Autonome varmekilder (individuelle varmeapparater). (anmeldelse)

Eksempel 1. Hvor mange gange skal brintkoncentrationen i systemet øges?

N 2  3H 2  2NH 3

så reaktionshastigheden stiger 100 gange?

Løsning. At udtrykke hastigheden af ​​en given reaktion

v = k 3.

I det første tidspunkt

v 0 = k 0 0 3 .

Lad os tage stigningen i brintkoncentration til at være x,

v 1 =k 0 [xH 2 ] 3 = x 3 k 0 0 3 = x 3 v 0 = 100v 0,

og så bør stigningen i brintkoncentration være

Eksempel 2. Hvordan vil hastigheden af ​​den fremadrettede reaktion ændre sig, hvis trykket i systemet tredobles?

N 2  3H 2  2NH 3

Løsning. En tredobling af tryk svarer til en tredobling i volumen og følgelig en tredobling af koncentrationen af ​​alle stoffer.

Reaktionshastighed i det indledende tidspunkt:

v 0 = k 0 0 3;

efter stigende tryk

v 1 = k 3 = 3 3 3 k 0 0 3 = 81v 0 ,

dvs. hastigheden af ​​den direkte reaktion vil stige med 81 gange.

Eksempel 3. Forøgelse af temperaturen fra 50 0 C til 70 0 C forårsager en stigning i reaktionshastigheden med 9 gange. Find temperaturkoefficienten for reaktionen.

Løsning. Lad os udtrykke temperaturkoefficienten for reaktionen fra Van't Hoff-ligningen:

γ (t 1- t 2)/10 = v 2 / v 1,

og vi får

γ (70-50)/10 = 9, γ 2 = 9, γ = 3.

Eksempel 4. Beregn aktiveringsenergien og hastighedskonstanten for kemikaliet

hvilken slags reaktion

CO + H 2 O  H 2 + CO 2

ved 303 K (T 3), hvis reaktionshastighedskonstanterne ved henholdsvis 288 K (T 1) og 313 K (T 2) er 3,1 10 -4 og 8,15 10 -3 mol/l.

Løsning. Af Arrhenius-ligningen følger det

Еа = 2,3RT 1 T 2 log(k 2 /k 1)/(T 2 T 1).

Ved at erstatte de opnåede værdier får vi:

Ea = 2,3 8,31 288 313 log(8,15. 10 -3 /3,1 10 -4)/(313-288) = 97848 J/mol.

Reaktionshastighedskonstanten ved 303 K kan findes ud fra relationen

log(k 3 /k 1) = Ea(T 3 -T 1)/(2.3RT 3 T 1) eller log(k 2 /k 3) = Ea(T 2 -T 3)/(2.3RT 2 T 3 ).

Ved at erstatte de tilgængelige værdier i en af ​​disse formler får vi:

k3 = 2,34 10-3 l mol-1 min-1.

Eksempel 5. Ved en temperatur på 10 0 C slutter reaktionen efter 120 sekunder, og ved 30 0 C - efter 30 sekunder. Find aktiveringsenergien.

Løsning. Det er indlysende, at k (30) /k (10) =  (10) / (30), og derefter erstatte værdierne i formlen Ea = 2.3RT 1 T 2 log(k 2 /k 1) /(T 2 T 1), får vi:

Еа = 2,3 8,31(273+10)(273+30)log(120/30)/(30-10) = 49336 J/mol

eller 49,3 kJ/mol.

Eksempel 6. Forsæbningskonstanten for ethyleddikesyre med natriumhydroxid ved 100C er 2,38 l/mol. min. Bestem den tid, der kræves til forsæbning af 90 ethylacetat, hvis du blander 1 liter af en 0,05 molær opløsning af ether med 1 liter af en 0,05 molær opløsning af NaOH ved denne temperatur.

Løsning. Reaktion

CH 3 COOC 2 H 5 + NaOH = CH 3 COONa + C 2 H 5 OH

er en anden ordens reaktion; koncentrationerne af ether og alkali er ens, og du kan bruge ligningen:

k = x/( a(ax)),

 = x/(k a(ax)).

