為什麼不用氫氧化鈉溶解放熱來取暖?
本人初中生。
想問一下既然氫氧化鈉溶於水放熱那為什麼不用氫氧化鈉放熱來取暖而要燒煤呢感謝!
本來還想認真回答一下,結果發現別的答主 @筒隱陸奧 已經上數據了,只好放棄,sad。
但是可以說,你這個想法還是好的,不知道其他答主在冷嘲熱諷個什麼勁,即使氫氧化鈉不行,生石灰行不行?鐵粉行不行?你們知不知道這個世界有個叫暖寶寶的存在?比這些還激烈的,我就說個初中都教過的,濃硫酸,真的能把水沸騰了。決定這個東西能成為我們能源的因素有很多,比如經濟性,比如熱值,比如安全性;但是決定這東西不能的,只有一個,就是一群自以為是的制杖說「這東西有什麼用?」
還有說為什麼不把銨鹽溶於水來製冷的,退燒冰袋見過沒?自然是有需要冰箱冷凍的,但還有就像暖寶一樣,撕開自己能製冷的,你們覺得這是什麼原理?魔法嗎?
只要是在學習的階段,那麼對學習內容有自己的思考是很好的,小學,初中,高中,大學都是如此。至少這孩子比我強,不會覺得「它沒有被應用,肯定不行」。
所以,這位題主,你的問題是很有創造性的,但是,氫氧化鈉之所以沒有被用來制熱,是因為它溶於水放熱也不如別的藥劑,比如生石灰。而生石灰為什麼沒有被用來大規模取暖呢?因為成本。但是生石灰有自己的優點,比如無明火加熱,所以軍用口糧可以用它加熱,既安全又方便。同樣,製冷,目前最效率的方式就是壓縮機,但是,也有簡便快速的辦法就是吸熱反應。
以上。決定認真答一題Σ(????)?
好多答案都是說貴啊什麼的?[┐"_"┌]?
其實錢不重要,錢財乃身外之物嘛。我們判別一個物質或一個反應是否值得當燃料,要看它的單位質量釋放的熱量多少,也就是看能量利用率。
氫氧化鈉的水合放熱能量太低了,和煤炭等物質燃燒釋放的化學能相比,太少了。上數據直觀些:40gNaOH溶於水釋放44.45KJ熱量;
而同樣40g的純碳,燃燒放出的熱量可達1311.67KJ!看到了吧,物質溶於水那點吸放熱,比起化學燃燒,還是小巫見大巫了。那為什麼呢?氫氧化鈉溶於水,本質上沒有發生初中意義上的「化學變化」,是離子鍵斷開,而後水與鈉離子/氫氧根離子結合的過程。離子鍵斷開的過程,是吸熱的,這個過程在高中稱為電離;水與離子結合的過程,則是放熱的,這個過程在高中叫做水合。如果一個物質電離吸熱大於水合放熱,那麼它溶於水吸熱;反之溶於水放熱。這之中的熱量釋放,一般都比燃燒差十到一百倍左右。那張圖我看了
作為初中生想法挺好,比我當年好多了,我初中還不知道知乎呢
初中這邊畢竟是義務教育教的不嚴謹,好多都是定性分析不是定量分析
計算一下 以下條件都是在25攝氏度,101kpa大氣壓的標準狀況下
水的比熱容與溫度和壓強有關,在0~100度夏變化很小,取4.2kj/kg,水在100度,101kpa的汽化熱是2260kj/kg 氫氧化鈉溶解熱44.45kj/mol換算約1111.25kj/kg
假設你在100g水裡融了100g氫氧化鈉(氫氧化鈉在標況下的溶解度大概110左右)
放出111.125kj熱量
將100g水有25度加熱到100度需4.2*0.1*75=31.5kj
這100g水氣化所需汽化熱0.1*2260=226kj
總計257.5kj大於111.25kj
即使熱力學第二定律被吃掉也不能做到你所設想的結果
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。分割線
阿里上燒鹼與煤的價格,單位是噸
上面煤炭都是至少6000卡的熱值
換算約為25120.8kj/kg
氫氧化鈉溶解熱44.45kj/mol換算約1111.25kj/kg
要用定量分析的眼光看問題
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。偏個題
網上常見中學用化學試劑價格
實驗室常用的100g分析純硝酸銀,中間100多的是碘化鉀
七塊五500g的碳酸鈣
鹽酸挺便宜的
硫酸也挺便宜
硝酸更便宜
不到兩塊五的500g氫氧化鈉
鋅
溴
氨水
碳酸鈉
健那綠,論克賣
10g吡羅紅
龍膽紫5塊25g
甲基綠。。。生物試劑有點貴
無水乙醇
過氧化氫
以上
我看了下你的循環圖,只想問一句:為什麼不直接曬太陽呢……ps1. 氫氧化鈉吸潮。ps2. 不僅吸潮還吸二氧化碳。這一步不可逆。ps3. 相比於水的蒸發熱,氫氧化鈉溶解的那點熱量不值一提。
用固體加水加熱是個好辦法,但是不是用氫氧化鈉,而是氧化鈣也就是生石灰。我們的單兵自熱食品,也就是野戰口糧,就是用生石灰加水加熱的。生石灰很便宜,石灰石一燒就是,比氫氧化鈉便宜,發熱量也大。勤于思考很好,要提倡,但是大學不要學化學。
