Soğutma karışımlarının hazırlanması. Gazlardan soğutma karışımlarının hazırlanması

1. Gıda ürünlerinin soğutulması.
Bir termos veya çift duvarlı kaba bir miktar kuru buz topağı koyun, üstüne normal buz ekleyin, ardından yiyecek veya içecek ekleyin. Kuru buzun yiyeceklerle doğrudan temasından kaçınmak daha iyidir, çünkü... kuru buz sıcaklığı -78,33°C. Ürünler bu şekilde 5 ila 7 gün saklanabilir.

2. Yiyeceklerin dondurulması.
Yiyeceklerin üzerine kuru buz konulmalıdır. Kuru buzu kağıda sarmak buharlaşma süresini uzatacaktır.

3. Sis yaratmak.

Büyük bir metal bardağa sıcak su dökün, ardından kuru buz topaklarını ekleyin. Kalın, yoğun bir sis oluşacak ve yere yayılacak. Pop sahnelerinde ve gece kulüplerinde bu şekilde sis yaratıyorlar. Bu işlemi havalandırılan bir alanda yapmak daha iyidir. Aynı şekilde havuzda veya jakuzide sis oluşturabilirsiniz.

Video: Buzlu alkol

4. Soğutma ve dondurma.
Kuru buzun donma yeteneği, su buzunun donma yeteneğinden 15 kat daha fazladır; kuru buzun buharlaşma süresi, su buzunun erime süresini 5 kat aşabilir. Yiyecekleri, bira ve bira fıçılarını soğutmak için kuru buz ve su buzu karışımı kullanılabilir. Yalnızca kuru buz kullanmak biranın donmasına veya fıçıların hasar görmesine neden olabilir.

5. Sivrisineklerin dikkatini potansiyel kurbanlardan uzaklaştırmak.
Kuru buz sivrisinekleri çeker. Bulunduğunuz yerden uzağa bir miktar kuru buz serperseniz, etrafa yoğunlaşırlar.

6. Metal şarkı söylemek.
Metal kuru buzla doğrudan temas ettiğinde yüksek, tiz bir ses çıkarmaya başlar. Bu deney metal bir kaşığın kuru buza yerleştirilmesiyle yapılabilir. Donma sürecini gözlemlemek için bir kaşığa biraz su dökebilirsiniz. Uzun süreli temas kaşığın soğumasına neden olacağından ve doğrudan temas halinde cildinize zarar verebileceğinden dikkatli olun.

7. Sisli kabarcıklar.
Su ve kuru buz karışımına sabun çözeltisi eklendiğinde yoğun sisle dolu kabarcıklar oluşur.

8. Vuruldu.
Plastik filmli bir kutuya bir miktar kuru buz topakları koyarsanız, üzerini bir kapakla kapatıp biraz beklerseniz, kapak birkaç metre dışarı fırlayabilir. Aynı şekilde roketleri suyla fırlatabilirsiniz ancak bunun için özel cihazlar gerekir.

9. Lastik bir balonun veya balonun şişirilmesi.
Bir topun içine biraz kuru buz döküp, sıkıca kapatıp bir havuza veya bir su kaynağına atabilirsiniz. İlk başta top batacak, ancak gazla doldukça yüzeye çıkıp patlayacak.

10. Ses merceği.
Karbondioksitle dolu bir balon ses merceği görevi görebilir. Gerçek şu ki, tıpkı ışığın camın içinde hava veya boşluktan daha yavaş hareket etmesi gibi, ses de karbondioksitte havaya göre daha yavaş hareket eder. Karbondioksitle dolu bir top alabilirsiniz. içine biraz kuru buz koyuyoruz. Karbondioksitle dolu topu kulağınızdan yaklaşık 30 cm uzakta tutun - içinden geçen sesler güçlendirilmelidir.

11. İçeceklerin karbonatlanması.
İçme suyunu bir bardağa dökün ve bir miktar kuru buz granülü ekleyin, buz buharlaştıktan sonra suyun hafif karbonatlı olması gerekir.

12. Seramik yer karolarının çıkarılması.
Seramik karolar yüzeye bir miktar kuru buz serpilerek zeminden çıkarılabilir. Soğutma ve sıkıştırma nedeniyle fayansların çıkarılması daha kolaydır. Bu prosedür, çok sayıda fayansın çıkarılması zaman alıcı olabilir, ancak 1-2 fayansın çıkarılması için çok uygundur.

13. Kemirgen kontrolü.
Bir kemirgenin deliğine granüler kuru buz dökerseniz, bir süre sonra karbondioksit içindeki oksijenin yerini alacak ve kemirgenin göğsüne hava erişimini durduracaktır. Tam etkiyi elde etmek için deliğin geçmediğinden emin olmanız gerekir.

