?

Log in

No account? Create an account
Михаил
Журнал преподавателя, инженера и просто хорошего человека
Получение водорода 
17th-Nov-2012 11:16 pm
черепашка в каске
Собираюсь соорудить газовый аэростатик для подъёма камеры.
Гелий есть, но для экспериментов он дороговат - куб около тысячи рублей стоит. Решил попробовать использовать водород.
Оказалось, что водород легко получить реакцией воды и щёлочи с алюминием. Щёлочь - обычное средство для прочистки труб "крот", стоит 10 рублей за 90 г, и то пол пачки всего надо. Алюминий - попробовал использовать обрезки алюминиевого уголка. Можно ещё провода алюминиевые, пивные банки и т.п. использовать. Для получения 1 литра водорода нужно примерно 1 г алюминия.
Я для эксперимента нарезал 22 грамма:
Алюминий900

Сначала рассчитывал наполнить воздушный шарик, но крышка с патрубком на стеклянной банке оказалось неплотная, поэтому просто примотал пакет к горловине. Воды налил примерно 150 г, в тёплой воде практически сразу стали выделяться пузырьки. Но очень медленно. Подогрел банку в теплой воде, реакция пошла веселее.
Сразу предупреждаю, если кто захочет повторить - реакция сильно экзотермическая. По сути, алюминий просто сгорает в воде. Щёлочь не расходуется, она призвана только растворять защитную плёнку на поверхности алюминия, после чего оксид алюминия выпадает в виде осадка.


По-настоящему быстро реакция пошла только после того, как раствор нагрелся до кипения.
Ещё одно предупреждение о безопасности - гидроксид натрия довольно опасное вещество. Очень сильно разъедает органику, для того и используется в трубах. Ни в коем случае не допускать контакта раствора щёлочи с кожей и особенно - с глазами. Работать в защитных очках и перчатках. А по виду и не скажешь, какая это опасная гадость:
Крот900

Думаю, щёлочи можно и меньше класть, я же высыпал пол пачки.
Вот видео - реакция в разгаре. Пакет уже ощутимо надулся и рвётся вверх:


Этакий джин вылезает из банки:
Джин900

Реакция шла чуть больше часа. Раствор под конец сильно закипел, вся банка заполнилась пузырями и я испугался, что пена пойдёт в шар. Немного плеснул холодной воды в тазик и реакция резко замедлилась. Правда, треснуло дно банки, к счастью не критично - раствор едва просачивался.
Вскоре "шарик" наполнился и взмыл к потолку.
Подъёмная сила у него - всего 8 грамм. Но и объём всего ничего. Один кубический метр водорода может поднять вес около 1,1 кг. Для подъёма самой лёгкой моей камеры на простейшем подвесе нужно примерно 400 литров газа - с учётом веса оболочки и запаса тяги для борьбы с ветром.
Мрачноватый получился шарик:
Шарик900

После того, как слил щёлочь и промыл осадок, на остатках алюминия всё ещё продолжалась реакция, шли небольшие пузыри. На дне остались хлопья серого цвета, рыхлый творожистый осадок и истончённые пластинки непрореагировавшего алюминия. Цвет получился кислотный, но это просто фон - зелёный тазик :) :
Осадок900

"Шарик" завязал и оставил висеть под потолком. Проверю, как быстро просачивается водород через оболочку.
Кстати, работая с водородом нужно помнить, что он горюч. А в смеси с кислородом ещё и взрывоопасен.
Так что - никакого открытого огня - сигарет и т.п.
Замечательное видео про опыты со взрывом водородных шариков:
Весёлый препод с большими шарами :)
Профессор молодец :). Но эти шары под хорошим давлением плюс наполнены, похоже, гремучим газом. Чистый водород просто сгорает, хоть и достаточно быстро. При добавке 2% пропилена водород становится практически негорючим, что расширяет сферу его использования как наполнителя для аэростатов. Осталось только найти пропилен в мелкой таре, ни у кого не завалялось баллончика :) ?

Comments 
17th-Nov-2012 01:05 pm (UTC)
вот это крутяк!!! жуть как интересно!
готичный воздушный шарик, такими на Хэллоуин украшать помещение ((=
17th-Nov-2012 01:11 pm (UTC)
Круто!!! Ты смотри там не бухни!
17th-Nov-2012 01:13 pm (UTC)
Обязательно бухну! Если не сдуется до завтрашнего вечера. Надо вытащить его на пустырь и спичку охотничью на палочке поднести. По моей оценке, там внутри минимум литр воздуха попал.
17th-Nov-2012 01:24 pm (UTC)
Ну ты химик-любитель )))
18th-Nov-2012 10:17 am (UTC)
На все руки от скуки. Не сезон сейчас для воздушных змеев. К тому же запчасти на новую подвеску ещё едут, на почте.
17th-Nov-2012 02:30 pm (UTC)
Оч.Умелые ручки просто... :)
поздравляю с удачным опытом!
17th-Nov-2012 03:43 pm (UTC)
Всё-таки идею ты интереснейшую подкинул. Но не написал с какой скоростью выделяется водород. Люминий лучше не ломать, а опилками кидать - так площадь больше будет. И емкость из жаропрочного стекла, как для духовки, но с узким горлышком.

