家から遠く離れた自然の中で寒さと戦うことはできますし、そうすべきです。 さらに、現在では、現代的で技術的に進歩したポータブル機器、個別の加熱パッドが数多く販売されています。 さまざまな種類およびタイプ、コンパクトガスヒーターなど、その動作はさまざまな物理的および化学的プロセスに基づいています。
統計によると、自然死した人の10～15％が犠牲者となっています。 どんなに暖かい服装でも、 マイナスの気温空気は、非常に限られた時間だけ人体の熱バランスを正に維持することができます。 遅かれ早かれ、熱の損失が熱の産生より大きくなり、体が冷え始めます。 寒さに長時間さらされると危険です。 それは意志を麻痺させ、自己保存の本能を鈍らせます。 これは最終的に、少なくとも深刻な健康上の問題、最大で死につながる可能性があります。
使い捨て化学加熱パッドと加熱用保温バッグ フィールドコンディション.
一番安くて、 利用可能な手段 個別暖房手足用の各種使い捨て化学加熱パッド（温熱バッグ）です。 このような加熱パッドの熱は、通常、パッケージ自体の内容物と酸素との間の化学反応の結果として発生します。 このような加熱パッドは非常に使いやすく、発熱プロセスを開始するには、パッケージから取り出すだけで十分な場合があります。 作業温度、使い捨て加熱パッドの目的に応じて、プラス40℃から60℃まで。 稼働時間：4時間以上。
一部の使い捨て化学加熱パッドは、熱放出のプロセスを一時的に停止できるように設計されています。 これを行うには、多くの場合、活性成分への酸素のアクセスを停止するだけで十分であり、反応は停止します。 使い捨ての化学温熱パッドが便利です 自律的ソース漁師、観光客、狩猟者、軍人にとっては暑さです。 靴の中、手袋の中、衣服の内ポケットに入れたり、寒い中での作業時に機器（写真やビデオカメラ）を温めたりするために使用できます。
野外で加熱するための再利用可能な塩加熱パッド。
再利用可能なソルトウォーマーは、過飽和物質で満たされた高密度素材で作られた密閉容器です。 食塩水。 動作原理は、材料の相状態が変化するときの熱放出の影響に基づいています。 塩加熱パッドほぼあらゆる形状とサイズにすることができます。 例えば、塩足温器は中敷きの形態であってもよい。
加熱パッドの内側には、それを発射するために使用されるアプリケーター（スティックまたはサークル）があります。 塩加熱パッドの使用温度は50度以上です。 動作時間は加熱パッド自体のサイズと周囲温度によって異なります - 2時間以上。 作業サイクルの終了後、ソルトウォーマーは沸騰したお湯の中にしばらく入れて使用可能な状態にし、その後再び再利用できるようになります。
現場条件での加熱に使用できる再利用可能な触媒加熱パッド。
使い捨ての化学加熱パッドに加えて、再利用可能なポケット触媒加熱パッドもあります。 それらの動作原理は、熱の放出を伴う、アルコールまたはガソリン蒸気の接触無炎酸化に基づいています。 このような加熱パッドの触媒はプラチナです。 印象的な例— クラシックなポケット触媒ガソリン加熱パッド Zippo ハンドウォーマー。 詳細については、当社の Web サイトに記載されています。
状況下での低体温症の予防 寒波.
