질산암모늄 용해 반응 (아이스팩 원리)

아이스팩의 원리

흔히 냉동이나 냉장 식품을 택배로 주고받는 경우, 또는 보냉백에 넣어서 가져가는 경우 등에 온도를 낮게 유지하기 위해서 아이스팩, 냉각팩을 사용합니다. 이때 사용되는 아이스팩에는 환경 문제가 대두됨에 따라 물을 사용하는 경우가 많이 늘었습니다만, 고흡습성 수지인 SAP(Super Absorbent Polymer) 역시 많이 사용이 되고요, 또 하나 많이 사용되는 것이 바로 질산암모늄(Ammonium Nitrate)입니다. 왜냐하면, 질산암모늄이 용해되는 반응이 흡열반응(endothermic)이기 때문인데요, 반응이 진행되면서 주위의 열을 흡수하기 때문에 주변 온도를 낮출 수가 있습니다. 그러면 대표적인 흡열반응 중 하나인 이 질산암모늄의 용해 반응에 대해서 정리를 해보겠습니다.

질산암모늄의 용해 반응을 이용하는 아이스팩 (냉각팩)

 

질산암모늄의 용해 반응

질산암모늄(NH4NO3)은 아래와 같이 물에 용해되는 반응이 진행될 때, 열을 흡수하면서 암모늄 이온(NH4+)과 질산 이온(NO3-)이 생성됩니다.

 

NH4NO3(s) + 열 + (물) → NH4^(+)(aq) + NO3^(-)(aq)

 

질산암모늄의 용해 반응, 암모늄 이온과 질산 이온이 생성되는 흡열반응이다. 이미지 출처: chemistry.stackexchange.com

 

위에 아이스팩 이미지를 보면 질산암모늄과 별도로 물이 들어 있지요. 이렇게 분리되어 들어 있는 질산암모늄과 물은 냉각팩을 주무르게 되면 용해 반응이 진행되면서 주변의 열을 흡수하고 온도가 내려가게 됩니다.