Температура замерзания солевого раствора. 1. Влияние температурного режима на кристаллизацию солей

Температура замерзания солевого раствора. 1. Влияние температурного режима на кристаллизацию солей

Температурный режим определяет в первую очередь скорость протекания процесса вымораживания.

Температура в области положительных и отрицательных значений влияет на скорость реакций, растворимость соединений, скорость растворения, коагуляции, а также на концентрацию недиссоциированных ионных пар. Различают несколько разновидностей температуры в растворах: структурная, температура замерзания. Температура начала кристаллизации (температура замерзания) - температура, при которой в результате охлаждения раствора начинается образование кристаллов. Понижение температуры замерзания ΔТз - разность между температурой замерзания чистого растворителя и раствора. Температура замерзания рассола всегда ниже температуры замерзания чистой воды и зависит от концентрации растворенных солей. Эта зависимость для рассолов может быть выражена уравнением:

ΔТз = KC,

где - коэффициент пропорциональности; - концентрация растворённого вещества в растворе.

В менее разбавленных растворах температура начала кристаллизации определяется по диаграмме состояния соответствующей системы. Поскольку температура замерзания морских вод и высокоминерализованных природных рассолов будет различной, то мы предполагаем, что расчёт этой температуры следует вести по разным формулам.

Нами была произведена аппроксимация экспериментальных данных по температурам замерзания растворов поваренной соли, морской воды и используемых в работе природных рассолов. Зависимости изменения температур замерзания в графической и аналитической формах представлены на рисунках 41-43.

Температура замерзания солевого раствора воды. Температура замерзания дистиллированной воды

Замерзает ли дистиллированная вода? Напомним о том, что для замерзания воды необходимо присутствие в ней неких центров кристаллизации, коими могут стать пузырьки воздуха, взвешенные частицы, а также повреждения стенок ёмкости, в которой она находится.

Дистиллированная вода, совершенно лишённая всяких примесей, не имеет и ядер кристаллизации, а поэтому её замерзание начинается при очень низких температурах. Начальная точка замерзания дистиллированной воды составляет -42 градуса. Учёным удалось добиться переохлаждения дистиллированной воды до -70 градусов.

Вода, подвергнутая воздействию очень низких температур, но при этом не кристаллизовавшаяся, называется «переохлаждённой». Можно, поместив бутылку с дистиллированной водой в морозильную камеру, добиться её переохлаждения, а затем продемонстрировать очень эффектный трюк — смотрите в

Тихонько постучав по бутылке, извлечённой из холодильника, или бросив в неё небольшой кусочек льда, можно показать, как мгновенно она превращается в лед, имеющий вид удлинённых кристаллов.

Дистиллированная вода: замерзает или нет под давлением эта очищенная субстанция? Такой процесс возможен лишь в специально созданных лабораторных условиях.

ÑаÑÑолÑемпеÑаÑÑÑа замеÑÐ·Ð°Ð½Ð¸Ñ ÑаÑÑола

РаÑÑол в кÑиÑиÑеÑкой конÑенÑÑаÑии назÑваÑÑ ÑвÑекÑиÑеÑким ÑаÑÑвоÑом. ÐÑи лÑбой конÑенÑÑаÑии Ñоли вÑÑе или ниже ÑвÑекÑиÑеÑкой ÑемпеÑаÑÑÑа замеÑÐ·Ð°Ð½Ð¸Ñ ÑаÑÑвоÑа ÑвелиÑиÑÑÑ. РаÑÑвоÑимоÑÑÑ Ñоли в воде ÑменÑÑаеÑÑÑ Ð¿Ñи понижении ÑемпеÑаÑÑÑÑ. СледоваÑелÑно, ÑемпеÑаÑÑÑа, пÑи коÑоÑой наÑинаÑÑ Ð¾Ð±ÑазовÑваÑÑÑÑ ÐºÑиÑÑÐ°Ð»Ð»Ñ Ð»Ñда завиÑÐ¸Ñ Ð¾Ñ ÐºÐ¾Ð½ÑенÑÑаÑии Ñоли и ÑаÑÑвоÑимоÑÑи Ñоли в воде. ÐÑли ÑодеÑжание Ñоли в ÑаÑÑоле менÑÑе, Ñем ÑÑебÑемое Ð´Ð»Ñ ÑвÑекÑиÑеÑкого ÑаÑÑвоÑа, вода ÑÑкоÑÐ¸Ñ Ð¾Ð±Ñазование кÑиÑÑаллов лÑда пÑи оÑлаждении ÑаÑÑола. ÐÑи Ñнижении ÑемпеÑаÑÑÑÑ ÑаÑÑола обÑазование кÑиÑÑаллов лÑда ÑвелиÑÐ¸Ð²Ð°ÐµÑ ÐºÐ¾Ð½ÑенÑÑаÑÐ¸Ñ Ñоли в оÑÑалÑном ÑаÑÑвоÑе. ЭÑо пÑодолжаеÑÑÑ Ð´Ð¾ обÑÐ°Ð·Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ ÑвÑекÑиÑеÑкого ÑаÑÑвоÑа.