寒い気候では、次の簡単なルールに従うようにしてください。
1. 熱を発生させます。
高カロリーのものを少しずつ、頻繁に食べましょう。 食べ物を頻繁に少量ずつ摂取すると増加します 一般レベルより多くのカロリーが消化プロセスに費やされるため、体の代謝が低下します。 それが結果的に生産につながります もっと内部の熱。
必要であれば。
- 体を温める運動をしましょう。
— 火を起こし、反射面を使用します。
- 可能であれば、常に南側に位置して受信してください。 太陽熱最大限に。
- 甘いものや砂糖を溶かした温かい液体や熱い液体を飲みます。
2. 熱損失を低減します。
— 天候に適した服装と靴を着用してください。
- 特に頭と首を断熱してください。
・濡れた衣服は速やかに乾いた衣服に着替えてください。
- 保護シェルターまたはシェルターを見つけるか作成します。
— 体を冷たい表面からできるだけ隔離します。
- アルコールを完全にやめます。
ゲラシメンコ・エレナ
「化学加熱パッドの作成における熱化学反応」という研究では、次のことを調べています。 実用化学反応に関する理論資料。
関心のある問題の選択は正当化されます。 安価な廃材を使って家庭で「化学加熱パッド」を作成できる機能は、極端な自然条件下では非常に役立ちます。
ダウンロード：
プレビュー:
市立中等教育 国の資金提供を受けた組織平均
MO コレノフスキー地区中等学校 No. 19
学童向け科学・実践カンファレンス「ユリイカ」
「創造物における熱化学反応」
化学加熱パッド」
モブ中等学校第 19 クラス 11 A の生徒が完成市区町村コレノフスキー地区
ゲラシメンコ エレナ ミハイロフナ 化学の校長 ボブロフスカヤ L.F.
コレノフスク
2014年
注釈
「化学加熱パッドの作成における熱化学反応」では、化学反応に関する理論的資料の実際の応用を検討しています。
関心のある問題の選択は正当化されます。 安価な廃材を使って家庭で「化学加熱パッド」を作成できる機能は、極端な自然条件下では非常に役立ちます。
可用性の分析 用品。 反応の熱効果は、物質の標準生成エンタルピーを使用して計算されます。
彼女の研究では、学生は新しい実験装置ミシャブを使用して実験を行い、それに基づいて反応による灰の影響を計算し、最も効果的な反応を確立しました。
研究の結果、「化学加熱パッド」を作成するためのレシピと推奨事項が、わかりやすくアクセスしやすい形で策定されました。
この研究には実用的な応用性があり、注目に値します。
導入。
寒い季節には、特定の活動を行う人がいます。
路上で仕事をしていると、ウォームアップしたいという欲求が常にあります。 しかし、常にそうとは限りません
条件。 この問題は、加熱パッドを使用することで解決できます。
私の仕事では、化学加熱パッドの作成の問題を調査することにしました。 加熱パッドは再利用可能です。 再利用可能な「カイロ」には、過冷却状態で長期間保存できる結晶性塩水和物が最適です。 結晶性酢酸ナトリウム水和物 SNZS0 (Zha-ZN20) が充填された同様の加熱パッドが販売されています。この塩は 58 ℃ で結晶水自体に溶けます。 ビニール袋、沸騰したお湯に溶かし、その後、その溶解物を冷却することができます。 室温以下、結晶化（過冷却）がない状態。 次に、袋を丸めるだけで、熱が放出されて結晶化が始まります。 このプロセスは何度も繰り返すことができます。」
私は、発熱反応が起こることで機能する本物の化学加熱パッドを作成できる可能性にもっと興味がありました。 この温熱パッドは使い捨てなので、使用後は捨てたりリサイクルしたりできるので便利です。
そのようなウォーマーのレシピをいくつか見つけることができました。 私の仕事の目標は、最も便利で信頼性が高く、アクセスしやすく、安価で、 効果的なレシピ、実際にテストしてテストします。
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仕事中に、熱化学反応の理論を研究し、選択した反応の熱効果を計算し、さまざまなレシピを選択して実験を行いました。
研究計画
化学を学ぶと、熱の吸収または放出によって起こる熱化学反応に詳しくなります。 化学結合の形で物質に蓄えられたエネルギーは、新しい物質が形成されるときに放出されます。 で 化学製品の製造「このエネルギーは、試薬を加熱したり、蒸気を生成したり、水を加熱したりするために使用されます。
