Автор Тема: Химический генератор СО2 - Каталог химических реакций  (Прочитано 7466 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн ТыХТО

  • Старожил
  • Сообщений: 368
  • Поблагодарили: 18
    • Просмотр профиля
Скопилась табличка реакций кислот-солей, которые можно использовать для генерации СО2.

Таблицы Google
СО2.xls

Полезным будет всю СО2-шную химию собрать в одну химическую тему и постепенно пополнять ее информацией.
В химии чайник, поэтому ошибки должны быть. Буду благодарен за поправки, замечания, дополнения.

Подробнее по основным в-вам:
Лимонная кислота C6H8O7, она разная бывает.
Безводная (ангидрид) молярная масса 192 г/моль, растворимость в воде 133 г/100мл, насыпная плотность - 0,76.
Моногидрат (встроена молекула воды), молярная масса 210, растворимость 162 г/100мл (недостоверно).
Если написано ГОСТ Р 53040-2008 или CAS 77-92-9, то это безводная. Если написано ГОСТ 908 или CAS 5949-29-1, то моногидрат. А если ГОСТ 3652-69 или ТУ 9199-001-18293020-00, ТУ 9199-029-00334557-99, ТУ 9199-039-17910261-11, то может быть и водная и безводная. В прод. магазинах чаще продается моногидрат. Пишут, что под видом лимонной иногда продается китайская винная кислота. Безводная сильнее напитывает влагу и слеживается в комки - можно пощупать пакетик. Моногидрат на воздухе выветривается - теряет воду. Если заморачиваться точностью концентраций, то расфасованную кислоту желательно взвешивать и на увеличившийся нетто вес безводной отнимать воду, а на выветрившийся нетто вес моногидрата добавлять воды. Но нам особая точность не нужна - абы СО2 давала.

Сода пищевая NaHCO3 (гидрокарбонат натрия), молярная масса 84 г/моль, растворимость 9,6 г/100мл (20С), насыпная плотность (0,7-1), хорошо напитывает влагу. Соды для полной реакции должно быть с избытком, тем более она дешевая. Значит, весовая пропорция сода/кислота не менее 1,5 для безводной и 1,3 для моногидрата. Сода напитывает влагу, насыпная плотность может быть намного больше паспортной - как-то измерял свежекупленную - была 1,2 кг/л.

Продолжение подробного обзора кислот-солей будет позже... и может кто добавит свои СО2-прикладные химические знания.


Глядя на табличку, удобнее делать выводы о неприменимости, сложности, неэффективности применения некоторых в-в или об их необходимых концентрациях в растворе.
Пример с растворимостями:
При реакции 100 г лимонной кислоты с пищевой содой образуется 134 г Цитрата натрия (ЦН), растворимостью 72г/100мл (25 C). А воды всего 28 и 34 г. При насыщении (а может и раньше) ЦН выстесняет из раствора значительно менее растворимую соду. В насыщенном растворе цитрата натрия вместо 96 г/л соды будет всего 13 г/л, т.е. в 7,5 раз меньше (пропорционально растворимостям). Такое сильное изменение концентрации соды в растворе заметно увеличивает химический гистерезис и разгоняет давление.
От 100 г безводной кислоты образуется 134,4 г ЦН. Для его полного растворения нужно добавить не менее 159 мл воды.
При использовании моногидрата нужно добавлять не менее 137 мл воды на 100 г кислоты.
С учетом присутствия в растворе еще соды, на 100 г лимонной кислоты должно быть (округлил) не менее 200 г воды для безводной и не менее 150 г воды для моногидрата.

Почти такая же ситуация с уксусной кислотой. При реакции 100 г 70%-ной эссенции с пищевой содой образуется 95,7 г ацетата натрия растворимостью 76г/100мл. А воды всего 30 г. Значит для НЕпоявления в зоне реакции нерастворимого осадка ацетата натрия, воды в соде должно быть не менее 110 г на каждые 100 г эссенции (с учетом еще растворенной соды). А эссенция и 80%-ная бывает...

