Уже алхимики знали, что и земли, и щёлочи могут быть «нейтрализованы» кислотой. В результате такого процесса выделяется вода, а кислота и щёлочь превращаются в соль. Например, гидроксид кальция «гасится» соляной кислотой (можно сказать и наоборот: кислота «гасится» гидроксидом): Са(ОН)2 + 2НС1 = СаС12 + 2Н2O (образовалась соль — хлорид кальция); Ва(ОН)2 + H2SO4 = BaSO4 + Н2O (образовался сульфат бария); NaOH + НС1 = NaCl + + Н2O (образовался хлорид натрия).
В этих реакциях «кислотный признак» (атом водорода) соединился с «основным признаком» (группой ОН) с образованием воды.
То есть и кислота, и основание «исчезли», и в результате реакции нейтрализации получилась вода и хлорид натрия — нейтральное (то есть ни кислотное, ни щелочное) вещество.
Количественный закон для реакций нейтрализации впервые чётко сформулировал немецкий химик Иеремия Вениамин Рихтер (1762-1807) в конце XVIII века. В соответствии с этим законом, кислоты и основания реагируют друг с другом в строго определённых соотношениях.
Хлорид натрия — это обычная (поваренная) соль.
Солями стали называть и другие нейтральные продукты взаимного «уничтожения» кислот и оснований, причём далеко не все соли солёные, как хлорид натрия. Так, в реакции серной кислоты и основания — гидроксида железа Fe(OH)2 образуются соль FeSO4 — сернокислое железо (современное название — сульфат железа (II)) и вода: H2SO4 + Fe(OH)2 = FeSO4 + Н2O. Если серная кислота будет реагировать с гидроксидом трёхвалентного железа, Fe(OH) то получится другая сернокислая соль железа — сульфат железа (III): 3H2SO4 + + 2Fe(OH)3 = Fe2(SO4)3 + 6Н2O.
Запишем для тренировки ещё одну реакцию нейтрализации щёлочи органической (уксусной) кислотой: СН3СООН + NaOH = CH3COONa + H2O; в отличие от неорганических солей, в этой формуле атом металла принято записывать в конце.
Как видим, соли состоят из катиона металла, который «пришёл» из щёлочи, и аниона кислотного остатка, который «взялся» из кислоты. Вообще-то соли можно получать и без участия щелочей и кислот, например, из меди и серы при высокой температуре образуется сульфид меди: Си + S = CuS. Эта же соль образуется, если через раствор медного купороса пропускать сероводород (в воде он образует сероводородную кислоту): CuSO4+H2S = CuS + H2SO4.
Соли получаются не только в реакциях кислоты со щёлочью, но также в реакции кислоты с основным оксидом: H2SO4 + FeO = FeSO4 + Н2O; в реакции основания с кислотным оксидом: 2NaOH + СO2 = Na2CO3 + Н2O; в реакции кислотного оксида с основным: СаО + SiO2 = CaSiO, (эта реакция идёт при сплавлении веществ). Соль может образоваться и непосредственно при взаимодействии металла с кислотой; в этой реакции также выделяется водород.
Например, железо при растворении в серной кислоте образует соль — сульфат железа: Fe + H2SO4 = FeSO4 + Н2. С помощью именно этой реакции получали водород для наполнения воздушных шаров во времена Лавуазье.
В случае щелочных и щёлочноземельных металлов их реакцию с сильными кислотами, например реакцию натрия с соляной кислотой 2Na + 2НС1 = 2NaCl + + Н2, можно проводить только на бумаге, чтобы избежать несчастных случаев при взрыве. Конечно, не все кислоты и не все металлы вступают в такие реакции.
Прежде всего, металлы должны быть активными; к ним относятся щелочные и щёлочноземельные металлы (натрий, калий, кальций), магний, алюминий, цинк, в меньшей степени — железо, хром и др. С другой стороны, есть немало металлов, устойчивых к действию большинства кислот. Это в первую очередь так называемые благородные металлы — золото, платина, родий, иридий и др. Некоторые более активные металлы могут вытеснять из их солей менее активные, при этом получается другая соль, например: Fe + CuSO4 = FeSO4 + Сu. По способности вытеснять друг друга из растворов солей металлы можно расположить в ряд, который иногда называют рядом активности (а раньше называли вытеснительным рядом).
Соли получаются и в случае «перекрёстных» реакций, когда основный оксид реагирует с кислотой, а кислотный оксид реагирует с основанием. В этих реакциях образуются (если, конечно, реакция пойдёт, что бывает не всегда) соль и вода: ZnО + 2НС1 = ZnС12 + Н2О; SО2 + Ва(ОН)2 = BaSО3 + Н2О. Последнюю реакцию легче понять, представив её двухступенчатой.
Пусть сначала сернистый ангидрид прореагирует с водой: SO2 + Н2О = H2SО3 и образует сернистую кислоту, а затем эта кислота уже сможет вступить в обычную реакцию нейтрализации с гидроксидом бария. Возможны и реакции между солями.
