Beim Wandern, Angeln, besonders bei schlechtem Wetter, braucht man oft ein gewöhnliches Heizkissen. Natürlich ist ein gewöhnlicher Gummi nicht schlecht, aber er hat einen erheblicher Nachteil: Das Wasser wird für sie auf dem Feuer ganz langsam erhitzt. Versuchen wir, ein chemisches Heizkissen herzustellen. Dafür benötigen wir die gängigsten Reagenzien.

Beim Wandern, Angeln, besonders bei schlechtem Wetter, braucht man oft ein gewöhnliches Heizkissen. Natürlich ist ein gewöhnlicher Gummikessel nicht schlecht, aber er hat einen entscheidenden Nachteil: Er erhitzt das Wasser über dem Feuer sehr langsam.

Versuchen wir, ein chemisches Heizkissen herzustellen. Dafür benötigen wir die gängigsten Reagenzien.

Lassen Sie uns zunächst dirigieren unkompliziertes Erlebnis. Gehen Sie in die Küche und nehmen Sie eine Packung Speisesalz. Sie benötigen jedoch kein Paket. 20 g (2 Teelöffel) reichen aus. Schauen Sie dann in den Schrank, in dem allerlei Haushaltsgegenstände und Materialien aufbewahrt werden. Sicherlich war dort nach der Renovierung der Wohnung noch etwas Kupfersulfat übrig. Sie benötigen 40 g (3 Teelöffel). Vermutlich werden auch Holzspäne und ein Stück Aluminiumdraht gefunden. Wenn ja, sind Sie fertig. Vitriol und Salz in einem Mörser zermahlen, sodass die Kristallgröße 1 mm nicht überschreitet (natürlich nach Augenmaß). Fügen Sie der resultierenden Mischung 30 g (5 Esslöffel) hinzu. Sägespäne und gründlich vermischen. Biegen Sie ein Stück Draht zu einer Spirale oder Schlange und legen Sie es in ein Mayonnaiseglas. Gießen Sie die vorbereitete Mischung dort so ein, dass der Füllstand 1-1,5 cm unter dem Glashals liegt. Das Heizkissen liegt in Ihren Händen. Um es zu aktivieren, gießen Sie einfach 50 ml (eine viertel Tasse) Wasser in das Glas. Nach 3–4 Minuten steigt die Temperatur des Heizkissens auf 50–60 °C.

Woher kommt die Hitze im Glas und welche Rolle spielen die einzelnen Komponenten? Schauen wir uns die Reaktionsgleichung an:

CuSO4+2NaCl Na2SO4+CuCl2

Durch die Wechselwirkung von Kupfersulfat mit Speisesalz entstehen Natriumsulfat und Kupferchlorid. Sie ist es, die uns interessiert. Wenn wir die Wärmebilanz der Reaktion berechnen, stellt sich heraus, dass bei der Bildung eines Gramm-Moleküls Kupferchlorid 4700 Kalorien Wärme freigesetzt werden. Plus die Auflösungswärme in den ursprünglich resultierenden Medikamenten – 24999 Kalorien. Gesamt: ca. 29.600 Kalorien.

Unmittelbar nach der Bildung interagiert Kupferchlorid mit Aluminiumdraht:

2Al+3CuCl2 2AlCl3+3Cu

Dabei werden ca. 84.000 Kalorien freigesetzt (ebenfalls berechnet pro 1 g-mol Kupferchlorid).

Wie Sie sehen können, übersteigt die durch den Prozess freigesetzte Gesamtwärmemenge 100.000 Kalorien pro Grammmolekül der Substanz. Es liegt also kein Irrtum oder Täuschung vor: Das Heizkissen ist echt.

Was ist mit Sägemehl? Ohne an chemischen Reaktionen beteiligt zu sein, spielen sie dennoch eine sehr wichtige Rolle. Durch die gierige Aufnahme von Wasser verlangsamt Sägemehl den Reaktionsverlauf und verlängert die Lebensdauer des Heizkissens. Darüber hinaus hat Holz eine relativ geringe Wärmeleitfähigkeit: Es scheint die erzeugte Wärme zu speichern und sie dann ständig wieder abzugeben. Ein dicht verschlossener Behälter speichert die Wärme mindestens zwei Stunden lang.

Eine letzte Anmerkung: Ein Glas ist natürlich nicht das beste Gefäß für ein Heizkissen. Wir brauchten es nur zur Demonstration. Denken Sie also über die Form und das Material des Tanks nach, in den die Heizmischung gegeben werden soll.

Chemie wirkt oft Wunder. Dieses Mal präsentieren wir Ihnen ein weiteres hausgemachtes Produkt, das auf der Chemie und den Eigenschaften einiger Substanzen basiert. Es geht um die Herstellung eines chemischen Heizkissens, das in seinen Eigenschaften einem klassischen in nichts nachsteht.

