Охладительные смеси

Определение "Охладительные смеси" в словаре Брокгауза и Ефрона

Охладительные смеси — растворение как средство для получения искусственного холода применялось, по-видимому, издавна; так, например, римляне для охлаждения вина пользовались растворением селитры в воде. Этот же способ охлаждения вновь был применен физиком Blasius Villafranca в Риме в 1550 г. О более сильном охлаждении упоминает Latinus Tancredus в Неаполе в 1607 г.; он брал смесь снега с селитрой; наконец, о смеси толченого льда и поваренной соли упоминается Санторио в 1626 г. Эта же смесь, вероятно, применялась для замораживания жидкостей, а также покойников народом, называемым эстонским, как это приводит христианский писатель V века Орозий. В наше время О. смеси применяются в домашнем быту, в лабораториях и вообще там, где не требуется очень сильное и продолжительное охлаждение. Для последнего и для заводских целей наука и экономический расчет создали более могущественные средства искусственного охлаждения (см. Лед искусственный). О. смесей очень много, так как вообще всякая химическая реакция (в том числе и растворение), совершающаяся с поглощением тепла, может служить для охлаждения; применение той или другой О. смеси зависит от того, что имеется под руками, и от желаемого понижения температуры. Можно объяснить себе в общих чертах причину охлаждения при употреблении О. смесей. Возьмем, например, смесь снега и алкоголя; 73 вес. части снега и 77 ч. алкоголя, взятого около 4° Ц., будучи смешаны, охлаждаются до —30°. Явление в целом представляет собой растворение твердого тела — льда в спирте. Лед, как и всякое тело, твердое или жидкое, представляет собой систему молекул, обладающих колебательными движениями (тепловыми) и в то же время находящихся в сфере взаимного притяжения; покуда эта система остается в одном из состояний подвижного равновесия, физическое (и химическое) состояние тела остается неизменным. При соприкосновении частиц льда (или твердой воды) и спирта к системе сил, существующих между молекулами льда, прибавляются силы химического сродства спирта и воды; поэтому взаимное притяжение между частицами льда ослабевает, лед плавится; при этом силы, обусловливающие тепловое движение, могут произвести работу и ее производят на счет тепловой энергии смеси (теплота переходит в работу); теплота поглощается. В то же время соединение спирта с водой, вызываемое сродством, сопровождается выделением тепла. Окончательный результат выразится разностью количеств теплоты, поглощенной при дисгрегации частиц льда или плавлении его, и теплоты соединения спирта с водой. Так как первая превосходит в данном случае вторую, то получается охлаждение смеси. Сосуд, в котором производится смешивание, конечно, должен быть хорошо изолирован непроводниками теплоты, чтобы полнее утилизировать искусственный холод, и само смешивание производится как можно быстрее; для этого все твердые вещества, как то: лед, соли, должны быть хорошо измельчены. Температура смеси, наконец, достигнет своего minimum'a, при котором установится некоторое подвижное равновесие между частицами (и атомами) всех тел, находящихся в смеси. Подобное же объяснение относится и к другим смесям (см. ниже), содержащим лед и разбавленные серную, азотную и другие кислоты; для расчета количеств тепла и понижения температуры нужно знать теплоты соединения их с водой и теплоемкости получаемых растворов. Эти данные см. в ст. Термохимия. Приведенное общее объяснение явления охлаждения, очевидно, применимо и к растворению солей в воде, с той лишь разницей, что при растворении многих солей не столь ясно выражено химическое сродство между растворителем и растворяемым телом, как это, напр., имеет место при растворении спирта или серной кислоты в воде; но в настоящее время многими уже принят взгляд на растворы как на определенные химические соединения в состоянии диссоциации, в отношении же к употребительным в О. смесях солям эта теория особенно применима, так как большинство из них дает всем известные гидраты. Смеси солей и снега, само собой разумеется, дают охлаждение как результат дисгрегации соли, льда и теплот соединения. При смешении многих тел зараз с водой или снегом могут происходить уже более сложные явления, двойные разложений солей и пр. Как направятся реакции соединения и разложений в этом случае, это можно сказать на основании или уже известных в химии примеров, или на основании общего принципа термохимии, под которым мы разумеем обобщенный Гельмгольцем принцип Бертло (см. Обратимость химич. реакций).
Наиболее употребительные О. смеси (Landolt, "Physik. Tabelle").

Серная кислота H ₂SO₄ + 2,874H₂ O (66,19 %) со снегом, по Пфаундлеру:

1 кг серной кисл. при 0° Ц.	Темп. смеси minimum. Ц.	Темп. раств. по растаянии льда	Поглощ. тепла в больших калор.
С 1,097 кг снега	—37°	—37°	0
" 1,98 " "	—32	—16,5	73
" 3,54 " "	—27	—8,6	264
" 6,00 " "	—22	—3,9	407
" 11,76 " "	—17	—2,3	867

Хлористый кальций крист. со снегом

1 кг соли при 0°	Темп. смеси падает до	Поглощ. тепла в больших калориях
С 0,39 кг снега	—4,3	52,8
" 0,43 " "	—10,6	51,9
" 0,49 " "	—19,7	49,5
" 0,61 " "	—39,0	40,3
" 0,70 " "	—54,9	30,0
" 0,81 " "	—40,3	46,8
" 1,19 " "	—22,7	88,5
" 2,46 " "	—8,1	213,1

Смесь азотно-аммиачной соли с снегом

1 кг соли при 0°	Темп. смеси падает до	Поглощ. тепла в больш. кал.
С 0,94 кг снега	—40	122,2
" 1,04 " "	—8	125,1
" 1,14 " "	—12	128,0
" 1,26 " "	—16	129,5
" 1,31 " "	—17,5	131,9
" 1,49 " "	—16	145,3
" 2,20 " "	—12	209,8
" 3,61 " "	—8	327,0
" 7,82 " "	—4	675,0

Смеси солей со снегом. 100 частей сухого снега, смешанные с мелкоистолченной солью:

		Темп. падает до
Серно-калиевая соль К 2 SО 4	10 ч.	—1,9° Ц.
Сода Na 2 СО 3 x 10Н 2O	20 "	—2,0
Селитра калиевая KNO 3	13 "	—2,85
Нашатырь NH 4Cl	25 "	—15,4
Поваренная соль NaCl	33 "	—21,3

О смесях азотно-аммиачной соли с водой см. Лед искусственный.

Смеси соли с водой	100 частей воды с	Температура падает
		от	до	на
Уксусно-натровая соль, крист.	85 ч. соли	+10,7°	—4,7	15,4° Ц.
Нашатырь	30 " "	+13,3	—5,1	18,4
Селитра натр.	75 " "	+13,2	—5,3	18,5
Серноватисто-натровая соль, крист.	110 " "	+10,7	—8,0	18,7
Йодистый калий	140 " "	+10,8	—11,7	22,5
Хлористый кальций, крист.	250 " "	+10,8	—12,4	23,3
Роданистый аммоний	133 " "	+13,2	—18,0	31,2
" калий	150 " "	+10,8	—23,7	34,7

Н. А. Смирнов. Δ.