XXXVII конкурс исследовательских работ учащихся

в области естественных и гуманитарных наук

Верещагинский район

Муниципальное автономное образовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 1»

Естественный блок

Направление: химия

ЭНДОТЕРМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ РАСТВОРЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ  СОЛЕЙ И ИХ СМЕСЕЙ

Пермь – 2017

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………..…………….3

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ…………………………….……………..4

Использованные вещества………………………………………………….….4

Использованное оборудование……………………………………………..….4

1. Исследование эндотермического эффекта нитрата аммония (NH4NO3)...4

2. Исследование эндотермического эффекта карбамида (CO(NH2)2)…....…5

3. Исследование эндотермического эффекта хлорида аммония (NH4Cl)…..6

4. Исследование эндотермического эффекта смесей солей………..………..7

5. Исследование эндотермического эффекта смеси
(CO(NH2)2+NH4NO3+H2O)……………………………..…………………….8

          5.1. Концентрация нитрата аммония 8%..............................................8

         5.2. Концентрация нитрата аммония 16%.............................................9

         5.3. Концентрация нитрата аммония 24%...........................................10

         5.4. Концентрация нитрата аммония 32%...........................................11

         5.5. Концентрация нитрата аммония 40%...........................................12

6. Исследование эндотермического эффекта смеси
(CO(NH2)2+NH4Cl+H2O)…………………………………………………….13

          6.1. Концентрация карбамида 8%...........................................................13

          6.2. Концентрация карбамида 16%.........................................................14

          6.2. Концентрация карбамида 24%.........................................................15

          6.4. Концентрация карбамида 32%.........................................................16

          6.5. Концентрация карбамида 40%.........................................................17

7. Исследование эндотермического эффекта смеси (NH4NO3+NH4Cl+H2O).18

          7.1. Концентрация нитрата аммония 8%...............................................19

          7.2. Концентрация нитрата аммония 16%.............................................20

          7.3. Концентрация нитрата аммония 24%.............................................21

          7.3. Концентрация нитрата аммония 32%.............................................22

          7.3. Концентрация нитрата аммония 40%.............................................23

8. Состав гипотермического пакета…………………………………………....24

9. ВЫВОДЫ………………………...…………………………………………....25

10. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..…….…………………………………………....26

ВВЕДЕНИЕ

Проблема: Для охлаждения раствора в пакете - контейнере используется  нитрат аммония. Можно ли найти соль или смесь солей, обладающих большим эндотермическим эффектом, чем  у нитрата аммония.

Тема: Эндотермический эффект растворения индивидуальных  солей и их смесей.

Актуальность: В определенных ситуациях (при укусах насекомых, ушибах, вывихах и ожогах)  человеку необходимо наличие охлаждающего средства. Для этих целей используются различные средства, в том числе и гипотермический пакет – контейнер. В гипотермическом пакете – контейнере используется чистая индивидуальная соль (нитрат аммония). Эндотермический эффект смесей  солей, при определенном соотношении, может превышать эффект каждой  соли, находящейся в смеси. Можно найти концентрацию растворения солей, при которой эндотермический эффект будет выше, чем у гидротермического пакета – контейнера с чистым нитратом аммония.

Цель: создать гидротермический пакет с наибольшим эндотермическим эффектом, применив смесь солей.

 Гипотеза: смеси веществ  могут обладать качествами более ценными, чем индивидуальные соли.

Задачи: Исследовать эндотермический эффект соли гипотермического пакета – контейнера и NH4Cl, CO(NH2)2, и их смесей. Определить состав с максимальным эндотермическим эффектом.   Применить полученный состав для создания нового гипотермического пакета-контейнера.

Экспериментальная часть

Использованные вещества:

1. дистиллированная вода;
2. нитрат аммония (NH4NO3), «чда»;
3. карбамид (CO(NH2)2), «хч»;
4. хлорид аммония (NH4Cl), «хч»

Использованное оборудование:

1. Термоизолированный химический стакан;
2. Магнитная мешалка;
3. Весы «Ингредиент EHA501», (100г);
4. Термометр электронный (Тthermo)

1. Исследование эндотермического эффекта нитрата аммония (NH4NO3)

В состав гипотермического пакета входит нитрат аммония, при растворении данной соли происходит понижение температуры смеси, находящейся в пакете. Необходимо оценить эндотермический эффект данной соли для сравнения с другими солями и смесями.

