang ng tuyong yelo ay maaaring mag-freeze ng beer o makapinsala sa mga sisidlan.

5. Pagkagambala ng mga lamok mula sa mga potensyal na biktima.
Ang tuyong yelo ay umaakit ng mga lamok. Kung maglalagay ka ng tuyong yelo sa gilid ng kinaroroonan mo, magko-concentrate sila sa paligid nito.

6. Pag-awit ng metal.
Kapag ang metal ay direktang nakipag-ugnayan sa tuyong yelo, ang metal ay nagsisimulang maglabas ng isang malakas na tunog. Ang eksperimentong ito ay maaaring gawin sa pamamagitan ng paglalagay ng metal na kutsara sa tuyong yelo. Maaari kang magbuhos ng ilang tubig sa isang kutsara upang maobserbahan ang proseso ng pagyeyelo. Mag-ingat, dahil ang matagal na pagdikit ay magpapalamig sa kutsara nang labis na maaari itong makapinsala sa balat kapag direktang nadikit.

7. Mahamog na mga bula.
Kapag ang isang solusyon sa sabon ay idinagdag sa isang pinaghalong tubig at tuyong yelo, ang mga bula ay nabuo na puno ng isang siksik na fog.

8. Nabaril.
Kung magbuhos ka ng ilang mga tuyong ice pellets sa isang plastic film box, isara ito ng takip at maghintay ng ilang sandali, ang takip ay maaaring mag-shoot ng ilang metro. Katulad nito, maaari kang maglunsad ng mga rocket na may tubig, ngunit nangangailangan ito ng mga espesyal na aparato.

9. Pagpapalaki ng rubber balloon o balloon.
Maaari kang maglagay ng tuyong yelo sa isang bola, isara ito nang mahigpit at itapon ito sa pool o anumang anyong tubig. Sa una, lulubog ang bola, ngunit habang napuno ito ng gas, ito ay tataas sa ibabaw at sasabog.

10. Sound lens.
Ang isang lobo na puno ng carbon dioxide ay maaaring kumilos bilang isang sound lens. Ito ay dahil ang tunog ay naglalakbay nang mas mabagal sa carbon dioxide kaysa sa hangin, tulad ng liwanag na naglalakbay nang mas mabagal sa pamamagitan ng salamin kaysa sa pamamagitan ng hangin o vacuum. Maaari kang makakuha ng isang lobo na puno ng carbon dioxide. maglagay ng tuyong yelo. Hawakan ang lobo na puno ng carbon dioxide sa layo na humigit-kumulang 30 cm mula sa tainga - ang mga tunog na dumadaan dito ay dapat na palakasin.

11. Carbonation ng mga inumin.
Ibuhos ang inuming tubig sa isang baso at magdagdag ng ilang mga tuyong butil ng yelo dito, pagkatapos na ang yelo ay sumingaw, ang tubig ay dapat na bahagyang carbonized.

12. Pag-alis ng mga tile sa sahig.
Maaaring alisin ang mga ceramic tile sa sahig sa pamamagitan ng pagbuhos ng kaunting tuyong yelo sa ibabaw nito. Ang tile ay mas madaling maalis dahil sa paglamig at compression. Ang pamamaraang ito ay maaaring tumagal ng mahabang panahon upang alisin ang isang malaking bilang ng mga tile, ngunit upang alisin ang 1-2 tile, ito ay napaka-maginhawa.

13. Kontrol ng daga.
Kung ibubuhos mo ang butil-butil na tuyong yelo sa lungga ng daga, pagkaraan ng ilang sandali, ang carbon dioxide ay mag-aalis ng oxygen mula dito, na pumuputol sa daanan ng hangin sa dibdib ng daga. Upang makamit ang buong epekto, kailangan mong tiyakin na ang butas ay hindi dumaan.

Para sa simpleng hack na ito, ang kailangan mo lang ay yelo at asin.

Mga hakbang sa pag-iingat

Upang maiwasan ang mga thermal burn, gumamit ng mga cooling mixture sa mga protective gloves at sa mahabang manggas na damit.

Mga reagents at kagamitan:

yelo (750 g);
table salt (sodium chloride, 250 g);
mga lalagyan ng salamin (2 mga PC);
bote ng inumin.

Hakbang-hakbang na pagtuturo

Sa isang malaking baso, paghaluin ang yelo at asin sa ratio na 3:1. Ang coolant mixture ay handa na. Ngayon inilalagay namin ang inumin sa cooling mixture. Ang inumin ay nasa temperatura ng silid, at ngayon ay bumaba sa -2 °C! Ngayon ay handa na itong gamitin!

