2 ~ 3 개의 간단한 액체 성분에서 많은 열을 생성 할 수있는 화학 반응?
On 2월 18, 2021 by admin열전을 활용하여 실험 해보고 간단한 화학 반응을 통해 열을 생성하고 싶습니다. 이상적으로는 몇 분 이상 끓는 물 온도에 도달 할 수있는 2 개의 액체 (하나는 물 또는 알코올이 좋습니다)를 함께 혼합하고 싶습니다. 부산물은 쉽게 배수 될 수있는 다른 액체이거나 인간에게 위험하지 않습니다. 고형 폐기물 및 비 부식성 / 발암 성 / 가성 물질이 없습니다.
지금까지 저는 제 요구에 가깝지만 여전히 고형 폐기물을 생성하고 특히 안전하지 않은 것을 발견했습니다. 이것은 산화 칼슘입니다. + 물-> 수산화칼슘 + 열. 주 반응 후에 추가 할 수있는 다른 액체가 있으면 수산화칼슘을 폐기 할 액체로 바꿀 수 있습니다.
댓글
- 여기서 말할 수있는 가장 도움이되는 것은 이것이 안전하지 않은 것 같다는 것입니다.
- 안전하지 않은 경우에만 안전하지 않을 것입니다. ' 내 요구 사항에 맞지 않습니다. 반응은 열전 메쉬로 둘러싸인 비커에서 이루어지며 일단 반응이 완료되면 안전한 폐기를 위해 다른 탱크로 배출됩니다.
- 농황산과 물을 더하면 큰 효과가 있습니다. 그것은 당신의 눈을 쉽게 죽이거나 눈을 찌를 것입니다.
- 나는 ' 당신이 그렇게 큰 발열을 일으키고 있는지 알기에 충분히 오랫동안 실험실에서 일했습니다. 그로부터 지속적이고 사용 가능한 전력을 만들기를 바라는 것입니다. 비커와 일부 메쉬는 격리로 간주되지도 않습니다.
- 좋은 지적입니다! 화학자들을보세요. 모든 멋진 시약에 접근 할 수 있고 강하지 만 제어 가능한 열을 발생시키고 싶을 때 무엇을 사용합니까? 전기 히터 , 그 ' 무엇입니까?
답변
재고 실을 이용할 수 있다면 가장 먼저 떠오르는 것은 두 가지 솔루션을 혼합하는 것입니다. (1) NaOH; (2) HCl. 용액이 충분히 농축되면 많은 열을 방출 할 수 있으며 NaOH와 HCl의 몰도가 같으면 염수가 형성됩니다.
편집 : 점심 시간에 몇 가지 수학을했습니다 …
이 경우에 관심있는 화학 반응은 다음과 같습니다.
$$ \ ce {OH- + H +-> H2O} $$
표준 이 종의 형성 엔탈피 ( $ \ Delta H_ \ mathrm f ^ \ circ $ )는 다음과 같습니다.
$$ \ begin {array} {lr} \ hline \ text {Species} & ΔH_ \ mathrm f ^ \ circ / \ pu {kJ mol-1} \\ \ hline \ ce {OH-} & -229.99 \\ \ ce {H +} & 0.00 \\ \ ce {H2O} & -288.83 \\ \ hline \ end {array} $$
따라서 반응 엔탈피의 변화는 다음과 같습니다.
$$ \ Delta H ^ \ circ = -288.83 \ \ mathrm {kJ / mol}-(-229.99 \ \ mathrm {kJ / mol} +0 \ \ mathrm {kJ / mol}) = -58.84 \ \ mathrm {kJ / mol} $$
따라서 $ 1 \ \ mathrm {mol} $ / $ \ c e {NaOH} $ + $ 1 \ \ mathrm {mol} $ / $ \ ce {HCl} $ , $ 58.84 \ \ mathrm {kJ} $ 의 열기를 얻습니다. 순 솔루션을 최대 $ 100 \ \ mathrm {^ \ circ C} $ 까지 충분히 방출하고 싶다고 가정 해 보겠습니다.
물의 열용량은 $ 4.18 \ \ mathrm {J / (g \ ^ \ circ C)} $ 입니다. $ \ ce {NaOH} $ + pan class = 중 $ 1 \ \ mathrm L $ 이 있다고 가정 해 보겠습니다. “math-container”> $ 1 \ \ mathrm L $ / $ \ ce {HCl} $ , 온도를 올리려면 충분한 열이 필요합니다. 물 $ 2 \ \ mathrm L $ 에 $ 100 \ \ mathrm {^ \ circ C} $ . “물이 $ 25 \ \ mathrm {^ \ circ C} $ 에서 시작한다고 가정하므로 $ 2 \, 000 \ \ mathrm g $ 및 $ 75 \ \ mathrm {^ \ circ C} $ 입니다.
$$ 4.18 \ \ mathrm {J / (g \ ^ \ circ C)} \ cdot 2 \, 000 \ \ mathrm g \ cdot 75 \ \ mathrm {^ \ circ C} = 62 \, 700 \ \ mathrm J = 62.7 \ \ mathrm {kJ} $$
의 몰수 $ \ ce {NaOH} $ + $ \ ce {HCl} $ 그렇게 많은 열이 필요합니까?
$$ \ frac {q} {\ Delta H ^ \ circ} = \ frac {62.7 \ \ mathrm {kJ}} {58.84 \ \ mathrm { kJ / mol}} = 1.065 \ \ mathrm {mol} $$
즉, $ 1 \ \ mathrm L $ / $ 1.065 \ \ mathrm M $ $ \ ce {NaOH} $ + $ 1 \ \ mathrm L $ / $ 1.065 \ \ mathrm M $ / $ \ ce {HCl} $ 이며 이론적으로 $ 100 \ \ mathrm {^ \ circ C} $ 에 가까운 온도를 얻으려면
다음과 같은 몇 가지 가정을했기 때문에 다소 틀릴 수 있습니다.