Но такие реакции идут не всегда.
Например, они пойдут, если в результате реакции образуется осадок: Na2SО4 + ВаС12 = 2NaCl + BaSО4v (сульфат бария в воде не растворяется). Если же в реакции между двумя солями осадка не образуется, то такая реакция не пойдёт.
Например, если смешать сульфат натрия с хлоридом не бария, а цинка, то получится просто смесь солей: Na2SО4 + ZnС12 = 2NaCl + ZnSО4.
А можно ли из соли получить «обратно» металл, не используя другой, более активный металл?
Такой процесс возможен, если через раствор (например, медного купороса) или расплав (например, поваренной соли) пропустить электрический ток. Таким способом в промышленности и получают многие металлы: натрий, алюминий, медь и др. Активные металлы (натрий, калий и др.) с водой реагируют, поэтому таким способом их нельзя получить из водного раствора — только из расплава, причём в отсутствие кислорода.
Наконец, некоторые соли, образованные слабыми кислотами, могут реагировать с сильными кислотами, которые «вытесняют» слабые. Примером может служить реакция серной кислоты с карбонатом натрия (содой).
Карбонат — это соль слабой угольной кислоты Н2СО3, поэтому сильная серная кислота вытесняет слабую угольную из её солей: Na2СO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2CО3.
Угольная кислота не только слабая, но и неустойчивая (это разные понятия, например, борная кислота Н3ВО3 очень слабая, но вполне устойчивая), и выделившаяся в упомянутой реакции угольная кислота сразу же распадается на воду и углекислый газ: Н2СО3 = Н2О + СО2. Поэтому химики практически никогда не записывают в качестве продукта реакции формулу Н2СО3, а сразу пишут СО2 + Н2О.
Под термином "кристалл" следует понимать вещество, в котором мельчайшие частицы, атомы, располагаются в определенном порядке. Они образуют кристаллическую решетку - трехмерно-периодическую упорядоченную пространственную укладку.
Вследствие этого внешне кристаллы имеют вид правильных симметричных многогранников. Они могут сильно различаться по форме и иметь от четырех и до нескольких сотен граней, которые пересекаются под определенными углами друг с другом.
Соль - представитель семейства кристаллов
Одним из таких твердых тел с упорядоченным симметрическим строением является обычная соль.
Она представляет собой пищевой продукт, встречающийся в природе в виде минерала под названием галит. Большое ее количество находится в и других соленых источниках. Если вы рассмотрите при помощи микроскопа или лупы крупинки соли, то заметите, что они имеют плоские грани. А значит, находятся в кристаллическом состоянии. В этой статье мы расскажем о том, как сделать кристалл из соли самостоятельно. На самом деле это несложно. Чтобы понять, как происходит образование кристаллов соли, то есть процесс кристаллизации, предлагаем вам осуществить интересный опыт в домашних условиях. Ребенку желательно выполнять его под руководством взрослого. Помните, что форма кристалла соли может быть различной, в том числе кубической, призматической или любой другой - более сложной. Тем не менее грани соли всегда пересекаются под прямым углом.
Расскажем о том, как сделать кристалл из соли: необходимые расходные материалы и инструменты
Ну что же, давайте приступим к работе. Какие материалы и инструменты нам понадобятся для проведения этого интересного опыта? Конечно, вода, прозрачные стеклянные стаканы, веревочка или толстая нить, деревянная лопатка. Также следует подготовить стержень шариковой ручки или обычный карандаш.
А самое главное - нужно запастись терпением. Дело в том, что процесс кристаллизации требует времени - около трех недель. Как сделать кристалл из соли? Возьмите хорошую соль, без примесей. Желательно приобрести продукт чистотой не ниже 98%, в противном случае опыт может не удаться. Если в составе соли будет большое количество разнообразных примесей, то экземпляр получится некрасивый и будет иметь изъяны. из соли начнем с приготовления сильно концентрированного раствора. Нальем в стакан или банку теплую воду (200 мл) и начнем добавлять соль. Не забываем постоянно помешивать жидкость деревянной лопаткой. Это необходимо для того, чтобы соль хорошо растворялась. После того как раствор будет готов (определить это можно по тому, что вносимая соль перестала растворяться в стакане с водой при обычном помешивании), следует подогреть смесь. Наполним кастрюльку водой, поставим на огонь, подогреем воду. После чего аккуратно поместим в нее стакан с концентрированным солевым раствором и подождем, пока он нагреется.
Продолжаем работу по выращиванию красивых солевых кристаллов
Затем вынимаем наш стеклянный стакан из кастрюли и оставляем его в покое.
