На главную страницу сайта Опыты по химии Химический Юмор. Научный Юмор Опыты по физике    



Форум Химиков - Энтузиастов. Химия и Химики

Эксперименты по Химии - Практическая Химия - Книги по Химии - Физика – Астрономия – Биология – Научный Юмор
Прежде чем отправить свое сообщение - ознакомьтесь с ПРАВИЛАМИ ФОРУМА.
Прежде чем создать новую тему - воспользуйтесь ПОИСКОМ, возможно, аналогичная тема уже есть

Часовой пояс: UTC




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 22 ]  На страницу 1, 2  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 29 июн 2012 18:00 
Не в сети
Модератор
Модератор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 26 янв 2012 22:34
Сообщения: 1169
Откуда: Кишинёв, Молдова
Можно ли её получить в ДЛ? Пока думал о методе многократного электролиза воды с постепенным накоплением тяж. воды. Предполагаю осуществлять это так: электролизёр наполняется водой до метки, вставляются 2 электрода, идёт электролиз до тех пор, пока уровень жидкости не опустится ниже электродов. Опять доливаю до метки, повторяю процедуру и т.д.Хочется пару опытов с тяж. водой сделать. Но для этого нужна сама тяж. вода.) В общем: есть ли какие методики, предложения? Какеё, кстати в первый раз выделили? Спасибо за советы.

_________________
Сыплется с неба пепел взрывов,
Ночь за окном темна.
Вот и пришла моя погибель -
Ядерная война!


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 29 июн 2012 19:22 
Не в сети
.
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 04 ноя 2009 21:05
Сообщения: 46434
Откуда: Київ
Содержание дейтерия в природной воде 0.015% или 0.00015 атомных долей (по отношению к сумме изотопов). Другими словами в 1 л воды 0.15 мл тяжелой воды. Извлечь ее в домашних условиях почти нереально. Описание метода в книге Томилов А.П. Прикладная электрохимия (1984) С.135 viewtopic.php?p=44849#p44849

Дейтерий открыли фракционной перегонкой жидкого водорода в 1932 г, на существование дейтерия натолкнул факт расхождения значений атомных масс при разных измерениях, которое превышало точность эксперимента.

_________________
Думайте!


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 30 июн 2012 02:12 
В сети
Модератор
Модератор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 17 ноя 2009 03:45
Сообщения: 10918
Откуда: г. Волгоград
В радиохимических лабораториях для синтеза некоторых бета-трассеров (изотопы бета-распадчиков для последующего получения меченых соединений) используют соли высокоактивных нейтронных источников, которые растворяют в дистиллированной воде содержащей ионы-мишени (так же в виде соли). По сути колба с такой смесью представляет собой гомогенный ядерный реактор (но из-за малых концентраций цепная реакция исключена). Соль стараются подобрать так, чтобы целевой изотоп взаимодействуя с анионом образовывал нерастворимую соль. Параллельно получается и тяжелая вода.

_________________
Accidit in puncto quod non speratur in anno


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 01 июл 2012 01:35 
Не в сети
Модератор
Модератор

Зарегистрирован: 23 фев 2012 02:01
Сообщения: 1161
О получении тяжелой воды в ДЛ я тоже думал, но резюме такое: не хватит электроэнергии. Тяжелую воду получают сократительным электролизом обычной воды с добавкой щелочи для повышения электропроводности. Щелочь переводят в карбонат, чтобы извлечь водород. Водород, выделившийся при электролизе, подвергают изотопному обмену со свежей водой на платиновом катализаторе (равновесное содержание дейтерия в воде в несколько раз выше, чем в газе). Учитывая долю дейтерия в обычной воде и электрохимический эквивалент воды (2*28=56 ампер-часов на моль, т.е. на 18 грамм, дает 3.1 А-ч/гр. воды, или 3.1/0.00015=20700 А-ч/гр тяжелой воды. Потенциал разложения воды 1,227 В, пусть с перенапряжением 3 В, тогда получится 60 кВт*ч на грамм тяжелой воды, это в идеале. Промышленность расходует 120-150 кВт*ч на грамм в сложных многоступенчатых установках, а расход электроэнергии семьей из трех человек в городской квартире с электроплитой около 3000 кВт*ч в год.
О разделении изотопов есть книги: Бродский, химия изотопов, Баранов, изотопы (в 2-х томах), они есть в Интернете (когда-то я их оттуда скачал), но ссылки я тогда не записывал и могу эти книги выложить здесь, если уважаемые коллеги сочтут это целесообразным.
Как заметил коллега upsidesium,
Цитата:
Параллельно получается и тяжелая вода.
, но где взять столько нейтронов?