化学反応の熱効果は、多くの技術的な計算に必要です。
特定の発熱反応の効果を利用して、カスタマイズされたポータブル ヒーターを作成できます。
この研究の目標は、いくつかの化学反応を探索して、 熱化学加熱パッド。 この目的のために、最も入手可能な試薬を使用していくつかの実験が実行されました。
私は、小型の個別加熱システム「湯たんぽ」における化学反応のエネルギーの利用の問題を探求したいと考えています。そのためには、次のことが必要です。
- 問題を調査し、同様の加熱パッドがあるかどうかを判断します。
- 化学加熱パッドの作成に最適な反応を選択します。
- 化学比較実験中に発熱量の観点から最も効率的な反応を選択します。
- 最も多くのものを選択してください 便利な形充填と塗布用。
- 熱化学反応。
熱化学 -- 化学熱力学のセクション。その課題は、反応の熱効果を決定および研究し、さまざまな物理化学的パラメーターとの関係を確立することです。 熱化学のもう 1 つの仕事は、物質の熱容量を測定し、その相転移熱を決定することです。
熱化学方程式
熱化学の反応方程式は、記号の近くにある式です。 化学物質これらの化合物の凝集状態または結晶学的修飾が示され、熱効果の数値が方程式の右側に示されます。
熱化学で最も重要な量は標準生成熱 (標準生成エンタルピー) です。 標準地層熱（エンタルピー） 複合物質この物質が 1 モル生成する反応の熱効果 (標準エンタルピーの変化) と呼ばれます。 単体物質標準的な状態です。 この場合の単体物質の標準生成エンタルピーはゼロとみなします。
熱化学方程式では、物質の凝集状態を文字指数で表す必要があり、反応の熱効果 (TR) をカンマで区切って個別に記述する必要があります。 たとえば、熱化学方程式は
4×3 (g) + 30 2 (g) -+ 2×2 (g) + 6×2 0 (g)、DN=-1531 kJ
これが示す 化学反応 101 kPaの圧力で1531 kJの熱の放出を伴い、反応方程式の化学量論係数に対応する各物質のモル数を指します。
熱化学では、必要に応じて分数係数を使用して、熱効果が形成された物質の 1 モルに関連する方程式も使用されます。
ヘスの法則
熱化学計算はヘスの法則に基づいています。つまり、化学反応 (P と T が一定の場合) の熱効果 (TE) は、出発物質と反応生成物の性質と物理的状態に依存し、反応の発生経路には依存しません。
ヘスの法則からの帰結:
- 順反応と逆反応の熱効果は大きさが等しく、符号が逆です。
- 化学反応による熱効果（RE） 差に等しい反応式の係数を考慮した（つまり係数を乗じた）、反応生成物の生成エンタルピーの合計と出発物質の生成エンタルピーの合計との間。
ヘスの法則は次の数式で表すことができます。
∆ N in =∑(∆ N 0 反応生成物) - ∑(∆ H 0 試薬)
標準エンタルピーのデータを使用して、化学加熱パッドの反応の熱効果を計算します。
- 化学加熱パッドのレシピ。
- 化合物 : 最も単純な化学加熱パッドの 1 つは、酸化カルシウム CaO ( 生石灰)、水と反応して水酸化カルシウムを形成します。
CaO + H 2 O = Ca(OH) 2。
反応には熱の放出が伴います。 加熱パッドの温度は70〜80℃に達することがあります。
- 化合物 ：別のタイプの化学加熱パッドは、金属（削りくずの形）と塩の相互作用を利用します。 鉄 (Fe) の削りくずと銅塩 (CuCl など) の完全に乾燥した混合物 2 ）かなり長期間保存でき、水を加えると反応により温度がすぐに100℃近くまで上昇します。
F e + CuCl 2 = F eC1 2 + Cu。
同時に、塩化銅CuC1を含む加熱パッド 2 塩化第二鉄に変わる F еС1 2 、約10時間保温します。
- 化合物 ：設備：アルミ線、硫酸銅、 塩、おがくず、水。
2A1 + ZSi S 0 4 - A1 2 (S 0 4 ) 3 + ZSi。
塩化ナトリウムを添加するとプロセスが強化され、塩素イオンがアルミニウムとの反応を促進します。 この反応の背景には、おそらく次のようなアルミニウムと水の反応も存在します。
2А1 + 4Н 2 0 => 2А10(0Н) + ЗН 2.