Температура замерзания солевого раствора плотность. Таблица температур замерзания водных растворов антифризов

В холодильной технике наибольшее распространение получили следующие теплоносители: вода; водный раствор хлористого натрия (NаС1); водный раствор хлористого кальция (СаС12); этиленгликоль; пропиленгликоль; глицерин; метиловый спирт (метанол).

Теплоносители можно условно разбить на три группы: вода, рассолы и антифризы. Вода. Наиболее универсальным теплоносителем является вода и ее применение оправдано во всех холодильных системах, обеспечивающих охлаждение помещений, камер или технологического оборудования при температуре выше 0°С. Как правило, это крупные установки и системы кондиционирования воздуха и промышленные охладители жидкости (чиллер).Обладая хорошей текучестью, большой теплоемкостью и высокими значениями коэффициента теплоотдачи, вода является очень хорошим теплоносителем и с точки зрения термодинамики и теплопередачи. Стоимость воды невелика, она практически не вызывает коррозии трубопроводов и аппаратов холодильных машин.

Недостатком воды как теплоносителя является высокая температура замерзания, что существенно ограничивает ее применение.

Рассолы. Для понижения температуры замерзания теплоноси¬телей используют водные растворы солей, которые получили название рассолов. Чем больше растворено соли в воде, тем ниже температура замерзания раствора, но это понижение температуры замерзания не бесконечно. Раствор любой соли в воде имеет определенную концентрацию, при которой температура замерзания раствора минимальна. Такая концентрация раствора соли в воде получила название эвтектической концентрации (или эвтектики), а раствор — эвтектического раствора.

В холодильной технике используют два вида рассола — водный раствор хлористого натрия (NaCl) и хлористого кальция (СаСl2).Минимальная температура раствора хлористого натрия -21 oС. Она достигается при эвтектической концентрации 23 % соли в воде. Раствор хлористого натрия используют для охлаждения и замораживания мяса, рыбы и других продуктов преимущественно орошением. Раствор хлористого натрия (поваренная соль) безопасен для человека, что позволяет использовать его при контакте продукта с охлаждающей или замораживающей средой, т.е. теплоносителем.Водный раствор хлористого кальция (СаС12) используют в технологических процессах замораживания или хранения продуктов, когда температура охлажденного теплоносителя (рассола) должна быть ниже -18 oС. Эвтектическая температура раствора хлористого кальция составляет -55 °С при концентрации, около 30 %. Недостатком раствора хлористого кальция являет его токсичность и коррозионная активность к материалу трубопроводов.Характеристики растворов хлористого натрия и хлористого кальция в воде приведены в табл. 2.3 и 2.4.

Таблица 2.3

  Характеристика водного раствора (рассола) хлористого натрия

Таблица 2.4Характеристика водного раствора (рассола) хлористого кальция

Антифризы. Некоторые водорастворимые соединения, имеющие низкую температуру замерзания, получили название антифризов. К наиболее часто применяемым антифризам относятся водные растворы этиленгликоля, пропиленгликоля, метилового спирта и глицерина. В табл. 2.5 приведены температуры замерзания анти¬фризов в зависимости от их концентрации в воде.

