Vetro e smalto. Esperienza di chimica divertente a casa

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Distintivi, spille, decorazioni varie e molti oggetti per la casa sono ricoperti di smalto - vetro applicato al metallo. Qui proveremo a fare il vetro. Questi esperimenti richiedono un forno speciale. Solo per questo motivo, la lavorazione del vetro non può essere fatta in casa. Ma, inoltre, sono necessarie anche abilità nel lavorare con gli hot melt, quindi gli esperimenti, ovviamente, devono essere condotti in presenza di anziani.

Nelle fabbriche e nei laboratori chimici, i vetri si ottengono da una carica, una miscela secca accuratamente miscelata di sali in polvere, ossidi e altri composti. Quando vengono riscaldati in forni a temperature molto elevate, spesso superiori a 1500 ° C, i sali si decompongono in ossidi che, interagendo tra loro, formano silicati, borati, fosfati e altri composti stabili alle alte temperature. Insieme fanno il vetro.

Prepareremo i cosiddetti vetri fusibili, per i quali è sufficiente un forno elettrico da laboratorio con una temperatura di riscaldamento fino a 1000 °C. Avrai anche bisogno di crogioli, pinze per crogioli (per non scottarti) e una piccola piastra piana, in acciaio o ghisa. Prima salderemo il vetro e poi troveremo un uso per esso.

Mescolare con una spatola su un foglio di carta 10 g di tetraborato di sodio (borace), 20 g di ossido di piombo e 1,5 g di ossido di cobalto, setacciati al setaccio. Questo è il nostro fardello. Versatela in un piccolo crogiolo e compattate con una spatola in modo da ottenere un cono con una sommità al centro del crogiolo. La miscela compattata non deve occupare più di tre quarti del volume nel crogiolo, quindi il vetro non si rovescia. Mettere il crogiolo con le pinze in un forno elettrico (crogiolo o muffola), riscaldato a 800-900 °C, e attendere che il composto si sciolga. Lo si giudica dal rilascio delle bollicine: appena si è fermato, il bicchiere è pronto. Togliere il crogiolo dal forno con una pinza e versare immediatamente il vetro fuso su una piastra di acciaio o ghisa pulita. Raffreddandosi sulla stufa, il vetro forma un lingotto blu-viola.

Per ottenere vetri di altri colori sostituire l'ossido di cobalto con altri ossidi coloranti. L'ossido di ferro (PI) (1-1,5 g) colorerà il vetro di marrone, l'ossido di rame (II) (0,5-1 g) di verde, una miscela di 0,3 g di ossido di rame con 1 g di ossido di cobalto e 1 g di ossido di ferro ( III) - nero. Se prendi solo acido borico e ossido di piombo, il vetro rimarrà incolore e trasparente. Sperimenta anche tu con altri ossidi, come cromo, manganese, nichel, stagno.

Schiaccia il vetro con un pestello in un mortaio di porcellana Per non ferirti con i frammenti, assicurati di avvolgere la mano con un asciugamano e copri il mortaio con un pestello con uno straccio pulito.

Versare la polvere di vetro fine su un vetro spesso, aggiungere un po 'd'acqua e macinare fino a ottenere uno stato cremoso con un campanello: un disco di vetro o porcellana con manico. Invece di un campanello, puoi prendere un piccolo mortaio a fondo piatto o un pezzo di granito levigato: questo è ciò che facevano i vecchi maestri quando strofinavano la vernice. La massa risultante si chiama scorrimento. Lo applicheremo alla superficie di alluminio più o meno allo stesso modo in cui si fa quando si realizzano gioielli.

Pulire la superficie in alluminio con carta vetrata e sgrassare facendo bollire in una soluzione di soda. Su una superficie pulita, traccia il contorno del motivo con un bisturi o un ago. Coprire la superficie con una barbottina con un normale pennello, asciugarla su una fiamma, quindi scaldarla nella stessa fiamma fino a quando il vetro si scioglie sul metallo. Otterrai lo smalto. Se il badge è piccolo, può essere coperto con uno strato di vetro e riscaldato a fiamma nella sua interezza. Se il prodotto è più grande (ad esempio, un piatto con un'iscrizione), è necessario suddividerlo in sezioni e applicare il vetro su di esse una per una. Per rendere più intenso il colore dello smalto, riapplicare il vetro. In questo modo è possibile ottenere non solo decori, ma anche rivestimenti di smalto affidabili per proteggere le parti in alluminio in vari dispositivi e modelli. Poiché in questo caso lo smalto porta un carico aggiuntivo, è opportuno ricoprire la superficie metallica dopo lo sgrassaggio e il lavaggio con un denso film di ossido; per fare questo è sufficiente tenere la parte per 5-10 minuti in un forno con una temperatura leggermente inferiore a 600 ° C.