Under hensyntagen til den gensidige fortynding af opløsningerne med en faktor to og omdannelsen af ​​eddikesyreethylether med 90, opnår vi:

a = 0,05/2 = 0,025 mol/l; x = 0,05 0,9/2 = 0,0225 mol/l.

Så bliver reaktionstiden

 = 0,0225/((2,38 0,025(0,025-0,225)) = 151,2 min.

2. Kemisk ligevægt

2.1. Reversible og irreversible reaktioner

En af de vigtigste egenskaber kemisk reaktion er dybden (graden) af omdannelsen, der viser hvor meget udgangsstofferne omdannes til reaktionsprodukter. Jo større den er, jo mere økonomisk kan processen udføres. Transformationsdybden afhænger blandt andre faktorer af reaktionens reversibilitet.

Vendbar reaktioner , i modsætning til irreversible, fortsæt ikke til slutningen: ingen af ​​de reagerende stoffer er fuldstændigt forbrugt. Samtidig interagerer reaktionsprodukterne med dannelsen af ​​udgangsstoffer.

Lad os se på eksempler:

1) lige store mængder gasformigt jod og brint indføres i en lukket beholder ved en bestemt temperatur. Hvis kollisioner af disse stoffers molekyler sker med den nødvendige orientering og tilstrækkelig energi, kan de kemiske bindinger omarrangeres med dannelse af en mellemforbindelse (aktiveret kompleks, se afsnit 1.3.1). Yderligere omlejring af bindinger kan føre til nedbrydning af den mellemliggende forbindelse til to molekyler af hydrogeniodid. Reaktionsligning:

H 2  I 2  2HI

Men hydrogeniodidmolekyler vil også tilfældigt kollidere med brintmolekyler, jodmolekyler og med hinanden. Når HI-molekyler kolliderer, vil intet forhindre dannelsen af ​​en mellemforbindelse, som derefter kan nedbrydes til jod og brint. Denne proces er udtrykt ved ligningen:

2HI  H 2 + I 2

I dette system vil der således forekomme to reaktioner samtidigt - dannelsen af ​​hydrogeniodid og dets nedbrydning. De kan udtrykkes ved en generel ligning

H 2 + I 2  2HI

Reversibiliteten af ​​processen viser tegnet .

Reaktionen rettet i dette tilfælde mod dannelsen af ​​hydrogeniodid kaldes direkte, og det modsatte kaldes omvendt.

2) hvis du blander to mol svovldioxid med et mol ilt, skaber forhold i systemet, der er gunstige for, at reaktionen kan opstå, og efter en periode foretager en analyse gasblanding, så vil resultaterne vise, at systemet vil indeholde både SO 3 - reaktionsproduktet, og udgangsstofferne - SO 2 og O 2. Hvis svovloxid (+6) under de samme betingelser placeres som udgangsstof, så vil det vise sig, at en del af det vil nedbrydes til oxygen og svovloxid (+4), og det endelige forhold mellem mængderne af alle tre stoffer vil være de samme som i det tilfælde, hvor de startede fra en blanding af svovldioxid og oxygen.

Således er vekselvirkningen af ​​svovldioxid med oxygen også et af eksemplerne på reversibel kemisk reaktion og er udtrykt ved ligningen

2SO 2 + O 2  2SO 3

3) interaktion af jern med saltsyre forløber efter ligningen:

Fe + 2HCL  FeCL 2 + H 2

Hvis der er saltsyre nok, slutter reaktionen hvornår

alt jernet bliver brugt op. Derudover, hvis du forsøger at udføre denne reaktion i den modsatte retning - at føre brint gennem en opløsning af ferrichlorid, så vil metallisk jern og saltsyre ikke fungere - denne reaktion kan ikke gå i den modsatte retning. Således er interaktionen af ​​jern med saltsyre en irreversibel reaktion.

Det skal dog huskes, at teoretisk set kan enhver irreversibel proces repræsenteres som værende reversibelt under visse betingelser, dvs. I princippet kan alle reaktioner betragtes som reversible. Men meget ofte sejrer en af ​​reaktionerne klart. Dette sker i tilfælde, hvor interaktionsprodukter fjernes fra reaktionssfæren: et bundfald dannes, gas frigives, og praktisk talt ikke-dissocierende produkter dannes under ionbytterreaktioner; eller når den modsatte proces på grund af et klart overskud af udgangsstoffer praktisk talt undertrykkes. Naturlig eller kunstig udelukkelse af muligheden for en omvendt reaktion gør det således muligt at afslutte processen næsten til afslutning.