- 化合物 : 化学加熱パッドを作るには、塩化銅の粉末とアルミニウムのやすりを使用するのが良いです。 5～6 gの塩化銅を同重量のアルミニウムおがくずと混合し、よく乾燥させたおがくず大さじ5～6杯を混合物に加えます。 得られた混合物をビニール袋に注ぎます。 30〜40mlの水をバッグに注ぐと、加熱パッドが機能し始めます。 塩化銅は水に溶解し、アルミニウムと反応します。
ZSiS12+2A1=2A1S13+ZSi。
反応には熱の放出が伴います。 おがくずは、反応が急速に進行するのを防ぐ「希釈剤」として機能します。
- 化合物 : 鋼製シリンダー内の過マンガン酸カリウムと鉄粉の混合物。 第二次世界大戦中に日本人によって発明されました。 重さは約200グラムでした。 少量の水を加えるとすぐに、この混合物は温まり始めました。 加熱パッドは最大 20 ～ 30 時間作動しました。 外気温温度は60度を超えませんでした。つまり、皮膚を火傷することはありませんでした。 このような温熱パッドは 1 枚で大人を温めるのに十分でした。
- 化合物 ：鉄粉が空気中の酸素により酸化し、錆が発生し発熱するポリプロピレン製の平袋です。 混合物には水、塩（触媒として機能します）、 活性炭(熱を均一に分散)、バーミキュライト (蓄熱体として機能)、セルロース (充填剤)。 加熱パッドは使い捨てで、（酸素のアクセスを確保するため）密封されたパッケージを開けると機能し始め、数時間熱を提供できます。
- 化合物 ：シュウ酸や クエン酸(結晶水和物)、熱出力を増加させます。 このような加熱パッドを使用すると、100〜300°Cの温度を得ることができます。 それらを酸化カルシウムと結晶水和物の反応混合物に投入する シュウ酸少量の水を導入すると、反応中に中和中に放出された水が酸化カルシウムと反応します。
。 - « ■ (IV /1 V*
CaO + H2O = Ca(OH)2 + 10.6 kcal
Ca(OH)2 + H2C2O4*2H20 = CaC204 + 4H20 + 31kcal
- 化合物: 化学加熱パッドのより効果的な組成は、鉄やすり、過マンガン酸カリウム、石炭、砂の混合物です。 石炭と砂は反応遅延充填剤として機能します。 この混合物に水を加えると熱が発生します。
混合物に水を加えると、次のような反応が起こります。
4Ee + 2H20 + 302=2(Ee203»H20) + 390.4 kcal
このような混合物をハウジングに入れると、100℃の温度を10〜12時間維持できます。 このタイプの個別の加熱パッドは、水を注ぐための首が付いた特定の組成物で満たされたゴム引きバッグです。
- 化合物: そして最高の使い捨て化学加熱パッド（すなわち、 化学加熱パッド、再利用可能は化学とは何の関係もないため) - それは鉄と銅のやすりと塩の混合物です。 水を入れて暖まり始めます。
物質と状態 | DN 298 kJ/mol | 物質と状態 | DN°2 98 kJ/mol |
Ca09(cr) | 635,1 | A12(50)3(cr) | 3441,8 |
N20(w) | 285,83 | A1S13(cr) | 704,2 |
Ca(OH) 2 (cr) | 985,1 | (Ее203*Н20) | |
SiS(cr) | 205,85 | Si504*5N 2 0(cr) | 2279,4 |
ReS1 2 (cr) | 341,7 | スー$04(cr) | 770,9 |
CaO + H 2 O = 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. 実験します。
のために 実際の出力の決定さまざまな反応の熱について実験してみます。 で
同じ条件で熱を観察してみます混合物の創造力と冷却時間。
混合組成 | 温度変化 |
|||||||