Для чего в таблице плотности?
Если раствор не перемешивать, он расслаивается по плотностям. Например, при реакции лимонной кислоты с содой:
плотность воды - 1 г/см³
лимонной кислоты - 1,542
цитрата натрия - 1,70
пищевой соды - 2,16
Если капать лимонную кислоту НА раствор соды, то без перемешивания вверху исчезает сода и будет формироваться бОльшая концентрация воды с кислотой отделенная от соды концентрацией цитрата натрия. Проникновение за счет диффузии медленное, а при случайном смешивании случится бурная реакция. Поэтому и нужно раствор кислоты подавать ПОД соду. Такая же картина и с уксусной кислотой.
« Последнее редактирование: 24 Январь 2017, 11:21:59 от ТыХТО »

Оффлайн Віталь

  • артадокс
  • Модератор
  • Ветеран
  • *
  • Сообщений: 2589
  • Поблагодарили: 126
  • Корк, Ірландыя
    • Просмотр профиля
    • Беларускі акваклуб
Ну, гэта так болей аналітычная хімія, тут бы прыкладой хіміі дадаць. Які сэнс прыводзіць рэакцыю, калі ёю нельга кіраваць зручна? А калі можна, то трэба схему прыстасаваньня даваць, інакш ўсё гэта - адхіленые тэарэтызаваньні...
раб Божы Вітáль

Белорусский клуб аквариумистов


Оффлайн ТыХТО

  • Старожил
  • Сообщений: 368
  • Поблагодарили: 18
    • Просмотр профиля
Віталь И это слышу от главного теоретика?! Не ожидал. А как же ЗНАНИЕ?
Формулы долой, мерять исключительно ложками, считать на пальцах, проверять не расчетами, а практикой?
Больше года использую хим. генераторы и участвую в их обсуждении. Надоела каша в темах, когда и химия и физика и механика и экономика и коммерция - все перемешано в одной большой куче, масса заблуждений, чайниковских поверхностных рассуждений, хвастовства и невозможно что-то найти. Попробуй найди обоснованные пропорции реагентов или роль цитрата или анализ гистерезиса или хотя бы сколько газа получается от Х грамм кислоты. Поэтому и стараюсь углубиться, разобраться, разложить все по полочкам.
Химия - тема отдельная и универсальная - подходит для любых устройств - хоть клапанный, хоть бесклапанный, хоть китайский, хоть сухой - химические закономерности одни и те же для одинаковых в-в. А схема прыстасавання и разная инженерия - совершенно отдельная история, для нее будет отдельная тема.
Собрал-посчитал для себя, чтобы разобраться, в отдельный файлик, сейчас выложил для общего доступа. Если доработать, будет хороший и нужный химический справочник СО2-генераторщика.
Может где ошибки есть?
« Последнее редактирование: 25 Сентябрь 2013, 00:05:16 от ТыХТО »

Оффлайн Віталь

  • артадокс
  • Модератор
  • Ветеран
  • *
  • Сообщений: 2589
  • Поблагодарили: 126
  • Корк, Ірландыя
    • Просмотр профиля
    • Беларускі акваклуб
Віталь И это слышу от главного теоретика?! Не ожидал. А как же ЗНАНИЕ?
Веды, нажаль, дзеля ведаў саміх па сабе патрэбныя толькі новыя - гэтым займаецца навука. І тое для фундаментальных дасьледваньняў грошы выбіць зараз - нешта фантастычнае. Але, добра, гэта тут афтоп.
Зараз па тэме. Наўрад ці таблічку можна яшчэ чым папоўніць. Крыніцаў СО2 раз-два ды аблічыўся (сода, крэйда), арганічных кіслот адносна бясьпечных і даступных  - таксама. Так што за сабраную інфармацыю дзякую, але разьвіваць тэму трэба ў кірунку метадаў, якімі прыведзеныя рэакцыі можна задзейнічаць у акварыўмістыцы. На маю думку нічога лепшага, чым рэактар на аснове кропельніцы са зьмешваньнем двух раствораў (солі і кіслаты), прыдумаць нельга. Таму сода і лімонка - больш нічога ня трэба.
раб Божы Вітáль

Оффлайн ТыХТО

  • Старожил
  • Сообщений: 368
  • Поблагодарили: 18
    • Просмотр профиля
Ну где тут "веды дзеля ведаў саміх па сабе"? Прикладнее уж некуда, с прикладными примерами и выводами, все для него родимого, для СО2. Просто выделена отдельно химия процесса, выложена на отдельную полочку ткскзать.
Насчет нового знания. Думаю, это новое для аквариумистики знание. Покажите, где еще есть формулы с расчетами и сравнение по разным параметрам СО2 хим. реакций? Мне ничего похожего не попадалось.
И вообще, такая критика по общему принципу "нафик это никому не надо" сильно прибивает мотивацию что-то делать.