Eksempler på sådanne reaktioner omfatter vekselvirkningen mellem natriumchlorid og sølvnitrat i opløsning

NaCL + AgNO 3  AgCl + NaNO 3,

kobberbromid med ammoniak

CuBr 2 + 4NH 3  Br 2,

neutralisering af saltsyre med natriumhydroxidopløsning

HCl + NaOH  NaCl + H 2 O.

Disse er alle kun eksempler praktisk talt irreversible processer, da sølvchlorid er noget opløseligt, og den komplekse kation 2+ ikke er absolut stabil, og vand dissocierer, om end i en yderst ubetydelig grad.

Kemiske grundstoffer, der udgør levende og livløs natur, er med konstant bevægelse, fordi de stoffer, der består af disse grundstoffer, hele tiden ændrer sig.

Kemiske reaktioner (fra latin reaktion - opposition, modstand) er stoffers reaktion på påvirkning af andre stoffer og fysiske faktorer (temperatur, tryk, stråling osv.).

Denne definition svarer dog også til fysiske ændringer forekommer med stoffer - kogning, smeltning, kondensation osv. Derfor er det nødvendigt at præcisere, at kemiske reaktioner er processer, som resulterer i, at gamle kemiske bindinger og nye opstår, og som en konsekvens heraf dannes nye stoffer af de oprindelige stoffer.

Kemiske reaktioner sker løbende både inde i vores krop og i verden omkring os. Utallige reaktioner klassificeres normalt efter forskellige kriterier. Lad os huske de tegn fra 8. klasses forløbet, som du allerede er bekendt med. For at gøre dette, lad os vende os til laboratorieeksperiment.

Laboratorieforsøg nr. 3
Erstatning af jern til kobber i en opløsning af kobber (II) sulfat

Vi er kommet til et meget vigtigt begreb i kemi - "hastigheden af ​​en kemisk reaktion." Det er kendt, at nogle kemiske reaktioner sker meget hurtigt, andre over betydelige tidsrum. Når en opløsning af sølvnitrat tilsættes til en opløsning af natriumchlorid, udfældes et hvidt osteagtigt bundfald næsten øjeblikkeligt:

AgNO3 + NaCl = NaNO3 + AgCl↓.

Reaktioner sker med enorme hastigheder, ledsaget af en eksplosion (fig. 11, 1). Tværtimod vokser drypsten og stalagmitter langsomt i stenhuler (fig. 11, 2), stålprodukter korroderer (rust) (fig. 11, 3), og ødelægges ved udsættelse for sur regn paladser og statuer (fig. 11, 4).

Ris. 11.
Kemiske reaktioner sker med enorme hastigheder (1) og meget langsomt (2-4)

Til gengæld forstås koncentration som forholdet mellem mængden af ​​et stof (som du ved, måles det i mol) og det volumen, det optager (i liter). Herfra er det ikke svært at udlede måleenheden for hastigheden af ​​en kemisk reaktion - 1 mol/(l s).

En særlig gren af ​​kemi studerer hastigheden af ​​kemiske reaktioner, som kaldes kemisk kinetik.

At kende dens love giver dig mulighed for at kontrollere en kemisk reaktion, hvilket får den til at forløbe hurtigere eller langsommere.

Hvilke faktorer bestemmer hastigheden af ​​en kemisk reaktion?

1. Reaktanternes art. Lad os vende os til eksperimentet.

Laboratorieforsøg nr. 4
Afhængighed af hastigheden af ​​en kemisk reaktion på arten af ​​reaktanterne ved hjælp af eksemplet på interaktionen af ​​syrer med metaller

2. Koncentration af reaktanter. Lad os vende os til eksperimentet.

Laboratorieforsøg nr. 5
Afhængighed af hastigheden af ​​en kemisk reaktion på koncentrationen af ​​reaktanter ved hjælp af eksemplet på interaktionen af ​​zink med saltsyre i forskellige koncentrationer

Det er nemt at konkludere: Jo højere koncentrationen af ​​reaktanter er, jo højere er interaktionshastigheden mellem dem.