イニシャル | を通して | を通して | を通して | を通して | を通して | を通して |
||
分 | 分 | 分 | 分 | 分 | マイナス |
|||
CaO+H20 | 「20日 | 「20日 | 「20日 | 「20日 | 「20日 | 20° |
||
Re + CuC1 2 | 20日 | 55° | 100° | 「68位」 | 37° ■ | 25° |
||
A1(細孔)+CuC1 2 | 20° | 100° | 95° | 「95位」 | ああ | |||
A1(pr)+Ci804+NaC1 | 20° | 「30日」 | 35° | 「32日 | 28° | ^22° | 20° |
|
結論、 アルミニウムが相互作用するときに最大の熱出力が観察されます。
塩化銅。 この混合物に基づいて加熱パッドが最も効果的に機能しますが、試薬の割合を選択する必要があります。
5.0 反応の熱効果の測定 5 グラムの CuC を 50 g の水に添加しました。 l 2 *2 N 0 および アルミニウムの粉末。 による
水温の変化デ 反応の熱効果.
b. 化学加熱パッドのレシピ
化学ギリシャ語を作成するには、混合物を準備する必要があります。
大さじ1杯分 硫酸銅塩大さじ1をとり、アルミニウム粉末小さじ1を加えます。 加熱パッドの温度は100°まで上昇し、
徐々に減少します。
結論。
実施された実験の結果、熱化学加熱パッドを作成する最も最適な方法は、塩から金属をより強力な金属に置き換える反応であるという結論に達しました。
主なタスク 実務それは、寒い季節には使用し、キャンプでは暖房パッドとして機能する、入手可能な試薬からポータブルヒーターを作成することでした。
加熱パッドを作成するために、いくつかの反応が実行されました。
- .塩化銅 (||) とアルミニウムの相互作用
塩化銅、石炭、おがくずの混合物を調製します。 アルミ粉を投入しました。 水を加えた。 この装置を用いて、最高加熱温度（100℃）と22℃まで降温する時間（約1.5～2時間）を測定しました。
- .塩化銅 (||) と鉄の相互作用
塩化銅（乾燥）、石炭、おがくずの混合物を準備しました。 鉄粉を添加しました。 水を加えた。 この装置を使ってみると、物質間の相互作用が弱いことが分かりました。 温度は 25°C から 35°C まで上昇しましたが、それは 40 分も続きませんでした。
- 消石灰
酸化カルシウムを反応に使用した。 水を加えた。 反応は起こりませんでした（おそらく次の理由が考えられます） 長期保存庫、酸化カルシウムは炭酸カルシウムに変わりました）。
実施された実験に基づいて、加熱パッドを作成するための最も最適な反応は、金属塩をより活性な金属で置換することであると結論付けられました。
経験によれば、多くの発熱反応は激しいガス放出を伴って激しく起こり、熱効果は小さいため、熱化学加熱パッドの作成には適していません。
参考文献:
FindPatent.RU2012-2013
重曹 (重炭酸ナトリウム) は酢酸と非常に容易に反応し、塩 (酢酸ナトリウム) と弱い二酸化炭素を形成します。塩 (酢酸ナトリウム) はすぐに二酸化炭素と水に解離します。 すべての成分と反応生成物は完全に無害で、ガスが飽和した混合物は活発に泡立ち、パイをよりふわふわにし、学童が指を指して驚くほどです。
CH 3 COOH + NaHCO 3 → CH 3 COONa + H 2 CO 3 H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2
酢酸ナトリウムは、用途だけでなく広く使用されています。 食品添加物(E262) だけでなく、 化学工業- 布地を染色するとき、ゴムを加硫するときなど - そしてもちろん、「ソルトウォーマー」を温める一部としても。 この物質は約58℃の温度で溶け、水に容易に溶解します。その後、過剰な水分を蒸発させて冷却すると、過飽和溶液が得られ、わずかに「押す」だけで瞬時に結晶化します。 。