Зараз па тэме.
Табличку можно еще пополнить - поташ и доломит пока только с одной кислотой. Накоплю желание и добавлю еще описания прикладных (т.е. существенных для нас) свойств в-в. А может химики еще что-то предложат.
Реакция на основе капельницы - это какой-то прошлый век. Сейчас не капают раствор в раствор, а подают кислоту под раствор соды или капают на сухую соду. Капают также на сухие карбонаты солянку - очень простая схема и надежная (но у нас на соляную кислоту ограничения).
Сода і лімонка - не факт, по табличке видно, что не самый большой выход газа. К тому же по предыдущей табличке Расчет себестоимости СО2 видно, что лимонко-содовый - один из самых дорогих способов получения СО2. С учетом разбавленных растворов газ получается раза в полтора дороже уксусного и в 2-4 раза дороже соляного. Уксусная и соляная кислоты не вязкие как лимонная, а жидкие - с ними проще работать.
« Последнее редактирование: 09 Октябрь 2013, 13:39:13 от ТыХТО »

Оффлайн chim

  • Сергей
  • Ветеран
  • Сообщений: 1232
  • Поблагодарили: 94
    • Просмотр профиля
Уксусная кислота воняет и парит. Соляная тоже сильно испаряется. Зачем ими дышать?

А лимонная - такая безобидная. Себестоимость может и высокая. Но общая стоимость - вполне удовлетворительная.

Можно найти много процессов, где выделяется углекислый газ. Но зачем? Самые доступные и распространённые вещества - сода и лимонная кислота.  Их и используют. И стоимость совсем не напрягает.

Не, если вы будете озеро насыщать углекислым газом - тогда можно и расходы подсчитать.

Оффлайн ТыХТО

  • Старожил
  • Сообщений: 368
  • Поблагодарили: 18
    • Просмотр профиля
А уксусная чем не безобидная? Воняет она, если открыто стоит, но в генераторе она подается под слой соды. Как она может там парить? Я запускал генератор на уксусной - никакого запаха не было. А работать с ней проще - можно использовать концентрированный раствор.
А расходы всегда считать полезно. И доходы тоже. И баланс.

Оффлайн ТыХТО

  • Старожил
  • Сообщений: 368
  • Поблагодарили: 18
    • Просмотр профиля
Самые доступные и распространённые вещества - сода и лимонная кислота.  Их и используют.
Разумеется, я тоже их использую. Но остается вопрос - Как использовать? Какие пропорции, какие концентрации растворов? Или это тоже не важно - сыпем на глаз скока есть на кухне, а потом думаем - почему растет давление или падает.

Оффлайн chim

  • Сергей
  • Ветеран
  • Сообщений: 1232
  • Поблагодарили: 94
    • Просмотр профиля
Концентрации и пропорции знать надо. Я не писал, что не надо.

А уксусная эссенция, конечно, в закрытом сосуде не воняет.  Но её перелить тоже надо. К тому же она опасная. Пару глотков и врачи не спасут. Ожог пищевода и желудка. Было дети травились. Хотя может и ошибаюсь. Но вроде так помнится.
Мне лично больше по душе с лимонкой работать.

Считать затраты не всегда надо. Иногда удобство важнее.

Оффлайн ТыХТО

  • Старожил
  • Сообщений: 368
  • Поблагодарили: 18
    • Просмотр профиля
И откуда узнать эти концентрации и пропорции? Спросить у кого-нибудь? А он откуда знает?
Если вы изучали эту тему, то наверно заметили, что советов и рецептов очень много, все разные, отличаются в разы и никак не обоснованы. Основное обоснование - мамой клянусь "у меня все работает Х дней, полет нормальный".

