Project coldpack

Inhoud

• Wat is een coldpack?
• Gebruik.
• Soorten coldpack.
• Koppeling aan het vak chemie.
• Hoe maken we een (instant) coldpack?.
• Mogelijkheid 1: variant 1 van de gelcoldpack.
• Mogelijkheid 2: variant 2 van gelcoldpack.
• Mogelijkheid 3: variant 1 van de instant coldpack.
• Mogelijkheid 4: variant 2 van de instant coldpack.
• Mogelijkheid 5: variant 3van de instant coldpack.
• Mogelijkheid 6: variant 4 van de instant coldpack.
• Besluit

 

Wat is een coldpack?

Coldpacks zijn zakken met een mengsel van bepaalde stoffen, een soort gel, die niet vast worden in de diepvries. Het feit dat de gel niet vast wordt in de diepvries zorgt ervoor dat het zeer handig is voor gebruik.

Gebruik

Coldpacks worden meestal gebruikt bij een kwetsuur om de zwelling tegen te gaan of te verminderen. Doordat een coldpack niet vast wordt is het zeer makkelijk op de kwetsuur aan te drukken. Ook kunnen coldpacks gebruikt worden om eventueel eten en drank, voor een picknick of andere uitstappen, koud of lekker fris te houden. Als laatste kunnen we en coldpack ook gebruiken in de zomer, als het veel te warm is, om onszelf koel te houden.

Soorten coldpack

Coldpacks bevatten een gel die niet vast wordt in de diepvries.
Ijszakken zijn gewoon plastic zakjes waar ijsblokjes in gedaan worden.
Ijszakken zonder ijs zijn plastic zakken met bevroren maïs, erwten, rijst of zelfs een gewone spons zonder schuurkant.
Instant coldpacks bestaan uit twee zakken waarvan ene bestaat uit water en de andere uit ammoniumnitraat, calcium ammoniumnitraat, ureum en ook natriumacetaat kan gebruikt worden.

Koppeling aan het vak chemie

De ijszakken zijn eerder voorbeelden van fysische reacties, maar kijken we naar de coldpacks zelf zien we dat we dit kunnen koppelen aan endotherme reacties. Endotherme reacties nemen energie op uit de omgeving. Dit komt omdat de verbindingen die worden gevormd, en dus energie opleveren, te weinig energie leveren voor de verbindingen die gebroken moeten worden. Coldpacks nemen ook energie op uit hun omgeving waardoor deze koud zullen aanvoelen.

 

Hoe maken we een (instant) coldpack?

Mogelijkheid 1: variant 1 van de gelcoldpack

https://www.youtube.com/watch?v=Vbfvp7TPy4o

Benodigdheden:

• 350ml water
• 120ml ontsmettingsalcohol
• Een zip Lock zakje
• Kleurstof (optioneel)

Werkwijze:

Ten eerste doen een spatelpunt kleurstof aan de binnenkant van het zip Lock zakje. Daarna voegen we 120ml ontsmettingsalcohol toe. We gieten het water erbij en doen we het zakje dicht. Je kan eventueel nog voorzichtig schudden. Als laatste stoppen we het geheel in de diepvries en dit na een paar uur eruit halen hebben we een gelcoldpack.

Resultaat:

Uitleg:

De ontsmettingsalcohol zorgt ervoor dat het water een hoger stollingspunt heeft waardoor het water niet helemaal vast wordt nadat het in de diepvries heeft gelegen.

 

Mogelijkheid 2: variant 2 van gelcoldpack

https://www.youtube.com/watch?v=4hAlEeu_wi4

Benodigdheden:

• 255 g afwaszeep
• 60ml ontsmettingsalcohol
• Een zip Lock zakje

Werkwijze:

De eerste stap is om de 255g afwaszeep in het zip Lock zakje te doen. Hieraan voegen we dan de ontsmettingsalcohol toe. Het geheel schudden we voorzichtig. Na een paar uur in de diepvries te hebben gelegen krijgen we een gelcoldpack.

Resultaat:

Uitleg:

De ontsmettingsalcohol zorgt ervoor dat de zeep een lager stollingspunt heeft waardoor de zeep niet helemaal vast wordt nadat het in de diepvries heeft gelegen.

