Форум Химиков - Энтузиастов. Химия и Химики
http://chemistry-chemists.com/forum/

Опыты с трубкой Фарадея/сжижение газов
http://chemistry-chemists.com/forum/viewtopic.php?f=35&t=2437
Page 5 of 8

Author:  Volodymyr [ 16 Feb 2012 01:58 ]
Post subject:  Re: Опыт Фарадея

Trel wrote:
Оффтоп: видел точь-в точь такую горелку за 175 грн, и такую-же но без пьезоподжига за 115 грн. Картридж к ней стоит 17,5 грн. Стоит ли брать с пьезоподжигом, как ни как разница в 60 грн.
На сколько времени хватает одного картриджа?

P.S. 1 грн = 4 руб.

С пьезоподжигом гораздо удобнее, но по-моему разница в цене слишком большая. Продавцы обещают, что картриджа хватит на полтора часа работы.

Author:  Trel [ 16 Feb 2012 18:59 ]
Post subject:  Re: Опыт Фарадея

Спасибо. Если что, смонтирую пьезоподжиг сам, делов на полчаса.

Author:  Иван Николаевич [ 23 Feb 2012 20:02 ]
Post subject:  Re: Опыт Фарадея

герман wrote:
А не взорвется ли аммиачная селитра при таком давлении?


Сжижение закиси азота или разложение аммиачной селитры в замкнутом объёме.

Попробовал проделать следующий опыт - в оставшийся кусок толстостенной трубки от 1 мл пипетки запаял с помощью маленькой горелки немного измельчённой аммиачной селитры (удобрения).
Attachment:
DSCF2056.JPG
DSCF2056.JPG [ 425.96 KiB | Viewed 20073 times ]
Трубка удобна тем, что стенки очень толстые и внутренний объём невелик. Гнётся очень легко.
Цель опыта нацело разложить селитру получив слой воды и сжиженной закиси азота.

При нагреве селитра расплавилась и из-за маленького диаметра трубки и обильного выделения газа (перегрел) расплав перебросило в холодное колено.
Attachment:
Разложение селитры.avi [11.16 MiB]
Downloaded 741 times
Трубка выдержала. Тогда решил рискнуть и поменяв колена местами начал греть. Повторив это несколько раз удалось нацело разложить селитру. Трубка выдержала жестокие испытания. Грел я довольно сильно и иногда было заметно выделение бурых паров оксида азота 4.
Вынув холодное колено из воды со снегом и слегка ударив пальцем (из предосторожности был в перчатках) выгнал пузырьки воздуха. К моей радости жидкость была двухслойной- вверху подвижный слой закиси азота, внизу раствор азотной кислоты.
Attachment:
DSCF2066.JPG
DSCF2066.JPG [ 374.12 KiB | Viewed 20073 times ]

Attachment:
DSCF2063.JPG
DSCF2063.JPG [ 452.67 KiB | Viewed 20073 times ]

Если покачать трубку заметно отличие сжиженной закиси азота от воды - большая подвижность. Когда занёс трубку в комнату слой жидкого газа начал быстро "исчезать" - получился раствор под давлением. Успел снять ролик, когда остатавалось совсем чуть-чуть газа.
Attachment:
Подвижность закиси азота.avi [1.48 MiB]
Downloaded 733 times


Полученная трубка очень интересная "игрушка", несмотря на свою потенциальную опасность. Достаточно полностью перелить из одного колена раствор закиси азота и конец с жидкостью опустить в кипяток, противоположный в холодную воду или со льдом и можно заметить интересное явление "перегонки". Раствор "кипит" и в холодном колене конденсируется сжиженный газ.
Attachment:
Snapshot - 1.jpg
Snapshot - 1.jpg [ 728.19 KiB | Viewed 20073 times ]

Attachment:
Snapshot - 3.jpg
Snapshot - 3.jpg [ 752.26 KiB | Viewed 20073 times ]

Attachment:
Snapshot - 2.jpg
Snapshot - 2.jpg [ 755.62 KiB | Viewed 20073 times ]

Вынув трубку из воды и перелив жидкий веселящий газ видим его моментальное кипение и испарение. Стоит вернуть трубку в горизонтальное положение, как "из ниоткуда" возникает облачко тумана и струится конденсирующаяся закись. Непосредственно это заметно отлично, но снять удалось с трудом. Вот что получилось. Левое колено горячее.
Attachment:
Сжижение закиси азота .avi [8.71 MiB]
Downloaded 753 times

Attachment:

Вот пожалуй и всё.