Koncentration gasformige stoffer for homogene produktionsprocesserøge, øge trykket. Dette gøres for eksempel ved fremstilling af svovlsyre, ammoniak og ethylalkohol.

Faktoren for afhængighed af hastigheden af ​​en kemisk reaktion på koncentrationen af ​​reagerende stoffer tages ikke kun i betragtning i produktionen, men også i andre områder af menneskelig aktivitet, for eksempel inden for medicin. Patienter med lungesygdomme, hvor interaktionshastigheden af ​​hæmoglobin i blodet med ilt i luften er lav, trækker vejret lettere ved hjælp af iltpuder.

3. Kontaktområde for reagerende stoffer. Et eksperiment, der illustrerer afhængigheden af ​​hastigheden af ​​en kemisk reaktion på denne faktor, kan udføres ved hjælp af følgende eksperiment.

Laboratorieforsøg nr. 6
Afhængighed af hastigheden af ​​en kemisk reaktion på kontaktområdet for de reagerende stoffer

For heterogene reaktioner: hvordan større område kontakt af reagerende stoffer, jo højere reaktionshastighed.

Du kan bekræfte dette fra personlig erfaring. For at tænde bål lægger man små træflis under træet, og under dem - krøllet papir, hvorfra hele ilden brød i brand. Tværtimod indebærer slukning af en brand med vand at reducere kontaktområdet for brændende genstande med luft.

I produktionen tages der specielt hensyn til denne faktor, det såkaldte fluid bed. For at øge reaktionshastigheden knuses det faste stof næsten til støvtilstanden, og derefter ledes et andet stof, normalt gasformigt, gennem det nedefra. At føre det gennem et findelt fast stof skaber en kogende effekt (deraf navnet på metoden). Det fluidiserede leje bruges for eksempel til fremstilling af svovlsyre og olieprodukter.

Laboratorieforsøg nr. 7
Modellering af fluidiseret seng

4. Temperatur. Lad os vende os til eksperimentet.

Laboratorieforsøg nr. 8
Afhængighed af hastigheden af ​​en kemisk reaktion på temperaturen af ​​de reagerende stoffer ved hjælp af eksemplet på interaktionen af ​​kobber(II)oxid med en opløsning af svovlsyre ved forskellige temperaturer

Det er let at konkludere: Jo højere temperatur, jo større reaktionshastighed.

Første prismodtager Nobelprisen Den hollandske kemiker J. X. van't Hoff formulerede reglen:

I produktionen anvendes som regel højtemperaturkemiske processer: ved smeltning af støbejern og stål, smeltning af glas og sæbe, fremstilling af papir og petroleumsprodukter osv. (Fig. 12).

Ris. 12.
Højtemperatur kemiske processer: 1 - jernsmeltning; 2 - glassmeltning; 3 - produktion af olieprodukter

Den femte faktor, som hastigheden af ​​en kemisk reaktion afhænger af, er katalysatorer. Du vil møde ham i næste afsnit.

Nye ord og begreber

1. Kemiske reaktioner og deres klassificering.
2. Tegn på klassificering af kemiske reaktioner.
3. Hastigheden af ​​en kemisk reaktion og de faktorer, som den afhænger af.

Opgaver til selvstændigt arbejde

1. Hvad er en kemisk reaktion? Hvad er essensen af ​​kemiske processer?
2. Giv en fuldstændig klassificeringsbeskrivelse af følgende kemiske processer:
   • a) forbrænding af fosfor;
   • b) vekselvirkningen af ​​en svovlsyreopløsning med aluminium;
   • c) neutraliseringsreaktioner;
   • d) dannelsen af ​​nitrogenoxid (IV) ud fra nitrogenoxid (II) og oxygen.
3. Baseret på personlig erfaring Giv eksempler på kemiske reaktioner, der forekommer med forskellige hastigheder.
4. Hvad er hastigheden af ​​en kemisk reaktion? Hvilke faktorer afhænger det af?
5. Giv eksempler på indflydelse forskellige faktorer om biokemiske og industrielle kemiske processer.
6. Giv på baggrund af personlige erfaringer eksempler på forskellige faktorers indflydelse på kemiske reaktioner, der opstår i hverdagen.
7. Hvorfor opbevares mad i køleskabet?
8. Den kemiske reaktion blev startet ved en temperatur på 100 °C og derefter hævet til 150 °C. Temperaturkoefficienten for denne reaktion er 2. Hvor mange gange vil hastigheden af ​​den kemiske reaktion stige?