На стержне шариковой ручки (карандаше) закрепляем нить, к которой привязываем маленький кристаллик соли. Кладем стержень на стакан и погружаем в раствор веревочку с "затравкой". Именно на этом кристаллике соли будет расти наш красивый экспонат. Вот и все, теперь остается только ждать. Стакан ставим в теплое место и следим каждый день за процессом кристаллизации. Ни в коем случае нельзя трясти, переворачивать или поднимать емкость с раствором. Постепенно кристалл вырастет и станет достаточно большим. Когда это произойдет, можно аккуратно вынимать его из раствора. Советуем обсушить его салфеткой, но будьте крайне осторожны - ваш экземпляр очень хрупок. Обрежьте лишнюю нить и покройте кристалл бесцветным лаком, чтобы продлить срок его "жизни". Теперь вы знаете, как получить кристаллы соли в домашних условиях. Надеемся, у вас получится повторить наш несложный опыт.
Кристаллы из опыт по созданию красивого экспоната
Если вы хотите вырастить крупные, ровные и красивые образцы - обратите внимание на следующий опыт. Для работы вам потребуются такие материалы и инструменты:
- прозрачный стакан;
- вода;
- морская соль;
- бумага;
- салфетка;
- деревянная лопатка;
- плоский камешек среднего размера.
Технология процесса выращивания кристалла такова. Сначала налейте в стакан не слишком горячую воду и начинайте насыпать в нее морскую соль, постепенно, по одной чайной ложке. При этом не забывайте мешать лопаткой. Соль необходимо добавлять в жидкость до тех пор, пока она не прекратит растворяться. Теперь берем салфетку и процеживаем через нее полученный раствор. Это делается для того, чтобы соринки не мешали образованию ровного и красивого образца.
Процесс создания крупных солевых кристаллов
Как сделать кристалл из соли: после фильтрации кладем в раствор небольшой камешек (можно заменить гайкой) и ставим охлаждаться. Помните, что чем медленнее будет остывать наша соленая жидкость, тем больше по размеру получатся кристаллы. Желательно прикрыть стакан бумагой и поставить его в темное место, защищенное от сквозняков. Спустя двое-трое суток вы увидите, как ваш камешек обрастет маленькими кристалликами. Внимательно следите за тем, чтобы раствор все время полностью покрывал "затравку". Также следует еженедельно очищать жидкость от пыли и лишних кристаллов, формирующихся на дне стакана. По мере испарения нужно доливать в емкость сильно концентрированный Следите за тем, чтобы он был чистым и нехолодным (комнатной температуры). Кроме того, необходимо периодически удалять корку, появляющуюся на дне емкости. Спустя две-три недели ваш кристалл достигнет примерно 2-3 см в длину. А для того чтобы получить более крупный экземпляр, потребуется больше времени - порядка 6 недель.
Корректируем кристаллы соли
Помните, что у вас могут и не получиться сразу красивые и ровные кристаллы. В любом деле нужна практика. Советуем вам аккуратно корректировать кристаллизацию образцов, убирая не очень красивые наросты. Сделать это можно при помощи острого ножа, соскабливая им лишнее. Также, используя вазелин, можно прекратить формирование граней. При необходимости слой вазелина можно удалить с образца ацетоном. Когда ваш кристалл дорастет до нужной величины, можно аккуратно вынимать его из раствора. После этого следует мягко протереть грани салфеткой. Покрыть образец можно лаком для волос: так ваш кристалл станет менее хрупким, ломким и надолго сохранит свой красивый внешний вид.
Оригинальная поделка из кристаллов поваренной соли
В домашних условиях вы можете не только вырастить обычный солевой кристалл, но и сделать интересную поделку. Для этого вам потребуются такие инструменты и материалы:
- вода;
- поваренная соль;
- проволока;
- нитки;
- фильтровальная бумага;
- банка - 2 шт.;
- кастрюля;
- деревянная лопатка.
Работу начнем с растворения соли в воде. Вносим ее в жидкость небольшими порциями, добавляя следующую только после окончательного растворения предыдущей. Когда соль перестанет растворяться, переходим к следующему этапу. Берем кастрюлю, наполняем водой и ставим емкость на плиту на небольшой огонь. В нее помещаем банку с солевым раствором. Следим за процессом нагрева. Продолжаем растворять соль, доведя температуру до 65 градусов. Все, выключаем газ, но пока не вынимаем банку из кастрюли. Дело в том, что разница температур может привести к тому, что стеклянная тара лопнет. После остывания раствора можно смело доставать банку из кастрюли.
Фильтрация раствора и кристаллизация
После этого приступаем к очищению раствора от примесей. Берем чистую банку и закрепляем на ее горлышке фильтровальную бумагу. Теперь аккуратно переливаем раствор в новую емкость. Все нерастворенные кристаллики соли и примеси остаются на фильтровальной бумаге. У нас получается чистый раствор. Теперь ставим банку с жидкостью в прохладное место и делаем "затравку". Берем медную проволоку и выполняем из нее любую фигуру животного, цветок, веточку, звездочку. Обматываем проволоку нитью. Помещаем заготовку в банку с солевым раствором, накрываем емкость салфеткой, оставляя лишь небольшой зазор. Вот и все, остается только ждать, пока произойдет выращивание кристаллов из соли. После того как проволока обрастет, можно доставать ее из раствора. Делать это нужно очень осторожно, так как кристаллы соли могут ломаться.