Certo, è più conveniente applicare lo slip su una parte ampia non con un pennello, ma con una pistola a spruzzo o semplicemente annaffiando (ma lo strato dovrebbe essere sottile). Essiccare la parte in forno a 50 - 60 °C, quindi trasferirla in un forno elettrico riscaldato a 700 - 800 °C.

E dal vetro a basso punto di fusione, puoi preparare lastre dipinte per lavori a mosaico. Versare un sottile strato di slip su pezzi di piatti di porcellana rotti (vi verranno sempre dati in un negozio di porcellane), asciugare a temperatura ambiente o in forno e fondere il vetro sui piatti, mantenendoli in un forno elettrico a temperatura di almeno 700°C.

Avendo padroneggiato il lavoro con il vetro, puoi aiutare i tuoi colleghi del circolo biologico: spesso lì fanno animali imbalsamati e gli animali imbalsamati hanno bisogno di occhi multicolori ...

In una piastra di acciaio di circa 1,5 cm di spessore, praticare diversi incavi di diverse dimensioni con fondo conico o sferico. Allo stesso modo di prima, fondi gli occhiali multicolori. Gamma, forse, è sufficiente, e per modificare l'intensità, aumentare o diminuire leggermente il contenuto dell'additivo colorante.

Metti una piccola goccia di vetro fuso brillante nell'incavo della piastra d'acciaio, quindi versa il vetro color iris. La goccia entrerà nella massa principale, ma non si mescolerà con essa: sia la pupilla che l'iride verranno riprodotte in questo modo. Raffreddare i prodotti lentamente, evitando sbalzi di temperatura. Per fare questo, rimuovere gli "occhi" induriti, ma ancora caldi dallo stampo con una pinzetta riscaldata, metterli nell'amianto sciolto e raffreddarlo a temperatura ambiente già al suo interno.

Naturalmente, i vetri fusibili possono essere trovati in altre applicazioni. Ma non sarebbe meglio se li cercassi tu stesso?

E alla fine degli esperimenti con il vetro, utilizzando lo stesso forno elettrico, proveremo a trasformare il vetro ordinario in vetro colorato. La domanda naturale è: è possibile realizzare occhiali da sole in questo modo? È possibile, ma è improbabile che tu riesca la prima volta, perché il processo è capriccioso e richiede alcune abilità. Pertanto, prendi gli occhiali solo dopo esserti esercitato sui pezzi di vetro e assicurati che il risultato sia quello previsto.

La base della vernice per il vetro sarà la colofonia. Dai resinati, sali acidi che compongono la colofonia, si preparavano in precedenza gli essiccatori per i colori ad olio. Torniamo ancora ai resinati, perché sono in grado di formare una pellicola sottile e uniforme sul vetro e di fungere da portatori della materia colorante.

In una soluzione di soda caustica con una concentrazione di circa il 20%, sciogliere mescolando e ricordando, ovviamente, cautela, pezzi di colofonia fino a quando il liquido diventa giallo scuro. Dopo la filtrazione, aggiungere una piccola soluzione di cloruro ferrico FeCl₃ o altro sale ferrico. Tieni presente che la concentrazione della soluzione dovrebbe essere piccola, il sale non può essere assunto in eccesso: il precipitato di idrossido di ferro, che si forma in questo caso, interferirà con noi. Se la concentrazione di sale è bassa, si forma un precipitato rosso di resinato di ferro: è qui che è necessario.