Temperaturens indvirkning på hastigheden af ​​en kemisk reaktion er tilnærmelsesvis bestemt van't Hoffs regel. Når temperaturen stiger med 10 0 C, stiger hastigheden af ​​den kemiske reaktion 2-4 gange.

Matematisk notation af van't Hoffs regel: γ - temperaturkoefficient for reaktionshastighed eller Van't Hoff-koefficient for de fleste reaktioner ligger inden for 2-4.

Opgave. Hvor mange gange vil hastigheden af ​​en kemisk reaktion, der finder sted i gasfasen ændre sig, hvis temperaturen ændres fra 80 0 C til 120 0 C ( γ = 3)?

I overensstemmelse med Van't Hoffs regel skriver vi:

Stigningen i hastigheden af ​​en kemisk reaktion med stigende temperatur forklares ikke kun af en stigning kinetisk energi interagerende molekyler. For eksempel stiger antallet af molekylære kollisioner i forhold til kvadratroden af absolut temperatur. Når stoffer opvarmes fra nul til hundrede grader Celsius, øges molekylernes bevægelseshastighed med 1,2 gange, og hastigheden af ​​en kemisk reaktion øges med cirka 59 tusind gange. En sådan kraftig stigning i reaktionshastigheden med stigende temperatur forklares af andelen af ​​aktive molekyler, hvis kollisioner fører til kemisk interaktion. Kun ifølge teorien om aktive kollisioner aktive molekyler, hvis energi overstiger gennemsnitsenergien af ​​et givent stofs molekyler, dvs. molekyler med aktiveringsenergi.

Aktiveringsenergi (EA)- dette er den overskydende energi i forhold til den gennemsnitlige reserve, som molekyler skal have for at udføre en kemisk reaktion. Hvis E A< 40 кДж/моль – реакции протекают быстро, если Е А >120 kJ/mol - reaktioner opstår ikke, hvis E A = 40-120 kJ/mol - forløber reaktioner under normale forhold. En stigning i temperaturen reducerer aktiveringsenergien, gør stoffer mere reaktive, og interaktionshastigheden øges.

Etableret en mere nøjagtig afhængighed af hastigheden af ​​en kemisk reaktion på temperaturen C. Arrhenius: reaktionshastighedskonstanten er proportional med basen naturlig logaritme, hævet til styrken (–Е А /RT). ,

A – præ-eksponentiel faktor, bestemmer antallet af aktive

kollisioner;

e – eksponent (grundlag for naturlig logaritme).

NOGLE OPLYSNINGER OM DRIFTSPRINCIPPER

Kul varmtvandsflasker.
For omkring 90 år siden vendte opfindsomhed sig til den mest almindelige eksoterme proces - forbrændingsreaktionen. Der er dukket enheder op, hvori en ulmende kulstang er pakket ind specialpapir blev anbragt i en metalkasse, og sidstnævnte i en stofkasse. Sådanne varmepuder vejede relativt lidt og holdt 5-6 timer. På overfladen af ​​sagen var temperaturen fra 60 til 100 grader Celsius.

C + O2 --> CO2 + 94 kcal/mol

Katalytiske varmepuder.
Under Første Verdenskrig frøs millioner af soldater i skyttegravene, og i løbet af de fire krigsår patenterede opfindere i USA, Japan og England flere versioner af lomme-væskevarmepuder. Princippet for deres drift var enkelt: katalytisk flammefri oxidation af alkohol eller benzin. Platin fungerede som katalysator i alle tilfælde. Den japanske varmepude lignede et cigarethylster, hvori der var et reservoir fyldt med vat og en platinpakning. Der blev boret huller i huset for at tilføre luft til katalysatoren og fjerne forbrændingsgasser. For at starte varmepuden blev der hældt alkohol i tanken, som gennemblødte vatet. Derefter blev katalysatoren opvarmet med en tændstikflamme, og reaktionen begyndte. Den største ulempe ved katalytiske varmere er deres begrænsede levetid: urenheder indeholdt i brændstoffet forgifter hurtigt katalysatoren, og det opvarmende cigaretæske bliver ubrugeligt.