Pagpapaliwanag ng mga proseso

Ang mga coolant mixture ay binubuo ng dalawa o higit pang solid (o solids at liquids). Ang paghahalo, "inaalis" nila ang init at pinababa ang temperatura mula sa labas. Ang mga proseso kung saan ang init ay hinihigop mula sa kapaligiran ay tinatawag na endothermic. Ang isang cooling mixture ng yelo at table salt sa isang ratio na 3:1 ay maaaring magbigay ng temperatura na -21 ° C. Upang mapahusay ang epekto, maaari mong baguhin ang ratio ng asin at yelo, o takpan ang sisidlan ng yelo o niyebe, at pagkatapos ay iwisik ang mga ito ng asin. Ang pinaghalong yelo at klorido ay maaaring magpababa ng temperatura sa -55°C. Ang solid carbon dioxide () na hinaluan ng diethyl ether o acetone ay may temperatura na -78 ° C. Sa batayan ng naturang mga asing-gamot at likido, ang mga cooling mixture ay inihanda, at ginagamit din ang mga ito sa paglaban sa yelo.

Institusyong pang-edukasyon sa badyet ng munisipyo

"Secondary school No. 11"

Siyentipikong Lipunan ng mga Mag-aaral

Gawaing pananaliksik

"Mga cooling mix"

Nakumpleto ang gawain:

mag-aaral sa ika-9 na baitang

MBOU "Secondary School No. 11"

Baranova Yana

Siyentipikong tagapayo:

Ovchinnikova Olga Mikhailovna

Balakhna

2013

NILALAMAN

Panimula………………………………………………………………………. Kabanata 3ako. Pagsusuri ng panitikan sa paksa …………………………………. 51.1.Ano ang mga cooling mixture…………………………………… ..…. 5

1.2. Ang kasaysayan ng pagtuklas ng mga cooling mixtures ...……………………….…..…5

1.3. Pag-uuri ng mga cryomixtures….……………………………………...…. 6

1.4. Theoretical substantiation ng hypothermal effect ng cooling mixtures…..…………………………………………………………………….… 8

1.5. Ang paggamit ng cryomixtures sa industriya at pang-araw-araw na buhay….…………….… .9

KabanataII. Eksperimental na bahagi……………………………………………… 12

2.1. Kagamitan ………………………………………………………………… 12

2.2. Ang pagpapasiya ng husay na komposisyon ng mga nilalaman ng hypothermal package na "APPOLO" at ang pagiging epektibo nito…………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………

2.3 Pagtuklasang bisa ng iba't ibang komposisyon ng mga cooling mixtures………………………………………………………………….13

2.4. Pag-asa ng epekto ng paglamig sa estado ng pagsasama-sama ng solvent ……………………………………………………………………………..14

2.5. Pag-asa ng epekto ng paglamig sa konsentrasyon ng natunaw na substansiya………….……………………………………………………………………………….14

2.6. "Kabalintunaan" ng puro sulfuric acid…………………………….. 15

3. Konklusyon……………………………………………………………………………… 16

4. Listahan ng ginamit na panitikan …………………………………………… 17

5. Mga Aplikasyon…………………………………………………………………..18

Panimula.

Ang kaugnayan ng gawain.

Sa pang-araw-araw na buhay, madalas tayong nakatagpo ng mga phenomena na nagdudulot sa atin ng maraming katanungan.

Bakit ang ilang nitrogen fertilizers na ginagamit para sa nutrisyon ng halaman ay lumalamig kapag natunaw?

Bakit mas malamig ang nakatayo sa sinigang na asin (pinaghalong niyebe at asin) kaysa nakatayo lang sa niyebe?

Bakit nangyayari ang paglamig kapag gumagamit ng hypothermic bag mula sa isang first aid kit?

Bakit ang puro sulfuric acid, kapag hinaluan ng snow, ay nagbibigay ng malakas na epekto sa paglamig, at kapag natunaw sa tubig, isang malakas na epekto ng pag-init?

Ang pagnanais na makahanap ng mga sagot sa mga tanong na ito ay naging batayan ng aming pananaliksik.Nagpasya akong pag-aralan ang mekanismo ng mga thermal na proseso at tukuyin ang pinaka-abot-kayang, epektibong komposisyon ng mga cooling mixture.

Layunin:

Upang pag-aralan at pag-aralan ang impormasyon tungkol sa mga cooling mixture at eksperimento na tukuyin ang pinakasimple at pinakaepektibong komposisyon ng malamig na mixtures.

Mga gawain sa trabaho:

Kolektahin at pag-aralan ang mga literatura sa mga cooling mixture.

Empirically matukoy ang komposisyon ng water-salt hypothermal package na "APPOLO".

Eksperimento upang matukoy ang pinakamabisang komposisyon ng mga malamig na halo mula sa mga sangkap na ginagamit sa pang-araw-araw na buhay.

Layunin ng pag-aaral. Mga asin na ginagamit bilang nitrogen fertilizers.

Paksa ng pag-aaral. Ang pagiging epektibo ng mga komposisyon ng mga pinaghalong paglamig, ang pag-asa ng hypothermic na epekto sa nilalaman ng mga asing-gamot sa mga mixtures at ang estado ng pagsasama-sama ng solvent.

Hypothesis:

Mayroong mabisa at simpleng mga cooling compound na inihanda batay sa nitrogen fertilizers at table salt.

