Химия холодных пакетов

Изучение эндотермического растворения нитрата аммония

Thermochemistry Beginner (Middle School) 20 мин ~$6,00

Цель

Измерить изменение температуры при растворении нитрата аммония в воде, демонстрируя эндотермический процесс растворения, используемый в одноразовых холодных пакетах.

Предпосылки

Ammonium nitrate dissolves endothermically in water, absorbing heat from the surroundings and causing a significant temperature drop. This principle is used in commercial instant cold packs for first aid. The dissolution has ΔH = +25.7 kJ/mol.

Предупреждения по безопасности

  • Ammonium nitrate is an oxidizer — keep away from organic materials and heat
  • Do not mix with anything other than water for this experiment
  • Wear goggles

Требуемые СИЗ

goggles

Материалы

  • Ammonium nitrate (NH₄NO₃) (30 g)
    Or from a commercial cold pack
  • Distilled water (100 mL)
    Room temperature

Оборудование

Polystyrene cup calorimeter Thermometer Stirring rod Analytical balance

Процедура

1

Add 100 mL of distilled water to the polystyrene cup calorimeter. Record the initial temperature.

3 мин
2

Weigh 30 g of ammonium nitrate.

2 мин Ammonium nitrate is an oxidizer
3

Add the ammonium nitrate to the water. Stir gently to dissolve.

3 мин
4

Record the temperature every 30 seconds as it drops. Note the minimum temperature.

5 мин
5

Feel the outside of the cup — it should feel cold.

1 мин
6

Calculate ΔH of dissolution per mole: q = mcΔT, n = mass/M(NH₄NO₃), ΔH = q/n.

5 мин

Ожидаемые результаты

Temperature should drop 15-20°C. 30 g NH₄NO₃ = 0.375 mol. q = 100 × 4.18 × ΔT. Calculated ΔH should be approximately +25 kJ/mol (±15%).

Уборка

The ammonium nitrate solution is safe to dispose down the drain (dilute). Rinse the calorimeter.

Детали

Категория
Thermochemistry
Сложность
Beginner (Middle School)
Продолжительность
20 мин
Прим. стоимость
$6,00
Шаги
6
Материалы
2

Ещё эксперименты

Демонстрация эндотермической реакции 20 min Имитация бомбовой калориметрии 45 min Калориметрия в кофейной чашке 40 min Проверка закона Гесса 60 min Растворение не всегда экзотермично 25 min Теплота плавления льда 25 min Теплота сгорания магния 50 min Удельная теплоёмкость металлов 40 min Экзотермическая кристаллизация ацетата натрия 30 min

Frequently Asked Questions

What is the objective of Химия холодных пакетов?
Измерить изменение температуры при растворении нитрата аммония в воде, демонстрируя эндотермический процесс растворения, используемый в одноразовых холодных пакетах.
How difficult is Химия холодных пакетов?
This experiment is rated as Beginner (Middle School). It takes approximately 20 minutes to complete.
What safety precautions are needed for Химия холодных пакетов?
Key safety precautions include: Ammonium nitrate is an oxidizer — keep away from organic materials and heat; Do not mix with anything other than water for this experiment; Wear goggles.
What materials are needed for Химия холодных пакетов?
The main materials required are: Ammonium nitrate (NH₄NO₃), Distilled water.
What results should I expect from Химия холодных пакетов?
Temperature should drop 15-20°C. 30 g NH₄NO₃ = 0.375 mol. q = 100 × 4.18 × ΔT. Calculated ΔH should be approximately +25 kJ/mol (±15%).