Известно большое число реакций, приводящих к образованию солей. Приведем наиболее важные из них.
1. Взаимодействие кислот с основаниями (реакция нейтрализации):
N аОН + Н NO 3 = N а NO 3 + Н 2 О
Al (OH ) 3 + 3НС1 = AlCl 3 + 3Н 2 О
2. Взаимодействие металлов с кислотами:
F е + 2 HCl = FeCl 2 + Н 2
Zn + Н 2 S О 4 разб. = ZnSO 4 + Н 2
3. Взаимодействие кислот с основными и амфотерными оксидами:
С uO + Н 2 SO 4 = С uSO 4 + Н 2 О
ZnO + 2 HCl = Zn С l 2 + Н 2 О
4. Взаимодействие кислот с солями:
FeCl 2 + H 2 S = FeS + 2 HCl
AgNO 3 + HCI = AgCl + HNO 3
Ba(NO 3 ) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HNO 3
5. Взаимодействие растворов двух различных солей:
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = Ва SO 4 + 2N аС l
Pb(NO 3 ) 2 + 2NaCl = Р b С 1 2 + 2NaNO 3
6. Взаимодействие оснований с кислотными оксидами (щелочей с амфотерными оксидами):
Са(ОН) 2 + СО 2 = СаСО 3 + Н 2 О,
2 N аОН (тв.) + ZnO Na 2 ZnO 2 + Н 2 О
7. Взаимодействие основных оксидов с кислотными:
Са
O
+ SiO
2
Са
SiO
3
Na 2 O + SO 3 = Na 2 SO 4
8. Взаимодействие металлов с неметаллами:
2К + С1 2 = 2КС1
F
е
+
S
F
е
S
9. Взаимодействие металлов с солями.
Cu + Hg(NO 3 ) 2 = Hg + Cu(NO 3 ) 2
Pb(NO 3 ) 2 + Zn = Р b + Zn(NO 3 ) 2
10. Взаимодействие растворов щелочей с растворами солей
CuCl 2 + 2NaOH = Cu(OH) 2 ↓+ 2NaCl
NaHCO 3 + NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O
Применение солей.
Ряд солей являются соединениями необходимыми в значительных количествах для обеспечения жизнедеятельности животных и растительных организмов (соли натрия, калия, кальция, а также соли, содержащие элементы азот и фосфор). Ниже, на примерах отдельных солей, показаны области применения представителей данного класса неорганических соединений, в том числе, в нефтяной промышленности.
N аС1 - хлорид натрия (соль пищевая, поваренная соль). О широте использования этой соли говорит тот факт, что мировая добыча этого вещества составляет более 200 млн. т.
Эта соль находит широкое применение в пищевой промышленности, служит сырьем для получения хлора, соляной кислоты, гидроксида натрия, кальцинированной соды (Na 2 CO 3 ). Хлорид натрия находит разнообразное применение в нефтяной промышленности, например, как добавка в буровые растворы для повышения плотности, предупреждения образования каверн при бурении скважин, как регулятор сроков схватывания цементных тампонажных составов, для понижения температуры замерзания (антифриз) буровых и цементных растворов.
КС1 - хлорид калия. Входит в состав буровых растворов, способствующих сохранению устойчивости стенок скважин в глинистых породах. В значительных количествах хлорид калия используется в сельском хозяйстве в качестве макроудобрения.
Na 2 CO 3 - карбонат натрия (сода). Входит в состав смесей для производства стекла, моющих средств. Реагент для увеличения щелочности среды, улучшения качества глин для глинистых буровых растворов. Используется для устранения жесткости воды при ее подготовке к использованию (например, в котлах), широко используется для очистки природного газа от сероводорода и для производства реагентов для буровых и тампонажных растворов.
Al 2 (SO 4 ) 3 - сульфат алюминия. Компонент буровых растворов, коагулянт для очистки воды от тонкодисперсных взвешенных частиц, компонент вязкоупругих смесей для изоляции зон поглощения в нефтяных и газовых скважинах.
N а 2 В 4 О 7 - тетраборат натрия (бура). Является эффективным реагентом - замедлителем схватывания цементных растворов, ингибитором термоокислительной деструкции защитных реагентов на основе эфиров целлюлозы.
B а S О 4 - сульфат бария (барит, тяжелый шпат). Используется в качестве утяжелителя ( 4,5 г/см 3) буровых и тампонажных растворов.
Fе 2 SO 4 - сульфат железа (П) (железный купорос). Используется для приготовления феррохромлигносульфоната - реагента-стабилизатора буровых растворов, компонент высокоэффективных эмульсионных буровых растворов на углеводородной основе.