Ang epekto ng paglamig ay nakasalalay sa estado ng pagsasama-sama ng solvent at ang konsentrasyon ng solute.

Mga pamamaraan ng pananaliksik:

Paraan ng aktuwalisasyon - binubuo sa pagtukoy ng halaga ng isang partikular na pag-aaral;

Maghanap

Paraan ng praktikal na pananaliksik;

Paraan ng pagsusuri at paglalahat

KABANATA 1. Pagsusuri sa panitikan sa paksa

Cryomix ay isang neologismoGriyegokryos- yelo).Samakatuwid, sa siyentipikong panitikan, ang salitang ito ay medyo bihira. Mas madalas ang salitang ito ay pinapalitan ng pariralang "pinalamig na timpla". itomga sistema ng dalawa o higit pang solid o solid at likidong mga sangkap, kapag pinaghalo, bumababa ang temperatura ng pinaghalong dahil sa pagsipsip ng init sa panahon ng pagtunaw o paglusaw ng mga bahagi ng system.

Ang iba't ibang mga asing-gamot, acid, tubig, yelo (snow) ay ginagamit bilang mga bahagi ng mga cooling mixture upang mapababa ang temperatura sa -50 ° C.Ang mga cooling mixture ng dry ice (solid carbon dioxide) at ilang organikong substance (alcohols, acetone, ether) ay ginagamit upang ibaba ang temperatura sa -80°C.Ang mga coolant ay malawakang ginagamit din sa industriya. Ang pinakakaraniwang coolant ay tubig. Ang pinaka-tinatanggap na ginagamit na mga coolant batay sa polyhydric alcohol - ethylene glycol.

Upang makuha ang pinakamababang temperatura, ang mga sangkap na kasama sa mga cooling mixture ay kinuha sa mga halaga na naaayon sa cryohydration point.Ang cryohydrate point ay ang temperatura kung saan ang isang solusyon ng isang partikular na sangkap ay nag-freeze, sa madaling salita, ito ang pinakamababang temperatura na maaari mong makuha sa pamamagitan ng paghahalo ng mga bahagi ng isang tiyak na masa.

Mayroong maraming mga cooling mixtures, dahil sa pangkalahatan ang anumang kemikal na reaksyon (kabilang ang dissolution) na nagaganap sa pagsipsip ng init ay maaaring magsilbi para sa paglamig. Ang paggamit ng isa o isa pang cooling mixture ay depende sa kung ano ang nasa kamay at sa nais na pagbaba ng temperatura.

1.2. Ang kasaysayan ng pagtuklas at paglikha ng mga cooling mixtures (cryo-mixtures).

Ang paglusaw bilang isang paraan para sa pagkuha ng artipisyal na sipon ay ginamit nang mahabang panahon; halimbawa, ginamit ng mga Romano ang pagtunaw ng potassium nitrate sa tubig upang palamig ang alak. Ang parehong paraan ng paglamig ay muling inilapat ng pisikoBlasiusvillafrancasa Roma noong 1550. Nabanggit ang mas malakas na paglamiglatinusTancredussa Naples noong 1607; kumuha siya ng pinaghalong snow na may saltpeter; sa wakas, ang pinaghalong dinurog na yelo at table salt ay binanggit ng Santorio noong 1626. Ang parehong timpla ay ginamit upang mag-freeze ng mga likido, gayundin ang mga patay, ng mga taong tinatawag na Estonian. Ang mga cooling effect ay ginamit noong Middle Ages para gumawa ng ice cream. Isang bariles ng niyebe at asin ang ginamit bilang freezer.

Nasa simula ng ika-17 siglo, ang mga unang formula para sa mga pinaghalong paglamig ay nakuha.

1665 ay minarkahan bilang taon kung kailan inilathala ni Robert Boyle ang isang akda na naglalaman ng mga teoretikal na pundasyon para sa pagkakaroon ng sipon.At na noong 1686Eksperimento na kinumpirma ni Mariotte ang mga teorya ni Boyle.

1685 - Nakatanggap si Philip Lahir ng tubig na yelo sa isang mangkok na puno ng ammonia mula sa labas.
Noong 1810 Itinayo ni Leslie ang unang artipisyal na planta ng yelo na kilala sa kasaysayan.

Di-nagtagal (1834) natuklasan ni Peltier ang prinsipyo na minarkahan ang simula ng pagbuo ng mga thermoelectric refrigeration machine.

Noong 1844Charles Smith Piazzisa wakas naimbento ang refrigerator.

1870 - Nakatanggap si Peter Vander Wade ng US patent para sa isang thermostatic refrigeration system.

Noong 1879 Nakatanggap si Carl von Linde ng patent para sa unang mechanical refrigerator sa mundo.