Sie können den Herstellungsprozess eines chemischen Heizkissens verfolgen, indem Sie sich das Video des Autors ansehen

Was brauchen wir:
- Kupfersulfat;
- Löffel;
- Lebensmittelfolie;
- Küchensalz;
- Plastikflasche;
- Holzspieß zum Grillen;
- Klebepistole.

Gießen Sie Salz und Vitriol in die Flasche.

Wasser hinzufügen.

Im Gange chemische Reaktion Es werden Wasserstoff und Wärme freigesetzt, die ihn beschleunigen. In diesem Fall müssen Sie den Wasserstoff ständig ablassen und den Druck in der Flasche überwachen, indem Sie den Deckel öffnen und schließen und ihn regelmäßig schütteln.

Nach einiger Zeit Alufolie beginnt sich aufzulösen und Kupfer wird aus der Lösung freigesetzt.

Gerasimenko Elena

Die Arbeit „Thermochemische Reaktionen bei der Herstellung eines chemischen Heizkissens“ untersucht praktischer Nutzen theoretisches Material über chemische Reaktionen.

Die Wahl des interessierenden Problems ist gerechtfertigt. Die Möglichkeit, zu Hause aus kostengünstigen Abfallmaterialien ein „chemisches Heizkissen“ herzustellen, kann unter extremen natürlichen Bedingungen sehr nützlich sein.

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Vorschau:

Städtische Sekundarschulbildung staatlich finanzierte Organisation Durchschnitt
weiterführende Schule Nr. 19 MO Korenovsky Bezirk

Wissenschaftliche und praktische Konferenz für Schüler „Eureka“

„Thermochemische Reaktionen in der Schöpfung.“
chemisches Heizkissen

Abgeschlossen von einem Schüler der Klasse 11 A der MOBU-Sekundarschule Nr. 19Gemeindebezirk Korenovsky Bezirk

Gerasimenko Elena Mikhailovna Schulleiterin für Chemie Bobrovskaya L.F.

Korenowsk

Jahr 2014

Anmerkung

Die Arbeit „Thermochemische Reaktionen bei der Herstellung eines chemischen Heizkissens“ untersucht die praktische Anwendung theoretischen Materials über chemische Reaktionen.

Die Wahl des interessierenden Problems ist gerechtfertigt. Die Möglichkeit, zu Hause aus kostengünstigen Abfallmaterialien ein „chemisches Heizkissen“ herzustellen, kann unter extremen natürlichen Bedingungen sehr nützlich sein.

Verfügbarkeit analysiert Lieferungen. Die thermischen Auswirkungen von Reaktionen werden anhand von Standardbildungsenthalpien von Stoffen berechnet.

In ihrer Arbeit führte die Studentin Experimente mit der neuen Laborausrüstung Mishab durch, auf deren Grundlage sie die Ascheeffekte von Reaktionen berechnete und die effektivsten Reaktionen ermittelte.

Als Ergebnis der Arbeit wurden Rezepte und Empfehlungen zur Herstellung von „chemischen Heizkissen“ in verständlicher und zugänglicher Form formuliert.

Die Arbeit hat praktische Anwendung und verdient Aufmerksamkeit.

Einführung.

In der kalten Jahreszeit sind Menschen, deren Tätigkeiten bestimmte Leistungen erfordern, besonders beliebt
Aufgaben auf der Straße, es besteht immer der Wunsch, sich aufzuwärmen. Dies ist jedoch nicht immer der Fall
Bedingungen. Das Problem kann durch den Einsatz von Heizkissen gelöst werden.

In meiner Arbeit habe ich beschlossen, das Problem der Herstellung eines chemischen Heizkissens zu untersuchen. Das Heizkissen kann wiederverwendbar sein. Für wiederverwendbare „Wärmer“ eignen sich am besten kristalline Salzhydrate, die über einen längeren Zeitraum unterkühlt gelagert werden können. Es gibt ähnliche Heizkissen im Angebot, gefüllt mit kristallinem Natriumacetathydrat SNZS0 (Zha-ZN20). Dieses Salz schmilzt in seinem eigenen Kristallwasser bei 58 °C. Das Salz wird in einer Plastiktüte in kochendem Wasser geschmolzen und dann Die Schmelze kann ohne Kristallisation (Hypothermie) auf Raumtemperatur und darunter abgekühlt werden. Dann genügt es, den Beutel zu zerknüllen – und schon beginnt die Kristallisation unter Wärmeabgabe. Dieser Vorgang kann viele Male wiederholt werden.“

Mich interessierte mehr die Möglichkeit, ein echtes chemisches Heizkissen zu schaffen, das aufgrund der darin ablaufenden exothermen Reaktionen funktioniert. Diese Heizkissen sind Einwegartikel, was praktisch ist, da sie nach Gebrauch weggeworfen oder recycelt werden können.