Author:  Volodymyr [ 23 Feb 2012 20:26 ]
Post subject:  Re: Опыт Фарадея

Получилось довольно наглядно.
Возможно, переброс закиси азота в холодное колено удалось бы пресечь, если бы греть селитру узким пламенем, начиная с самого верха слоя, но трубка может не выдержать локального нагрева.

Author:  герман [ 23 Feb 2012 20:28 ]
Post subject:  Re: Опыт Фарадея

Поздравляю, за удачный опыт!
Можно узнать каков был внутренний диаметр пипетки? У меня имеется подходящая трубка, но она слишком узкая(я как-то писал об этом), поэтому хотелось бы сравнить.

Author:  Иван Николаевич [ 23 Feb 2012 20:50 ]
Post subject:  Re: Опыт Фарадея

герман wrote:
Поздравляю, за удачный опыт!
Можно узнать каков был внутренний диаметр пипетки? У меня имеется подходящая трубка, но она слишком узкая(я как-то писал об этом), поэтому хотелось бы сравнить.

Спасибо. Опыт простейший. Трубка та самая что была использована для опыта по разложению соды. Внутренний диаметр около 3 мм (чуть меньше). Обычная 1 мл пипетка. Давление закиси азота значительное, широкие трубки использовать рискованно. Менделеев указывает что при 0 С давление 36 атм, +10- 45 атм.
Погуглил - при более высоких температурах: +20 С примерно 51 атм.

Vladimir wrote:
Получилось довольно наглядно.
Возможно, переброс закиси азота в холодное колено удалось бы пресечь, если бы греть селитру узким пламенем, начиная с самого верха слоя, но трубка может не выдержать локального нагрева.

Вы наверное имели в виду переброс расплава.
Насчёт наглядности не обессудьте, опыт делал почти на коленке, прежде всего хотелось самому посмотреть.
Могла бы выдержать, если периодически отводить пламя. В моём случае ей пришлось испытать жестокие испытания - перебрасывался расплав, капли воды...

P.S. Ради интереса поставил трубку в морозилку. Исходный раствор расслоился, как прежде. Из-за примеси азотки и селитры вода не замерзает.

Author:  Volodymyr [ 23 Feb 2012 22:01 ]
Post subject:  Re: Опыт Фарадея

Да, конечно я имел в виду селитру, просто еще не совсем отошел от вчерашних проблем с сайтом.

Насчет "двух ограниченно смешивающихся жидкостей" :) по моему, это интереснее всего. Попробуйте сфотографировать "до морозилки" и после охлаждения.

Author:  Иван Николаевич [ 23 Feb 2012 22:13 ]
Post subject:  Re: Опыт Фарадея

Сфотографирую завтра. Сейчас подзаряжаю фотоаппарат.
Что интересно для переливания воды по трубке надо стучать. Если просто перевернуть не выливается. Закись же в столь узкой трубке перетекает очень быстро и легко.

По идее трубка скорее всего выдержит критическую температуру 36,5 С - достаточно поместить в чашку с горячей водой. Будет время попробую.

Author:  Иван Николаевич [ 24 Feb 2012 01:05 ]
Post subject:  Re: Опыты с трубкой Фарадея

Попробовал снять. При комнатной температуре (около 25-26 С) жидкость в трубке однородный раствор. При этом при нагреве холодной трубки верхний слой закиси азота быстро "исчезает", прозрачный раствор на некоторое время мутнеет от выделения мельчайших пузырьков и в итоге получается прозрачный однородный раствор.
Attachment:
DSCF2079.JPG
DSCF2079.JPG [ 387.73 KiB | Viewed 20057 times ]

Но достаточно поместить трубку в холодную воду из под крана (+8-9 С) и происходит расслаивание.
Attachment:
DSCF2092.JPG
DSCF2092.JPG [ 423.13 KiB | Viewed 20057 times ]

Попробовал перелить
Attachment:


Подумал, ведь закись как и углекислота, вероятно, хорошо смачивает стекло и при этом обладает малой вязкостью, поэтому и удается так легко "перелить" её.

Хотел спросить по поводу смеси хлорида натрия и безводного медного купороса. Сильный ли нагрев требуется для выделения хлора? Соотношение солей в пересчёте на хлорид меди (II)?

Author:  Volodymyr [ 24 Feb 2012 01:57 ]
Post subject:  Re: Опыты с трубкой Фарадея

Иван Николаевич wrote:
Хотел спросить по поводу смеси хлорида натрия и безводного медного купороса. Сильный ли нагрев требуется для выделения хлора? Соотношение солей в пересчёте на хлорид меди (II)?

Честно говоря, никогда не делал, думаю, что нагрев не сильнее, чем в случае получения закиси азота из селитры.