Для исследования эндотермического эффекта солей использовали термоизолированный  химический стакан, чтобы получить наименьший теплообмен раствора  с атмосферой. Растворение соли проводили определенными порциями, полученными в ходе взвешивания.  При растворении,  смесь перемешивалась магнитной мешалкой. После растворения каждой порции фиксировали конечную температуру раствора. При насыщении температура раствора прекращала опускаться,  после этого был добавлен  избыток соли для получения  максимально возможной низкой температуры смеси.

Табл.1.

Эндотермический эффект нитрата аммония

Полученные составы смесей, при исследовании растворимости нитрата аммония(NH4NO3) были внесены в таблицу 1, и изображены на рис.1.  Полученная функциональная зависимость позволила определить состав с максимальным эндотермическим эффектом. Для нитрата аммония данный состав отвечает 48,45% мас., с  минимальной температурой смеси = -4,3°C.

2. Исследование эндотермического эффекта карбамида (CO(NH2)2)

Для исследования эндотермического эффекта карбамида использовали термоизолированый химический стакан. Растворение соли, и измерение температуры смеси проводили аналогично при исследовании эндотермического эффекта  нитрата аммония.

Полученные составы смесей, при исследовании растворимости карбамида (CO(NH2)2) были внесены в таблицу 2, и изображены на рис.2 .  Полученная функциональная зависимость позволила определить состав с максимальным эндотермическим эффектом. Для карбамида данный состав отвечает 37,48% мас., с  минимальной температурой смеси = 2,7°C.

Табл.2.

Эндотермический эффект карбамида

Исследование индивидуального вещества карбамида CO(NH2)2, показало что эндотермический эффект карбамида ниже чем, у нитрата аммония.

3. Исследование эндотермического эффекта хлорида аммония (NH4Cl)

Для исследования эндотермического эффекта соли использовали термоизолированый  химический стакан, чтобы получить наименьший теплообмен раствора с атмосферой. Растворение соли, и измерение температуры смеси проводили аналогично при исследовании эндотермического эффекта  нитрата ам

мония. Полученные составы смесей, при исследовании хлорида аммония(NH4Cl) были внесены в таблицу 3, и изображены на рис. 3.  

Полученная функциональная зависимость позволила определить состав с максимальным эндотермическим эффектом. Для хлорида аммония данный состав отвечает 22,58% мас., с  минимальной температурой смеси = 7,1°C.

 Исследование индивидуальной  соли хлорида аммония NH4Cl, показало что эндотермический эффект хлорида аммония  ниже чем, у нитрата аммония и карбамида.

      Сравнив результаты предыдущих исследований, можно сделать вывод, что при растворении индивидуальной соли нитрата аммония NH4NO3 эндотермический эффект является максимальным среди хлорида аммония NH4Cl и карбамида CO(NH2)2. (Рис.4.) Для получения наибольшего эндотермического эффекта следует использовать смеси этих солей.

Табл.3.

Эндотермический эффект хлорида аммония

4. Исследование эндотермического эффекта смесей солей

Проанализировав результаты предыдущих исследований, было решено смешать несколько солей в одном растворе, для  получения минимальной температуры раствора. При этом понадобилось составить концентрационный треугольник, который помог определить соотношения солей.

Исследованые смеси:

1.  (NH4Cl+NH4NO3+H2O)
2. (CO(NH2)2+NH4Cl+H2O)
3. (NH4Cl+NH4NO3+H2O)
4. (NH4NO3+CO(NH2)2+H2O)
5. (NH4NO3+CO(NH2)2+NH4Cl+H2O)

5. Исследование эндотермического эффекта смеси (CO(NH2)2+NH4NO3+H2O)

 Был нарисован концентрационный треугольник (рис. 5), с помощью которого определили массовые соотношения нитрата аммония (NH4NO3) и карбамида CO(NH2)2 в смесях:

1. 8% = 4,35 г
2. 16% = 9,52 г
3. 24% = 15,8 г
4. 32% = 23,6 г
5. 40% = 33,3 г

5.1. Концентрация нитрата аммония 8%:

Для исследования эндотермического эффекта смеси солей CO(NH2)2 и NH4NO3 использовали 8% раствор нитрата  аммония. В воде  (50 мл.) растворяли 4,40 г. нитрата аммония. Растворив нитрат аммония, отметили температуру раствора. В полученный раствор добавляли карбамид, полученный в ходе взвешивания, определенными порциями. При растворении, смесь перемешивалась магнитной мешалкой. После растворения каждой порции фиксировали конечную температуру раствора. При насыщении температура раствора прекращала опускаться,  после этого добавляли избыток карбамида  для получения  максимально возможной низкой температуры смеси.

Табл.4.

Эндотермический эффект смеси карбамид и нитрат аммония (8%)

Полученные составы смесей, при исследовании растворимости карбамида и хлорида аммония CO(NH2)2+ NH4NO3 были внесены в табл. 4, и представлены на рис. 6.  Полученная функциональная зависимость позволила определить состав с максимальным эндотермическим эффектом. Для смеси карбамида и хлорида аммония CO(NH2)2+ NH4NO3 данный состав отвечает 32,83% мас., с  минимальной температурой раствора =-1,2°C.

5.2. Концентрация нитрата аммония 16%: 

 Для исследования эндотермического эффекта смеси солей CO(NH2)2 и NH4NO3 использовали 16% раствор хлорида аммония. В воде  (50 мл.) растворяли 9,59г. количество нитрата аммония, соответствующее концентрации. Растворив нитрат аммония, отметили температуру раствора. В полученный раствор добавляли карбамид, полученный в ходе взвешивания, определенными порциями.  При растворении, смесь перемешивалась магнитной мешалкой. После растворения каждой порции фиксировали конечную температуру раствора. При насыщении температура раствора прекращала опускаться,  после этого добавляли избыток карбамида  для получения  максимально возможной низкой температуры смеси.

Полученные составы смесей, при исследовании растворимости карбамида и нитрата аммония CO(NH2)2+ NH4NO3 были внесены в табл. 5, и представлены на рис.7.  

Табл.5.

Эндотермический эффект смеси карбамид и нитрат аммония (16%)

Полученная функциональная зависимость позволила определить состав с максимальным эндотермическим эффектом. Для смеси карбамида и нитрата аммония CO(NH2)2+ NH4NO3  данный состав отвечает 27,83% мас., с  минимальной температурой раствора =-0,7°C.

5.3. Концентрация нитрата аммония 24%:

Для исследования эндотермического эффекта смеси солей CO(NH2)2 и NH4NO3 использовали 24% раствор  нитрата аммония. В воде  (50 мл.) растворяли15,84 г. количество  нитрата аммония, соответствующее концентрации. Растворив нитрат аммония, отметили температуру раствора. В полученный раствор добавляли карбамид, полученный в ходе взвешивания, определенными порциями.  При растворении, смесь перемешивалась магнитной мешалкой. После растворения каждой порции фиксировали конечную температуру раствора. При насыщении температура раствора прекращала опускаться,  после этого добавляли избыток карбамида  для получения  максимально возможной низкой температуры смеси.

Полученные составы смесей, при исследовании растворимости карбамида и хлорида аммония CO(NH2)2+ NH4NO3 были внесены в табл. 6, и представлены на рис.8.  Полученная функциональная зависимость позволила определить состав с максимальным эндотермическим эффектом. Для смеси карбамида и нитрата аммония CO(NH2)2+ NH4NO3 данный состав отвечает 21,72% мас., с  минимальной температурой раствора =1°C.

Табл.5.

Эндотермический эффект смеси карбамид и нитрат аммония (24%)

Концентрация нитрата аммония 32%:

Для исследования эндотермического эффекта смеси солей CO(NH2)2 и NH4NO3 использовали 32% раствор нитрата аммония. В воде  (50 мл.) растворяли 23,62г. количество  нитрата аммония, соответствующее концентрации. Растворив нитрат аммония, отметили температуру раствора. В полученный раствор добавляли карбамид, полученный в ходе взвешивания, определенными порциями.  При растворении, смесь перемешивалась магнитной мешалкой. После растворения каждой порции фиксировали конечную температуру раствора. При насыщении температура раствора прекращала опускаться,  после этого добавляли избыток карбамида  для получения  максимально возможной низкой температуры смеси.