Es ist mir gelungen, mehrere Rezepte für solche Wärmer zu finden. Das Ziel meiner Arbeit war es, das bequemste, zuverlässigste, zugänglichste, günstigste und günstigste auszuwählen wirksames Rezept, testen und in der Praxis testen.

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Während meiner Arbeit habe ich die Theorie thermochemischer Reaktionen studiert, die thermische Wirkung der ausgewählten Reaktionen berechnet und Experimente mit der Auswahl verschiedener Rezepturen durchgeführt.

Studienplan

Im Studium der Chemie lernen wir thermochemische Reaktionen kennen, die unter Aufnahme oder Abgabe von Wärme ablaufen. Energie, die in Substanzen in Form gespeichert ist chemische Bindungen, wird bei der Bildung neuer Stoffe freigesetzt. In der chemischen Produktion wird diese Energie genutzt, um Reagenzien zu erhitzen oder Dämpfe zu erzeugen oder Wasser zu erhitzen.

Für viele technische Berechnungen sind die thermischen Effekte chemischer Reaktionen notwendig.

Der Effekt bestimmter exothermer Reaktionen kann genutzt werden, um eine maßgeschneiderte tragbare Heizung herzustellen.

Ziel der Arbeit war es, einige chemische Reaktionen zu untersuchen, um ein thermochemisches Heizkissen herzustellen. Zu diesem Zweck wurden einige Experimente mit den am häufigsten verfügbaren Reagenzien durchgeführt.

Ich möchte das Problem der Nutzung der Energie chemischer Reaktionen in Miniatur-Einzelheizsystemen „Wärmflaschen“ untersuchen. Dazu ist es notwendig:

1. Untersuchen Sie das Problem und stellen Sie fest, ob es ähnliche Heizkissen gibt.
2. Wählen Sie die am besten geeigneten Reaktionen zur Herstellung chemischer Heizkissen aus.
3. Wählen Sie in einem chemischen Vergleichsexperiment die effizientesten Reaktionen hinsichtlich des Heizwerts aus;
4. Wählen Sie das bequemste Formular zum Ausfüllen und Beantragen.

1. Thermochemische Reaktionen.

Thermochemie – ein Teilgebiet der chemischen Thermodynamik, dessen Aufgabe darin besteht, die thermischen Auswirkungen von Reaktionen zu bestimmen und zu untersuchen sowie deren Beziehungen zu verschiedenen physikalisch-chemischen Parametern festzustellen. Eine weitere Aufgabe der Thermochemie besteht darin, die Wärmekapazitäten von Stoffen zu messen und deren Phasenübergangswärmen zu bestimmen.

Thermochemische Gleichungen

Thermochemische Reaktionsgleichungen sind Gleichungen, in denen die Symbole nahe beieinander liegen Chemische Komponenten Sind angegeben Aggregatzustände dieser Verbindungen oder kristallographische Modifikation und die numerischen Werte der thermischen Effekte sind auf der rechten Seite der Gleichung angegeben.

Die wichtigste Größe in der Thermochemie ist die Standardbildungswärme (Standardbildungsenthalpie). Standardwärme (Enthalpie) der Bildung komplexe Substanz nennt man den thermischen Effekt (Änderung der Standardenthalpie) der Reaktion der Bildung eines Mols dieses Stoffes aus einfache Substanzen im Standardzustand. Die Standardbildungsenthalpie einfacher Stoffe wird in diesem Fall gleich Null angenommen.

In thermochemischen Gleichungen ist es notwendig, die Aggregatzustände von Stoffen mit Buchstabenindizes anzugeben, und der thermische Effekt der Reaktion (TR) muss separat, durch Komma getrennt, geschrieben werden. Zum Beispiel die thermochemische Gleichung

4Ш 3 (g) + 30 2 (g) -+ 2Н 2 (g) + 6Н 2 0 (g), DN=-1531 kJ

zeigt, dass diese chemische Reaktion mit der Freisetzung von 1531 kJ Wärme bei einem Druck von 101 kPa einhergeht, und bezieht sich auf die Molzahl jeder Substanz, die dem stöchiometrischen Koeffizienten in der Reaktionsgleichung entspricht.

In der Thermochemie werden auch Gleichungen verwendet, bei denen die thermische Wirkung auf ein Mol der gebildeten Substanz bezogen wird, gegebenenfalls unter Verwendung von Bruchkoeffizienten.

Hesssches Gesetz

Thermochemische Berechnungen basieren auf dem Hessschen Gesetz: Der thermische Effekt (TE) einer chemischen Reaktion (bei konstantem P und T) hängt von der Art und dem Aggregatzustand der Ausgangsstoffe und Reaktionsprodukte ab und ist nicht vom Weg ihres Auftretens abhängig.