Belediye bütçeli eğitim kurumu

"11 Nolu Ortaokul"

Öğrenci Bilim Topluluğu

Araştırma

"Soğutma karışımları"

İş tamamlandı:

9. sınıf öğrencisi

MBOU "Ortaokul No. 11"

Baranova Yana

Bilim danışmanı:

Ovchinnikova Olga Mihaylovna

Balakhna

2013

İÇERİK

Giriiş………………………………………………………………………………. Bölüm 3BEN. Konuyla ilgili literatürün gözden geçirilmesi………………………… ………………. 51.1.Soğutma karışımları nelerdir…………………………………… ..…. 5

1.2.Soğutucu karışımların keşfinin tarihçesi...……………………….…..…5

1.3. Kriyojenik karışımların sınıflandırılması….……………………………………...…. 6

1.4.Soğutma karışımlarının hipotermal etkisinin teorik olarak doğrulanması…..…………………………………………………………………….… 8

1.5. Kriyojenik karışımların endüstride ve günlük yaşamda uygulanması….…………….… .9

BölümII. Deneysel kısım………………………………………….… 12

2.1. Ekipman….…………………………………………………….…… 12

2.2. APPOLO hipotermal paketinin içeriğinin niteliksel bileşiminin ve etkinliğinin belirlenmesi……………………………………12

2.3.Kimlik Tanımlamasoğutma karışımlarının çeşitli bileşimlerinin etkinliği……………………………………………………….13

2.4. Soğutma etkisinin solventin toplanma durumuna bağlılığı………….……………………………………………………….….14

2.5. Soğutma etkisinin çözünmüş maddenin konsantrasyonuna bağımlılığı………….………………………………………………………………………………. 14

2.6. Konsantre sülfürik asitin “paradoksu”….………….……….. 15

3. Sonuç…..…………….……………………………………………………………16

4. Kullanılan literatür listesi……………………………………… 17

5. Başvurular………………………………………………………………………………..18

Giriiş.

İşin alaka düzeyi.

Günlük yaşamda çoğu zaman içimizde pek çok soruyu gündeme getiren olgularla karşılaşırız.

Bitkileri beslemek için kullanılan bazı azotlu gübreler çözündüğünde ortaya çıkan çözeltiler neden soğuyor?

Tuz lapasının (kar ve tuz karışımı) üzerinde durmak neden kar üzerinde durmaktan daha soğuktur?

Arabanın ilk yardım çantasındaki hipotermik paketi kullanırken neden soğutma meydana geliyor?

Konsantre sülfürik asit neden karla karıştırıldığında güçlü bir soğutma etkisi sağlar ve suda çözündüğünde güçlü bir ısıtma etkisi sağlar?

Bu sorulara yanıt bulma isteği araştırmamızın temelini oluşturdu.Termal süreçlerin mekanizmasını incelemeye ve soğutma karışımlarının en erişilebilir, etkili bileşimlerini belirlemeye karar verdim.

Çalışmanın amacı:

Soğutma karışımları hakkındaki bilgileri inceleyin ve analiz edin ve soğutma karışımlarının en basit ve en etkili bileşimlerini deneysel olarak belirleyin.

İşin hedefleri:

Soğutma karışımlarına ilişkin literatürü toplayın ve analiz edin.

APPOLO su-tuz hipotermal paketinin bileşimini deneysel olarak belirlemek.

Günlük yaşamda kullanılan maddelerden soğuk karışımların en etkili bileşimlerini deneysel olarak belirlemek.

Çalışmanın amacı. Azotlu gübre olarak kullanılan tuzlar.

Çalışma konusu. Soğutma karışımlarının bileşimlerinin etkinliği, hipotermik etkinin karışımlardaki tuz içeriğine ve çözücünün agregat durumuna bağımlılığı.

Hipotez:

Azotlu gübreler ve sofra tuzu bazında hazırlanan etkili ve basit soğutma bileşimleri vardır.

Soğutma etkisi, çözücünün toplanma durumuna ve çözünen maddenin konsantrasyonuna bağlıdır.

Araştırma Yöntemleri:

Gerçekleştirme yöntemi - belirli bir çalışmanın değerinin belirlenmesinden oluşur;

Aramak

Pratik araştırma yöntemi;

Analiz ve genelleme yöntemi

1. BÖLÜM Konuyla ilgili literatür taraması

1. Soğutma karışımları nelerdir (kriyo-karışımlar).

Kriyo-karışım bir neolojizmdir (YunanKriyo- buz).Bu nedenle bu kelimeye bilimsel literatürde oldukça nadir rastlanmaktadır. Çoğu zaman bu kelimenin yerini "soğutma karışımı" ifadesi alır. Buiki veya daha fazla katı veya katı ve sıvı maddeden oluşan sistemler karıştırıldığında, sistem bileşenlerinin erimesi veya çözünmesi sırasında ısının emilmesi nedeniyle karışımın sıcaklığı düşer.

Sıcaklıkları -50° C'ye düşürmek için soğutma karışımlarının bileşenleri olarak çeşitli tuzlar, asitler, su ve buz (kar) kullanılır.Sıcaklıkları -80° C'ye düşürmek için kuru buz (katı karbon dioksit) ve bazı organik maddelerden (alkoller, aseton, eter) oluşan soğutma karışımları kullanılır.Soğutma sıvıları endüstride de yaygın olarak kullanılmaktadır. En yaygın soğutucu sudur. En yaygın kullanılan soğutucular polihidrik alkol – etilen glikol bazlı olanlardır.