Полученные составы смесей, при исследовании растворимости карбамида и нитрата аммония CO(NH2)2+ NH4NO3 были внесены в табл. 6, и представлены на рис.9. Полученная функциональная зависимость позволила определить состав с максимальным эндотермическим эффектом. Для смеси карбамида и нитрата аммония CO(NH2)2+ NH4NO3 данный состав отвечает 12,12% мас., с  минимальной температурой раствора =-5,5°C.

5.5. Концентрация нитрата аммония 40%:

    Для исследования эндотермического эффекта смеси солей CO(NH2)2 и NH4NO3 использовали 40% раствор нитрата аммония. В воде  (50 мл.) растворяли 33,36 г. количество  нитрата аммония, соответствующее концентрации. Растворив нитрат аммония, отметили температуру раствора. В полученный раствор добавляли карбамид, полученный в ходе взвешивания. Смесь CO(NH2)2+NH4NO3+H2O после добавления 1 порции  карбамида перестала растворяться.

Табл.6.

Эндотермический эффект смеси карбамид и нитрат аммония (32%)

Максимальный эндотермический эффект смеси хлорида и нитрата аммония NH4NO3+NH4Cl данный состав отвечает 12,12% мас., с  минимальной температурой раствора =-7,20°C.

         После исследования эндотермического эффекта смеси CO(NH2)2+NH4NO3+H2O было выявлено, что  в 40% растворе максимальный эндотермический эффект равный -7,20°C.

6. Исследование эндотермического эффекта смеси CO(NH2)2 + NH4Cl + H2O

 Был составлен концентрационный треугольник, с помощью которого определили соотношения процентов к массовой доле хлорида аммония (NH4Cl) к карбамиду CO(NH2)2) (рис 10):

1. 8% = 4,35 г
2. 16% = 9,52 г
3. 24% = 15,8 г
4. 32% = 23,6 г
5. 40% = 33,3 г

6.1. Концентрация карбамида 8%:

Для исследования эндотермического эффекта смеси солей CO(NH2)2 и NH4Cl использовали 8% раствор карбамида. В воде (50 мл.) растворяли 4,30г. количество  карбамида, соответствующее концентрации. Растворив карбамид, отметили температуру раствора. В полученный раствор добавляли хлорид аммония, полученный в ходе взвешивания, определенными порциями.  При растворении, смесь перемешивалась магнитной мешалкой. После растворения каждой порции фиксировали конечную температуру раствора. При насыщении температура раствора прекращала опускаться,  после этого добавляли избыток

хлорида аммония для получения  максимально возможной низкой температуры смеси.

Полученные составы смесей, при исследовании растворимости карбамида и хлорида аммония CO(NH2)2+ NH4Cl были внесены в таблицу 7, и представлены на рис.11.  Полученная функциональная зависимость позволила определить состав с максимальным эндотермическим эффектом. Для смеси карбамида и хлорида аммония CO(NH2)2+ NH4Cl  данный состав отвечает 22,74% мас., с  минимальной температурой раствора =3,9°C.

Табл.7.

Эндотермический эффект смеси хлорида аммония и карбамида (8%)

6.2. Концентрация карбамида 16%:

Для исследования эндотермического эффекта смеси солей CO(NH2)2 и NH4Cl использовали 16% раствор карбамида. В воде (50 мл.) растворяли 9,50г. количество  карбамида, соответствующее концентрации. Растворив карбамид, отметили температуру раствора. В полученный раствор добавляли хлорид аммония, полученный в ходе взвешивания, определенными порциями.  При растворении, смесь перемешивалась магнитной мешалкой. После растворения

каждой порции фиксировали конечную температуру раствора. При насыщении температура раствора прекращала опускаться,  после этого добавляли избыток хлорида аммония для получения максимально возможной низкой температуры смеси.

Полученные составы смесей, при исследовании растворимости карбамида и хлорида аммония CO(NH2)2+ NH4Cl были внесены в таблицу 8, и представлены на рис.12. Полученная функциональная зависимость позволила определить состав с максимальным эндотермическим эффектом. Для смеси карбамида и хлорида аммония CO(NH2)2+ NH4Cl  данный состав отвечает 18,96% мас., с  минимальной температурой раствора = 2,2°C.