Folgerungen aus dem Hessschen Gesetz:

1. Die thermischen Effekte der Hin- und Rückreaktion sind gleich groß und haben entgegengesetzte Vorzeichen.
2. Der thermische Effekt einer chemischen Reaktion (TR) ist gleich der Differenz zwischen der Summe der Bildungsenthalpien der Reaktionsprodukte und der Summe der Bildungsenthalpien der Ausgangsstoffe unter Berücksichtigung der Koeffizienten in der Reaktionsgleichung ( das heißt, multipliziert mit ihnen).

Das Hesssche Gesetz kann als folgender mathematischer Ausdruck geschrieben werden:

∆ N in =∑(∆ N 0 Reaktionsprodukte) - ∑(∆ H 0 Reagenzien)

Anhand von Daten zu Standardenthalpien werde ich den thermischen Effekt von Reaktionen für chemische Heizkissen berechnen.

1. Rezepte für chemische Heizkissen.

1. Verbindung : Eines der einfachsten chemischen Heizkissen enthält Calciumoxid CaO ( Branntkalk), das mit Wasser unter Bildung von Calciumhydroxid reagiert:

CaO + H 2 0 = Ca(OH) 2.

Die Reaktion geht mit einer Wärmefreisetzung einher. Die Temperatur des Heizkissens kann 70–80 °C erreichen.

1. Verbindung : Eine andere Art chemischer Heizkissen nutzt die Wechselwirkung von Metallen (in Form von Spänen) und Salzen. Eine völlig trockene Mischung aus Eisenspänen (Fe) mit Kupfersalzen (z. B. CuCl). 2 ) ist recht lange lagerfähig, bei Zugabe von Wasser steigt die Temperatur durch die Reaktion sofort auf fast 100°C an:

F e + CuC1 2 = F eC1 2 + Cu.

Gleichzeitig ein Heizkissen, in dem Kupferchlorid CuC1 enthalten ist 2 wird zu Eisenchlorid F еС1 2 , speichert die Wärme etwa zehn Stunden lang.

1. Verbindung : Ausrüstung: Aluminiumdraht, Kupfersulfat, Speisesalz, Sägemehl, Wasser.

2A1 + ZSi S 0 4 - A1 2 (S 0 4 ) 3 + ZSi.

Zur Intensivierung des Prozesses wird Natriumchlorid zugesetzt, Chlorionen beschleunigen und erleichtern die Reaktion mit Aluminium. Vor dem Hintergrund dieser Reaktion kommt es vermutlich auch zu einer Reaktion von Aluminium mit Wasser, wie z

2А1 + 4Н 2 0 => 2А10(0Н) + ЗН 2.

1. Verbindung : Um ein chemisches Heizkissen herzustellen, ist es besser, Kupferchloridpulver und Aluminiumspäne zu verwenden. Mischen Sie 5–6 g Kupferchlorid mit der gleichen Menge Aluminium-Sägemehl und fügen Sie der Mischung 5–6 Esslöffel gut getrocknetes Sägemehl hinzu. Gießen Sie die resultierende Mischung in eine Plastiktüte. Das Heizkissen beginnt zu wirken, wenn 30-40 ml Wasser in den Beutel gegossen werden. Kupferchlorid reagiert beim Auflösen in Wasser mit Aluminium:

ZSiS12+2A1=2A1S13+ZSi.

Die Reaktion geht mit der Freisetzung von Wärme einher. Das Sägemehl fungiert als „Verdünnungsmittel“, um zu verhindern, dass die Reaktion zu schnell abläuft.

1. Verbindung : eine Mischung aus Kaliumpermanganat und Eisenpulver in einem Stahlzylinder. Es wurde von den Japanern im Zweiten Weltkrieg erfunden. Wog etwa zweihundert Gramm. Sobald Sie etwas Wasser hinzufügten, begann sich diese Mischung zu erwärmen. Das Heizkissen funktionierte bis zu 20–30 Stunden und es funktionierte Außentemperaturüberschritt nicht sechzig Grad, das heißt, es konnte die Haut nicht verbrennen. Ein solches Heizkissen reichte aus, um einen Erwachsenen zu wärmen.
2. Verbindung : Ein flacher Polypropylenbeutel, in dem Eisenstaub mit Luftsauerstoff oxidiert wird, wodurch Rost entsteht und Hitze entsteht. Die Mischung enthält außerdem Wasser, Salz (wirkt als Katalysator), Aktivkohle(verteilt die Wärme gleichmäßig), Vermiculit (dient als Wärmespeicher) und Zellulose (Füllstoff). Das Heizkissen ist ein Einwegartikel, beginnt nach dem Öffnen der versiegelten Verpackung zu funktionieren (um den Sauerstoffzugang zu gewährleisten) und kann mehrere Stunden lang Wärme liefern.
3. Verbindung : Sie können auch Oxalsäure oder hinzufügen Zitronensäure(kristalline Hydrate), was die Wärmeleistung erhöht. Mit solchen Heizkissen können Sie Temperaturen von 100 bis 300 °C erreichen. Um sie zu starten, wird eine kleine Menge Wasser in die Reaktionsmischung aus Calciumoxid und Oxalsäure-Kristallhydrat eingebracht; während der Reaktion reagiert das bei der Neutralisation freigesetzte Wasser mit Calciumoxid.