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 01 июл 2012 01:59 
В сети
Модератор
Модератор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 17 ноя 2009 03:45
Сообщения: 10918
Откуда: г. Волгоград
Ing.P. писал(а):
но где взять столько нейтронов?

Обычно используют воду в несколько заходов. После нескольких циклов происходит обогащение дейтерием.

_________________
Accidit in puncto quod non speratur in anno


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 01 июл 2012 02:21 
Не в сети
Модератор
Модератор

Зарегистрирован: 23 фев 2012 02:01
Сообщения: 1161
Увы, интенсивность ампульных и пр. портативных источников нейтронов не превышает 10^10 нейтр/сек, об этом есть в интересной книге Якубовича "Ускоренный анализ минерального сырья с применением сцинтилляционной аппаратуры", 1963 г., которую я собираюсь отсканировать, там, кстати, есть о портативных источниках нейтронов (о других источниках, на основе плазменного фокуса, см. труды ВНИИА имени Н.Л. Духова). Скорость образования тяжелой воды составит в лучшем случае (число нейтронов делить на число Авогадро)= округленно 10^10/10^24 = 10^-14 моль/секунду или, опять же округленно, 10^-10 моль в час. Это еще медленнее электролиза, и для ДЛ не годится.


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 01 июл 2012 11:53 
Не в сети
.
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 04 ноя 2009 21:05
Сообщения: 46434
Откуда: Київ
Ing.P. писал(а):
О разделении изотопов есть книги: Бродский, химия изотопов, Баранов, изотопы (в 2-х томах), они есть в Интернете (когда-то я их оттуда скачал), но ссылки я тогда не записывал и могу эти книги выложить здесь, если уважаемые коллеги сочтут это целесообразным.

Если есть возможность - выложите.

В свое время с Бродским была интересная история. Технологию получения тяжелой воды разработали в его институте, но когда он - один из авторов - захотел увидеть завод, построенный по этой технологии, оказалось, нельзя - он не имеет доступа к таким большим секретам! В конце концов добился и увидел, но это было непросто.
Ing.P. писал(а):
Увы, интенсивность ампульных и пр. портативных источников нейтронов не превышает 10^10 нейтр/сек, об этом есть в интересной книге Якубовича "Ускоренный анализ минерального сырья с применением сцинтилляционной аппаратуры", 1963 г., которую я собираюсь отсканировать, там, кстати, есть о портативных источниках нейтронов (о других источниках, на основе плазменного фокуса, см. труды ВНИИА имени Н.Л. Духова). Скорость образования тяжелой воды составит в лучшем случае (число нейтронов делить на число Авогадро)= округленно 10^10/10^24 = 10^-14 моль/секунду или, опять же округленно, 10^-10 моль в час. Это еще медленнее электролиза, и для ДЛ не годится.

Если нейтронов будет достаточно много, то вместе с тяжелой образуется и сверхтяжелая вода. Отходы трития создают большую проблему.

_________________
Думайте!


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 01 июл 2012 18:20 
Не в сети
Модератор
Модератор

Зарегистрирован: 23 фев 2012 02:01
Сообщения: 1161
Выкладываю книги Бродского и Баранова в данной теме, поскольку не знаю, следует ли им быть в Литературе. Решать редактору.
У Баранова есть, кстати, глава об истории создания центрифуг и современном оформлении этой технолигии, несколько комичной, правда, после урана в Иране (или наоборот?)...


Вложения:
Бродский_Химия_изотопов.djvu [7.41 Мб]
Скачиваний: 588
Баранов В.Ю. (ред.) - Изотопы[c] свойства, получение, применение. Т. 2 (ФМЛ, 2005).djvu [8.52 Мб]
Скачиваний: 626
Баранов В.Ю. (ред.) - Изотопы[c] свойства, получение, применение. Т. 1 (Физматлит, 2005).djvu [8.61 Мб]
Скачиваний: 595
Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 01 июл 2012 18:33 
Не в сети
.
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 04 ноя 2009 21:05
Сообщения: 46434
Откуда: Київ
Спасибо.
Насчет раздела Книги - а почему бы и нет: во-первых, издания открытые, а не ДСП; во-вторых, мы ничем не обязаны "родному государству", в частности, не обязаны следовать маразму и фобиям его чиновников. Сейчас добавлю ссылку на ваше сообщение в теме Книги по химии.