F еС1 3 - хлорид железа (Ш). В сочетании со щелочью используется для очистки воды от сероводорода при бурении скважин водой, для закачки в сероводородсодержащие пласты с целью снижения их проницаемости, как добавка к цементам с целью повышения их стойкости к действию сероводорода, для очистки воды от взвешенных частиц.
CaCO 3 - карбонат кальция в виде мела, известняка. Является сырьем для производства негашеной извести СаО и гашеной извести Ca(OH) 2 . Используется в металлургии в качестве флюса. Применяется при бурении нефтяных и газовых скважин в качестве утяжелителя и наполнителя буровых растворов. Карбонат кальция в виде мрамора с определенным размером частиц применяется в качестве расклинивающего агента при гидравлическом разрыве продуктивных пластов с целью повышения нефтеотдачи.
CaSO 4 - сульфат кальция. В виде алебастра (2СаSО 4 · Н 2 О) широко используется в строительстве, входит в состав быстротвердеющих вяжущих смесей для изоляции зон поглощений. При добавке к буровым растворам в виде ангидрита (СаSО 4) или гипса (СаSО 4 · 2Н 2 О) придает устойчивость разбуриваемым глинистым породам.
CaCl 2 - хлорид кальция. Используется для приготовления буровых и тампонажных растворов для разбуривания неустойчивых пород, сильно снижает температуру замерзания растворов (антифриз). Применяется для создания растворов высокой плотности, не содержащих твердой фазы, эффективных для вскрытия продуктивных пластов.
N а 2 Si О 3 - силикат натрия (растворимое стекло). Используется для закрепления неустойчивых грунтов, для приготовления быстросхватывающихся смесей для изоляции зон поглощений. Применяется в качестве ингибитора коррозии металлов, компонента некоторых буровых тампонажных и буферных растворов.
AgNO 3 - нитрат серебра. Используется для химического анализа, в том числе пластовых вод и фильтратов буровых растворов на содержание ионов хлора.
Na 2 SO 3 - сульфит натрия. Используется для химического удаления кислорода (деаэрация) из воды в целях борьбы с коррозией при закачке сточных вод. Для ингибирования термоокислительной деструкции защитных реагентов.
Na 2 Cr 2 О 7 - бихромат натрия. Используется в нефтяной промышленности в качестве высокотемпературного понизителя вязкости буровых растворов, ингибитора коррозии алюминия, для приготовления ряда реагентов.
Cтраница 2
Реакции при смешивании солей не происходит. Однако вследствие добавления электролита с одноименным ионом в растворе увеличивается концентрация ионов К в первом случае и концентрация ионов СЮ-3 во втором. Из-за этого в обеих колбах выпадет осадок КСЮз, следовательно, осадок выпадает только потому, что ионы К и С1О - 3 в полученном растворе присутствуют в большем количестве, чем в насыщенном.
Двойные фосфо р-н о-калийные удобрения. Их получают путем смешивания солей калия с фосфоритной мукой, томасшлаком, суперфосфатом, дикаль-цийфосфатом и др., они содержат очень разные количества компонентов. Их применяют в таких же условиях, как и их составные части.
Разработка технологического процесса для терригенных коллекторов, где содержание карбонатного материала довольно низко и, следовательно, образование геля проблематично. Для таких условий предложено смешивание солей алюминия со щелочными растворами. Образующийся при этом гидрооксид алюминия снижает проницаемость водопроводящих каналов продуктивного пласта.
Возбуждение может быть также достигнуто катодными лучами, как в телевизионной трубке, или рентгеновскими лучами - как во флоуроскопе. Обычным методом применения радиоактивного возбуждения является смешивание солей радия или тория с пигментами. Эта смесь вводится в связующее. Такие радиоактивные краски имеют свойство сохранять яркость без внешнего источника возбуждения. О применении этих красок будет сказано ниже. Обычно используемые для радиоактивного возбуждения пигмента - сульфиды цинка и некоторые сульфиды цинк-кадмия.
Все химикаты должны оцениваться на предмет их потенциальной токсичности и физической опасности, заменяться менее опасными, если это возможно. Однако менее ядовитый материал может оказаться, например, более огнеопасным, следует принимать во внимание химическую совместимость материалов (так, случайное смешивание солей нитрата и солей циановой кислоты чревато взрывом), поэтому очень важно правильно расставить приоритеты.
По различным данным в этих соединениях от 2 до 4 или 6 атомов молибдена (из общего числа 12) восстановлены до пятивалентного состояния. При смешивании солей пяти - и шестивалентного молибдена в слабокислой среде также образуются молибденовые сини различного состава. Эти соединения разлагаются в сильнокислой среде; между тем в присутствии фосфорной или кремневой кислоты они устойчивы.
Применяется на месторождениях с неоднородными пластами, имеющими высокопроницаемые пропластки, и при прорыве воды по отдельным прослоям и зонам. Сущность данного метода заключается в образовании гидрооксидалюминия при смешивании солей алюминия с щелочными растворами. Работы проводятся с использованием серийно выпускаемого оборудования, применяемого при капитальном и текущем ремонте скважин.
