2〜3個の単純な液体成分から大量の熱を発生させることができる化学反応?
On 2月 18, 2021 by admin熱電を利用して実験したいのですが、簡単な化学反応で熱を発生させたいです。理想的には、沸騰したお湯の温度に数分以上かかる可能性のある2つの液体(1つは水またはアルコールが最適です)を混ぜ合わせたいと思います。副産物は、簡単に排出できる他の液体またはガスである必要があります。人間にとって危険ではありません。固形廃棄物はなく、非腐食性/発がん性/苛性アルカリです。
これまでのところ、ニーズに近いものの、固形廃棄物を生成し、特に安全ではないもの、つまり酸化カルシウムを見つけました。 +水->水酸化カルシウム+熱。これは、主な反応の後に追加して、水酸化カルシウムを廃棄用の液体に変えることができる別の液体がある場合に機能する可能性があります。
コメント
- ここで言える最も役立つことは、これは安全ではないように思われることだと思います。
- 安全でない場合にのみ安全ではありません' tは私の要件に適合します。反応は熱電メッシュで囲まれたビーカー内で行われ、反応が完了すると、安全に廃棄するために別のタンクに排出されます。
- 濃硫酸と水は素晴らしい効果を発揮します。それはあなたをすぐに殺したり、目をくり抜いたりするでしょう。
- '私は、あなたがそれほど大きな発熱を引き起こしているかどうかを知るのに十分長い間研究室で働いてきましたあなたがそれから持続的で使用可能な電力を作りたいと望んでいること、ビーカーといくつかのメッシュは封じ込めとして数えることさえ近くありません。
- 良い点!彼らの化学者を見てください。彼らがそれらすべての豪華な試薬にアクセスでき、強烈であるが制御可能な熱を生成したい場合、彼らは何を使用しますか? 電気ヒーター、その'は何ですか。
回答
ストックルームにアクセスできる場合、最初に頭に浮かぶのは、次の2つのソリューションを混合することです。(1)NaOH。 (2)HCl。これは、溶液が十分に濃縮されている場合に多くの熱を放出する可能性があり、NaOHとHClのモル濃度が同じである場合は塩水を形成します。
編集:私は昼休みにいるので、いくつかの計算を行いました…
この場合の対象となる化学反応は次のとおりです:
$$ \ ce {OH- + H +-> H2O} $$
標準これらの種の生成エンタルピー( $ \ Delta H_ \ mathrm f ^ \ circ $ )は次のとおりです。
$$ \ begin {array} {lr} \ hline \ text {Species} &ΔH_\ mathrmf ^ \ circ / \ pu {kJ mol-1} \\ \ hline \ ce {OH-} & -229.99 \\ \ ce {H +} & 0.00 \\ \ ce {H2O} & -288.83 \\ \ hline \ end {array} $$
したがって、反応のエンタルピーの変化は次のようになります。
$$ \ Delta H ^ \ circ = -288.83 \ \ mathrm {kJ / mol}-(-229.99 \ \ mathrm {kJ / mol} +0 \ \ mathrm {kJ / mol})= -58.84 \ \ mathrm {kJ / mol} $$
したがって、 $ 1 \ \ mathrm {mol} $ <の場合/ span> of $ \ c e {NaOH} $ + $ 1 \ \ mathrm {mol} $ of $ \ ce {HCl} $ 、 $ 58.84 \ \ mathrm {kJ} $ の熱が得られます。正味の解を
水の熱容量は
$$ 4.18 \ \ mathrm {J /(g \ ^ \ circ C)} \ cdot 2 \、000 \ \ mathrm g \ cdot 75 \ \ mathrm {^ \ circ C} = 62 \、700 \ \ mathrm J = 62.7 \ \ mathrm {kJ} $$
のモル数$ \ ce {NaOH} $ + $ \ ce {HCl} $ そんなに熱が必要ですか?