Насчет безводного сульфата меди и хлорида натрия - там не совсем так. Цитата из ХиЖ:
Quote:
Нагрейте до кипения насыщенный раствор медного купороса и добавляйте к нему хлорид натрия до тех пор, пока он не перестанет растворяться. В осадке будет Na2SO4 и избыток NaCl, в растворе – хлоридный комплекс меди:
CuSO4 + 4NaCl <=> Na2[CuCl4] + Na2SO4 (осадок)
Осторожно слейте раствор с осадка, перелейте его в пробирку и упарьте. Вы получите зеленую смесь кристаллов NaCl и CuCl2. Когда вся вода испарится, закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой и нагрейте ее. Твердое вещество станет сначала коричневым, потом черным, а пробирка заполнится желто-зеленом газом – хлором.

Author:  Иван Николаевич [ 24 Feb 2012 22:48 ]
Post subject:  Re: Опыты с трубкой Фарадея

Продолжая тему закиси азота. Поигрался ещё с трубкой. Ради опыта подверг её нагреву в воде с температурой 55 С. Выдержала.
Попробовал снять кипение крупным планом. Для этого раствор нагревается не очень сильно где-то до 45-50 С, противоположное погружается в холодную воду. На фото холодное колено справа.
Attachment:
DSCF2111.JPG
DSCF2111.JPG [ 395.74 KiB | Viewed 20119 times ]
Затем закись переливается и заметно кипение.
Вот наиболее удачный ролик. Делал много раз, но идеально снять не выходит.
Attachment:


Вот фото жидкой закиси, внизу следы воды.
Attachment:
DSCF2109.JPG
DSCF2109.JPG [ 384.8 KiB | Viewed 20119 times ]

Author:  Иван Николаевич [ 25 Feb 2012 16:08 ]
Post subject:  Re: Опыты с трубкой Фарадея

Vladimir wrote:
Иван Николаевич wrote:
Хотел спросить по поводу смеси хлорида натрия и безводного медного купороса. Сильный ли нагрев требуется для выделения хлора? Соотношение солей в пересчёте на хлорид меди (II)?

Честно говоря, никогда не делал, думаю, что нагрев не сильнее, чем в случае получения закиси азота из селитры.

Насчет безводного сульфата меди и хлорида натрия - там не совсем так. Цитата из ХиЖ:
Quote:
Нагрейте до кипения насыщенный раствор медного купороса и добавляйте к нему хлорид натрия до тех пор, пока он не перестанет растворяться. В осадке будет Na2SO4 и избыток NaCl, в растворе – хлоридный комплекс меди:
CuSO4 + 4NaCl <=> Na2[CuCl4] + Na2SO4 (осадок)
Осторожно слейте раствор с осадка, перелейте его в пробирку и упарьте. Вы получите зеленую смесь кристаллов NaCl и CuCl2. Когда вся вода испарится, закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой и нагрейте ее. Твердое вещество станет сначала коричневым, потом черным, а пробирка заполнится желто-зеленом газом – хлором.


Попробовал сегодня проверить рецепт из химии и жизни и попытаться сжижить хлор. Получил хлорид меди, высушил на кипящей водяной бане.
Attachment:
DSCF2128.JPG
DSCF2128.JPG [ 7.37 MiB | Viewed 20112 times ]

Полученный порошок запаял в трубку.
Attachment:
DSCF2115.JPG
DSCF2115.JPG [ 420.14 KiB | Viewed 20112 times ]

Однако нагревом получить хлор не удалось Масса лишь сплавилась, выделилось немного воды и всё. Видимо разложение идёт при высокой температуре. Способ для получения сжиженного хлора непригоден. Если без прямого охлаждения то проще всего используя гидрат хлора.

Author:  Volodymyr [ 25 Feb 2012 16:42 ]
Post subject:  Re: Опыты с трубкой Фарадея

Если я не ошибаюсь, бихромат калия в соляной кислоте дает хлор при нагревании и не дает при комнатной.

Author:  Trel [ 25 Feb 2012 17:52 ]
Post subject:  Re: Опыты с трубкой Фарадея

Я считаю, что лучше взять смесь свежей хлорки с нитратом железа и хлоридом кобальта.

Author:  Иван Николаевич [ 25 Feb 2012 18:07 ]
Post subject:  Re: Опыты с трубкой Фарадея

Владимир, Вы правы. Сделал на скорую руку, получается и максимально просто. Сжиженный хлор и вода разделяются.
Attachment:
DSCF2138.JPG
DSCF2138.JPG [ 379.67 KiB | Viewed 20095 times ]

Attachment:
DSCF2135.JPG
DSCF2135.JPG [ 304.43 KiB | Viewed 20095 times ]

Трубку после опыта бросил издалека о стену - "взрывается" с хлопком.