Самые вкусные солевые жидкости для подов. Топ 5 солевых жидкостей для под за октябрь

Jumble Salt  — солевая новинка от создателей Taboo и Hungry. Эта жидкость хорошего качества за адекватные деньги. В линейке 10 вкусов.

Описание вкусов:

Melon Coconut Milk — Кокосовое молоко и сладкая спелая дыня

Mango Mint — Терпкая мякоть манго в сочетании с мятой

Orange Pineapple — Апельсиново-ананасовый сок

Strawberry Dragonfruit — Микс из спелой клубники и драгонфрута

Strawberry Feijoa Lemonade — Лимонад из клубники и фейхоа

Strawberry Milk — Классический вкус клубничного молока

Grape Smoothie — Стакан сладкого виноградного смузи

Blackberry Jelly — Мармелад со вкусом сочной ежевики

Lychee Citrus — Яркий микс из терпкого личи и цитруса

Raspberry Bubblegum — Сочный баблгам с малиновым вкусом

Объём: 30 мл.

Крепость:

Lemonade Paradise Salt

Lemonade Paradise — это компактная серия от российской компании “Дядя Вова Presents”, что в первую очередь нам известна линейкой Ice Paradise. И если в прошлый раз мы видели лишь фрукты и ягоды, укутанные холодом, в линейке Lemonade Paradise SALT вы встретите несколько разнообразных лимонадов, но кулер присутствует и здесь, что обрадует любителей свежести.

Описание вкусов:

Citrus Maxima — освежающий лимонад с помело .

Golden Lemon — освежающий лимонад .

Passion Fruit — освежающий лимонад с тропической маракуйей .

Объём: 30 мл.

Температура кипения воды в зависимости от давления: 4 фактора, таблица для расчёта

Многие люди думают, что температура кипения воды составляет 100°C. Однако этот показатель может меняться в зависимости от атмосферного давления.

Например, на горе Эверест на подъеме 8842 метра над уровнем моря вода закипит при +70°C. А в глубокой шахте при достижении температуры + 103°C

В данной статье мы выясним, как будет меняться температура кипения воды в зависимости от давления: в горах, шахте, вакууме. Рассмотрим особенности процесса кипячения с точки зрения физики и химии.

Как будет меняться температура кипения воды: 4 фактора

Температура, при которой кипит жидкость, называется температурой кипения.

Стоит отметить, что она всегда остается неизменной. Поэтому, если увеличить огонь под кипящей кастрюлей с водой, выкипать будет быстрее, но температура при этом не увеличится, так как средняя кинетическая энергия молекул остаётся неизменной.

Рассмотрим 4 фактора, которые влияют на изменение t ° :

1. Пониженное атмосферное давление (наблюдается в горной местности) – t ° уменьшается.
2. Повышенное атмосферное давление (наблюдается в шахте) – t ° наоборот увеличивается.
3. Применения герметической крышки, вакуума. За счёт герметической крышки или посуды пар не выходит градус кипения увеличивается. При использовании вакуума температура зависит от давления, которое создано внутри его.
4. Свойства воды. Соленая вода начинает кипеть при более высокой температуре, чем пресная.

Рассмотрим более подробно каждый из факторов.

Влияние атмосферного давления

Согласно исследованиям и уравнению Клапейрона — Клаузиуса, градус кипения напрямую зависит от атмосферного давления. С его ростом температура кипения увеличивается, а с уменьшением, наоборот, становится все ниже и ниже.

Атмосферное давление — это давление атмосферы, действующее на все находящиеся на ней предметы и земную поверхность. Оно может меняться в зависимости от места и времени и измеряется барометром.

При нормальном атмосферном давлении 760 мм ртутного столба вода кипит при + 100 °C

В горной местности давление уменьшается, а под землей (в шахте) увеличивается.

Для наглядности предоставлена таблица № 1 из большого химического справочника, источник: Волков А. И, Жарский И. В.

Таблица № 1. «Температура кипения воды от давления».

Единицы измерения давления в таблице: кПа.

1 кПа = 1000 Па = 0,00986923 атм = 7, 50062 мм. рт. ст

Нормальное атмосферное давление составляет 765 мм. РТ. Ст. = 101,325 Р, кПа

Температура кипения в горах

При подъеме над поверхностью Земли (в горах), температура кипения воды падает, так как снижается атмосферное давление (на каждые 10, 5 м на 1 мм РТ. С). Пузырькам легче всплывать –  процесс происходит быстрее.

