Toller Handwärmer

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Hi Leute,

gerade habe ich etwas tolles entdeckt: einen Handwärmer.
Bei diesem Handwärmer ist eine klare Flüssigkeit in einem Plastikbeutel. In der Flüssigkeit ist ein gewölbtes Metallplättchen. Wenn man das Metallplättchen ein wenig knickt, bis es „ploppt“, dann kristallisiert die Flüssigkeit schlagartig aus und es wird warm. Das besondere daran ist, daß man es immer wieder verwenden kann, wenn man es nach gebrauch für etwa 10 Minuten in kochendes Wasser legt bis die Flüssigkeit wieder klar wird.
Weiß vielleicht jemand wie das genau funktioniert und was für eine Flüssigkeit das ist?

MfG
Peter

#2

Hi Peter,
bei der Lösung handelt es sich um eine unterkühlte Schmelze, z.B. von Natriumthiosulfat (Fixiersalz). Der Schmelzpunkt von Natriumthiosulfat liegt bei ca. 50°C. Kühlt man diese Schmelze auf unter 50°C ab, so erstarrt sie nicht, sondern bleibt zunächst weiter flüssig (meist aufgrund des Fehlens eines Keimkristalls). Wenn nun die Kristallisation plötzlich induziert wird (z.B. durch das Knicken des Metallplättchens), so wird das ganze wieder warm, da beim Kristallisieren der Schmelze Kristallisationswärme abgegeben wird (dies entspricht der Energiemenge, die zum umgekehrten Vorgang, dem Schmelzen nämlich, erforderlich ist). Durch einlegen in kochendes Wasser kann das Thiosulfat wieder geschmolzen werden und der Vorgang kann von Neuem beginnen.
Gruß, Florian

#3

Wenn nun die Kristallisation plötzlich
induziert wird (z.B. durch das Knicken des Metallplättchens),

Hallo,

es hat mich auch schon lange interessiert, wie diese Handwärmer funktionieren. Das interessanteste Detail ist: was passiert beim Knicken des Metallplättchens? Warum löst das die Kristallisation aus?

viele Grüße,

Rainer

#4

Kristallkeime

Hi Rainer

es hat mich auch schon lange interessiert, wie diese
Handwärmer funktionieren. Das interessanteste Detail ist: was
passiert beim Knicken des Metallplättchens? Warum löst das die
Kristallisation aus?

Kristallisation benötigt Keime. Diese können kleine, geordenet Bereiche in der unterkühlten Schmelze selbst sein.
In einer Schmelze sind die Atome/Möleküle (ideal betrachtet) vollkommen regellos angeordet. Durch das Hineindrücken oder Umknicken dieses Metallstreifens entstehem punktuell kräftige Druckwellen, die dazu führem können, das sich an eineigen Stellen die Atome/Moleküle etwas regelmässiger anordnen. (Unregelmässiger als unegeömässig geht ja nicht) und schon läuft die Kristallisation praktisch schlagartig ab.

Soviel dazu in Kürze

Alle Klarheiten beseitigt?

Gruss
Mike

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#5

Hi Mike!

Kann das knicken des Metallplättchens nicht auch die Aktivierungsenergie sein, die das Salz braucht um auszukristallisieren?

Gruß Morlin

#6

Hi Morlin

Kann das knicken des Metallplättchens nicht auch die
Aktivierungsenergie sein, die das Salz braucht um
auszukristallisieren?

Das ist sozusagen das gleiche. Ich muss Energie Aufwenden, um diese kristallite zu erzeugen, die dann die Kristallisation der Gesamtmasse auslösen.

Gruss
Mike

#7

Bei dem bisher gesagten hab ich ein leichtes Argumentationsproblem.
Meiner Meinung nach kann das knicken des Plätchens nicht zu Druckstößen führen die zur Kristallisation führen, ansonsten würde der Vorgang ja auch bei äußeren Stößen erfolgen. Ich kenne die Zusammensetzung der Flüssigkeit und die Art des Metalls zwar nicht, aber ich kann mir eher vorstellen das durch das knicken des Plättchens das Metall oberflächlich beschädigt wird (Rißbildung) uns somit eine reine metallische Oberfläche vorliegt die als Katalysator wirken könnte. Anschließend müsste das Metall wieder passivieren (z.B. durch das anschließende kochen).
Wie gesagt ich weiss nichts genaues über die realen Vorgänge, es wäre aus meiner sicht lediglich eine mögliche Variante.

Andreas