Табл.8.

Эндотермический эффект смеси хлорида аммония и карбамида (16%)

6.3. Концентрация карбамида 24%:

Для исследования эндотермического эффекта смеси солей CO(NH2)2 и NH4Cl использовали 24% раствор карбамида. В воде (50 мл.) растворяли 15,8г. количество  карбамида, соответствующее концентрации. Растворив карбамид, отметили температуру раствора. В полученный раствор добавляли хлорид аммония, полученный в ходе взвешивания, определенными порциями.  При растворении, смесь перемешивалась магнитной мешалкой. После растворения каждой порции фиксировали конечную температуру раствора. При насыщении

температура раствора прекращала опускаться,  после этого добавляли избыток карбамида  для получения  максимально возможной низкой температуры смеси.

Полученные составы смесей, при исследовании растворимости карбамида и хлорида аммония CO(NH2)2+ NH4Cl были внесены в таблицу 9, и представлены на рис.13. Полученная функциональная зависимость позволила определить состав с максимальным эндотермическим эффектом. Для смеси карбамида и хлорида аммония CO(NH2)2+ NH4Cl  данный состав отвечает 18,15% мас., с  минимальной температурой раствора =1,3°C.

Табл.9.

Эндотермический эффект смеси хлорида аммония и карбамида (24%)

6.4. Концентрация карбамида 32%:

Для исследования эндотермического эффекта смеси солей CO(NH2)2 и NH4Cl использовали 32% раствор карбамида. В воде  (50 мл.) растворяли 23,64г. количество  карбамида, соответствующее концентрации. Растворив карбамида, отметили температуру раствора. В полученный раствор добавляли хлорид аммония, полученный в ходе взвешивания, определенными порциями.  При растворении, смесь перемешивалась магнитной мешалкой. После растворения

каждой порции фиксировали конечную температуру раствора. При насыщении температура раствора прекращала опускаться,  после этого добавляли избыток хлорида аммония для получения максимально возможной низкой температуры смеси. Полученные составы смесей, при исследовании растворимости карбамида и хлорида аммония CO(NH2)2+ NH4Cl были внесены в таблицу 10, и представлены на рис.14.

Полученная функциональная зависимость позволила определить состав с максимальным эндотермическим эффектом. Для смеси карбамида и хлорида аммония CO(NH2)2+NH4Cl  данный состав отвечает 9,53% мас., с  минимальной температурой раствора
=-2,7°C.

Табл.10.

Эндотермический эффект смеси хлорида аммония и карбамида (32%)

6.5. Концентрация хлорида аммония 40%:

Для исследования эндотермического эффекта смеси солей CO(NH2)2 и NH4Cl использовали 40% раствор карбамида. В воде  (50 мл.) растворяли 33,36г. количество  карбамида, соответствующее концентрации. Растворив карбамид, отметили температуру раствора. В полученный раствор добавляли хлорид аммония, полученный в ходе взвешивания, определенными порциями.  При растворении, смесь перемешивалась магнитной мешалкой. После растворения каждой порции фиксировали конечную температуру раствора. При насыщении температура раствора прекращала опускаться,  после этого добавляли избыток

хлорида аммония  для получения  максимально возможной низкой температуры смеси.

Полученные составы смесей, при исследовании растворимости карбамида и хлорида аммония CO(NH2)2+ NH4Cl были внесены в таблицу 10, и представлены на рис.15. Полученная функциональная зависимость позволила определить состав с максимальным эндотермическим эффектом. Для смеси карбамида и хлорида аммония CO(NH2)2+ NH4Cl данный состав отвечает 10,93% мас., с  минимальной температурой раствора =-1,6°C.

Табл.10.