С уксусной эссенцией у меня была авария (описывал на паре аквафорумов), залился весь. Одежду, думал, испортил - пятнами кислоты обесцветились майка и шорты. Ан нет, после стирки никаких пятен не осталось.

Насчет выпить кислоты - ну это совсем Дарвиновский случай. Тогда и розетки, стекло, корма, удобрения, лекарства по этому параметру небезопасны. А если кто случайно какую-нибудь колючую рыбу тетраодона или мешкожаберника проглотит. А сам аквариум?! Такого человека от аквариума лучше подальше держать - или соседей затопит или утопится.  ;D

Оффлайн ТыХТО

  • Старожил
  • Сообщений: 368
  • Поблагодарили: 18
    • Просмотр профиля
Если не важна (не интересует) стоимость, а важно удобство, то прямая дорога к баллону. Без альтернативы.
Хим. генератор совсем не в тему - он для самоделкиных, пытающихся сэкономить.

Оффлайн Віталь

  • артадокс
  • Модератор
  • Ветеран
  • *
  • Сообщений: 2589
  • Поблагодарили: 126
  • Корк, Ірландыя
    • Просмотр профиля
    • Беларускі акваклуб
Реакция на основе капельницы - это какой-то прошлый век. Сейчас не капают раствор в раствор, а подают кислоту под раствор соды или капают на сухую соду.
Што значыць "кислоту под раствор"? Я думаю, я гэта і меў на ўвазе. Што тычыцца "капают на сухую соду", то ў такім выпадку, які сэнс у разьліках канцэнтрацый насычаных раствораў? ды і рэакцыя а-прыёры не будзе поўнай. Тое ж самае з паташамі і даламітамі. У лепшым выпадку прыйдзецца пару раз на дзень падыходзіць і ўсё ўзбоўтваць, што будзе прыводзіць да адзінамаментнай буйной рэакцыі і магчымымі зьвязанымі з гэтым аварыямі. Раствор у раствор - камільфо, і нічога лепшага зь мінулага стагоддзя дагэтуль не прыдумалі.
раб Божы Вітáль

Оффлайн Віталь

  • артадокс
  • Модератор
  • Ветеран
  • *
  • Сообщений: 2589
  • Поблагодарили: 126
  • Корк, Ірландыя
    • Просмотр профиля
    • Беларускі акваклуб
Если не важна (не интересует) стоимость, а важно удобство, то прямая дорога к баллону. Без альтернативы.
Хим. генератор совсем не в тему - он для самоделкиных, пытающихся сэкономить.
Не скажы, скачок па затратах занадта ж ужо вялікі ад хімрэактараў  да балоннай сістэмы. Суадносіны прыкладна 1-2 да 100-1000. Калі затраты менш 10, то не асабліва важна 2 ці 5, у любым выпадку гэта нядорага, і замарочвацца, каб зэканоміць 3 у месяц немэтазгодна. Але тым ня менш, мэтагодна траціць 5 замест 100-1000. Ідэя прыкладна такая.
раб Божы Вітáль

Оффлайн Tomcat

  • г. Минск
  • Ветеран
  • Сообщений: 2164
  • Поблагодарили: 84
  • ...what don't kill you make you more strong...
    • Просмотр профиля
В баллонной системе главная затрата - начальные вложения. Нужно сразу выложить 150 гринов.
Впоследствии практически ту же сумму можно вернуть взад, если придется отказаться от баллона, т.к. амортизация системы минимальна.
А стоимость заправляемой углекислоты копеечная. А удобство гораздо большее, чем растворы...
Sex, Drugs & Rock'N'Roll

Оффлайн Коготь

  • Ветеран
  • Сообщений: 2639
  • Поблагодарили: 280
    • Просмотр профиля
иногда "начальные вложения" перерастают в большой головняк, то резьба не та, то редуктор шалит, а то клапан мозг разрушает, а переаттестация вообще песня и заправка тот еще аттракцион ,  вопрос владения системой не только в плоскости дорого- не дорого, а гораздо больше в  удобно- не удобно, и ответ, что лучше и что удобно у каждого свой.