Author:  Volodymyr [ 25 Feb 2012 18:27 ]
Post subject:  Re: Опыты с трубкой Фарадея

Поздравляю. Мало кто видел жидкий хлор в живую.

Author:  Иван Николаевич [ 25 Feb 2012 18:36 ]
Post subject:  Re: Опыты с трубкой Фарадея

Теперь возможность есть практически у каждого желающего посмотреть на жидкий хлор. Правда есть небольшой риск- если взорвётся трубка помимо осколков будут брызги кислоты. Хотя давление хлора низкое трубки должны легко держать. Спасибо за идею, с утра заморачивался с хлоридом меди и не подумал о таком простом способе.

P.S. Имеет ли смысл держать тему в редакторском разделе, чтобы не портить эффект неожиданности, пока не оформим материал или стоит перенести в общедоступный?

Author:  Volodymyr [ 25 Feb 2012 19:02 ]
Post subject:  Re: Опыты с трубкой Фарадея

Решать вам, поскольку вы - автор.
Думаю, что ее лучше переместить в общий доступ (Опыты по физике), поскольку не знаю, когда у меня появится возможность оформить статью. Ну а кто хочет "эффекта неожиданности" - смотреть тему никто не заставляет.

P.S. Сейчас это пожалуй самая большая проблема для журнала - интересных материалов скопилось много, но возможности их оперативной верстки нет, а вероятность, что найдутся еще люди, которые согласны тратить на это массу времени, минимальна.

Author:  Иван Николаевич [ 25 Feb 2012 19:20 ]
Post subject:  Re: Опыты с трубкой Фарадея

Перенёс тему. Опыт с хлором по возможности переделаю и сниму.

Author:  Иван Николаевич [ 26 Feb 2012 14:40 ]
Post subject:  Re: Опыты с трубкой Фарадея/сжижение газов

Сжижение хлора методом Фарадея.

Далеко не у всех есть возможность достать сухой лёд или жидкий азот и осуществить получение сжиженного хлора. В цитированных роликах использована охлаждающая смесь из сухого льда и органического растворителя, вроде спирта или ацетона.
Incognitus wrote:
Приготовление жидкого хлора


Между тем хлор легко сжижить лишь увеличением давления, которое не так уж велико. При 0 С оно достигает 3,617 атм, при 25 С 7,868 атм. Стеклянные трубки легко выдерживают подобное давление. Разумеется всегда существует вероятность взрыва, обязательны защитные очки, желателен защитный экран.
Для опыта была использована пипетка на 10 мл. При внешнем диаметре трубки в 6,4 мм, внутренний диаметр 4,0 мм. Расширение было использовано как реакционная ёмкость. При отсутствии пипетки опыт может быть сделан в небольшом масштабе, используя подходящую трубку. Был изготовлен простой прибор, с помощью воронки внутрь насыпали немного дихромата калия.
Attachment:
DSCF2140.JPG
DSCF2140.JPG [ 385.69 KiB | Viewed 20073 times ]

Для очистки поверхности стеклянной трубки от пыли дихромата, которая могла помешать спаиванию, внутрь протолкнули небольшой кусочек кварцевой ваты. Можно "почистить" подходящей проволочкой с ватным тампоном.
Затем шприцем с присоединенной к нему оттянутой стеклянной трубкой влили соляной кислоты. Трубку запаяли с помощью "горелки-карандаша."
Запаянное колено поместили в холодную воду, для удобства наблюдения была использована пробирка. Расширение осторожно прогрели горелкой. Начал выделяться хлор и вскоре холодное колено начало заполняться оранжевой жидкостью - сжиженным хлором.
Вот фрагмент ролика- видна конденсация хлора
Attachment:
Сжижение хлора.avi [7.28 MiB]
Downloaded 672 times
.
Attachment:
DSCF2147.JPG
DSCF2147.JPG [ 374.39 KiB | Viewed 20073 times ]

Attachment:
DSCF2143.JPG
DSCF2143.JPG [ 389.34 KiB | Viewed 20073 times ]

Attachment:
DSCF2150.JPG
DSCF2150.JPG [ 367.9 KiB | Viewed 20073 times ]

Полученный прибор с жидким хлором представлял потенциальную опасность и было решено избавиться от него. Удобнее всего издалека бросить его о кирпичную стену. Вскрывать его просто отломив трубку нельзя - может "взорваться" в руках, от внутреннего давления.

Page 5 of 8 All times are UTC [ DST ]
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/