Эндотермический эффект смеси хлорида аммония и карбамида (40%)

7. Исследование эндотермического эффекта смеси (NH4NO3+NH4Cl+H2O)

5.       40% = 33,3 г

6.       48% = 46,2 г

7.1. Концентрация хлорида аммония 8%:

Для исследования эндотермического эффекта смеси солей NH4NO3 и NH4Cl использовали 8% раствор нитрат аммония. В воде  (50 мл.) растворяли 4,40г. количество нитрата аммония, соответствующее концентрации. Растворив нитрат аммония, отметили температуру раствора. В полученный раствор добавляли хлорид аммония, полученный в ходе взвешивания, определенными порциями.  При растворении, смесь перемешивалась магнитной мешалкой. После растворения каждой порции фиксировали конечную температуру раствора. При насыщении температура раствора прекращала опускаться,  после этого добавляли избыток нитрата аммония для получения  максимально возможной низкой температуры смеси.

Табл.11.

Эндотермический эффект смеси хлорида и нитрата аммония (8%)

Полученные составы смесей, при исследовании растворимости хлорида и нитрата аммония NH4NO3+NH4Cl были внесены в таблицу 11, и представлены на рис.17.  Полученная функциональная зависимость позволила определить состав с максимальным эндотермическим эффектом. Для смеси хлорида и нитрата аммония NH4NO3+NH4Cl+H2O данный состав отвечает 30,95% мас., с  минимальной температурой раствора =-1,2°C.

7.2. Концентрация хлорида аммония 16%:

Для исследования эндотермического эффекта смеси солей NH4NO3 и NH4Cl использовали 16% раствор нитрата аммония. В воде  (50 мл.) растворяли 9,54г. количество  нитрата аммония, соответствующее концентрации. Растворив нитрат аммония, отметили температуру раствора. В полученный раствор добавляли хлорид аммония, полученный в ходе взвешивания, определенными порциями.  При растворении, смесь перемешивалась магнитной мешалкой. После растворения каждой порции фиксировали конечную температуру раствора. При насыщении температура раствора прекращала опускаться, после этого добавляли избыток хлорида аммония для получения  максимально возможной низкой температуры смеси.

Табл.12.

Эндотермический эффект смеси хлорида и нитрата аммония (16%)

Полученные составы смесей, при исследовании растворимости хлорида и нитрата аммония NH4NO3+NH4Cl были внесены в таблицу 12, и представлены на рис.18.  Полученная функциональная зависимость позволила определить состав с максимальным эндотермическим эффектом. Для смеси хлорида и нитрата аммония NH4NO3+NH4Cl данный состав отвечает 21,84% мас., с  минимальной температурой раствора =-1,7°C.

7.3. Концентрация нитрата аммония 24%:  

Для исследования эндотермического эффекта смеси солей NH4NO3 и NH4Cl использовали 24% раствор нитрат аммония. В воде (50 мл.) растворяли 15,84г. количество  нитрата аммония, соответствующее концентрации. Растворив нитрат аммония, отметили температуру раствора. В полученный раствор добавляли хлорид аммония, полученный в ходе взвешивания, определенными порциями.  При растворении, смесь перемешивалась магнитной мешалкой. После растворения каждой порции фиксировали конечную температуру раствора. При насыщении температура раствора прекращала опускаться,  после этого добавляли избыток нитрата аммония для получения  максимально возможной низкой температуры смеси.

Табл.13.

Эндотермический эффект смеси хлорида и нитрата аммония (24%)

Полученные составы смесей, при исследовании растворимости хлорида и нитрата аммония NH4NO3+NH4Cl были внесены в таблицу 13, и представлены на рис.19.  Полученная функциональная зависимость позволила определить состав с максимальным эндотермическим эффектом. Для смеси хлорида и нитрата аммония NH4NO3+NH4Cl данный состав отвечает 18,62% мас., с  минимальной температурой раствора =-0,9°C.

7.4. Концентрация нитрата аммония 32%: 

Для исследования эндотермического эффекта смеси солей NH4NO3 и NH4Cl использовали 32% раствор нитрат аммония. В воде  (50 мл.) растворяли 23,62 г. количество нитрата аммония, соответствующее концентрации. Растворив нитрат аммония, отметили температуру раствора. В полученный раствор добавляли хлорид аммония, полученный в ходе взвешивания, определенными порциями.  При растворении, смесь перемешивалась магнитной мешалкой. После растворения каждой порции фиксировали конечную температуру раствора. При насыщении температура раствора прекращала опускаться,  после этого добавляли избыток нитрата аммония для получения  максимально возможной низкой температуры смеси.