Mogelijkheid 3: variant 1 van de instant coldpack

https://www.youtube.com/watch?v=MVIoqBZRVRU

Benodigdheden:

• 10g natriumacetaat
• Een kleine hoeveelheid water

Werkwijze:

We voegen het water bij het natriumacetaat.

Resultaat:

De temperatuur daalt.

Uitleg:

De bindingen in het natriumacetaat worden afgebroken door het water, maar de gevormde bindingen leveren niet genoeg energie om dit te doen. Om deze nodige energie te verkrijgen, wordt er energie, in dit geval warmte energie, onttrokken aan de omgeving.

 

 

Mogelijkheid 4: variant 2 van de instant coldpack

https://www.youtube.com/watch?v=-lHZg0tMdVU

Benodigdheden:

• 100ml water
• 50g ammoniumnitraat

Werkwijze:

We voegen het ammoniumnitraat bij het water.

Resultaat:

De temperatuur daalt.

Uitleg:

De bindingen in het ammoniumnitraat worden afgebroken door het water, maar de gevormde bindingen leveren niet genoeg energie om dit te doen. Om deze nodige energie te verkrijgen, wordt er energie, in dit geval warmte energie, onttrokken aan de omgeving.

Nog enkele varianten hiervan:

Ammoniumnitraat kan vervangen worden door:

• Natriumcarbonaat decahydraat

• Kaliumchloride

Voor exotherme reacties met zouten kunnen deze gebruiken:

• Natriumcarbonaat
• Calciumchloride

Bij exotherme reacties komt er energie, hier in de vorm van warmte, vrij doordat de bindingen die moeten worden afgebroken minder energie gebruiken dan de energie die wordt geproduceerd door de gevormde bindingen.

Mogelijkheid 5: variant 3 van de instant coldpack

Benodigdheden:

• 25ml citroenzuur
• 15g natriumwaterstofcarbonaat

Werkwijze:

We voegen het natriumwaterstofcarbonaat toe aan het citroenzuur in een bekerglas.

Resultaat:

De temperatuur daalt.

Uitleg:

De bindingen in het natriumwaterstofcarbonaat worden afgebroken door het citroenzuur, maar de gevormde bindingen leveren niet genoeg energie om dit te doen. Om deze nodige energie te verkrijgen, wordt er energie, in dit geval warmte energie, onttrokken aan de omgeving.
H₃C₆H₅O₇(aq) + 3 NaHCO₃(s) → 3 CO₂(g) + 3 H₂O(l) + Na₃C₆H₅O₇(aq)

Mogelijkheid 6: variant 4 van de instant coldpack

https://www.youtube.com/watch?v=eXSQnaEDazM

Benodigdheden:

• Een zip Lock zakje
• Ijsblokjes
• Zout

Werkwijze:

We doen de ijsblokjes in het zip Lock zakje en hier voegen we dan zout aan toe.

Resultaat:

De temperatuur daalt.

Uitleg:

Het zout gaat er voor zorgen dat het smeltpunt van ijs hoger gaat liggen, het gaat dus sneller smelten, maar hiervoor heeft het zout energie nodig. Deze energie zal het zout onttrekken aan de omgeving waardoor het geheel veel kouder zal aanvoelen en de temperatuur zal dalen.

Besluit:

Afhankelijk van welke stoffen je samen voegt en van wat voor soort coldpack je maakt, krijg je verschillende temperaturen. De gelcoldpacks die ik hier getest heb, werken alle twee even goed. Bij deze proeven bekwam ik ook elke keer opnieuw het gewenste resultaat. De coldpacks waren soms een andere zaak om na te maken. Het is soms goed zoeken naar de juiste verhoudingen voor de gewenste resultaten.Van de instant coldpacks leverde zout op ijs ons de laagste temperatuur op, maar hiervoor hebben we al ijs nodig dus dit is niet handig in een nood situatie. Als tweede zal ammoniumnitraat ons de grootste daling in temperatuur geven. De andere resultaten vertonen ook een verlaging van de temperatuur maar dit is maar een lichte daling en de temperaturen hiervan zullen ook niet onder 0°C gaan.