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CaO + H20 = Ca(OH)2 + 10,6 kcal

Ca(OH)2 + H2C204*2H20 = CaC204 + 4H20 + 31kcal

1. Verbindung: MEHR WIRKSAME Zusammensetzung Chemische Heizkissen bestehen aus einer Mischung aus Eisenspänen, Kaliumpermanganat, Kohle und Sand. Als reaktionsverzögernde Füllstoffe dienen Kohle und Sand. Durch die Zugabe von Wasser zu dieser Mischung wird Wärme freigesetzt.

Die resultierende Reaktion, wenn der Mischung Wasser zugesetzt wird, ist:

4Ee + 2H20 + 302=2(Ee203»H20) + 390,4 kcal

Eine solche Mischung ermöglicht es, in einem Behälter platziert, eine Temperatur von 100 °C für 10–12 Stunden aufrechtzuerhalten. Ein einzelnes Heizkissen dieser Art ist ein mit der angegebenen Zusammensetzung gefüllter gummierter Beutel mit einem Hals zum Eingießen von Wasser.

1. Verbindung: Und das beste chemische Einweg-Heizkissen (nämlich ein chemisches Heizkissen, da ein wiederverwendbares Heizkissen nichts mit Chemie zu tun hat) ist eine Mischung aus Eisen- und Kupferspänen mit Salz. Es füllt sich mit Wasser und beginnt sich zu erwärmen.

CaO + H 2 0 = Ca(OH) 2

DN° 298 = DN° 2 98 (Ca(OH) 2 ) -(DN 0 2 98 (CaO) + DN 0 2 9 8 (H 2 O))= -985,1-(-635,1-285,83)= = -64,17 kJ/mol

Ee + CuC1 2 = HeC1 2 + Cu

DN° 298 = DN 0 2 98 (ReS1 2) - DN°29 8 (SiS1 2 ) = -341,7+205,85 =135,85 kJ/mol2A1 + ZSi804 = A12(80)3 + ZSi

DN° 298 = DN 0 298(A12(8O)3) - DN° 298 (Ci804)*3= -3441,8 -(3*(- 770,9))=-1129,12А1 + 4Н20 => 2АУ(ОН) + ЗН2 DN° 298 = DN°2 98 (A10(0N))*2 - DN° 298 (N20)*4 =

ZSiS12+2A1=2A1S13+ZSi.

DN° 298 = DN° 298 (A1S13)*2 - DN°298(SiS1 2 )*3-585,2 *2 - (-205,85 *3) = - 552,45

4. Experimentieren.

Für Bestimmung des praktischen OutputsUm die Wärme verschiedener Reaktionen zu untersuchen, werde ich ein Experiment durchführen. IN

Unter den gleichen Bedingungen werde ich die Hitze beobachtenkreative Fähigkeit von Mischungen und Abkühlzeit.

Abschluss, Die größte Wärmeabgabe wird beobachtet, wenn Aluminium mit interagiert

Kupferchlorid. Basierend auf dieser Mischung funktioniert das Heizkissen am effektivsten, Sie müssen jedoch die Anteile der Reagenzien auswählen

5.0 Bestimmung des thermischen Effekts der Reaktion 5 Gramm CuC wurden zu 50 g Wasser gegeben l 2 *2 N 0 und etwas Aluminiumpulver. Von

Änderung der Wassertemperatur d e la thermische Wirkung der Reaktion.

b. Rezept für ein chemisches Heizkissen

Um chemische Griechen herzustellen, müssen Sie eine Mischung vorbereiten.

Für 1 Esslöffel Kupfersulfat nehmen Sie 1 Esslöffel Salz und geben 1 Teelöffel Aluminiumpulver hinzu. Die Temperatur des Heizkissens steigt auf 100° und

allmählich abnehmen.

Abschluss.

Dank der durchgeführten Experimente wurde der Schluss gezogen, dass der optimalste Weg zur Herstellung eines thermochemischen Heizkissens darin besteht, ein Metall aus einem Salz durch ein stärkeres Metall zu ersetzen.

Die Hauptaufgabe praktische Arbeit bestand darin, aus verfügbaren Reagenzien ein tragbares Heizgerät zu entwickeln, das in der kalten Jahreszeit verwendet werden und beim Camping als Heizkissen dienen sollte.