Юзкейс такой: приезжаешь в поле, заливаешь воду и крота в опилки, всё это бродит минут 30, потом улетает в небо. Но это в вымышленном мире, конечно.

В реальности водород ведь маленький, даже меньше гелия, а для гелия шары специальные делают. водород просочиться может. Но интересно. Даже не в плане практического применения, а в плане технологии.
17th-Nov-2012 05:14 pm (UTC)
у водорода молекула из двух атомов, а у гелия из одного. Гелий существенно более текуч чем водород.
17th-Nov-2012 04:30 pm (UTC)
хех, что-то вспомнилась книжка
"поваренная книга анархиста"
впрочем, главное улететь :)
17th-Nov-2012 04:55 pm (UTC)
Всё б хорошо, но так его будет сдувать... Я вон на своём вертолёте в ветер полетал. Дуру в 3 кг весом почти, с 1.2КВт моторами в сумме- сдувает за нефиг делать! При том, она ещё и небольшая, в смысле площади проекции на ветер. Чтобы поднять на шаре камеру, надо его растяжками градусов под 30 к вертикали в три стороны оттягивать. Я так думаю.
17th-Nov-2012 07:30 pm (UTC)
у нас в детстве был такой рецепт получения водорода:
Вода, медный купорос, соль, сода - всё это растворялось, заливалось в бутылку из-под шампанского, потом туда засовывались "сигары" смятые из пищевой алюминиевой фольги.
Всё это начинал бурно пузыриться, но сначала шёл какой-то другой газ, не водород, поэтому надо было подождать, когда бутылка станет разогреваться. Вот тогда на горлышко надевали воздушный шарик ))
Суть реакции мне неизвестна, но там по ходу выпадала куча хлопьев меди и ещё какой-то бурды.
(Deleted comment)
17th-Nov-2012 10:52 pm (UTC)
Да, энергозатраты приличные и нужно нестандартное оборудование. Плюс такое шаманство лучше затевать в чистом поле, где нет розеток.
17th-Nov-2012 10:39 pm (UTC)
посмотрел тут фильм про Тура Хейердала и его "Кон-тики" - они так же делали.. нужно было радиоантенну вытянуть- и они поднимали над плотом шар с водородом )) а вместо троса он был привязан антенной. реакция у них шла прямо в океане- спускалитуда емкость с порошком и вода его "бодрила"))

17th-Nov-2012 10:55 pm (UTC)
В холодной воде очень медленно реакция идёт. Возможно, у них был просто мелкие опилки в большом количестве - они очень быстро разогревают зону реакции, забортная вода не успевала их охлаждать. Зато пар конденсировался в холодной воде и оставался чистый водород. Интересная схема.
(Deleted comment)
18th-Nov-2012 10:11 am (UTC)
Баллон на 10 литров купил. Но гелий дороже получается, одна заправка в Хабаровске - 1500 рублей, это 1000 р/куб. Или я плохо искал в Хабаровске?
Шары прекрасно надуваются без редуктора. Если шарик маленький - есть насадка с узким патрубком.
Если летать в городе, да с большим объёмом, от полкуба - нужен гелий.
А для экспериментов ищу чего-нибудь подешевле, с учётом получения на месте, на открытом воздухе.

Edited at 2012-11-18 10:15 am (UTC)
21st-Nov-2012 11:53 pm (UTC)
И всё-таки гелий лучше.
тыц
24th-Nov-2012 11:20 pm (UTC)
в детстве делал это электролизом
в воду соли погуще, и электроды площадью побольше(любые алюминиевые пластины)
ну и транс чем больше, тем лучше :D, 220 напрямую совать не рискнул, потому очень медленно
если после выпрямителя: пузыри одного электрода - водород, другого - кислород
вместе эти два газа ещё и чрезывчайно резко бабахали, в комнате больше 100мл смеси подрывать не решался

ЗЫ у препода там наверно не много в шарах самого гремучего газа

Edited at 2012-11-24 11:25 pm (UTC)
27th-Dec-2012 12:48 am (UTC)
Мы хотели делать такой, только с газовой горелкой. Цанговая туристическая горелка мало весит. После того, как у нас взорвалась небольшая лабораторная водородная горелка, связываться с газами не хочется..

А еще вспоминается, конечно, глава про тепловой планер мз книги Джоунса "Изобретения Дедала" 8)
27th-Dec-2012 12:50 am (UTC)
Не понял, хотели нагревать водород? Гибрид теплового и газового аэростата?
Я бы не рискнул водород жечь.
27th-Dec-2012 01:43 am (UTC) - А кому глобус Хабаровска?
Пользователь lexa_deni сослался на вашу запись в записи «А кому глобус Хабаровска?» в контексте: [...] p; а еще  умеет сам водород  добывать [...]
24th-Jan-2013 09:02 am (UTC)
Посоветуйте, как сделать шар на 400 литров. Точнее как точно знать, что он на 400 литров.
Спасибо :-)
24th-Jan-2013 10:05 am (UTC)
Рассчитать объём шара можно так
http://www-formula.ru/index.php/2011-09-21-10-52-47
400 литров - это диаметр примерно 91 см. Грубо - метр.
Но если самому оболочку делать, лучше не заморачиваться с лепестками, а что-то вроде этого соорудить:
http://kitevlad.ru/forum/22-45-6023-16-1329004032
This page was loaded Oct 1st 2022, 4:19 am GMT.