$$ \ frac {q} {\ Delta H ^ \ circ} = \ frac {62.7 \ \ mathrm {kJ}} {58.84 \ \ mathrm { kJ / mol}} = 1.065 \ \ mathrm {mol} $$
つまり、 $ 1 \ \ mathrm L $ 混在させることができます。 $ 1の/ span>。065 \ \ mathrm M $ $ \ ce {NaOH} $ + $ 1 \ \ mathrm L $ $ 1.065 \ \ mathrm M $ の
私がいくつかの仮定をしたので、これは少しずれているかもしれません:
- $ \ Delta H ^ \ circ $ は、 $ 25 \ \ mathrm {^ \ circ C} $ から
$ 100 \ \ mathrmまで温度に関して一定です。 {^ \ circ C} $ 。これは当てはまらない可能性があります。 - 水に溶けている塩は、その熱容量に大きな影響を与えません。
- $ 2 \、000 \ \ mathrm g $ $ 1.065 \ \ mathrm M $ $ \ ce {NaOH} $ + $ 1.065 \ \ mathrm M $ $ \ ce {HCl} $
これであなたを近づけることができると思いますか?私は、数学が高くないことに少し驚いています…それは少なくとも出発点です。
もちろん免責事項: $ \ ce {NaOH} $ + $ \ ce {HCl}に注意してください$ solutiオン、彼らは危険なことができます。適切な化学衛生プロトコルを使用してください。混合物は良性である必要がありますが、pH紙でこれを確認する必要があります。
コメント
- これは興味深いことです。塩水は、損傷したり、塩が蓄積したりすることだけを心配していますが、細かい廃棄物になります。廃棄用のチューブ。
- '所属する機関によっては、中和された酸/塩基溶液をシンクに廃棄できる場所もあります。酸と塩基は良性で、pHは約7です。 (出典:これは私の3つの機関のうちの2つでどのように機能したかです。)あなたの倉庫のマネージャーまたはアシスタントはあなたに言うことができるはずです。
- チュービングの意味についてのあなたの以前のコメントを見たばかりです:NaClは信じられないほどです水溶性。 '非常に心配している場合は、実験の合間にシステムをDI水で1〜2回洗い流すことができます。これにより、残っている塩分がすべて除去されます。
- これはすばらしいことです。 、答えを拡大してくれてありがとう。
- セラーに中和剤があったので、私の研究所はさらに濃縮された酸を排水管に注ぐことさえ許可しました。
回答
Zheが言うように、これは安全ではありません。あなたの質問は、化学物質を排水溝に捨てても大丈夫であるかのように化学物質を「排水する」と述べています。地面に。そうではありません。発熱化学反応と熱電実験の間にどのような関係があるのか、私には想像できません。ホットプレートを使用してください。ヒント:水を沸点まで加熱するには、多くのエネルギーが必要です(1グラムあたり)。多くのエネルギーを生成する化学反応の別名は「爆発」です。誰もが考えていることは考えられません。 「液体の場合は、排水口に捨てることができます」を実装しても安全です。
コメント
- 化学物質は' '排水管を下ることができない場合は、私の要件に適合しません。排水とは、リロードするシステムをクリアするための独自の点滴灌漑システムを意味していました。後で安全に処分するためにバケツに滴り落ちる可能性があります。
- @ABlankenshipは、熱源を使用して発電する発電実験を行っていると想定していました。 'は、発熱化学反応とそのような実験のため、非常に明白な関係があると思います。また、私は数年間、倉庫の管理と支援に費やしてきました。多くの液体は 排水管に流れ込む可能性がありますが、通知と注意が必要です。
- ほとんどの化学物質は'捨てることができません。ドレイン。技術的には、'大量の塩を排水溝に捨てることはできません。
- ほとんどの化学物質ですが、そうではありません。特に塩化ナトリウム水溶液のような廃棄物については、普遍的な事実です。ルールは、あなたの機関の下水道処理の特異性に依存します。私が働いていたほとんどの機関の州および連邦の規制では、酸性溶液の中和から形成された希釈NaCl溶液を無制限に廃棄することが許可されています。多くの大学は、それが正しく行われることを保証するために、倉庫スタッフまたはEHSのみがこれを行うことを許可しています。廃棄物管理計画を決定する前に、所属機関の関係当局に確認する必要があることを繰り返します。
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