Exploration Poche de froid

Sur cette page, j'essaye de comprendre comment fonctionne la poche de froid a usage unique Easy Ice et comment en fabriquer soi-meme.

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Contenu : urée, chlorure d'ammonium et eau

L’enthalpie de solution correspond au changement de chaleur dû à la dissolution d’une mole d’une substance dans un litre de solvant aux conditions standards.

Il semble y avoir des enthalpies de solution avec le chlorure d'ammonuim (NH4Cl)

Substance État T (°C) ΔdisH° (kJ g−1)
NH4Cl cristaux 25 °C 276,3 J g−1

note Le dichromate de potassium semble avoir un effet refroidissant aussi mais c'est turbo dangereux.

On peux supposer que le paquet contient de l'eau et du chlorure d'ammonium dans deux compatiments separes. On casse la separation en "craquant" la compresse et cela produit du froid par dissolution deu chlorure d'ammonium dans l'eau.

Il y a des details sur ce thread qui explique les calculs de reaction. 

NH4Cl(s) --> NH4Cl(aq)

tout dépend de la quantité d'eau et de NH4Cl
la chaleur molaire de dissolution du NH4Cl est de 16kJ, c'est à dire que pour chaque mole de NH4Cl qui se dissout dans l'eau, 16kJ (16 000 Joules) d'énergie est absorbé.
Tu peut calculer la chaleur de dissolution d'une substance avec la formule Q=mc∆t
Q est la chaleur de dissolution exprimé en J ou en kJ
m est la masse en g ou kg
c est la capacité thermique massique, constante, celle de l'eau est de 4,19 J/g °C ou kJ/kg °C
∆t est la différence de température (t finale- t initiale, peut-être négative) en °C, pas en K
Par exemple, tu dissout une certaine quantité de NH4Cl dans 100ml d'eau à 20°C initialement. La température finale est de 13°C
100ml x 1g/ml = 100g
tf-ti = 13-20 = -7°C

donc, on calcule le Q de l'eau en premier
Q(eau)= 100g x 4,19 J/g °C x -7°C
Q(eau)= 100g x 4,19 J/g °C x -7°C
Q(eau)= -2933 J
l'eau dégage l'énergie et le NH4Cl l'absorbe c'est ainsi qu'on inverse les signe, ce qui fait 2933 J

donc si tu divise la chaleur de dissolution obtenu par la chaleur de dissolution molaire tu obtient le nombre de mol de NH4Cl dissout.
2933/16 000 = 0,18 mol donc ~9,63g de NH4Cl

Si tu connais la quantité de NH4Cl, tu peut déterminer le Q. Ainsi tu peut déterminer une température. Bien sûr c'est théorique, vu qu'il y a quelques pertes d'énergie.

Chaque sel a sa propre chaleur de dissolution molaire.

Il n'y a pas du tout de gaz qui se dégage dans cette réaction.

Mais a quoi sert l'uree alors ? C'est tres soluble dans l'eau. Il semble que l'uree produise aussi une reaction endothermique lors de sa dissolution. Peut etre encore que cela empeche l'eau de geler sous l'effet du froid. Peut etre que cela a un effet legerement gelifiant...

Peut etre que l'on peut utiliser de l'uree ou du chlorure d'ammonium de maniere interchangeable et que la composition de la poche de froid vue plus haut est une melange des deux pour des raisons de cout, approvisionnement, etc.

Il serait peut etre possible de faire des poches de froid avec du chlorure d'ammonium, de les utiliser puis de les recycler en faisant bouillir la solution. Il faut faire ca en exterieur mais cela pourrait permettre de faire du recyclage. Ce sera probablement plus facile avec du chlorure d'ammonium qu'avec de l'uree etant donnee la termperature de fusion bien plus elevee du second (338 °C) par rapport au premier (135 °C).

Encore faut il que l'on trouve le moyen de faire des poches de froid a la fois portables et reutilisable.

ATTENTION Il semble qu'il y ai une reation dans tous les cas et que le recyclage n'est pas si edidant que ca. Il faudrait peut etre des catlyseurs ou quelque chose du genre.