Ang mga pangunahing imbentor sa "cryomixes" ay itinuturing na:

Robert Boyle

 ugnayan sa pagitan ng presyon, dami at temperatura

 teoretikal na pundasyon para sa pagkakaroon ng malamig

William Cullen

 paggawa ng yelo gamit ang vacuum

 paglikha ng isang vapor compression machine

Mikhail Vasilievich Lomonosov

 paglikhateorya ng natural na bentilasyon

nern

 sasa ilalim ng vacuum, ang tubig ay nagyeyelo kung ang singaw ng tubig ay tinanggal (ang singaw ay nasisipsip ng sulfuric acid)

1.3. Pag-uuri ng mga pinaghalong paglamig.

1. Mga pinaghalong tubig (o niyebe) na nagpapalamig at asin

2. Paglamig na pinaghalong tubig at dalawang asin

3. Nagpapalamig ng mga pinaghalong acid at niyebe

4. Paglamig ng mga pinaghalong asing-gamot na may mga acid

5. Mga pinaghalong pampalamig ng ilang mga organikong sangkap na may solidong carbon dioxide

6. Mga solusyon sa antifreeze

Mga pinaghalong pampalamig ng tubig (o niyebe) at asin

Paglamig na pinaghalong tubig at dalawang asin

Mga pinaghalong acid at snow na nagpapalamig

Paglamig ng mga mixture mula sa mga asing-gamot na may mga acid

HCl (2:1)

Na 2 KAYA 4

NH 4 Cl

KNO 3

HCl(katapusan)

Na 2 KAYA 4

HNO 3 (2:1)

Na 2 KAYA 4

HNO 3 (2:1)

Na 3 PO 4

HNO 3 (2:1)

Na 2 KAYA 4

NH 4 HINDI 3

H 2 KAYA 4 (1:1)

Na 2 KAYA 4

Mga pinaghalong coolant na may solid carbon dioxide

1.4. Theoretical substantiation ng hypothermal effect ng cooling mixtures.

Mayroong isang kagiliw-giliw na pattern sa mga katangian ng mga mixtures: ang natutunaw na punto ng isang halo ng ilang mga sangkap ay mas mababa kaysa sa natutunaw na punto ng bawat isa sa mga purong sangkap nang hiwalay. Natutunaw na punto ng purong tubig (sa anyo ng yelo o niyebe) 0 0 C. Kung ang isang admixture ng table salt ay idinagdag sa yelo, pagkatapos ay ang yelo ay magsisimulang matunaw sa mas mababang mga sub-zero na temperatura. Ang temperatura ng pagkatunaw ay depende sa ratio ng yelo at asin, ang bilis ng pagpapakilos, at maging ang antas ng pagdurog ng yelo.Ang yelo, tulad ng anumang katawan, solid o likido, ay isang sistema ng mga molekula na may oscillatory motions (thermal) at kasabay nito ay kapwa naaakit; hangga't ang sistemang ito ay nananatili sa isa sa mga estado ng mobile equilibrium, ang pisikal (at kemikal) na estado ng katawan ay nananatiling hindi nagbabago. Kapag ang mga particle ng yelo at asin ay nagdikit, ang isang kemikal na pakikipag-ugnayan ay nangyayari, ang mutual attraction sa pagitan ng mga particle ng yelo ay humina, ang yelo ay natutunaw; habang sinisipsip ang init. Kasabay nito, ang pakikipag-ugnayan ng asin sa tubig (hydration) ay sinamahan ng paglabas ng init. Ang huling resulta ay tinutukoy ng pagkakaiba sa pagitan ng dami ng init na nasisipsip sa panahon ng pagtunaw ng yelo at ang init ng kumbinasyon ng asin sa tubig. Dahil ang una ay lumampas sa pangalawa sa kasong ito, ang halo ay pinalamig. Ang sisidlan kung saan nagaganap ang paghahalo, siyempre, ay dapat na mahusay na insulated sa mga hindi konduktor ng init upang mas ganap na magamit ang artipisyal na lamig, at ang paghahalo mismo ay isinasagawa sa lalong madaling panahon; para dito, ang lahat ng mga solido, tulad ng yelo, asin, ay dapat na durog na mabuti. Ang paliwanag sa itaas ng hindi pangkaraniwang bagay ng paglamig ay naaangkop din sa paglusaw ng mga asing-gamot sa tubig, na may pagkakaiba lamang na sa paglusaw ng maraming mga asing-gamot, ang pakikipag-ugnayan ng kemikal sa pagitan ng solvent at solute ay hindi masyadong malinaw na ipinahayag. Kapag ang ilang mga asin ay hinalo sa tubig o niyebe, maaaring mangyari ang mas kumplikadong mga phenomena, tulad ng dobleng pagkabulok ng mga asin, atbp.

Sa pangkalahatan, ang thermal effect ng dissolution ay ang kabuuan ng thermal effect ng dalawang yugto:

pagkasira ng kristal na sala-sala, na nagpapatuloy sa paggasta ng enerhiya

ang pagbuo ng mga hydrates, na sinamahan ng pagpapalabas ng enerhiya

Ang tanda ng thermal effect ng dissolution ay matutukoy ng ratio ng mga energies ng mga yugtong ito.