Подготовленные составляющие тщательно смешиваются. Последовательность введения компонентов зависит от состава флюса. При наличии в составе флюса хлористого лития, отличающегося особо высокой гигроскопичностью, его нужно вводить в смесь после смешивания негнгроскопичных солей.
Смешивание возможно в различных аппаратах в зависимости от вида смешиваемых компонентов. Для смешивания порошков обычно применяют вибро - или шаровые мельницы, причем в данном случае одновременно со смешиванием происходит измельчение материалов. Для смешивания порошков ферритизированных масс с пластификатором применяют либо лопастные мешалки, либо протирочные машины. Смешивание солей при синтезе по способу термического разложения солей происходит в обычных стальных баках, так как при кипении растворов одновременно происходит их интенсивное перемешивание.
Для приготовления утяжеленного раствора используют сточную или минерализованную пластовую, воду. Сточная или минерализованная пластовая вода (рис. 10) поступает по коллектору в приемные резервуары, где происходит предварительный отстой ее от механических примесей и остаточной нефти, для сброса которой предусмотрены плавающая труба и насос. Из промежуточной емкости насосом под давлением 1 0 - 1 2 МПа ее подают в гидросмеситель. Одновременно с этим при помощи транспортера в гидросмеситель подают хлористый кальций. Происходит смешивание соли и воды с последующим растворением. Количество подаваемой соли должно соответствовать заданной плотности задавочной жидкости.
Для приготовления утяжеленного раствора используют сточную или минерализованную пластовую воду. Сточная или минерализованная пластовая вода (рис, 10) поступает по коллектору в приемные резервуары, где происходит предварительный отстой ее от механических примесей и остаточной нефти, для сброса которой предусмотрены плавающая труба и насос. Из промежуточной емкости насосом под давлением 1 0 - 1 2 МПа ее подают в гидросмеситель. Одновременно с этим при помощи транспортера в гидросмеситель подают хлористый кальций. Происходит смешивание соли и воды с последующим растворением. Количество подаваемой соли должно соответствовать заданной плотности задавочной жидкости.
Обычно применяют сернокислые соли, у которых температура удаления кристаллизационной воды 280 - 300 С. Смесь сухих солей, рассчитанную по составу на формулу желаемого феррита, нагревают до 60 - 70 С с добавлением небольшого количества дистиллированной воды. При 60 - 70 С смесь расплавляется, а при 100 - 120 С закипает. Смесь нагревают до температуры, превышающей температуру разложения солей на 10 - 20 С, т.е. до 300 - 320 С. При нагреве происходит молекулярное смешивание солей, и при температуре, соответствующей потере кристаллизационной воды, смесь затвердевает. Обожженная смесь солей прокаливается при температуре 950 - 1100 С до полного удаления кислотного остатка. Прокаливание следует вести при хорошей вентиляций и поглощении отходящих газов. Прокаленный спек измельчают и из порошка прессуют, брикеты, которые обжигают при 900 - 1000 С. Обожженные брикеты вновь дробят, измельчают в шаровой или вибрационной мельнице до необходимой дисперсности; подготовленный порошок поступает на изготовление изделия тем или иным способом непластичной технологии. Обжиг изделий будет рассмотрен далее.
Как бы то ни было, но, основываясь на многих наблюдениях над действием крепкой соляной кислоты на жидкость, кипящую выше 160, и над легким превращением нитрила в триметилуксусную кислоту под влиянием той же кислоты, я нашел более выгодным для получения триме-тилуксусной кислоты обрабатывать соляной кислотой всю массу цианистого маслообразного продукта, получаемого, как сказано выше, действием при низкой температуре третичного йодистого бутила на двойную соль цианистой ртути с цианистым калием, смешанную с тальком. Продукт смешивается для этого с равным приблизительно объемом дымящейся соляной кислоты, и смесь, помещенная в запаянную трубку, нагревается до 100 в течение нескольких часов, причем не мешает ее взбалтывать время от времени. По окончании реакции трубка содержит массу кристаллов нашатыря с примесью хлористого бутил амина [ с третичным бутилом в составе ]; масса эта пропитана водным раствором тех же солей и маслообразной жидкостью, состоящей главным образом из триметил-уксусной кислоты. При открывании трубки замечается в ней некоторое давление. При прибавлении воды и смешивании соли растворяются, и мас-ловсшшвает. Небольшое количество [ триметилуксусной ] кислоты остается в водном растворе и может быть отделено от него перегонкой и насыщением дестиллята. Все масло обрабатывается едким щелоком8, раствор процеживается и выпаривается досуха; соляная масса вытягивается спиртом, который [ растворяет соль триметилуксусной кислоты и ] оставляет нерастворенным хлористый металл. Спиртовой раствор, выпаренный досуха, дает массу триметилуксусной соли, из крепкого водного раствора которой кислота выделяется серной кислотой, разведенной двумя частями воды. Высушенная сначала безводным сернокислым натром, а потом фосфорным ангидридом, триметилуксусная кислота подвергается нескольким перегонкам и получается таким образом в довольно чистом бесцветном состоянии, тотчас застывает в кристаллическую массу. Достичь большего выхода мне покамест не удалось, но и этот результат несравненно благоприятнее, чем тот, который достигается при употреблении [ только ] чистой цианистой ртути [ без цианистого калия ] и при обработке продукта едким кали.
