Gói làm nóng thức ăn (FRH: Flameless Ration Heater) được phát minh nhằm hâm nóng các bữa ăn tiện lợi cho người lính trên chiến trường. Một số gói lẩu tự sôi cũng sử dụng công nghệ này. FRH có thành phần chính gồm bột kim loại Mg trộn với một lượng nhỏ bột Fe và NaCl. Khi sử dụng, chỉ cần cho khoảng 30 mL nước vào hỗn hợp FRH, hỗn hợp này phản ứng mãnh liệt theo phương trình Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2 và tỏa rất nhiều nhiệt, đủ để làm nóng thức ăn nhanh chóng.
a) Một gói FRH chứa khoảng 8 gam hỗn hợp (Mg 90%, Fe 4% và NaCl 4% về khối lượng) có thể tỏa ra tối đa bao nhiêu nhiệt để làm nóng? Biết rằng enthalpy tạo thành chuẩn (\({{\rm{\Delta }}_{\rm{f}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\)) của Mg(OH)2 (s) và H2O (l) lần lượt là -928,4 kJ mol-1 và-285,8 kJ mol-1. Gói FRH trên có đủ làm nóng 300 g súp từ 30 oC lên 100 oC hay không? Biết nhiệt dung của súp khoảng 4,2 J g-1 C-1, giả sử gói súp chỉ nhận được 50% lượng nhiệt tối đa tỏa ra, phần nhiệt còn lại làm nóng các vật dụng khác và thất thoát vào môi trường.
b) Magnesium phản ứng chậm với nước ở nhiệt độ thường, giải thích vì sao magnesium trong gói FRH lại có thể phản ứng nhanh chóng với nước.
c) Vì sao người ta chỉ dùng khoảng 30 mL nước mà ko dùng lượng nước nhiều hơn?