Varmere ved hjælp af kalklæskningsreaktion.

Tilbage i 20'erne i Tyskland blev det foreslået at bruge den varme, der frigives ved læskning af brændt kalk med vand til at opvarme mad i marken. Imidlertid forhindrede reaktionens utilstrækkeligt store termiske effekt praktisk anvendelse denne idé. Et skridt fremad var kombinationen af ​​to reaktioner: kalklæskning og neutralisering heraf. Til dette formål kan krystallinske hydrater af oxalsyre eller citronsyre. Reaktionerne i varmepuden forløb efter følgende skema.

CaO + H2O --> Ca(OH)2 + 10,6 kcal.
2Ca(OH)2 + H2C2O4 + 2 H2O --> CaC2O4 + 4H2O + 31 kcal

Med disse to reaktioner kan du bærbar enhed opnå en temperatur på 100 til 300 grader Celsius. Derudover giver brugen af ​​syrekrystalhydrater dig mulighed for at køre en varmepude et lille beløb vand, og det vand, der frigives under neutralisering, vil reagere med efterfølgende portioner af kalk.

Varmepuder ved hjælp af metaloxidationsreaktioner.
Under normale forhold sker korrosion af metaller i luft, heldigvis langsomt. Tilstedeværelsen af ​​salte fremskynder processen dramatisk. I slutningen af ​​20'erne blev en "jern" varmepude anbefalet til opvarmning af Røde Hærs soldater - i en pose lavet af gummieret stof, udover jernspåner blev der anbragt kaliumpermanganat og fyldstoffer - kul og sand. Efter tilsætning af vand holdes overfladen af ​​varmepuden ved en temperatur på 100 grader Celsius i 10-20 timer.

4Fe + 2H2O + 3O2 --> 2(Fe2O3 * H2O) + 390,4 kcal/mol

I stedet for jern er det bedre at bruge aluminium i ætsende varmepuder. Der frigives meget mere varme i denne reaktion end under oxidationen af ​​jern:

8Al + 3Fe3O4 ---> 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcal/mol

Varmepuder ved hjælp af metalforskydningsreaktioner.
I 1940 udviklede USSR et varmebælte - en kobbertank dækket med læder, som var fastgjort til et buksebælte. 200 g af reaktionsblandingen - aluminiumpulver og kobberchlorid, taget i et støkiometrisk forhold, blev hældt i tanken. Vand i mængden af ​​100-120 ml. tilføjet til reservoiret fra en dåse placeret i brystlommen. Vandforsyningen blev reguleret af et simpelt termisk relæ. Bæltet kunne give varme i 8 timer. Denne kemiske varmepude var ny ikke kun i form, men også i indhold: For første gang blev den varme, der opstår, når et metal erstattes af et andet - mere elektronegativt - brugt. I Leningrad brugte de under blokadevinteren 1942 varmepuder fyldt med en blanding af kobberchlorid og jernspåner. Med en påfyldning af vand virkede sådanne varmepuder i 60-70 timer.

Krystallisationsvarmere.
Krystallisationsvarmere bruger stoffer med lave temperaturer smeltning og relativt høje fusionsvarme. En sådan termisk akkumulator afgiver varme, som frigives under krystallisation eller størkning af et forvarmet og smeltet stof. Den klassiske arbejdsvæske af akkumulatorvarmepuder er paraffin. Du kan også bruge stearinsyre, lavtsmeltende krystalhydrater, for eksempel Glaubers salt Na2 SO4 * 10H2O eller natriumacetattrihydrat CH3COONa * 3H2O. Små tilsætninger til krystallinske hydrater af calciumchlorid, natriumthiosulfit eller glycerin kan bremse krystallisationsprocessen og derved øge varmepudens driftstid. Varmepuden varmer op på 15 sekunder. op til 55 °C og varmeafgivelsesprocessen varer 25-30 minutter. Varmepuden har en ret høj varmekapacitet og er i stand til at afgive varme i yderligere 25-30 minutter i køletilstand. En varmepude af krystallisationstypen er god som et terapeutisk og profylaktisk middel til inflammatoriske processer, til patienter med forskellige former radiculitis, til leverslanger og andre procedurer i et hospitalsmiljø (hjemme eller på hospitalet).