1.5. Aplikasyon cryomixtures sa industriya at pang-araw-araw na buhay.

Sa ngayon, ginagamit ang mga cooling mixture sa mga sambahayan, sa mga laboratoryo at sa pangkalahatan kung saan hindi kinakailangan ang napakalakas at matagal na paglamig. Para sa huli at para sa mga layuning pang-industriya, ang pagkalkula ng agham at pang-ekonomiya ay lumikha ng mas malakas na paraan ng artipisyal na paglamig. Ang mga pangunahing lugar ng aplikasyon ng cryomixtures sa pang-araw-araw na buhay, sa medisina at sa laboratoryo ay maaaring matukoy:

1) mabilis na paglamig ng mga inumin o produkto;

2) pagpapanatili ng mga produkto sa maikling panahon sa kawalan ng refrigerator sa mainit na panahon;

3) sa laboratoryo - paglilinis ng mga mababang kumukulo na likido o gas;

4) paghihiwalay ng 2 hindi mapaghalo na likido, ang isa ay may mababang pagyeyelo (benzene-water).

Mga pinaghalong likido (likido)

 Sa taglamig, ginagamit ang mga antifreeze na hindi nag-freeze sa temperatura hanggang -40 ° C.

 Ang mga low-freezing coolant ay idinisenyo para gamitin sa mga sistema ng paglamig ng engine.

Mga likidong pampadulas.

Pagproseso ng metal

 Paggiling (pag-alis ng init mula sa mga tool sa pagputol)

 Mga bahagi ng threading

 Sheet metal rolling

solid mixtures

Ang sublimation ng dry ice (solid carbon dioxide) ay malawakang ginagamit para sa paglamig at pagyeyelo ng mga produktong pagkain, pati na rin ang kanilang imbakan at transportasyon sa isang frozen na estado.

Pagyeyelo ng singaw ng mercury (methanol + solid carbon dioxide)

Ang mga glacier, na nagbibigay ng halos zero na temperatura, ay ginagamit sa agrikultura at bahagyang sa kalakalan at industriya ng pagawaan ng gatas, pangunahin para sa pag-iimbak ng mga nabubulok na produkto.

Sa medisina

Ang lokal na hypothermia ay isang therapeutic effect sa mga limitadong lugar ng katawan ng malamig na mga kadahilanan na nagpapababa sa temperatura ng mga tisyu na hindi mas mababa sa mga limitasyon ng kanilang cryogenic resistance (5-10 ° C).

Ang mga kasalukuyang coolant ay naglalaman ng inorganic na asin at tubig na pinaghihiwalay ng isang baffle. Kapag nasira ang partisyon, natutunaw ang asin sa tubig na may endothermic effect. Sa industriya, ang mga naturang pakete ay ginawa sa ilalim ng mga pangalan ng tatak na Snezhok, Appolo, Mirali, atbp. Mayroong dalawang pangunahing uri ng mga therapeutic package para sa paglamig ng mga tisyu ng katawan. Ang una ay batay sa paggamit ng isang endothermic na reaksyon na nangyayari kapag ang ilang mga asin ay natunaw sa tubig. Ang ganitong mga pakete ay maginhawa para sa paggamit sa field, dahil hindi nila kailangan ang atraksyon ng malamig mula sa labas. Ngunit sa mababang kapasidad ng init, ang mga single-stage na pakete ay hindi epektibo sa mainit na klima at hindi makapagbibigay ng pinakamainam na antas ng hypothermia para sa iba't ibang mga medikal na indikasyon.

Ang pagkilos ng mga pakete ng pangalawang uri ay batay sa paunang akumulasyon ng malamig sa pamamagitan ng mga nilalaman ng pakete (halimbawa, gel) sa refrigerator. Ang ganitong mga pakete ay may malaking kapasidad ng init, ngunit hindi makapagbibigay ng instant therapeutic effect nang hindi muna nilalamig ang mga ito sa loob ng ilang oras sa freezer. Gayunpaman, ang pangunahing kawalan ng naturang mga aparato ay ang maikling tagal ng pagkilos - isang kinahinatnan ng transience ng endothermic na reaksyon sa pagitan ng tubig at asin.

Upang pahabain ang reaksyon, ginagamit ang mga sumusunod na paraan:

a) sunud-sunod na paglusaw ng mga bahagi ng asin;

b) regulasyon sa panahon ng reaksyon ng contact surface ng tubig at asin;

c) ang paggamit ng mga asing-gamot sa butil-butil na anyo na may natutunaw o porous na mga butil ng butil.

Kabanata II . pang-eksperimentong bahagi

Mga silindro ng pagsukat, 100-150 ml na baso ng baso, mga baras ng salamin, mga teknikal na kaliskis (200g,∆m\u003d 0.01 g), panlabas na thermometer, mortar at pestle, mga heating device.

Reagents: isang hanay ng mga asing-gamotNaCl, NaNO 3, KNO 3 , NH 4 Cl, CO( NH 2 ) 2, NH 4 HINDI 3, puro sulfuric acid, hypothermic package na "Appolo", copper shavings, phenolphthalein, sodium hydroxide, diphenylamine.