En düşük sıcaklığı elde etmek için soğutma karışımlarının içerdiği maddeler kriyohidrat noktasına karşılık gelen miktarlarda alınır.Kriyohidrat noktası, belirli bir maddenin çözeltisinin donduğu sıcaklıktır, diğer bir deyişle, belirli bir kütlenin bileşenlerini karıştırarak elde edebileceğiniz en düşük sıcaklıktır.

Genel olarak ısının emilmesiyle meydana gelen herhangi bir kimyasal reaksiyon (çözünme dahil) soğutmaya hizmet edebildiğinden çok sayıda soğutma karışımı vardır. Bir veya diğer soğutma karışımının kullanımı, mevcut olana ve istenen sıcaklık düşüşüne bağlıdır.

1.2. Soğutma karışımlarının (kriyo-karışımlar) keşfi ve oluşturulmasının tarihi.

Yapay soğuk elde etmenin bir yolu olarak çözünme uzun süredir kullanılmaktadır; örneğin Romalılar şarabı soğutmak için suda potasyum nitrat kullandılar. Aynı soğutma yöntemi yine fizikçi tarafından kullanıldı.BlasiusVillafranca1550'de Roma'da. Daha güçlü soğutmadan bahsediyorLatinTancredus1607'de Napoli'de; kar ve güherçile karışımını aldı; son olarak 1626 yılında Santorio tarafından kırılmış buz ve sofra tuzu karışımından bahsedilmiştir. Aynı karışım Estonyalılar tarafından ölülerin yanı sıra sıvıların dondurulması için de kullanılmıştır. Orta Çağ'da dondurma yapımında soğutma efektleri kullanıldı. Dondurucu olarak bir varil kar ve tuz kullanıldı.

Zaten 17. yüzyılın başında, soğutma karışımları için ilk formüller geliştirildi.

1665 Robert Boyle'un soğuk algınlığına yakalanmanın teorik temellerini içeren bir çalışmayı yayınladığı yılı işaret ediyor.Ve zaten 1686'daMarriott, Boyle'un teorilerini deneysel olarak doğruladı.

1685 - Philip Lahir'e dışarıdan amonyakla dolu bir kapta su buzu verildi.
1810'da Leslie yapay buz üretmek için bilinen ilk tesisi kurdu.

Kısa süre sonra (1834) Peltier, termoelektrik soğutma makinelerinin geliştirilmesinin temelini atan prensibi keşfetti.

1844'teCharles Smith Piazzisonunda soğutma odasını icat etti.

1870 - Peter Vander Weid, termostatik soğutma sistemi için ABD patenti aldı.

1879'da Karl von Linde dünyanın ilk mekanik buzdolabının patentini aldı.

Günümüzde soğutma karışımları ev yaşamında, laboratuvarlarda ve genel olarak çok güçlü ve uzun süreli soğutmanın gerekli olmadığı yerlerde kullanılmaktadır. İkincisi ve fabrika amaçları için, bilim ve ekonomik hesaplamalar daha güçlü yapay soğutma araçları yarattı.

"Kriyo-karışımlar"ın ana mucitleri şu kişiler olarak değerlendirilmektedir:

Robert Boyle

 basınç, hacim ve sıcaklık arasındaki ilişki kanunu

 Soğuk almanın teorik temeli

William Cullen

 vakum kullanarak buz yapmak

 buhar sıkıştırma makinesinin oluşturulması

Mihail Vasilyeviç Lomonosov

 Yaratılışdoğal havalandırma teorileri

Nern

 Vvakum koşulları altında, su buharı uzaklaştırılırsa su donar (buhar, sülfürik asit tarafından emilir)

1.3. Soğutma karışımlarının sınıflandırılması.

1. Su (veya kar) ve tuz karışımlarının soğutulması

2. Su ve iki tuzun soğutulan karışımları

3. Asit ve kar karışımlarının soğutulması

4. Tuz ve asit karışımlarının soğutulması

5. Bazı organik maddelerin katı karbondioksitle soğutulması

6. Antifriz çözümleri

Su (veya kar) ve tuz karışımlarının soğutulması

Su ve iki tuzun soğutma karışımları

Asit ve kardan oluşan soğutma karışımları

Tuz ve asit karışımlarının soğutulması

HC1 (2:1)

Hayır 2 BU YÜZDEN 4

N.H. 4 Cl

BİLİYORUM 3

HC1(konsantrasyon)

Hayır 2 BU YÜZDEN 4

HNO 3 (2:1)

Hayır 2 BU YÜZDEN 4

HNO 3 (2:1)

Hayır 3 P.O. 4

HNO 3 (2:1)

Hayır 2 BU YÜZDEN 4

N.H. 4 HAYIR 3

H 2 BU YÜZDEN 4 (1:1)