Filtrare il precipitato rosso e asciugarlo all'aria, quindi scioglierlo a saturazione in benzina pura (non per automobili, ma benzina solvente), sarebbe ancora meglio usare esano o etere di petrolio. Dipingere la superficie del vetro con uno strato sottile con un pennello o una pistola a spruzzo, lasciare asciugare e mettere in forno riscaldato a circa 5 °C per 10-600 minuti. Ma la colofonia appartiene alle sostanze organiche e non possono resistere a una tale temperatura! Giusto, ma è esattamente ciò di cui hai bisogno: lascia che la base organica si esaurisca. Quindi sul vetro rimarrà la pellicola più sottile di ossido di ferro, ben aderente alla superficie. E sebbene l'ossido sia generalmente opaco, in uno strato così sottile trasmette parte dei raggi luminosi, cioè può fungere da filtro luminoso.

Forse lo strato di protezione dalla luce sembrerà troppo scuro o, al contrario, troppo chiaro. In questo caso, variare le condizioni dell'esperimento: aumentare o diminuire leggermente la concentrazione della soluzione di colofonia, modificare il tempo di cottura e la temperatura. Se non sei soddisfatto del colore con cui è dipinto il vetro, sostituisci il cloruro di ferro con un altro cloruro metallico, ma sicuramente uno il cui ossido sia di colore vivace, come il cloruro di rame o di cobalto.

E quando la tecnologia viene elaborata con cura su pezzi di vetro, è possibile trasformare gli occhiali ordinari in occhiali da sole senza troppi rischi. Ricorda solo di togliere il vetro dalla cornice: la cornice di plastica non resisterà al calore del forno proprio come la base di colofonia...

Autore: Olgin O.M.

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Gasolio da zucchero 22.11.2012

Gli scienziati dell'Università della California hanno resuscitato una tecnologia abbandonata per convertire l'amido in esplosivo e utilizzarla per creare un processo che rende possibile la produzione di carburante diesel.

La tecnica per la produzione di carburante diesel da prodotti di fermentazione batterica è stata sviluppata dal chimico Chaim Weizmann quasi 100 anni fa. Consente la produzione di una combinazione di prodotti che contiene più energia per litro dell'etanolo, che ora è ampiamente utilizzato nei trasporti e può diventare commercialmente redditizio entro 5-10 anni.

Il processo Weizmann si basa sull'attività del batterio Clostridium acetobutylicum, che favorisce la conversione degli zuccheri in acetone, butanolo ed etanolo. Gli scienziati americani hanno migliorato la tecnologia utilizzando un nuovo catalizzatore e aumentato la resa di acetone e butanolo. Di conseguenza, la fermentazione della miscela produce meno etanolo, ma più idrocarburi a catena lunga, che sono simili alla combinazione di idrocarburi nel carburante diesel. Questa tecnologia è utile in quanto utilizza una materia prima rinnovabile ampiamente disponibile, zucchero o amido, per produrre carburante e consente di produrre direttamente carburante o componenti chimici necessari per la produzione, ad esempio, della plastica.

I test hanno dimostrato che il carburante ottenuto con il nuovo metodo brucia quasi come il gasolio, il che significa che può essere miscelato con il carburante tradizionale. Il nuovo processo è abbastanza versatile e consente l'utilizzo di un'ampia gamma di materie prime rinnovabili: dallo zucchero di mais (glucosio) e di canna (saccarosio) all'amido, oltre a materie prime non alimentari (erba, rami, paglia, ecc. .). Il processo può essere personalizzato per produrre una varietà di idrocarburi, inclusi idrocarburi leggeri come benzina o carburante per aerei.

Inizialmente, Weizmann sviluppò la propria tecnologia per la produzione di polvere da sparo. Tuttavia, il petrolio divenne presto più accessibile ed economico e la tecnologia di Weizmann non prese piede perché troppo inefficiente. Oggi gli scienziati americani sono stati in grado di creare un catalizzatore a base di palladio e fosfato di potassio. Il catalizzatore lega efficacemente etanolo e butanolo e li converte in aldeidi. Le aldeidi reagiscono quindi con l'acetone per produrre idrocarburi a catena lunga.

Finora, questa tecnologia produce carburante più costoso del petrolio. Tuttavia, può trovare la sua nicchia, ad esempio, per ridurre la dipendenza dal petrolio. Inoltre, gli scienziati stanno lavorando per sostituire i costosi catalizzatori al palladio con quelli più economici ed efficienti, che renderanno più competitivo il carburante diesel ricavato dallo zucchero.

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