Brug af krystallisationsvarmere i nødsituationer i feltforhold er det begrænset af den korte varighed af varmeudløsningstilstanden for varmepuderne.

Den største fordel ved varmepuder af krystallisationstype er muligheden for gentagen brug: for at genoprette varmepuden til sin oprindelige tilstand er det nok at koge den i vand i 15-20 minutter.

http://umcsa.narod.ru/rus/umcsa/projects/ait.htm

VARMER FRA ET RØGERØR
Når man vandre, fiske, især i dårligt vejr, har man ofte brug for en almindelig varmepude. Selvfølgelig er en almindelig gummi ikke dårlig, men den har en væsentlig ulempe: den opvarmer vandet meget langsomt over en brand.

Lad os prøve at lave en kemisk varmepude. Til dette har vi brug for de mest almindelige reagenser.

Lad os først lave et simpelt eksperiment. Gå i køkkenet og tag en pakke bordsalt. Du behøver dog ikke en pakke. 20 g (2 teskefulde) vil være nok. Så kig ind i skabet, hvor alle slags husholdningsartikler og materialer opbevares. Der var helt sikkert noget kobbersulfat tilbage der, efter at lejligheden var blevet renoveret. Du skal bruge 40 g (3 teskefulde). Der vil formentlig også blive fundet træflis og et stykke aluminiumstråd. Hvis ja, er du færdig. Kværn vitriol og salt i en morter, så krystallernes størrelse ikke overstiger 1 mm (efter øjet, selvfølgelig). Tilsæt 30 g (5 spiseskefulde) til den resulterende blanding. savsmuld og bland grundigt. Bøj et stykke tråd til en spiral eller slange og læg det i en mayonnaisekrukke. Hæld den tilberedte blanding der, så fyldningsniveauet er 1-1,5 cm under krukkens hals. Varmepuden er i dine hænder. For at aktivere den skal du bare hælde 50 ml (en kvart kop) vand i glasset. Efter 3-4 minutter vil temperaturen på varmepuden stige til 50-60°C.

Hvor kommer varmen i krukken fra, og hvilken rolle spiller hver komponent? Lad os se på reaktionsligningen:

CuSO4+2NaCl > Na2SO4+CuCl2

Som et resultat af samspillet mellem kobbersulfat og bordsalt dannes natriumsulfat og kobberchlorid. Det er hende, der interesserer os. Hvis vi beregner reaktionens varmebalance, viser det sig, at dannelsen af ​​et gram molekyle kobberchlorid frigiver 4700 kalorier varme. Plus varmen af ​​opløsning i de første resulterende lægemidler - 24999 kalorier. I alt: cirka 29.600 kalorier.

Umiddelbart efter dannelsen interagerer kobberchlorid med aluminiumtråd:

2Al+3CuCl2 > 2AlCl3+3Cu

I dette tilfælde frigives ca. 84.000 kalorier (også beregnet pr. 1 g-mol kobberchlorid).

Som du kan se, overstiger den samlede mængde af frigivet varme som et resultat af processen 100.000 kalorier pr. gram-molekyle af stoffet. Så der er ingen fejl eller bedrag: varmepuden er ægte.

Hvad med savsmuld? Uden at tage del i kemiske reaktioner spiller de samtidig en meget vigtig rolle. Ved grådigt at absorbere vand bremser savsmuld reaktionsforløbet og forlænger varmepudens drift over tid. Derudover har træ en ret lav varmeledningsevne: det ser ud til at akkumulere den genererede varme og frigiver den derefter konstant. En tæt lukket beholder holder på varmen i mindst to timer.

En sidste bemærkning: en krukke er selvfølgelig ikke den bedste beholder til en varmepude. Vi havde kun brug for det til demonstration. Så tænk på formen og materialet til tanken, hvor du skal placere varmeblandingen.