2.2. Ang pagpapasiya ng husay na komposisyon ng mga nilalaman ng hypothermal package na "APPOLO" at ang pagiging epektibo nito.

Kalakip 1

Ang kemikal na komposisyon ay hindi ipinahiwatig sa APPOLO cooling bag, kaya isang husay na pagsusuri ng mga nilalaman ng bag ay isinagawa.

Natukoy ang mga cation ng asin:

1. Pagpapasiya ng mga ions sa pamamagitan ng kulay ng apoy at mga husay na reaksyon: ang mga glass rod na may solusyon ng asin sa ilalim ng pag-aaral ay ipinakilala sa apoy. Ang apoy ay hindi nagbago ng kulay nito, na nangangahulugang walang mga ion sa komposisyon ng asin na nagbibigay ng kulay ng apoy:Na + , K + , Cu 2+ , Ba 2+ , Ca 2+ , atbp. Kapag ang solusyon ng asin ay nakipag-ugnayan sa alkali sa panahon ng pag-init, ang basa na papel na phenolphthalein ay nakakuha ng isang maliwanag na pulang-pula na kulay, na nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng isang ammonium ion.

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

2. Pagpapasiya ng mga anionKAYA 4 2- , HINDI 3 - , PO 4 3- , Cl - , Sinabi ni Br - , atbp. sa mga tuntunin ng kalidad na mga tugon. Walang nakikitang mga palatandaan ng reaksyon sa sulfate at phosphate ions na naobserbahan. Kapag ang mga copper shavings at concentrated sulfuric acid ay idinagdag sa solusyon ng asin, isang brown gas na may katangian na amoy ay inilabas at isang asul na solusyon ay nabuo, na nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng nitrate ion. Kapag idinagdag ang diphenylamine salt sa solusyon, lumitaw ang isang madilim na asul na kulay.

Ang asin na pinag-aaralan ay ammonium nitrate.

4HINDI 3 - + 2H 2 KAYA 4 + Cu = Cu 2+ + 2HINDI 2 + 2H 2 O+SO 4 2-

Pangwakas mga equation

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

2) 4NH 4 HINDI 3 + 2H 2 KAYA 4 + Cu = Cu(NO 3 ) 2 + 2HINDI 2 + 2H 2 O + 2(NH 4 ) 2 KAYA 4

Sa APPOLO hypothermal package, ang unang lalagyan ay naglalaman ng 64.15 g ng ammonium nitrate, at ang pangalawang lalagyan ay naglalaman ng 60 ml ng tubig.

Kapag hinahalo ang mga sangkap na ito, ang epekto ng paglamig ay tumutugma sa pagbaba ng temperatura ng 22 degrees ˚C.

Paglamig: asin + tubig (Appendix No. 2).

Sa mga teknikal na kaliskis, natukoy ang masa ng baso, ang kinakailangang masa ng sangkap ay idinagdag sa baso, isinasaalang-alang ang masa nito. Ang isang solusyon ng sulfuric acid na may mass fraction na 50.54% (electrolytic acid) ay sinusukat gamit ang isang graduated cylinder, na dati nang nakalkula. TimbangH 2 KAYA 4 = 12.6g, density = 1.25 g/ml, dami ng solusyonH 2 KAYA 4 = 20 ml.

V= m/ W* p.

Ang isang g ng sangkap ay hinaluan ng 100 g ng tubig sa 18 ° C.

Talahanayan #1

CO(NH 2 ) 2

(urea)

-1 8

NH 4 HINDI 3

107

-22

NH 4 HINDI 3

-8

Paglamig: tubig + asin + asin (Appendix No. 3).

Ang 100 ML ng tubig ay idinagdag sa tinimbang na mga bahagi ng asin.

Numero ng talahanayan 2

50gCO(NH 2 ) 2 + 36 NaCl

-15

41,6 GNH 4 HINDI 3 + 41.6 NaCl

-20

Konklusyon: Ang ammonium nitrate ay nagbibigay ng pinakamalaking hypothermic effect kapag natunaw sa tubig. Kapag ang paghahalo ng ilang mga asing-gamot, ang hypothermic effect ay pinahusay. Ang mga halo ng mga asin ay nagbibigay ng mas malaking epekto sa paglamig, ngunit ang likas na katangian ng asin ay gumaganap ng isang papel.

2.4 Depende sa epekto ng paglamig sa estado ng pagsasama-sama ng solvent.

Paglamig: asin + niyebe (tingnan ang Appendix No. 4).

Ang isang g ng asin ay hinaluan ng 100 g ng niyebe.

Talahanayan #3

A, g

∆ T, °С

NaCl

-18

NaNO 3

-14

NH 4 Cl

-12

CO(NH 2 ) 2

(urea)

-18

Konklusyon: Ang urea at sodium chloride ay nagpakita ng pinakamalaking hypothermic effect. Ang paggamit ng yelo o niyebe ay nagbibigay ng mas mataas na epekto sa paglamig.