Hayır 2 BU YÜZDEN 4

Katı karbondioksit içeren karışımların soğutulması

1.4. Soğutma karışımlarının hipotermal etkisinin teorik olarak doğrulanması.

Karışımların özelliklerinde ilginç bir model vardır: Birkaç maddeden oluşan bir karışımın erime noktası, saf maddelerin her birinin ayrı ayrı erime noktasından daha düşüktür. Saf suyun erime noktası (buz veya kar halinde) 0 0 C. Buza sofra tuzu karışımı eklerseniz, sıfırın altındaki sıcaklıklarda buz erimeye başlar. Erime noktası buz ve tuz oranına, karıştırma hızına ve hatta buzun kırılma derecesine bağlıdır.Buz, katı veya sıvı herhangi bir cisim gibi, titreşimsel (termal) hareketleri olan ve aynı zamanda birbirini çeken bir moleküller sistemidir; bu sistem mobil denge durumlarından birinde kaldığı sürece vücudun fiziksel (ve kimyasal) durumu değişmeden kalır. Buz parçacıkları ile tuz temas ettiğinde kimyasal bir etkileşim meydana gelir, buz parçacıkları arasındaki karşılıklı çekim zayıflar, buz erir; bu durumda ısı emilir. Aynı zamanda tuzun su ile etkileşimine (hidrasyon) ısı açığa çıkması da eşlik eder. Nihai sonuç, buzun erimesi sırasında emilen ısı miktarı ile tuz ve su kombinasyonunun ısısı arasındaki farkla belirlenir. Bu durumda birincisi ikinciyi aştığı için karışım soğutulur. Yapay soğuktan daha fazla faydalanabilmek için karıştırmanın gerçekleştirildiği kabın elbette ısıyı iletmeyen maddelerle iyi bir şekilde yalıtılması gerekir ve karıştırmanın kendisi mümkün olduğu kadar çabuk gerçekleştirilir; Bunun için buz, tuz gibi tüm katıların iyice ezilmesi gerekir. Soğuma olgusunun yukarıdaki açıklaması aynı zamanda tuzların sudaki çözünmesi için de geçerlidir; tek fark, çok sayıda tuz çözündüğünde, çözücü ve çözünen madde arasındaki kimyasal etkileşimin bu kadar açık bir şekilde ifade edilmemesidir. Birkaç tuz su veya karla karıştırıldığında, tuzların çift ayrışımı vb. gibi daha karmaşık olaylar meydana gelebilir.

Genel olarak çözünmenin termal etkisi iki aşamanın termal etkilerinden oluşur:

enerji harcamasıyla ortaya çıkan kristal kafesin tahrip edilmesi

enerji salınımının eşlik ettiği hidratların oluşumu

Çözünmenin termal etkisinin işareti bu aşamaların enerji oranına göre belirlenecektir.

1.5. Başvuru endüstride ve günlük yaşamda kriyo karışımlar.

Günümüzde soğutma karışımları ev yaşamında, laboratuvarlarda ve genel olarak çok güçlü ve uzun süreli soğutmanın gerekli olmadığı yerlerde kullanılmaktadır. İkincisi ve endüstriyel amaçlar için, bilim ve ekonomik hesaplamalar daha güçlü yapay soğutma araçları yarattı. Kriyojenik karışımların günlük yaşamda, tıpta ve laboratuvarda ana uygulama alanları şu şekilde tanımlanabilir:

1) içeceklerin veya yiyeceklerin hızlı soğutulması;

2) sıcak mevsimde buzdolabının yokluğunda yiyeceklerin kısa süre saklanması;

3) laboratuvarda - düşük kaynama noktalı sıvıların veya gazların damıtılması;

4) biri düşük donma noktasına sahip olan (benzen-su) birbiriyle karışmayan 2 sıvının ayrılması.

Sıvı karışımlar (sıvılar)

 Kışın -40°C'ye kadar donmayan antifrizler kullanılır.

 Düşük donma derecesine sahip soğutma sıvıları, motor soğutma sistemlerinde kullanılmak üzere tasarlanmıştır.

Sıvıların kesilmesi.

Metal işleme

 Frezeleme (kesici takımlardan ısının uzaklaştırılması)

 Diş açma parçaları

 Sac haddeleme

Katı karışımlar

Gıda ürünlerinin soğutulması ve dondurulmasının yanı sıra bunların donmuş halde depolanması ve taşınması için kuru buzun (katı karbondioksit) süblimasyonu yaygın olarak kullanılmaktadır.

• Cıva buharının dondurulması (metanol + katı karbondioksit)

Sıfıra yakın sıcaklıklar sağlayan buzullar tarımda, kısmen de ticarette ve süt endüstrisinde, esas olarak çabuk bozulan ürünlerin depolanmasında kullanılıyor.

Eczanede

Lokal hipotermi, dokuların sıcaklığını kriyo stabilite sınırlarının (5-10°C) altına düşürmeyen soğuk faktörlerin vücudun sınırlı alanları üzerinde terapötik bir etkisidir.

Şu anda kullanılan soğutucular inorganik tuz ve bir bölmeyle ayrılmış su içerir. Septum yırtıldığında tuz endotermik etkiyle suda çözünür. Endüstri bu tür paketleri Snezhok, Apollo, Mirali vb. markalar altında üretmektedir. Vücut dokularını soğutmaya yönelik iki ana tür tedavi paketi vardır. Birincisi, belirli tuzların suda çözünmesiyle oluşan endotermik reaksiyonun kullanımına dayanmaktadır. Bu tür ambalajlar harici soğuğa ihtiyaç duymadığından saha koşullarında kullanıma uygundur. Ancak düşük ısı kapasitesi nedeniyle tek etkili paketler sıcak iklimlerde etkili değildir ve çeşitli tıbbi endikasyonlar için en uygun düzeyde hipotermi sağlayamaz.