Um das Heizkissen herzustellen, wurden einige Reaktionen durchgeführt:

1. .Wechselwirkung von Kupferchlorid (||) mit Aluminium

Es wird eine Mischung aus Kupferchlorid, Kohle und Sägemehl hergestellt. Ich habe Aluminiumpulver eingefüllt. Wasser hinzugefügt. Mit dem Gerät wurde gemessen Maximale Temperatur Erhitzen (100 °C) und Zeit zum Absenken der Temperatur auf 22 °C (ca. 1,5–2 Stunden).

1. .Wechselwirkung von Kupferchlorid (||) mit Eisen

Ich habe eine Mischung aus Kupferchlorid (trocken), Kohle und Sägemehl vorbereitet. Eisenpulver hinzugefügt. Wasser hinzugefügt. Mit dem Gerät habe ich herausgefunden, dass die Substanzen schlecht interagieren. Die Temperatur stieg von 25°C auf 35°C und hielt nicht länger als 40 Minuten an.

1. Kalklöschen

Für die Reaktion wurde Calciumoxid verwendet. Wasser hinzugefügt. Die Reaktion fand nicht statt (höchstwahrscheinlich aufgrund von Langzeitlagerung, Calciumoxid hat sich in Calciumcarbonat umgewandelt).

Basierend auf den durchgeführten Experimenten wurde der Schluss gezogen, dass die optimale Reaktion zur Herstellung eines Heizkissens die Verdrängung von Metallsalzen durch ein aktiveres Metall ist.

Die Erfahrung hat gezeigt, dass viele exotherme Reaktionen aggressiv, mit heftiger Gasfreisetzung, mit geringer thermischer Wirkung ablaufen und sich nicht zur Erzeugung eines thermochemischen Heizkissens eignen.

Literaturverzeichnis:

FindenPatent.RU2012-2013

Sie können und sollten der Kälte entgegentreten, wenn Sie weit weg von zu Hause in der Natur unterwegs sind. Darüber hinaus sind mittlerweile viele moderne und technologisch fortschrittliche tragbare Geräte, individuelle Heizkissen, im Handel erhältlich verschiedene Arten und Typen, kompakte Gasheizgeräte usw., deren Betrieb auf verschiedenen physikalischen und chemischen Prozessen basiert.

Laut Statistik wurden 10 bis 15 % der Menschen, die in der Natur starben, Opfer. Selbst die wärmste Kleidung mit negative Temperaturen Luft, kann die Aufrechterhaltung des Positiven gewährleisten Wärmehaushalt den menschlichen Körper nur für eine sehr begrenzte Zeit. Früher oder später wird der Wärmeverlust größer sein als die Wärmeproduktion und der Körper beginnt abzukühlen. Längere Kälteexposition ist gefährlich. Es lähmt den Willen und schwächt den Selbsterhaltungstrieb. Dies könnte letztlich zumindest dazu führen ernsthafte Probleme mit Gesundheit oder höchstens mit dem Tod.

Chemische Einweg-Heizkissen und Thermobeutel zum Heizen unter Feldbedingungen.

Das günstigste und verfügbaren Mittel Für die individuelle Wärmeversorgung sorgen verschiedene chemische Einweg-Heizkissen (Thermopackungen) für Hände und Füße. Die Wärme in solchen Heizkissen entsteht normalerweise durch eine chemische Reaktion zwischen dem Inhalt der Verpackung selbst und Sauerstoff. Solche Heizkissen sind sehr einfach zu verwenden; manchmal reicht es aus, sie aus der Verpackung zu nehmen, um den Wärmeerzeugungsprozess zu starten. Die Betriebstemperatur liegt je nach Verwendungszweck des Einweg-Heizkissens bei plus 40 bis 60 Grad Celsius. Betriebszeit: 4 Stunden oder mehr.

Das Design einiger chemischer Einweg-Heizkissen ermöglicht es Ihnen, den Prozess der Wärmeabgabe vorübergehend zu stoppen. Dazu genügt es, den Zugang des Sauerstoffs zu seinem aktiven Inhalt zu stoppen und die Reaktion stoppt. Chemische Einweg-Heizkissen werden praktische autonome Wärmequellen für Fischer, Touristen, Jäger und Militärangehörige sein. Sie können in Schuhe, Handschuhe, in die Innentaschen der Kleidung gesteckt werden, um Geräte (Foto- und Videokameras) bei Arbeiten in der Kälte aufzuwärmen usw.

Wiederverwendbar Salzwärmer zum Heizen unter Feldbedingungen.

Wiederverwendbare Salzwärmer sind versiegelte Behälter aus dichtem Material, die mit übersättigtem Salz gefüllt sind Kochsalzlösung. Das Funktionsprinzip basiert auf der Wirkung der Wärmefreisetzung beim Wechsel Phasenzustand Materialien. Ein Salzheizkissen kann nahezu jede Form und Größe haben. Beispielsweise kann ein Salz-Fußwärmer die Form einer Einlegesohle haben.