この発熱プロセスには放出が伴います。 大量エネルギー - 264 ～ 289 kJ/kg。 酢酸ナトリウムの生成とは異なり、これは化学反応ではありませんが、 物理的プロセス、相転移であり、完全に可逆的です。 混合物を（例えば水浴中で）加熱すると、酢酸塩は残りの水に再び溶解し、「湯たんぽ」は再利用できます。
理論を簡単に理解したところで、次に進みましょう。 実践的な授業。 もちろん、「ソルトウォーマー」はほとんどすべての薬局で購入でき、既製の酢酸ナトリウムは最初の適切な化学試薬店で購入できます。 しかし、なぜ？ 必要な材料はすべてご自宅のキッチンで見つけることができます。
適切な容器（鍋でも大丈夫です）を用意し、酢を注ぎます。 最終的には体積が約 1 桁減少することに注意してください。酢酸溶液を数回に分けて準備する必要がありました。
慎重に追加してください 重曹、急いでいないで、それぞれの新しい部分が反応するようにしてください。そうでない場合は、「化学火山」について実際に知る必要があります。 9% 酢溶液 500 ml ごとに、小さじ 4 ～ 5 杯のソーダを使用しました。
酢酸塩溶液が得られました。そこから余分な水を蒸発させます。 鍋を弱火の上に置き、小さな酢酸塩の結晶が側面に現れ始めるまで液体をゆっくりと煮ます。 その後、溶液は黄色っぽくなり、体積がほぼ 90% 減少します。これには 1 時間以上かかる場合があります。
溶液が蒸発している間に、加熱パッドの活性剤を作りました。定規ブレスレットからベースである湾曲した金属テープを取り出し、そこから円を切り出し、押すと一方向に曲がります。その他もクリックで。 このような「ボタン」が加熱パッドを損傷するのを防ぐために、電気テープで覆われていました。
温暖化する「火山」
過飽和酢酸溶液を加熱パッドに注ぎ、その中に活性化剤を入れましたが、原理的には活性化剤なしでも反応を開始できます。 皿の壁に残った結晶の1つを内側に投げ込むだけで十分であり、鋭い打撃だけで自然に結晶化が始まりました。 このような加熱パッドの熱は最大数時間持続する可能性があり、再利用するには水浴で加熱し、再び酢酸塩を液体の形に変換するだけで十分です。
記事 " 手作りの温もり雑誌「ポピュラーメカニクス」に、自分で作る化学温熱パッド」が掲載されました（
インターネット上では、漁師や観光客向けの自家製化学加熱パッドのデザインがたくさん見つかります。 加熱パッドの動作は、水、塩、硫酸アルミニウム、硫酸銅が関与する化学反応に基づいています。 釣りの際にかじかんだ指を温めるためにカイロを使用します。 冷たい食べ物を温めるのに使えます。
現在、試薬は安くないことを認めなければなりません。触媒加熱パッドを使用する方が簡単で収益性が高い場合があります。6〜8時間の動作には1回の補充で十分であり、200〜300回使用した後は白金元素が簡単に交換されます。 しかし、私たちが検討している開発の作者によると、中国の触媒加熱パッドには欠点があるそうです。 弱いものに遭遇した場合、触媒は1週間持続します。 さらに、この加熱パッドは温度に敏感です。 外側のポケットでは体が冷え、燃料の蒸発が止まり、燃料のない加熱パッドは熱を発生しなくなります。 この点に関して彼女は気まぐれだ。 ケースも役に立ちません。 そして、もし彼女が 凍った手で取ってください、すぐに冷めます。
ビデオチュートリアルの作成者は、最初に化学加熱パッドの動作メカニズムを説明します。 これを行うために、彼は店で購入した硫酸銅をコーヒーグラインダーで粉砕しました。 しかし、大きな結晶は加熱すると割れてしまうため、彼は装置の動作を実証するためにのみビトリオールを粉砕する必要がありました。 反応が始まる前に余分に数分間待たないように、溶液の初期温度を上げるために硫酸銅を焼成しましたが、これを行わなくても大丈夫です。