İkinci tip torbaların etkisi, soğutma odasındaki torbanın içeriği (örneğin jel) tarafından ön soğuk birikmesine dayanır. Bu tür paketler büyük bir ısı kapasitesine sahiptir, ancak dondurucuda birkaç saat soğutulmadan hemen bir tedavi edici etki sağlayamazlar. Bununla birlikte, bu tür cihazların ana dezavantajı, su ve tuz arasındaki endotermik reaksiyonun geçici olmasının bir sonucu olarak kısa etki süresidir.

Reaksiyonu uzatmak için aşağıdaki araçlar kullanılır:

a) tuz kısımlarının sıralı çözünmesi;

b) reaksiyon sırasında su ile tuz arasındaki temas yüzeyinin düzenlenmesi;

c) çözünebilir veya gözenekli granül kabuklara sahip granüler formdaki tuzların kullanılması.

Bölüm II . deneysel kısım

1. . Teçhizat.

Ölçüm silindirleri, 100-150 ml'lik cam kaplar, cam çubuklar, teknik teraziler (200g,Δm=0,01 g), harici termometre, havan ve havan tokmağı, ısıtma cihazları.

Reaktifler: tuz setiNaCl, NaNO 3, BİLİYORUM 3 , N.H. 4 Cl, CO( N.H. 2 ) 2, N.H. 4 HAYIR 3, konsantre sülfürik asit, Apollo hipotermik paket, bakır talaşı, fenolftalein, sodyum hidroksit, difenilamin.

2.2. APPOLO hipotermal paketinin içeriğinin niteliksel bileşiminin ve etkinliğinin belirlenmesi.

Ek 1

APPOLO soğutma paketinin üzerinde kimyasal bileşim belirtilmemiştir, bu nedenle paketin içeriğinin niteliksel bir analizi yapılmıştır.

Tuz katyonları belirlendi:

1. Alev rengi ve kalitatif reaksiyonlarla iyonların belirlenmesi: test tuzu çözeltisi içeren cam çubuklar aleve yerleştirildi. Alev rengini değiştirmedi, bu da tuzun alev rengini veren iyonları içermediği anlamına gelir:Hayır + , k + , Cu 2+ , Ba 2+ , CA 2+ , vesaire. Bir tuz çözeltisi, ısıtıldığında bir alkali ile etkileşime girdiğinde, ıslak fenolftalein kağıdı, amonyum iyonunun varlığını gösteren parlak kırmızı bir renk elde etti.

N.H. 4 + + AH - = N.H. 3 + H 2 Ö

2.Anyonların belirlenmesiBU YÜZDEN 4 2- , HAYIR 3 - , P.O. 4 3- , Cl - , kardeşim - , vesaire. niteliksel reaksiyonlara göre. Sülfat ve fosfat iyonlarıyla gözle görülür bir reaksiyon belirtisi gözlenmedi. Tuz çözeltisine bakır talaşı ve konsantre sülfürik asit eklendiğinde karakteristik kokusu olan kahverengi bir gaz açığa çıktı ve nitrat iyonunun varlığını gösteren mavi bir çözelti oluştu. Çözeltiye difenilamin tuzu eklendiğinde koyu mavi bir renk ortaya çıktı.

Test edilen tuz amonyum nitrattır.

4Hayır 3 - + 2 saat 2 BU YÜZDEN 4 + Cu = Cu 2+ +2HAYIR 2 + 2 saat 2 O+SO 4 2-

Final denklemler

N.H. 4 HAYIR 3 + NaOH = NaNO 3 + NH 3 +H 2 Ö

2) 4NH 4 HAYIR 3 + 2 saat 2 BU YÜZDEN 4 + Cu = Cu(HAYIR 3 ) 2 +2HAYIR 2 + 2 saat 2 O+2(NH 4 ) 2 BU YÜZDEN 4

APPOLO hipotermal paketinde birinci kapta 64,15 g amonyum nitrat, ikinci kapta ise 60 ml su bulunuyordu.

Bu bileşenler karıştırıldığında soğutma etkisi sıcaklığın 22 santigrat derece azalmasına karşılık gelir.

2. Çeşitli soğutma karışım bileşimlerinin etkinliğinin belirlenmesi.

Soğutma: tuz + su (uygulama No. 2).

Fincanın kütlesi teknik ölçekte belirlendi, maddenin gerekli kütlesi, kütlesi dikkate alınarak bardağa eklendi. Kütle oranı %50,54 (elektrolitik asit) olan bir sülfürik asit çözeltisi, daha önce yeniden hesaplama yapılarak bir ölçüm silindiri ile ölçüldü. AğırlıkH 2 BU YÜZDEN 4 = 12,6 g, yoğunluk = 1,25 g/ml, çözelti hacmiH 2 BU YÜZDEN 4 = 20 ml.

V= M/ K* P.

Bir g madde 18°C'de 100 g su ile karıştırıldı.

Tablo No.1

CO(NH 2 ) 2

(üre)

50

-1 8

N.H. 4 HAYIR 3

107

-22

N.H. 4 HAYIR 3

13

-8

Soğutma: su + tuz + tuz (Ek No. 3).

Tuz numunelerine 100 ml su ilave edildi.