Кстати, сравните статью "Изотопов Разделение" в старой "коричневой" Краткой химической энциклопедии viewtopic.php?p=29507#p29507 и в новой "зеленой" Химической энциклопедии viewtopic.php?p=4732#p4732: в последней цензура обрезала статью в несколько раз.

_________________
Думайте!


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 01 июл 2012 18:56 
Не в сети
Модератор
Модератор

Зарегистрирован: 23 фев 2012 02:01
Сообщения: 1161
Ничего удивительного
Ничего удивительного. Коммерциализация всех сфер жизни (извините за оффтоп, если можно, сделайте, чтобы он, как у других, открывался по требованию, ибо я не умею) ведет государства к установлению монополии на истину и на научные знания в частности. Именно к этому ведет усиление роли СМИ, шоу-бизнеса и реформа образования. Человек не должен сомневаться в том, что ему сообщает государство или даже частники, находящиеся под его защитой (в частности, легковерие помогает рекламе). Но люди этому противостоят. Биохимия в домашней лаборатории уже обсуждалась на соседнем форуме, Физика в сарае известна со времен ИФП (Избы Физических Проблем) П.Л. Капицы. И вот, наконец, наш коллега ставит вопрос о разделении изотопов в ДЛ!

Вот еще литература, где есть о разделении изотопов: Федотьев, Алабышев и др. - Прикладная электрохимия и Якименко, Модылевская, Ткачек, Электролиз воды, последнюю не нашел на форумах и тоже выкладываю


Вложения:
Якименко_Электролиз_воды.djvu [4.99 Мб]
Скачиваний: 1114
Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 01 июл 2012 19:53 
Не в сети
.
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 04 ноя 2009 21:05
Сообщения: 46434
Откуда: Київ
Ing.P. писал(а):
Ничего удивительного
Ничего удивительного. Коммерциализация всех сфер жизни (извините за оффтоп, если можно, сделайте, чтобы он, как у других, открывался по требованию, ибо я не умею) ведет государства к установлению монополии на истину и на научные знания в частности. Именно к этому ведет усиление роли СМИ, шоу-бизнеса и реформа образования. Человек не должен сомневаться в том, что ему сообщает государство или даже частники, находящиеся под его защитой (в частности, легковерие помогает рекламе). Но люди этому противостоят. Биохимия в домашней лаборатории уже обсуждалась на соседнем форуме, Физика в сарае известна со времен ИФП (Избы Физических Проблем) П.Л. Капицы. И вот, наконец, наш коллега ставит вопрос о разделении изотопов в ДЛ!

Вот еще литература, где есть о разделении изотопов: Федотьев, Алабышев и др. - Прикладная электрохимия и Якименко, Модылевская, Ткачек, Электролиз воды, последнюю не нашел на форумах и тоже выкладываю
download/file.php?id=15387

Офтоп
Осталось теперь освоить химию в квартире


P.S. Чтобы скрыть текст, его выделяют и нажимают кнопку spoiler= (нижний ряд, предпоследняя). Кроме того, между знаком = и правой квадратной скобкой ] можно ввести заглавие.

_________________
Думайте!


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 01 июл 2012 20:39 
Не в сети
Модератор
Модератор

Зарегистрирован: 23 фев 2012 02:01
Сообщения: 1161
Спасибо за разъяснение.
Статьи в энциклопедии прочитал, сравнил, в новой редакции еще меньше технических подробностей, но большой разницы нет. Видимо, слишком специфический вопрос. Одна из важнейщих подробностей - необходимость электролиза на холоду, зависимость коэффициента разделения от температуры на железном катоде следующая: +1град C - 14,4; 50 град - 8,6; +90 град - 5,0 (коэф. разделения приближенно равен отношению скорости выделения протия к скорости выделения дейтерия).


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 01 июл 2012 20:49 
Не в сети
.
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 04 ноя 2009 21:05
Сообщения: 46434
Откуда: Київ
В том-то и разница, что из новых книг все больше исчезают практические подробности (причем часто это относится к совершенно несекретным вещам). Например, приведенный вами факт довольно важен, поскольку обычно электролиз воды пытаются вести при возможно более высокой температуре (это экономит энергию).