Im Inneren des Heizkissens befindet sich ein Applikator (Stab oder Kreis), mit dem das Heizkissen injiziert wird. Die Betriebstemperatur von Salzheizkissen liegt bei 50 Grad und mehr. Die Betriebszeit hängt von der Größe des Heizkissens selbst und der Umgebungstemperatur ab – ab 2 Stunden. Nach Beendigung des Arbeitszyklus werden die Salzwärmer durch kurzes Einlegen in kochendes Wasser in einen funktionsfähigen Zustand versetzt und sind anschließend wieder einsatzbereit.

Wiederverwendbare katalytische Heizkissen zum Heizen unter Feldbedingungen.

Zusätzlich zu den chemischen Einweg-Heizkissen gibt es wiederverwendbare katalytische Taschenheizkissen. Ihr Funktionsprinzip basiert auf der katalytischen flammenlosen Oxidation von Alkohol oder Benzindampf, die mit der Freisetzung von Wärme einhergeht. Der Katalysator in solchen Heizkissen ist Platin. Ein markantes Beispiel— klassisches katalytisches Benzin-Heizkissen im Taschenformat, Zippo-Handwärmer. Weitere Details dazu finden Sie auf unserer Website.

Vorbeugung von Unterkühlung bei Erkrankungen kaltes Wetter.

Bei kaltem Wetter sollten Sie versuchen, die folgenden einfachen Regeln einzuhalten.

1. Wärme erzeugen.

Essen Sie oft, aber nach und nach, kalorienreiche Lebensmittel. Wenn die Nahrung häufig und in kleinen Portionen eingenommen wird, erhöht sich die Gesamtstoffwechselrate des Körpers, da mehr Kalorien für den Verdauungsprozess aufgewendet werden. Dies wiederum führt zur Produktion von mehr innerer Wärme.

Bei Bedarf.

- Machen Sie wärmende Körperübungen.
— Zünden Sie ein Feuer an und verwenden Sie reflektierende Oberflächen.
- Wenn möglich, positionieren Sie sich immer auf der Südseite, um zu empfangen Sonnenwärme auf das Maximum.
- Trinken Sie warme oder heiße Flüssigkeiten mit darin gelösten Süßigkeiten oder Zucker.

2. Reduzieren Sie den Wärmeverlust.

— Tragen Sie wettergerechte Kleidung und Schuhe.
- Besonders Kopf und Nacken isolieren.
- Wechseln Sie so schnell wie möglich von nasser Kleidung zu trockener Kleidung.
- Finden oder bauen Sie einen Schutzraum oder Unterschlupf.
— Isolieren Sie den Körper so weit wie möglich von kalten Oberflächen.
- Verzichten Sie vollständig auf Alkohol.

Im Internet finden Sie viele Designs für selbstgemachte chemische Heizkissen für Fischer und Touristen. Die Funktionsweise des Heizkissens basiert auf einer chemischen Reaktion zwischen Wasser, Salz, Aluminium und Kupfersulfat. Beim Angeln dient ein Heizkissen dazu, taube Finger zu wärmen. Sie können damit kalte Speisen aufwärmen.
Man muss zugeben, dass die Reagenzien jetzt nicht billig sind, es kann einfacher und rentabler sein, ein katalytisches Heizkissen zu nehmen, eine Nachfüllung reicht für 6-8 Stunden Betrieb, nach 200-300 Einsätzen wird das Platinelement einfach ausgetauscht. Aber laut dem Autor der Entwicklung, die wir in Betracht ziehen, sind die Chinesen katalytisches Heizkissen hat seine Schattenseiten. Wenn Sie auf einen schwachen stoßen, hält der Katalysator eine Woche lang an. Darüber hinaus ist dieses Heizkissen temperaturempfindlich. In der Außentasche kühlt der Körper ab, der Brennstoff verdunstet nicht mehr und das Heizkissen ohne Brennstoff erzeugt keine Wärme mehr. Sie ist in dieser Hinsicht launisch. Auch der Fall hilft nicht. Und wenn man es mit gefrorenen Händen nimmt, kühlt es sehr schnell ab.

Der Autor des Video-Tutorials demonstriert zunächst die Funktionsweise eines chemischen Heizkissens. Dazu nahm er im Laden gekauftes Kupfersulfat und mahlte es in einer Kaffeemühle. Allerdings musste er das Vitriol nur zermahlen, um die Funktionsweise des Geräts zu demonstrieren, da große Kristalle beim Erhitzen platzen. Kupfersulfat kalziniert, um die Anfangstemperatur der Lösung zu erhöhen, um nicht ein paar Minuten länger zu warten, bis die Reaktion beginnt, aber Sie können darauf verzichten.