加熱パッドにはどのようなアルミニウムが使用されていますか? 食品用ホイル。 幅28cm、長さ20cm、厚さ14ミクロン。 硫酸銅と食塩の比率は2：1です。 コルクに竹串をホットグルーで貼り付けます。
実験ではとても 冷水。 無水硫酸銅を溶解することにより、混合物を室温まで加熱する。 混合物を入れたボトルを振ると、化学反応が促進されます。 串のホイルはボトル内の液体を均一に加熱します。 反応中に水素と熱が発生し、反応が促進されます。 ボトル内の圧力を監視し、水素を常に放出する必要があります。 アルミニウムが溶解し、銅が溶液から放出されます。 1 分以内にガスが放出されなければ、反応は終了します。 原則として、水を沸騰させることもできますが、ボトルはそのような熱に耐えることができません。
そして今度は、化学加熱パッドを作らない方法についてです。
反応時間を最小限に抑えたいと考え、ビデオの作者はアルミニウムの接触面積を増やすことにしました。 この目的のために、彼はアルミニウム板を粉砕しました。 次に、いつものように、塩と硫酸銅を必要な割合で瓶に入れます。 水で満たしました。 かき混ぜた。 アルミのブランクを放り込んで蓋をねじ込みました。 水素を排出するために蓋を少し開けたところ、彼は汚い熱い液体を浴びせられました。
加熱パッドの背後での化学反応とそれを自分で作る方法を示すビデオ実験をご覧ください。 さて、「技術違反がどのような結果をもたらしたのか」、つまり化学加熱パッドの危険性についてすぐに知りたい場合は、3:41の瞬間からです。
著者が提案する硫酸銅温熱パッドの特徴。
同様のレシピが何十年もインターネット上に出回っていますが、結局のところ、塩を混ぜ、おがくず、アルミニウム、水を加えることになります。 それでもまだ
反応速度、加熱パッドの温度を調整する方法、放出されたガスを除去する方法は明らかです。 著者は単純な道を選びました。 短いながらも活発な化学反応により熱が発生し、塩混合物が保持されます。 これにより、試薬を節約し、温度を快適な範囲に保つことができます。
加熱パッドが冷えたら、アルミニウムの新しい部分を追加できます。
化学反応の速度は、反応物の濃度、温度、表面積によって異なります。 したがって、アルミニウムは、ワイヤー、パイプ、コーナーなどではなく、箔の形状になっています。 なぜなら 反応中に塩の濃度が減少すると、塩が過剰になるはずです。 摂氏 25 度での水 100 グラムに対する硫酸銅の溶解度は 23 グラムです。 4倍以上の量を摂取することはお勧めしません。 反応中、銅が微粉末の形で放出され、塩溶液が濃くなり、溶液の循環が妨げられます。 反応が始まる前に余分に数分間待たないように、溶液の初期温度を上げるために硫酸銅を焼成しましたが、これを行わなくても大丈夫です。
木製の串は、ホイルの束を沈め、ボトルの壁から隔離するように設計されています。 そうしないと、箔が多くの泡で覆われ、浮いてしまいます。 この場合、すべての熱はボトルの上部で放出され、強い加熱と壁の変形につながります。 串の場合は気泡によって液体が循環するため、常にボトルを振ってガスを抜く必要はありません。 キャップを締めずに数分間放置するだけで十分です。 軍隊も同じ原理で動いています。
火を使わない食品ヒーター。
もう 1 つは、非常に興味深い動作原理を備えた安全な加熱パッドです。
詳細表示回数: 3341化学温熱パッドを作る
冬のハイキングや北部地域を旅行するとき、外部の熱源で温まるのはとても良いことです。 しかし、火を焚くことができるのは休憩所や長期滞在時だけですが、移動中はどうすればいいのでしょうか？ これは役立つかもしれません 化学加熱パッド、これはセットに必要な属性です。 生存.