_________________
Думайте!


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 04 июл 2012 01:05 
Не в сети
Модератор
Модератор

Зарегистрирован: 23 фев 2012 02:01
Сообщения: 1161
Да, на первых ступенях электролиза, при переработке самых больших объемов, для экономии охлаждение не применяют. Но все равно энергозатраты не позволяют вести процесс в ДЛ. Воды достаточно - мимо нас в средней квартире в месяц проходит около полулитра тяжелой воды. Даже десятипроцентная эффективность извлечения уже позволила бы достичь цели. На мой взгляд, искать имеет смысл в двух областях. Первая - экстракция веществами, чувствительными к радиусу иона или атома, чем-то вроде краун-эфиров. Вторая - миграция в противотоке жидкости (описана у Бродского) или, еще лучше, миграция или диффузия через протонообменную мембрану. Подвижность протонов и дейтронов в ней наверняка будет сильно различаться. Аппарат должен работать с проточной водой и вытягивать из нее дейтерий, как в "искусственной почке". Это могло бы заработать в ДЛ, но разработать в ДЛ сам метод невозможно - его надо искать в литературе, хотя бы зацепку.


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 04 июл 2012 01:31 
Не в сети
.
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 04 ноя 2009 21:05
Сообщения: 46434
Откуда: Київ
Проблема в том, что водопроводная вода - далеко не дистиллят, что дополнительно усложняет любые методы разделения.
Насчет мембраны - лучше было бы взять анионит, т.к. дейтерий при диссоциации переходит преимущественно в форму OD-

_________________
Думайте!


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 04 июл 2012 03:04 
Не в сети
Модератор
Модератор

Зарегистрирован: 23 фев 2012 02:01
Сообщения: 1161
С точки зрения чистой химии - возможно, да, но в случае дейтероксила (аналога гидроксила, если можно его так назвать) разница в массе, радиусе иона и пр. будет гораздо меньше, а значит, снизится эффективность разделения. Я не слышал никогда, чтобы форма OD3+ или какая-нибудь OHD2+ была бы особенно устойчива и мешала бы работать с дейтронами в водном растворе. Если уж D2O диссоциирует, то дейтронов должно быть не меньше, чем дейтероксилов. IMHO, следует использовать миграцию через протонообменную мембрану, Nafion (их много разных) или что-нибудь еще.


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 05 авг 2014 10:08 
Не в сети
Модератор
Модератор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 26 янв 2012 22:34
Сообщения: 1169
Откуда: Кишинёв, Молдова
Про ионообмен: если дистиллят или деионизат(реальнее в ДЛ) через анионит в ОН форме качать, то что, получается, что смола должна обменивать гидроксилы на дейтероксилы? И какова эффективность такого процесса? Какие-то литературные данные есть по этому вопросу?

_________________
Сыплется с неба пепел взрывов,
Ночь за окном темна.
Вот и пришла моя погибель -
Ядерная война!


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 05 авг 2014 10:48 
Не в сети
.
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 04 ноя 2009 21:05
Сообщения: 46434
Откуда: Київ
Видел две статьи, где использовали катиониты. Коэффициент обогащения по дейтерию 1.01-1.03. С анионитом будет не лучше.

_________________
Думайте!


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 05 авг 2014 11:00 
Не в сети
Модератор
Модератор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 26 янв 2012 22:34
Сообщения: 1169
Откуда: Кишинёв, Молдова
Возникла диверсионная идея... Когда дома фильтр для воды ставить будем - между деиоонизатором и реминерализатором вкорячить свою кассету с анионитом. И через некоторое время(интересно, через какое это рационально делать?) проверить.

_________________
Сыплется с неба пепел взрывов,
Ночь за окном темна.
Вот и пришла моя погибель -
Ядерная война!


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
 Заголовок сообщения: Re: Как получить тяжёлую воду в домашней лаборатории?
СообщениеДобавлено: 05 авг 2014 11:02 
Не в сети
Модератор
Модератор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 26 янв 2012 22:34
Сообщения: 1169
Откуда: Кишинёв, Молдова
А из чего, кстати, протоннобменные мембраны делаются? Там суть та же, что у ионобменников или как?

_________________
Сыплется с неба пепел взрывов,
Ночь за окном темна.
Вот и пришла моя погибель -
Ядерная война!


Вернуться к началу
 Профиль Отправить email  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 22 ]  На страницу 1, 2  След.

Часовой пояс: UTC


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 3


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

[Сообщить об ошибке, испорченном вложении, битой ссылке]
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group