Welches Aluminium wird im Heizkissen verwendet? Lebensmittelfolie. Breite 28 cm, Länge 20 cm, Dicke 14 Mikrometer. Das Verhältnis von Kupfersulfat und Kochsalz beträgt 2:1. Ein Bambusspieß wird mit Heißkleber in den Korken geklebt.

Im Experiment ist es sehr kaltes Wasser. Die Mischung wird durch Auflösen von wasserfreiem Kupfersulfat auf Raumtemperatur erhitzt. Schütteln Sie die Flasche mit der Mischung, um die chemische Reaktion zu beschleunigen. Durch die Folie am Spieß wird die Flüssigkeit in der Flasche gleichmäßig erhitzt. Bei der Reaktion werden Wasserstoff und Wärme freigesetzt, was die Reaktion beschleunigt. Der Druck in der Flasche muss überwacht werden und der Wasserstoff muss ständig freigesetzt werden. Aluminium löst sich auf und Kupfer wird aus der Lösung freigesetzt. Wenn innerhalb einer Minute kein Gas freigesetzt wird, ist die Reaktion beendet. Prinzipiell kann man sogar Wasser abkochen, allerdings hält die Flasche einer solchen Hitze nicht stand.

Und nun darüber, wie man kein chemisches Heizkissen herstellt.

Um die Reaktionszeit auf ein Minimum zu reduzieren, entschied sich der Autor des Videos, die Aluminium-Kontaktfläche zu vergrößern. Zu diesem Zweck zerkleinerte er Aluminiumplatten. Als nächstes gebe ich wie üblich Salz und Kupfersulfat in den erforderlichen Anteilen in die Flasche. Habe es mit Wasser gefüllt. Gerührt. Ich habe den Aluminiumrohling hineingeworfen und den Deckel aufgeschraubt. Nachdem er den Deckel leicht geöffnet hatte, um den Wasserstoff abzulassen, wurde er mit einer Ladung schmutziger, heißer Flüssigkeit beladen.

Sehen Sie sich das Videoexperiment an, das die chemische Reaktion hinter dem Heizkissen zeigt und wie Sie selbst eines herstellen. Nun, wenn Sie sofort sehen möchten, „was der Technologieverstoß bewirkt hat“, also über die Gefahren chemischer Heizkissen, dann ab dem Moment 3:41.

Merkmale des vom Autor vorgeschlagenen Heizkissens aus Kupfersulfat.

Ein ähnliches Rezept kursiert seit Jahrzehnten im Internet, aber alles läuft darauf hinaus, Salze zu mischen und Sägemehl, Aluminium und Wasser hinzuzufügen. Und doch nicht
Es ist klar, wie man die Reaktionsgeschwindigkeit, die Temperatur des Heizkissens reguliert und die freigesetzten Gase entfernt. Der Autor hat einen einfachen Weg gewählt. Durch eine kurze, aber aktive chemische Reaktion entsteht Wärme, die die Salzmischung hält. Dadurch können Sie Reagenzien sparen und die Temperatur in einem angenehmen Bereich halten.
Wenn das Heizkissen abkühlt, können Sie neue Portionen Aluminium hinzufügen.

Die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion hängt von der Konzentration, Temperatur und Oberfläche der Reaktanten ab. Daher liegt Aluminium in Form einer Folie vor und nicht in Form von Draht, Rohren, Ecken und anderen Dingen. Weil Während der Reaktion nimmt die Konzentration der Salze ab, dann sollte ein Überschuss an Salzen vorliegen. Die Löslichkeit von Kupfersulfat in 100 Gramm Wasser bei 25 Grad Celsius beträgt 23 Gramm. Ich empfehle nicht, mehr als das Vierfache der Menge einzunehmen, weil... Bei der Reaktion wird Kupfer in Form eines feinen Pulvers freigesetzt, das die Salzlösung verdickt und die Zirkulation der Lösung verhindert. Kupfersulfat wurde kalziniert, um die Anfangstemperatur der Lösung zu erhöhen, um nicht ein paar Minuten länger zu warten, bis die Reaktion begann, aber darauf kann man verzichten.

Der Holzspieß soll das Folienbündel versenken und von den Flaschenwänden isolieren. Andernfalls wird die Folie mit vielen Blasen und Schwimmern bedeckt. Dabei wird die gesamte Wärme im oberen Teil der Flasche abgegeben, was zu einer starken Erwärmung und Verformung der Wände führt. Bei einem Spieß sorgen Gasblasen dafür, dass die Flüssigkeit zirkuliert, es ist also nicht notwendig, die Flasche ständig zu schütteln und Gas freizusetzen. Es genügt, die Flasche ein paar Minuten stehen zu lassen, ohne den Verschluss festzuziehen. Die Armee funktioniert nach dem gleichen Prinzip.
Flammenlose Lebensmittelerhitzer.

Das andere ist ein sicheres Heizkissen mit einem sehr interessanten Funktionsprinzip.