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Wärme aus dem Kunststoffbeutel Prinzip:
Ein Kunststoffbeutel enthält eine unterkühlte Schmelze aus Natriumacetat-Trihydrat und ein unter mechanischer Spannung stehendes Metallplättchen. Verformt man das Plättchen wird die Schmelze zum Auskristallisieren angeregt. Ausgehend vom Plättchen wachsen sternförmig Natriumacetat-Kristalle. Die Temperatur steigt dabei auf etwa 50°C. Zum Regenerieren legt man den Beutel etwa 10 Minuten in kochendes Wasser. Beim Erwärmen spaltet NatriumacetatTrihydrat Kristallwasser ab, in dem sich das Salz löst. Beim Abkühlen bildet sich eine unterkühlte Schmelze, die durch Zufuhr einer mechanischen Schockwelle zur Kristallisation gebracht werden kann.
Chemikalien: Natriumacetat-Trihydrat; CH 3 COONa∙3 H 2 O (Smp. 58°C)
Material:
Getränkedose Klarsichthüllen Folienschweissgerät Schleifpapier Kaffeelöffel 250 ml-Becherglas als Wasserbad
Arbeitsanleitung: -
Aus dem Blech wird ein Kreis mit einem Durchmesser von ca. 2.5 cm herausgeschnitten. Scharfe Kanten werden mit Schleifpapier geglättet.
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In die Mitte des Plättchens ritzt man mit der Schere drei pfeilförmige Kerben.
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Das Plättchen wird gebogen, indem man es mit dem Daumen in die Wölbung eines Kaffeelöffels drückt.
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Aus der Folie einer Klarsichthülle wird ein Beutel von etwa 10 cm x 7 cm hergestellt.
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In den Beutel gibt man das vorbereitete Metallplättchen, 20 g NatriumacetatTrihydrat und 1 – 2 ml destilliertes Wasser.
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Man evakuiert und schweisst den Beutel zu.
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Zur Sicherheit wird der Beutel in einen zweiten etwas grösseren Beutel eingeschweisst.
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Der Beutel wird in kochendes Wasser gelegt, bis das Natriumacetat vollständig geschmolzen ist. Danach lässt man ihn langsam abkühlen, so dass der Inhalt flüssig bleibt.
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Zur Aktivierung knickt man das Mertallplättchen hin und her, so dass sich ein erster Kristallisationskeim bilden kann. Der gesamte Inhalt des Beutels erstarrt und die Kristallisationswärme wird frei. Der erreichbare Temperatur liegt bei 50°C.
Kälte aus dem Kunststoffbeutel Prinzip:
Ein mit Ammoniumnitrat gefüllter Kunststoffbeutel enthält im Inneren einen zweiten mit Wasser gefüllten Beutel. Dieser ist aus dünner Folie gefertigt, die durch leichten Druck zum Platzen gebracht werden kann. Das Ammoniumnitrat löst sich im Wasser. Da der Lösungsvorgang stark endotherm ist, kühlt sich das Gemisch auf etwa 0°C ab.
Chemikalien: Ammoniumnitrat; NH 4 NO 3
Material:
Folienschweissgerät dünne Plastikfolie dicke Plastikfolie
Arbeitsanleitung: -
Ein kleiner Beutel (5 cm x 7 cm) wird aus einer dünnen Folie herausgeschnitten und sorgfältig auf drei Seiten zugeschweisst. (Nicht evakuieren, Stufe 2½)
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Anschliessend wird er mit Wasser gefüllt und vollständig zugeschweisst.
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Ein zweiter grosser Beutel (10 cm x 15 cm) wird aus dickerer Folie vorbereitet. In diesen Beutel füllt man 30 g Ammoniumnitrat und legt den kleineren Beutel ebenfalls hinein.
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Nach dem Evakuieren schweisst man den Beutel zu (Stufe 4½).
Stieger, Gymnasium Solothurn