Поэтому высоко в горах альпинисты не могут приготовить нормальную пищу, а используют законсервированные продукты.

Для варки мяса, как и других продуктов, нужны привычные 100  градусов. В обратном случае все компоненты бульона просто останутся сырыми.

Таблица № 2. «Как будет меняться t ° кипения с высотой».

Температура кипения воды в шахте

Если спуститься в шахту, то давление будет увеличиваться.

Температура кипения воды в шахте зависит от глубины (при спуске на 300 м вода закипит при t 101 ° C, при глубине 600 метров -102 ° C

Применение герметической крышки

Герметичные крышки не позволяет образовавшемуся пару ускользнуть. В среднем температура закипания воды увеличивается от 5-20 градусов.

В хозяйстве для приготовления блюд часто используют кастрюли, сковородки с герметичной крышкой. Таким образом, уменьшается время приготовления пищи за счет высокой температуры, а блюда получаются более вкусными. В горных районах с низким давлением это необходимая вещь для приготовления пищи. Так же используют мультиварки и сотейники.

Кипячение воды в вакууме

Вакуум — это среда с газом, с пониженным давлением.

Виды вакуумов:

1. низкий;
2. средний;
3. высокий;
4. сверхвысокий;
5. экстремальный;

Температура кипения воды в вакууме зависит от того, какое давление в нём.

Разные виды вакуумов поддерживают разное давление. Например, в низком вакууме давление составляет от 760 до 25 мм. РТ. Ст. В абсолютном вакууме давление полностью отсутствует. Для точного расчета нужно знать модель вакуума и давление, которое он поддерживает.

Кипение солёной воды

Солёная вода закипает при более высокой температуре за счет своих свойств.

Температура замерзания солевого раствора натрий хлор. Химические процессы при воздействии реагента на лед

Воздействие хлористого натрия на лед относится к разряду химического процесса. В обычном состоянии лед переходит из жидкого состояния в твердое и наоборот при температуре 0°С. Эта температура является точкой плавления льда. Для процесса плавления необходимо, чтобы разрушились молекулярные связи твердого вещества в виде кристаллической решетки. Поэтому образование льда прочно связывает его с поверхностью дороги, что необходимо устранить путем применения химического реагента.

Самый популярный способ плавления льда - обработка хлористым натрием. При попадании на поверхность льда частицы хлористого натрия начинают абсорбировать в себя влажность, находящуюся в воздухе. При этом происходит поглощение тепла и образование раствора, который превращает всю соль в жидкое состояние. Далее образовавшаяся смесь постепенно воздействует на лед, проникая через толщину слоя, он плавится и отслаивается от поверхности дороги. Обладая такими свойствами, хлористый натрий все же имеет температурные ограничения в применении. Действие данного реагента возможно до температуры -15°С, поскольку при дальнейшем снижении температуры раствор замерзает и не проявляет противогололедных свойств.

• Хлористый кальций против льда - механизм воздействия
• Нормы расхода пескосоляной смеси - на какие цифры опираться

Особенности применения соляных противогололедных реагентов

Чаще всего в качестве реагентов против льда применяют соли не в чистом виде, а их смеси в различных пропорциях, с добавлениями вспомогательных веществ. Это позволяет усиливать их плавящий эффект и снижать побочные явления. Поэтому в коммунальном хозяйстве широко применяют смесь хлористого натрия с другими солями, глиной или песком в качестве антифриза против обледенения дорог. Также некоторые смеси применяют для посыпания пешеходных дорожек и тротуаров, что, однако, приводит к негативному воздействию на подошвы обуви пешеходов. Кроме того, обработка гололеда смесью солей может привести к появлению коррозии на металлических частях транспортной техники. Поэтому необходимо очень тщательно продумать необходимый состав антигололедной смеси, чтобы свести к минимуму негативные последствия. Например, экспериментально доказано, что состав из смеси хлористого натрия с добавлением хлористого кальция в пропорции 3:1 приводит к резкому скачку плавящего эффекта, что гораздо эффективнее, чем каждая соль по отдельности.