2.5. Pag-asa ng epekto ng paglamig sa konsentrasyon ng natunaw na sangkap.

Ang isang pinaghalong snow at pinong giniling na karaniwang asin ng isang tiyak na konsentrasyon ay inihanda. Ang temperatura ng nagresultang timpla ay sinusukat. Ang data ay ipinakita sa anyo ng isang talahanayan.

Depende sa temperatura ng pinaghalong snow-salt sa komposisyon nito

Talahanayan Blg. 4

Konklusyon: mas malaki ang nilalaman ng table salt sa pinaghalong, mas malaki ang hypothermic (paglamig) na epekto. Ang maximum na paglamig hanggang -21°C ay nakakamit sa pamamagitan ng paghahanda ng pinaghalong 3 bahagi ng snow at 1 bahagi ng asin. Sa karagdagang pagtaas sa konsentrasyon ng asin, ang paglamig ng halo ay hindi nangyayari.

2.6. Kabalintunaan H 2 KAYA 4(katapusan) (Appendix Blg. 5)

Ang puro sulfuric acid ay nagbibigay ng isang malakas na hyperthermic effect kapag natunaw sa tubig, sa parehong orasna may snow nagbibigay ito ng magandang epekto sa paglamig.

Sa unang kaso, ang enerhiya ng pagkasira ng kristal na sala-sala ng acid ay mas mababa kaysa sa enerhiya ng hydration ng acid na may tubig, kaya ang reaksyon ay lubos na exothermic.

Sa pangalawang kaso, ang enerhiya ng ice crystal lattice ay naging mas malaki kaysa sa enerhiya ng hydration ng sulfuric acid na may tubig, i.e. Mas maraming init ang ginagamit upang matunaw ang yelo kaysa sa inilabas mula sa kumbinasyon ng acid at tubig.

H 2 KAYA 4 (katapusan)+100 g ng niyebe

12,6

-12

H 2 KAYA 4 (katapusan)+100 tubig

12,6

+12

Pangkalahatang konklusyon:

Kinumpirma ng mga eksperimento na isinagawa ang mga hypotheses na iniharap sa amin: ang mga nitrogen fertilizers at table salt ay mura at medyo epektibong sangkap para sa paghahanda ng mga cooling mixture. Ang pinakamalaking hypothermic effect ay ibinibigay ng ammonium nitrate at urea salts kapag sila ay natunaw sa tubig.

Ang epekto ng paglamig ay direktang nakasalalay sa nilalaman ng asin sa pinaghalong at ang estado ng pagsasama-sama ng solvent.

Mga rekomendasyon sa paraan ng paghahanda ng mga cooling mixtures.

Konklusyon.

Sa konklusyon, nais kong tandaan na ako ay labis na nabighani sa gawain sa problema ng "Mga pinaghalong Coolant". Para sa aking sarili, natagpuan ko ang mga sagot sa aking mga tanong, natutunan ang tungkol sa mga kabalintunaan na katangian ng ilang mga sangkap (sulfuric acid). Nalaman ko na ang mga cooling mixture ay ginagamit nang napakalawak at sa iba't ibang larangan ng aktibidad: mula sa pang-araw-araw na buhay hanggang sa malalaking laboratoryo sa industriya.

Para sa mga nais na nakapag-iisa na maghanda ng mga cooling mixture, maaaring magbigay ng mga maliliit na rekomendasyon:

1. Ang sisidlan ng paghahalo ay dapat na mahusay na insulated ng mga hindi konduktor ng init (plastic, polystyrene) upang lubos na magamit ang artipisyal na sipon.

2. Ang paghahalo ay dapat gawin sa lalong madaling panahon.

3. Ang mga pinaghalong sangkap ay dapat na nasa pinong hating estado upang madagdagan ang lugar ng kanilang pagkakadikit.

4. Listahan ng mga ginamit na panitikan.

A. I. Perevozchikov "Karanasan ng problema ng pakikipag-ugnayan ng sulfuric acid sa tubig", ed. "Chemistry sa paaralan" No. 7, 2011.

2. Pagpapasiya ng mga anion ng asin

P Annex 2 Paglamig: asin + tubig

Halo NH 4 HINDI 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)

Application No. 3 Paglamig: tubig + asin + asin

Application No. 4 Paglamig: asin + niyebe

NH 4 Cl + niyebe NaCl + niyebe

NaNO 3 + niyebe

Apendise Blg. 5

Mga pinaghalong coolant

Ang ilang mga gas ay may medyo mataas na punto ng kumukulo, na
ginagawang posible na makuha ang mga ito sa likidong anyo kahit na sa bahay
mga laboratoryo. Ang isang halimbawa ay nitrogen dioxide (Tboil =
21.1°C), butane (Тbp = -0.5°C) at sulfur dioxide (Тbp = -10.0°C).
Ang schematic diagram ng isang planta ng gas liquefaction ay medyo simple. Gas
tumanggap sa isang prasko gamit ang isang angkop na reaksyon o kinuha mula sa isang lobo.
Susunod, ang gas ay dumadaan sa isang U-tube na may desiccant (halimbawa,
calcium chloride) at pumapasok sa pangalawang hugis-U na tubo, ibinaba sa
isang malaking sisidlan na may cooling mixture. Sa huling tubo, ang gas ay bahagyang
nagpapalapot.