Выращивание кристаллов соли в домашних условиях – возможность не только быстро пронаблюдать, как подобные явления происходят в природе с другими материалами, но и получить в результате необычную поделку.
При этом такой процесс полностью безопасен и не требует ни глубоких познаний в химии ни каких-либо реактивов, все предметы и вещества есть у любого человека в доме.
Как вырастить кристаллы из соли в домашних условиях: материал и оборудование
1. Первый и самый основной компонент – соль . Для успеха процесса выращивания кристалла, важно чтобы она была как можно более чистой. Поэтому стоит отдавать предпочтение морской соли, т.к. в поваренной слишком много мелкого мусора. Не рекомендуется также приобретать соль с красителями или иными добавками.
2. Вода , которая должна быть также максимально очищена от посторонних примесей. Если нет возможности использовать дистиллированную, то стоит хотя бы предварительно отфильтровать ее.
3. Неметаллическая емкость для роста кристалла . Ее размер может быть ограничен лишь желаемыми размерами кристалла. Важные требования – материал емкости не должен окрашивать воду или окисляться под воздействием солей. Емкость следует тщательно вымыть. Любые посторонние предметы внутри, даже если это небольшие соринки, могут стать основой для роста для других мелких кристалликов, замедлив рост основного.
4. Небольшой кристаллик соли из пачки , кусочек ветки, лист, проволока, нитка или любой другой объект для основы будущего большого кристалла. Подходящий крупный кусочек соли легко найти в почти пустой солонке. Мелкие частички из нее при использовании высыпаются, а большие не пролазят через отверстия и остаются внутри. Необходимо выбрать самый крупный и имеющий форму, максимально близкую к параллелепипеду.
5. Что-то неметаллическое для помешивания раствора – деревянная палочка , пластиковая или керамическая ложка и т.д.
6. Фильтровальная бумага либо марля .
7. Бумажные салфетки или туалетная бумага .
8. Лак для покрытия готового кристалла .
9. Терпение . Недостаточно знать, как вырастить кристаллы из соли в домашних условиях, надо еще уметь ждать. Мало-мальски приличный по размерам кристалл сформируется не раньше, чем через 3-4 недели.
Как видно, никакого сложного или дорогого оборудования не требуется. Все эти предметы и вещества легко найти в хозяйстве абсолютно у любого человека.
Как вырастить кристаллы из соли в домашних условиях: последовательность действий
Технология получения кристалла из соли очень проста, к тому же процесс требует очень небольшого участия человека, в основном нужно лишь время. Емкость с чистой водой ставится в теплую воду (50-60 градусов, больше не надо), и в нее понемногу засыпают соль, постоянно помешивая раствор. Когда он станет насыщенным, т.е. соли в нем будет уже столько, что она дальше не сможет растворяться, его переливают в чистую емкость так, чтобы осадок из старой в нее не попал. Можно даже дополнительно очистить раствор от примесей, пропустив его через фильтровальную бумагу или сложенную в несколько раз марлю.
Добиться нужной температуры воды для подогрева раствора можно и в отсутствие термометра. Для этого смешивают только что закипевший кипяток и воду комнатной температуры в соотношении примерно 1 к 2.
Для традиционной формы кристалла это будет большая крупинка соли, которую легко найти в любой пачке;
Для вытянутого кристалла в раствор опускают нитку так, чтобы она не касалась стенок и донышка;
Если хочется получить кристалл сложной и причудливой конструкции, то на нитку подвешивают маленькую веточку или изогнутую проволоку.
Зная, как вырастить кристаллы из соли в домашних условиях, можно не ограничивать свою фантазию простыми по форме предметами. Чтобы получить не просто кристалл, а действительно оригинальную поделку, в качестве основы можно поместить в раствор проволоку, изогнутую в виде звезды, снежинки или иной подобной несложной формы. В принципе можно использовать абсолютно любой предмет, не подверженный окислению от солей.
Далее емкость накрывают крышкой, салфеткой, листом бумаги, да в общем-то чем угодно, лишь бы защитить раствор от попадания пыли и посторонних предметов. Храниться емкость с растущим кристаллом должна в темном прохладном месте без сквозняков. Не следует допускать и сильных механических воздействий на нее – слишком частых передвижений, встряхиваний и т.д., а также регулярных и значительных изменений температуры или влажности, т.е. к примеру, в ванную комнату кристалл точно помещать не стоит, как и вблизи плиты на кухне или у отопительных приборов.