Tablo No.2

50 gramCO(NH 2 ) 2 + 36 NaCl

-15

41,6 GN.H. 4 HAYIR 3 + 41.6 NaCl

-20

Çözüm: En büyük hipotermik etki, suda çözündüğünde amonyum nitrat tarafından üretilir. Birkaç tuzu karıştırırken hipotermik etki artar. Tuz karışımları daha büyük bir soğutma etkisi sağlar ancak tuzun doğası belirli bir rol oynar.

2.4.Soğutma etkisinin çözücünün toplanma durumuna bağlılığı.

Soğutma: tuz + kar (bkz. Ek No. 4).

100 gr karla 1 gr tuz karıştırıldı.

Tablo No.3

bir, g

∆ T, °C

NaCl

36

-18

NaNO 3

75

-14

N.H. 4 Cl

30

-12

CO(NH 2 ) 2

(üre)

50

-18

Çözüm: En büyük hipotermik etki üre ve sodyum klorür ile gösterilmiştir. Buz veya kar kullanmak soğutma etkisini artırır.

2.5. Soğutma etkisinin çözünen maddenin konsantrasyonuna bağımlılığı.

Belirli bir konsantrasyonda kar ve ince öğütülmüş sofra tuzu karışımı hazırlandı. Ortaya çıkan karışımın sıcaklığı ölçüldü. Veriler tablo halinde sunuldu.

Kar-tuz karışımının sıcaklığının bileşimine bağlılığı

Tablo No.4

Çözüm: Karışımdaki sofra tuzu içeriği ne kadar yüksek olursa, hipotermik (soğutma) etkisi de o kadar büyük olur. -21°C sıcaklığa kadar maksimum soğutma, 3 kısım kar ve 1 kısım tuzdan oluşan bir karışım hazırlanarak elde edilir. Tuz konsantrasyonunun daha da artmasıyla karışımın soğuması gerçekleşmez.

2.6. Paradoks H 2 BU YÜZDEN 4(kons.) (Ek No. 5)

Konsantre sülfürik asit, suda çözündüğünde aynı zamanda güçlü bir hipertermik etki sağlar.karda iyi bir soğutma etkisi sağlar.

İlk durumda, asit kristal kafesinin yok edilme enerjisi, asidin suyla hidrasyon enerjisinden daha azdır, dolayısıyla reaksiyon oldukça ekzotermiktir.

İkincisi, buz kristali kafesinin enerjisinin, sülfürik asidin suyla hidrasyon enerjisinden daha büyük olduğu ortaya çıktı, yani. Buzu eritmek için asit ve su kombinasyonundan açığa çıkandan daha fazla ısı harcanır.

H 2 BU YÜZDEN 4 (konsantrasyon)+100 gr kar

12,6

-12

H 2 BU YÜZDEN 4 (konsantrasyon)+100 su

12,6

+12

Genel sonuç:

Deneylerimiz hipotezlerimizi doğruladı: Azotlu gübreler ve sofra tuzu, soğutma karışımlarının hazırlanmasında ucuz ve oldukça etkili maddelerdir. En büyük hipotermik etki, suda çözündüğünde amonyum nitrat ve üre tuzları tarafından üretilir.

Soğutma etkisi doğrudan karışımdaki tuz içeriğine ve solventin topaklanma durumuna bağlıdır.

Soğutma karışımları hazırlama yöntemlerine ilişkin öneriler.

Çözüm.

Sonuç olarak “Soğutma karışımları” problemi üzerine yapılan çalışmalardan çok etkilendiğimi belirtmek isterim. Kendim için ilgimi çeken soruların yanıtlarını buldum, belirli maddelerin (sülfürik asit) paradoksal özelliklerini öğrendim. Soğutma karışımlarının çok yaygın olarak ve farklı faaliyet alanlarında kullanıldığını öğrendim: günlük yaşamdan büyük endüstriyel laboratuvarlara kadar.

Kendi soğutma karışımlarını hazırlamak isteyenlere bazı önerilerde bulunabiliriz:

1. Yapay soğuğun daha iyi kullanılması için, karıştırmanın gerçekleştirildiği kap, ısıyı iletmeyen maddelerle (plastik, köpük) iyi bir şekilde yalıtılmalıdır.

2. Mümkün olduğu kadar çabuk karıştırın.

3. Karışık maddelerin temas alanını arttırmak için ince öğütülmüş halde olması gerekir.

4. Kullanılan literatürün listesi.

A. I. Perevozchikov “Sülfirik asidin su ile etkileşimine ilişkin sorunlu deneyim” ed. “Okulda Kimya” No. 7, 2011.

2.Tuz anyonlarının belirlenmesi





P Ek No. 2 Soğutma: tuz + su


Karışım N.H. 4 HAYIR 3 + H 2 Ö





( NaCl + H 2 Ö )





( NaNO 3 + H 2 Ö )





(YU 4 Cl+H 2 Ö)
( CO(NH 2 ) 2 +H 2 Ö)

(üre)

Ek No. 3 Soğutma: su + tuz + tuz



Ek No. 4 Soğutma: tuz + kar



N.H. 4 Cl + kar NaCl +kar




NaNO 3 +kar

Ek No. 5

Soğutma karışımları

Bazı gazların kaynama noktaları nispeten yüksektir.
evde bile sıvı halde elde edilmesini mümkün kılar
laboratuvarlar. Bir örnek nitrojen dioksittir (Bp =
21,1°C), bütan (kn = -0,5°C) ve kükürt dioksit (kn = -10,0°C).
Gaz sıvılaştırma tesisinin konsepti oldukça basittir. Gaz
uygun bir reaksiyonla bir şişede hazırlanır veya bir balondan alınır.
Gaz daha sonra bir kurutma maddesi (örn.
kalsiyum klorür) ve içine indirilen ikinci U şeklinde bir tüpe girer.
soğutma karışımı olan büyük kap. Son tüpteki gaz kısmen
yoğunlaşır.