もちろん専門店でも購入できますが、思ったほど安くはならないので、購入した方が良いでしょう。 手作りの装置。 手を温めたり、服の下で体を温めたり、寝袋のカイロとして使用したり、使用方法に応じて化学反応が起こる容器を選択します。
化学加熱パッドを作るにはいくつかの方法がありますが、ここでは最も一般的な 3 つの方法に焦点を当てます。 まずは、写真に描いた材料を決めましょう。
方法 1 (古い)
最初の方法では、20 g の普通塩 (NaCl)、40 g の硫酸銅 (CuCl)、1 本のアルミニウム線、および 30 g のおがくずが必要です。 ビトリオールと塩を結晶サイズが 1 mm 以下になるまで粉砕することをお勧めします (結晶が大きい場合)。
塩と硫酸銅の混合物におがくずを加え、よく混ぜます。 アルミニウムワイヤーをらせん状に曲げて、瓶または瓶（できればガラス）に入れます。 準備した混合物を、レベルが首から1 cm下になるように上に注ぎます。 作動状態にするには、容器に 50 ml の水を加えるだけで反応が始まり、3 ～ 4 分で加熱パッドの温度が 60°C に上昇します。
動作原理を理解するために、化学反応の式を示します。
CuSO 4 +2NaCl → Na 2 SO 4 +CuCl 2
塩化銅の形成により熱の一部が放出されますが、主な熱はアルミニウム線と相互作用するときに発生します。
2Al+3CuCl 2 → 2AlCl 3 +3Cu
おがくずは化学反応に関与しません。 水を吸収することにより、一種の反応遅延剤として機能し、加熱パッドの使用時間を大幅に延長します。 さらに、木材は伝導率が低いため、熱を蓄え、徐々に放出します。 密閉容器内では最長2時間保温されます。
のために 現代の現実、ガラス製の容器は珍しいものです。 見つけやすくなりました プラスチックの容器適切な形状とボリューム。 この場合、ワイヤーがプラスチックに触れないように注意してください。加熱によりプラスチックが変形する可能性があります。
方法 2
この化学加熱パッドのデザインは、冬の夜をテントで過ごす観光客の間で需要があります。 寝袋に入れて持ち歩き、寝る前に胸の中に入れて暖かく保ちます。
これを作るには、厚い防水袋（経験者は2つを1つにまとめたもの）が必要です。その中に、CuCl粉末5 g、アルミニウム粉末5 g、おがくず大さじ5の混合物を注ぎます。 熱の放出を伴う化学反応を開始するには、このような混合物に40 mlの水を加えるだけで十分です。
方法 3
この方法は多くの点で最初の方法と似ています。 この場合のみ、おがくずは使用しません。
まず、20×30 cmのアルミホイルを半分に折り（10×30 cm）、木製のバーベキュー串に巻いて筒状にします。 この後、グルーガンでペットボトルの蓋に串を接着します。 こうすることで、加熱フォイルがプラスチックの壁に触れなくなります。
食卓塩と硫酸銅の粉末を1:2の比率で取り、ボトルに注ぎます。 反応を開始するには、容器に水を加えます。 反応中に熱と水素が放出されるため、時々放出する必要があります。 アルミホイルは溶けてしまいますので、定期的にボトルを振ってください。 フォイル上でのガス発生が停止することで、反応の終了、つまり発熱の停止がわかります。
ご覧のとおり、ここで紹介した方法には長所と短所があるため、ハイキングや地域の状況に最も適した方法を選択してください。 生存.