1 - prasko para sa paggawa ng gas, 2 - U-shaped
tube na may dryer (para sa pagiging simple maaari itong alisin), 3 - paglamig
timpla, 4 - U-shaped tube para sa gas condensation.

Una, tingnan natin kung paano maghanda ng mga cooling mixture.

Mayroong maraming mga recipe para sa iba't ibang mga cooling mixtures. Gayunpaman
ang mga chemist ay may posibilidad na gumamit lamang ng ilan sa mga ito. Kapag pumipili
ng pinaghalong coolant, ang pagkakaroon ng mga bahagi ay napakahalaga.
Ang pinaka-magagamit na mga mixtures, na kadalasang ginagamit sa laboratoryo,
ay nakalista sa ibaba.

1. Pinaghalong 3 oras ng niyebe (o dinurog na yelo) at 1 oras ng pagluluto
pinapayagan ka ng asin na maabot ang temperatura na -21 ° C. Kung kailangan mo ng mas mataas
temperatura, pagbabago ng ratio ng yelo/asin.

Ang pag-asa ng temperatura ng pinaghalong ice-salt sa komposisyon nito

2. Ang pinaghalong 1.5 oras ng anim na tubig na calcium chloride CaCl 2 ·6H 2 O na may 1 oras na snow ay ginagawang posible na maabot ang temperatura na -55°C.

3. Ang pinaghalong 1 oras ng ammonium nitrate at 1 oras ng snow ay nagbibigay ng temperatura hanggang -20°C.

4. Idagdag sa diethyl ether, acetone, gasolina o alkohol
tuyong yelo (solid carbon dioxide). Ang halo ay nagpapahintulot sa iyo na maabot ang isang temperatura
hanggang -78°C.

5. Isang pinaghalong snow (yelo) at
puro sulfuric acid, ngunit ang halo na ito ay nakararami
makasaysayang kahalagahan, dahil para sa sulfuric acid ang isa ay makakahanap ng higit sa
makatwirang aplikasyon.

Sa mga eksperimento na inilarawan sa ibaba, ginamit ang isang ice-salt mixture
ang ratio ng 3 oras ng yelo at 1 oras ng asin. Mga sangkap na pinaghalo sa plastic
tray at ilipat ang pinaghalong sa isang garapon o baso. Para sa mga ganyan
sinag ng target Mas mainam na huwag gumamit ng mga lalagyan na gawa sa plastik, at mas mabuti mula sa
Styrofoam a, dahil ang mga materyales na ito ay mas mababa ang thermally conductive kaysa
salamin. Gayunpaman, sa isang garapon ng salamin o baso, ang magiging hitsura ng karanasan
mas nakikita.

Sa hitsura, ang isang garapon na may pinaghalong ice-salt cooling ay mukhang medyo
kadalasan: parang ang mga piraso ng yelo ay lumulutang sa tubig, gayunpaman, kung ibababa mo sa pinaghalong
isang test tube na may tubig, ang tubig ay magyeyelo sa loob ng halos isang minuto, kung saan magagawa mo
madali itong i-verify sa pamamagitan ng pag-alis ng test tube at pagbaligtad nito.
Sa lalong madaling panahon, ang mga panlabas na dingding ng garapon ay sakop ng hamog na nagyelo - ito
ang moisture mula sa hangin ay namumuo at nagyeyelo.

Paglamig ng antifreeze mixtures ng nacl at dry carbonic acid. Pagkuha ng mga cooling mixture mula sa mga gas

Mga hakbang sa pag-iingat

Mga reagents at kagamitan:

Hakbang-hakbang na pagtuturo

Pagpapaliwanag ng mga proseso

Mga pinaghalong likido (likido)

 Sa taglamig, ginagamit ang mga antifreeze na hindi nag-freeze sa temperatura hanggang -40 ° C.

 Ang mga low-freezing coolant ay idinisenyo para gamitin sa mga sistema ng paglamig ng engine.

Mga likidong pampadulas.

Pagproseso ng metal

 Paggiling (pag-alis ng init mula sa mga tool sa pagputol)

 Mga bahagi ng threading

 Sheet metal rolling

solid mixtures

Ang sublimation ng dry ice (solid carbon dioxide) ay malawakang ginagamit para sa paglamig at pagyeyelo ng mga produktong pagkain, pati na rin ang kanilang imbakan at transportasyon sa isang frozen na estado.

Pagyeyelo ng singaw ng mercury (methanol + solid carbon dioxide)

Ang mga glacier, na nagbibigay ng halos zero na temperatura, ay ginagamit sa agrikultura at bahagyang sa kalakalan at industriya ng pagawaan ng gatas, pangunahin para sa pag-iimbak ng mga nabubulok na produkto.

Sa medisina