1 – gaz üretimi için şişe, 2 – U şeklinde
kurutuculu tüp (basitlik açısından çıkarılabilir), 3 - soğutma
karışım, 4 – Gaz yoğunlaşması için U şeklinde boru.

Öncelikle soğutma karışımlarının nasıl hazırlanacağına bakalım.

Çeşitli soğutma karışımları için birçok tarif vardır. Fakat
Kimyacılar bunlardan yalnızca birkaçını kullanma eğilimindedir. Seçerken
Soğutma karışımında bileşenlerin bulunabilirliği büyük önem taşımaktadır.
Laboratuvarda sıklıkla kullanılan en erişilebilir karışımlar
aşağıda verilmiştir.

1. 3 ölçü kar (veya kırılmış buz) ve 1 ölçü pişirme suyunun karışımı
tuz -21°C sıcaklığa ulaşmanızı sağlar. Daha yükseğe ihtiyacınız varsa
sıcaklık, buz/tuz oranı değişimi.

Buz-tuz karışımının sıcaklığının bileşimine bağlılığı

2. 1,5 kısım kalsiyum klorür hekzahidrat CaCl2 ·6H2O'nun 1 kısım karla karışımı -55°C sıcaklığa ulaşmanızı sağlar.

3. 1 kısım amonyum nitrat ve 1 kısım kar karışımı -20°C'ye kadar sıcaklık verir.

4. Dietil eter, aseton, benzin veya alkole ekleyin
kuru buz (katı karbondioksit). Karışım belirli bir sıcaklığa ulaşır
-78°C'ye kadar.

5. Kar (buz) ve
konsantre sülfürik asit, ancak bu karışım ağırlıklı olarak
Sülfürik asit için daha fazlası bulunabileceğinden tarihsel önemi
rasyonel kullanım.

Aşağıda açıklanan deneylerde bir buz-tuz karışımı kullanıldı.
3 kısım buz ve 1 kısım tuz oranı. Plastikle karıştırılmış malzemeler
Karışımı bir cam kavanoza veya bardağa aktarın. Benzeri için
hedef ışın Plastikten yapılmış kaplar kullanmak daha iyidir, hatta daha da iyidir
Strafor ve bu malzemeler termal olarak önemli ölçüde daha az iletken olduğundan
bardak. Ancak bir cam kavanoz veya bardakta deneyim şöyle görünecektir:
daha açık bir şekilde.

Görünüşte, buz-tuz soğutma karışımının bulunduğu kavanoz oldukça görünüyor
genellikle: sanki buz parçaları suda yüzüyormuş gibi, ancak bunları karışımın içine koyarsanız
su dolu bir deney tüpüne koyarsanız, su yaklaşık bir dakika içinde donacaktır.
Test tüpünü çıkarıp ters çevirerek doğrulamak kolaydır.
Çok yakında kavanozun dış duvarları buzla kaplanacak - bu
Havadaki nem yoğunlaşır ve donar.

Bu basit yaşam tüyosu için ihtiyacınız olan tek şey buz ve tuz.

İhtiyati önlemler

Termal yanıkları önlemek için, soğutma karışımlarını kullanırken koruyucu eldivenler ve uzun kollu giysiler giyin.

Reaktifler ve ekipmanlar:

• buz (750 g);
• sofra tuzu (sodyum klorür, 250 g);
• cam kaplar (2 adet);
• içki şişesi.

Adım adım talimat

Büyük bir bardakta buz ve tuzu 3:1 oranında karıştırın. Soğutma karışımı hazır. Şimdi içeceği soğutma karışımına koyun. İçecek oda sıcaklığındaydı ama şimdi -2 °C'ye düştü! Artık yemeye hazır!

Süreçlerin açıklaması

Soğutma karışımları iki veya daha fazla katı (veya katı ve sıvı) maddeden oluşur. Karıştırarak ısıyı “alırlar” ve dışarıdan sıcaklığı düşürürler. Çevreden ısının alındığı işlemlere endotermik denir. Buz ve sofra tuzunun 3:1 oranındaki soğutma karışımı -21 °C'lik bir sıcaklık üretebilir. Efekti arttırmak için tuz ve buz oranını değiştirebilir veya kabı buz veya karla kaplayıp üzerine tuz serpebilirsiniz. Buz ve klorür karışımı sıcaklıkları -55°C'ye düşürebilir. Dietil eter veya aseton ile karıştırılmış katı karbondioksit () -78 °C sıcaklığa sahiptir. Bu tür tuz ve sıvılardan soğutma karışımları hazırlanmakta olup buzla mücadelede de kullanılmaktadır.