Естественно, чем больше растет кристалл, тем меньше остается соли в окружающей его воде. Поэтому для ускорения процесса примерно раз в неделю — десять дней в емкость необходимо добавлять новый насыщенный солью раствор. А если кристалл уже вырос из старого стакана или банки, его можно переложить в большую по размеру, постаравшись не уронить или не разломать при этом, т.к. он очень хрупкий.
Вынутый из раствора кристалл обсушивают от остатков воды, аккуратно промакивая мягкой тканью или обычной бумажной салфеткой. Делать это нужно очень осторожно, потому что кристалл не особо прочен. Для сохранности кристалл покрывают бытовым или маникюрным бесцветным лаком. Если этого не сделать, то жизнь этого красивого предмета будет недолгой. В сухом воздухе остатки воды быстро испарятся, и он рассыплется в порошок, а при избыточной влажности наоборот впитает в себя лишнюю жидкость и растечется в бесформенную кучку отдельных небольших кристалликов или вовсе в кашицу.
Из поваренной соли получатся кристаллы белого цвета.
Если хочется других оттенков, то можно:
Воспользоваться другим видом соли (к примеру, медным купоросом для насыщенно-синего цвета);
Покрыть готовый кристалл не прозрачным, а цветным покрытием;
Добавить в раствор на стадии приготовления кристалла пищевые красители, к примеру, те, что применяются в выпечке или для пасхальных яиц. Однако такие вещества очень ярких цветов дать не могут.
Принципиальной разницы в скорости роста и форме готового кристалла при использовании поваренной или морской соли не будет. Однако во втором случае кристалл получится более плотным по структуре и будет более прочным.
Если кристалл растет немного не той формы, какой хочется, то лишние участки можно аккуратно соскоблить ножом или пилочкой для ногтей, помня при этом, что кристалл очень хрупок. Придать кристаллу нужную форму легко, если обработать те участки, рост которых нежелателен, обычным вазелином или другим густым жирным веществом. Если его понадобится удалить, то это можно сделать ацетоном или спиртом.
Чтобы кристалл расщеплялся, будто ветвясь в разные стороны, в раствор добавляют небольшое количество глицерина.
Меры предосторожности
Поваренная соль – абсолютно безвредное для человека вещество, ведь мы каждый день употребляем ее в пищу без последствий для здоровья. Поэтому соблюдать какую-то технику безопасности при выращивании солевого кристалла нет необходимости.
Однако, чтобы в раствор не попадало посторонних предметов, волосы стоит хотя бы собрать, а лучше покрыть косынкой, а руки – вымыть с мылом или даже надеть резиновые перчатки. А если на руках есть царапинки или ранки, надеть перчатки просто необходимо, иначе крепкий солевой раствор будет сильно щипать. Ничего смертельного или вредного, но ощущения не из приятных. Аналогично руки лучше защитить, если используется соль с красителями, и есть вероятность наличия аллергии на эти красители.
Но вот при работе с медным купоросом и прочими более агрессивными солями надо обязательно соблюдать меры предосторожности, стараясь не вдыхать раствор, не допускать его попадания на кожу, а также находиться в хорошо проветриваемом помещении и не допускать к емкости к растущим кристаллам маленьких детей или домашних животных. Использованные для этого химического опыта емкости ни в коем случае нельзя потом использовать для приема или хранения пищи, лекарств, предметов личной гигиены, косметики, в общем, всего того что впоследствии будет непосредственно контактировать с организмом человека.
Как вырастить кристаллы из соли в домашних условиях: причины неудач
Почему кусочек соли, взятый за основу, растворился вместо того, чтобы формировать вокруг себя кристалл? Это значит, что раствор соли изначально был недостаточно насыщенным. При его приготовлении соль надо понемногу подсыпать до тех пор, пока она уже не перестанет растворяться, а будет выпадать в осадок. Подобрать пропорции пищевой и других солей для приготовления раствора помогут легко находимые в Интернете графики растворимости этих солей в воде определенной температуры.
Если вместо одного в емкости вдруг выросло несколько небольших кристалликов, то это говорит о посторонних примесях в растворе. Это может быть, как недостаточно хорошо профильтрованная вода, так и сор в соли или плохо вымытая емкость, куда был налит раствор.
В чем причина недостаточно равномерной окраски цветного кристалла? Возможно при добавлении красителя его не очень тщательно размешали. А если кристалл большой, и для него солевой раствор приготавливался несколько раз, то в один из разов красителя было добавлено существенно меньше или больше, чем в другие.
Конечно, даже зная, как вырастить кристаллы из соли в домашних условиях и соблюдая все рекомендации, можно получить не совсем то, что хотелось. Это нормально, ведь могут отличаться и условия, в которые растущий кристалл помещен, и используемые для этого вещества. Однако со временем обязательно удастся набить руку, подобрать оптимальные пропорции компонентов и условия для роста кристалла.