- $ \ Delta H ^ \ circ $ 은 $ 25 \ \ mathrm {^ \ circ C} $ 에서 $ 100 \ \ mathrm까지 온도에 대해 일정합니다. {^ \ circ C} $ . 사실이 아닐 수 있습니다.
- 물에 용해 된 염분은 열용량에 큰 영향을주지 않습니다.
- $ 2 \, 000 \ \ mathrm g $ $ 1.065 \ \ mathrm M $ $ \ ce {NaOH} $ + $ 1.065 \ \ mathrm M $ $ \ ce {HCl} $
그렇게하면 가까이 갈 수있을 것 같나요? 어금니가 높지 않다는 사실에 조금 놀랐습니다 … 적어도 시작점입니다.
물론 면책 조항 : $ \ ce {NaOH} $ + $ \ ce {HCl}에주의하세요. $ 솔루 티 에, 그들은 위험 할 수 있습니다. 적절한 화학 위생 프로토콜을 사용하십시오. 혼합물은 양성이어야하지만 pH 종이로 확인해야합니다.
댓글
- 흥미 롭습니다. 소금물은 손상을 입히거나 내부에 염분이 축적되는 것이 유일한 걱정이지만 폐기 용 튜브.
- 어느 기관에있는 '에 따라 일부 장소에서는 중화 된 산 / 염기 용액을 싱크대 아래로 폐기 할 수 있습니다. 산과 염기는 양성이고 pH는 ~ 7입니다. (출처 : 이것이 제 3 개 기관 중 2 곳에서 작동 한 방식입니다.) 귀하의 창고 관리자 또는 비서가 귀하에게 말할 수 있어야합니다.
- 튜브가 의미하는 바에 대한 이전 의견을 보았습니다. NaCl은 믿을 수 없을 정도로 수용성. ' 매우 걱정이되는 경우 실험 사이에 DI water로 시스템을 1-2 배 플러시 할 수 있습니다. 그러면 남은 염분을 제거해야합니다.
- 좋습니다. , 답변을 확장 해주셔서 감사합니다.
- 지하실에 중화제가 있었기 때문에 저희 연구소에서는 더 농축 된 산을 배수구에 쏟아 붓는 것도 허용했습니다.
답변
Zhe가 말했듯이 안전하지 않습니다. 귀하의 질문에는 화학 물질을 배수구에 버리거나 배출해도 괜찮은 것처럼 화학 물질을 “배수”한다고 언급되어 있습니다. 지상에. 그렇지 않습니다. 발열 화학 반응과 열전 실험 사이에 가능한 연관성은 상상할 수 없습니다. 핫 플레이트를 사용하십시오. 여기에 “힌트 : 물을 끓는점까지 가열하려면 많은 에너지 (그램 당)가 필요합니다. 많은 에너지를 생성하는 화학 반응의 또 다른 이름은”폭발 “입니다. 어떤 사람이 생각하는 것을 생각할 수 없습니다. “액체라면 배수구에 버리면됩니다.”는 안전하게 구현할 수 있습니다.
댓글
- 화학 물질은 ' 하수구가 될 수 없다면 ' 내 요구 사항에 맞지 않습니다. 배수로 나는 단순히 시스템을 재 장전하기 위해 자체 드립 시스템을 의미했습니다. 나중에 안전하게 폐기하기 위해 양동이에 떨어질 수 있습니다.
- 내 가정은 @ABlankenship이 전기를 생성하는 데 열원을 사용하는 발전 실험을하고 있다는 것입니다. 발열 화학 반응과 그러한 실험 때문에 ' 매우 명백한 연관성이 있다고 생각합니다. 또한 저는 재고 실을 관리하고 지원하는 데 수년을 보냈습니다. 많은 액체가 배수로로 배출 될 수 있지만 정보를 알고주의해야합니다.
- 대부분의 화학 물질은 ' 버려 질 수 없습니다. 배수구. 기술적으로는 ' 많은 양의 소금을 배수구에 버릴 수 없어야합니다.
- 대부분 화학 물질이지만 이것은 그렇지 않습니다. 특히 수성 염화나트륨과 같은 폐기물에 대한 보편적 인 사실입니다. 규칙은 하수도 처리 기관의 특성에 따라 다릅니다. 내가 근무한 대부분 기관에 대한 주 및 연방 규정은 산성 용액의 중화로 형성된 희석 된 NaCl 용액의 무제한 폐기를 허용합니다. 많은 대학에서 재고 실 직원 또는 EHS가이를 수행하도록 허용하여 올바르게 수행되도록합니다. 폐기물 관리 계획을 결정하기 전에 해당 기관의 관련 당국에 확인해야합니다.
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