燒鹼溶於水放熱是十分猛烈的,一分鐘內大量的燒鹼入水水會劇烈的沸騰,這樣取暖太危險了,炙熱的強鹼溶液殺傷力不小。 愛吸濕,蓋子沒蓋好久了結塊,之後失效。而且這玩意相較於石灰一類更廉價的材料,實在沒啥優點。 取暖袋一般用鐵粉來做,放熱緩慢持久,而且只需要接觸空氣即可,加水的話,密封又是問題,你不能抱著一堆強腐蝕液體來溫暖自己,一不小心還會漏。 關於熱值,煤,天然氣,酒精,柴薪明顯更合算。綜上個人觀點
氫氧化鈉比煤貴,會吸水潮解,會跟二氧化碳發生反應,還是強鹼,腐蝕性強,發熱量還低。用艹,哦不對氧化鈣(CaO)來加熱顯然更加合適。
想法很棒。 看了第一的回答,數據有理有據。
但考慮到初中生未必有物質的量MOL概念,裡面的數據不明白是怎麼回事。
這裡用更簡單的理由來闡述一下。
首先明確一點,取暖讓我們感到溫暖的是氣體,不是固體或者液體。
而物質從固體變成液體乃至氣體需要吸收熱量。明確的是,這部分熱量是用於物質的三態變化,不會使物質本身溫度提高。
所以,100℃的水,變成100℃的水蒸氣,是需要大量熱量的。而氫氧化鈉放出的熱量不足以讓水溫達到100℃後再讓它氣化。
至於熱量為什麼不夠,需要多少熱量才夠。首答已經給了各種化學物質的對應化學反應熱。
相信樓主在高中學習了物質的量,反應熱,燃燒熱等概念後,會對這些數據能夠更好地理解了。
另外,不用氫氧化鈉還一個重要的原因。廢水處理問題。
氫氧化鈉屬於強鹼,隨意排放會污染土地和水源。雖然燒煤炭對環境也有不好的影響,但比起氫氧化鈉來說,還是好處理的多因為貴啊,生石灰CaO多便宜
說的好,為什麼不用鋁熱反應取暖呢
一個危險啊,而且水化反應時間沒那麼長的,氫氧化鈉水化反應很快的,要很大量的反應才能維持你睡一個晚上,,,不過這類反應的應用還是有的,方便飯跟自煮火鍋不都是用水化放熱反應么,,,暖寶寶也是氧化反應放熱,,,_(:з」∠)_另外你如果以後去學化學,燒杯暖手那是日常,,,(?ω?) 只要你趕承擔就業難的風險,天天氫氧化鈉烤火不是夢,,,(?ω?)
先說結論:理論上可行,但是實際中其性質有缺點,且有更好的替代品,因而不使用。
從安全的角度,定性的感受一下……
這是氫氧化鈉固體
這是加了少量水後的氫氧化鈉
可以看到即使只加了很少一點水氫氧化鈉還是形成了溶液。
如果用在加熱設備里,這樣的液態物質和隔絕設備的接觸面積大,很容易加劇腐蝕,而且如果隔絕設備出現破損很容易流出來,導致待加熱物體被污染。但是生石灰就沒有這樣的問題:它加入少量水之後仍然是固型物,並沒有形成太多的液體,就算出現破損也不易流出造成污染。氫氧化鈉與氫氧化鈣都是強鹼,然而後者溶解度較低,所形成溶液中的氫氧根離子數量也較少,其危險程度要遠低於氫氧化鈉。
(附一張維基上氫氧化鈉燒傷的照片)
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%A2%E6%B0%A7%E5%8C%96%E9%92%A0#/media/File:Sodium_hydroxide_burn.png
從能量循環的角度,氫氧化鈉有一個性質就是潮解,即易從空氣中吸收水蒸氣最後使自己變為水溶液的現象,說明它在常溫下在有水的情況下更趨向於形成溶液,也就是說氫氧化鈉形成溶液之後難以通過簡單的蒸發(比如太陽曬)來使其變為固體。
那如何循環利用呢?用火加熱蒸發。火怎麼來呢?燒煤……也就是說相當於能量從煤轉換到氫氧化鈉又轉換到水。這過程里每一步都會有能量損失,相比之下直接用煤燒水顯然是更佳的。
從能量密度的角度來說,單位質量的煤燃燒產生的熱量遠大於單位質量的氫氧化鈉溶解放出的熱,因此煤是更加好的選擇。
從易得的角度,如果真的要使用這樣的無明火的熱源,氧化鈣明顯是更加好的選擇。自然界中有易得的碳酸鈣,加強熱後即可得到氧化鈣;而氫氧化鈉則是在氯鹼工業里電解食鹽水得到的。相比之下選擇氧化鈣更加的經濟實惠和安全。
生活中無明火生熱的例子很多,較低的溫度可以使用醋酸鈉的過飽和溶液(就是那種暖寶寶,有個鐵片,掰一下就結晶的那種),加熱食品常使用生石灰。如果能用電的話……暖手寶充電五分鐘捂手兩小時,電磁爐微波爐都不產生明火,用這個燒水方便便宜又快捷,何必要用氫氧化鈉……
因為貴
算一算單位熱量所需的錢啊...
所以果斷煤/生石灰。
況且考慮到氫氧化鈉潮解/與空氣中二氧化碳反應/強腐蝕性等等,絕對不是什麼好選擇。為什麼不給饑民們吃肉糜呢?
稀釋濃硫酸去放熱,貌似效率更高,是吧x還可以得到很多稀硫酸