Табл.13.

Эндотермический эффект смеси хлорида и нитрата аммония (32%)

Полученные составы смесей, при исследовании растворимости хлорида и нитрата аммония NH4NO3+NH4Cl были внесены в таблицу 14, и представлены на рис.20.  Полученная функциональная зависимость позволила определить состав с максимальным эндотермическим эффектом. Для смеси хлорида и нитрата аммония NH4NO3+NH4Cl данный состав отвечает 14,83% мас., с  минимальной температурой раствора =-5°C.

7.5. Концентрация нитрата аммония 40%

Для исследования эндотермического эффекта смеси солей NH4NO3 и NH4Cl использовали 40% раствор нитрат аммония. В воде (50 мл.) растворяли 33,2г. количество нитрата аммония, соответствующее концентрации. Растворив нитрат аммония, отметили температуру раствора. В полученный раствор добавляли хлорид аммония, полученный в ходе взвешивания, определенными порциями.  При растворении, смесь перемешивалась магнитной мешалкой. После растворения каждой порции фиксировали конечную температуру раствора. При насыщении температура раствора прекращала опускаться,  после этого добавляли избыток нитрата аммония для получения  максимально возможной низкой температуры смеси.

Табл.14.

Эндотермический эффект смеси хлорида и нитрата аммония (40%)

Полученные составы смесей, при исследовании растворимости хлорида и нитрата аммония NH4NO3+NH4Cl были внесены в таблицу 14, и представлены на рис.21.  Полученная функциональная зависимость позволила определить состав с максимальным эндотермическим эффектом. Для смеси хлорида и нитрата аммония NH4NO3+NH4Cl данный состав отвечает 12,8% мас., с  минимальной температурой раствора =-6,7°C.

Концентрация нитрата аммония 48%:

Для исследования эндотермического эффекта смеси солей NH4NO3 и NH4Cl использовали 48% раствор нитрат аммония. В воде  (50 мл.) растворяли 46,32г. количество нитрата аммония, соответствующее концентрации. Растворив нитрат аммония, отметили температуру раствора. В полученный раствор добавляли хлорид аммония, полученный в ходе взвешивания. Смесь NH4NO3+NH4Cl+H2O после добавления 1 порции равной 5,02 г. хлорида аммония перестала растворяться.

Максимальный эндотермический эффект смеси хлорида и нитрата аммония NH4NO3+NH4Cl данный состав отвечает 4,95% мас., с  минимальной температурой раствора =-9,1°C.

8. Состав гипотермического пакета

Максимальный эндотермический эффект исследованных смесей с нитратом аммония наблюдается с содержанием порядка 40%, с небольшим содержанием второго компонента. В смеси хлорида аммония и карбамида максимальный эндотермический эффект наблюдается, если содержание хлорида аммония в 2 раза меньше, чем карбамида. Поэтому для создания гипотермического пакета массовые составы солей: нитрата аммония – 50%, хлорида аммония – 5%, карбамида – 10%, воды – 35%, который дает максимальный эндотермический эффект с температурой в -11,4⁰C.

ВВЫВОДЫ

1)  Исследован эндотермический эффект всех индивидуальных солей: нитрата аммония, хлорида аммония и карбамида.

2) Исследован эндотермический эффект всех двойных смесей: нитрата и хлорида аммония, нитрата аммония и карбамида, хлорида аммония и карбамида.

3)  Проанализирован и определен состав двойных смесей, с самой низкой температурой.

4) По результатам полученных данных, был приготовлен гипотермический пакет с определенным составам трех солей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Нитрат_аммония

2. https://ru.wikipedia.org/wiki/Хлорид_аммония

3. https://ru.wikipedia.org/wiki/Мочевина

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Терапевтическая_гипотермия

5. http://www.secretsquirrel.com.ua/ru/snaryazhenie/gipotermicheskij-paket/

6. Гордон А., Форд Р. Спутник химика: Физико-химические свойства. Изд. «Мир». М.: 1976, 511 с.

7. Мазунин С.А. Физико-химический анализ в химии и химической технологии: учеб. пособ., Перм. гос. нац. исслед. ун-т. Пермь, 2014. С. 492.