Elde edilen konsantrasyon verilerine göre en ucuz, en ekonomik, çevre dostu ve kullanımı kolay karışımlar belirlenebilmektedir.

Kriyojenik karışımlar nelerdir? Bu kelime bilimsel literatürde neredeyse hiç geçmiyor. “Soğutma karışımları” ifadesi kullanılmaktadır.

Adından da anlaşılacağı gibi bunlar yapay soğuk üretmek için tasarlanmış karışımlardır. En iyi bilinen ana karışım, buz-tuz soğutması olarak bilinen NaCl + H2O'dur.

İki tür kriyojenik karışım vardır (tuz + su ve tuz + asit).

Antifriz (antifriz sıvıları) da soğutma karışımları olarak kabul edilir. Motor soğutma sistemlerinde kullanılırlar.

Oldukça düşük sıcaklıklara (-60-70 C) ulaşmak için kuru buz (katı karbondioksit) kullanılır.

Çalışmamda sadece dört karışımı (tuz + kar) ele alıyorum.

2) (NH4)2SO4+H2O

3) NaCl+H2O (buz)

4) CaCl2*6H2O+H2O (buz)

Tuz + asit gibi karışımlar tehlikelidir ve amaçlarım için çok düşük sıcaklıklar üretir. Bu yüzden onları kullanmıyorum.

En etkili karışımın 4 numaralı karışım olduğu görülmektedir. Bunun için en iyi konsantrasyon %50'dir.

%50-70 konsantrasyonlarda değerlerin bulunmaması diğerlerinden farklıdır, bunun nedeni karışımdaki tuz konsantrasyonunun %40'ın üzerine çıkmasıyla reaksiyonun endotermikten ekzotermiğe geçişinden kaynaklanmaktadır. Bu etki, reaksiyona giren maddelerin doğası ve karışımın hazırlanması sırasındaki fiziksel durumu ile açıklanmaktadır (kar aktif olarak erimeye başlar ve susuz kalsiyum klorür suyla karıştırıldığında reaksiyon yalnızca ekzotermiktir); buna göre reaksiyonlar ısının emilmesi ve salınması, tuz içeriğindeki artışla ekzotermiğe geçişle paralel olarak ilerler.

1, 2, 3 numaralı sistemler X eksenine neredeyse paralel uzanıyor ama sadece bu grafikte öyle görünüyor. Sadece sıcaklık skalasını bölmenin bedeli = 5(!)0C.

Açıklayıcı bir örnek için Şekil 1'i alabiliriz. 2, sıcaklık ölçeği bölme değeri = 0.10C'dir.

Pirinç. 2 Sistem NH4NO3+H2O (buz)

Aslında 0,50C çok da önemli değil. Yani grafiğin neredeyse düz bir çizgide ilerlediğini varsayabiliriz. En iyi konsantrasyonun %10 NH4NO3 olduğunu düşünüyorum.

Keşifler

Bunu zaten 1550'de fark edebilirsiniz. "soğutma karışımları"nın ilk sözü oldu. Bu durumda potasyum nitrat kullanarak suyun soğutulması işlemi hakkında. Buzdolabı 1844'te icat edildi. Charles Smith Piazzi.

Başvuru

Hazırladığım soğutma karışımları çok çeşitli amaçlarla kullanılabiliyor. Örneğin NaCl + kar kullanarak meyve suyunu ve yiyecekleri iyi bir şekilde soğutabilirsiniz. Tabii buzdolabında yer yoksa. Bu karışım çevre dostu ve zararsız olduğundan gıdaları korumak için de kullanılabilir.

-40°C'ye daha tam soğutma için CaCl2*6H2O+H2O karışımı kullanılır. Deneylerimde %50 konsantrasyonda minimum sıcaklığa ulaştım. ~370C'ye eşittir.

Yapılan çalışmalar sonucunda, CaCl2*6H20+H2O iyi bir karışım olmasına rağmen oldukça düşük sıcaklık (~ -370C) vermesine rağmen en uygun, çevreci karışımın NaCl + kar 30 olduğu kanaatindeyim. %.

Yapılan çalışmadan sonra, CaCl2*6H20+H2O iyi bir karışım olmasına rağmen oldukça düşük sıcaklık (~ -370C) vermesine rağmen en uygun, çevre dostu karışımın NaCl + kar olduğu kanısındayım.

Çalışmamdan pratik bir sonuç şu şekilde çıkarılabilir.

Bu karışımları kullanarak belirli bir ürünün niteliksel bileşimini belirleyebilirsiniz. Örneğin tereyağı, ekşi krema, süt, benzin. Bu, kap içinde kap prensibi kullanılarak yapılır. Hazırlanan kriyo-karışım daha büyük bir kaba boşaltılır ve içine arzu edilen bileşenin bulunduğu daha küçük bir kap yerleştirilir. Bundan sonra bir termistör sensörü karışıma, diğeri ise ürünün bulunduğu kaba yerleştirilir. Bir dizi ölçüm gerçekleştirilir. Ürünün çeşitli bileşenlerinin soğuma grafiklerini kullanarak test sıvısındaki belirli bir maddenin miktarını öğrenebilirsiniz.