Быт — Попаданцев.нет http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com база данных в помощь начинающему попаданцу Sat, 22 Jan 2022 15:14:24 +0000 ru-RU hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.4.5 Мочевая кислота http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/mochevaya-kislota/ http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/mochevaya-kislota/#comments Fri, 21 Jan 2022 18:40:00 +0000 http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/?p=9257 Попаданец может получать полезные продукты из самых неприглядных субстанций, например, селитру из навоза или цианистый калий из рогов и копыт. Тема этой заметки — мочевая кислота.

Мочевая кислота является нормальным продуктом обмена веществ многих животных, в том числе человека, выделяющего около 0.6 г мочевой кислоты в день. Еще больше мочевой кислоты в виде аммонийной [...]]]> Попаданец может получать полезные продукты из самых неприглядных субстанций, например, селитру из навоза или цианистый калий из рогов и копыт.
Тема этой заметки — мочевая кислота.

Мочевая кислота является нормальным продуктом обмена веществ многих животных, в том числе человека, выделяющего около 0.6 г мочевой кислоты в день. Еще больше мочевой кислоты в виде аммонийной соли содержится в помете птиц (до 15%, а в гуано около 25%) и рептилий (до 90% мочевой кислоты).

Самый доступный источник — куриный помет. Для выделения чистой мочевой кислоты достаточно залить сухой помет слабым щелочным раствором (лучше всего по ~0.5% гидроксидов натрия и кальция), покипятить, отфильтровать горячий раствор и подкислить фильтрат кислотой. При охлажлении выпадет плохо растворимая мочевая кислота, 20-30 г из килограмма «сырья».
Если мочевую кислоту окислить азотной кислотой (на 1 часть мочевой кислоты 4 части азотной кислоты) или бертолетовой солью, то получится аллоксан, который под действием аммиака превращается в очень яркий краситель мурексид.

Муроксид пригоден для крашения шерсти в красный цвет, похожий на пурпур, для этого лучше всего пропитать ткань раствором аллоксана и подвергнуть действию паров аммиака. Сразу после открытия красяших свойств мурексида в 1856 г. этот краситель стал очень популярным, и его производство достигало ~500 кг в неделю (на что расходовалось несколько тонн южноамериканского гуано и азотной кислоты).
Но широкое применение мурексида длилось достаточно недолго, так как вскоре появились анилиновые красители, а также из-за неустойчивости окрашенных мурексидом тканей к сернистому газу, которого хватало в атмосфере городов, отапливавшихся углем и освещавшихся каменноугольным газом. Зато, в отличие от анилиновых красок, муроксид очень стоек к солнцу и кипячению в воде, почти как настоящий пурпур, за который его поначалу принимали.
Аллоксан превращается в мурексид даже при контакте с белками, отщепляя от последних амииак, поэтому растворы аллоксана при попадании на кожу дают красные пятна. Эта особенность используется в некоторых видах губной помады. Примо Леви в своей замечательной книге «Периодическая система» писал о том, как работал на фирме по производству помады, и по заданию владельца фирмы пытался получить аллоксан из куриного помета, но почему-то это ему не удалось.
Другой полезный продукт, который можно получать из мочевой кислоты — это кофеин. Для этого мочевую кислоту нужно нагревать в смеси с формамидом, а затем обработать продукт (ксантин) диметилсульфатом и щелочью для введения метильных групп.

И формамид, образующийся при нагревании муравьнокислого аммония, и диметилсульфат, легко получающийся из олеума и метилового спирта, могут быть доступны практически везде.
Конечно, в XXI в. разработка метода получения кофеина из куриного помета могла бы вполне претендовать на Игнобелевскую премию (как ванилин из коровьего навоза), но тем не менее еще 50-70 лет назад кофеин в значительных количествах для фармацевтических нужд имено так и производили, правда, несколько иным способом.

]]> http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/mochevaya-kislota/feed/ 21
Газоразрядная лампа http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/gazorazryadnaya-lampa/ http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/gazorazryadnaya-lampa/#comments Fri, 07 Jan 2022 05:33:10 +0000 http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/?p=9251 Попаданец, соорудивший источник высокого напряжения, например, электрофорную машину или катушку Румкорфа, может использовать его для питания газоразрядных (или газосветных) трубок. Такие трубки уже упоминались в статье про рентген, но этот вопрос можно рассмотреть более подробно.

Газоразрядные трубки, яркий вклад в появление которых внес стеклодув и изобретатель Генрих Гейслер, поначалу получили большую популярность как занятная [...]]]> Попаданец, соорудивший источник высокого напряжения, например, электрофорную машину или катушку Румкорфа, может использовать его для питания газоразрядных (или газосветных) трубок.
Такие трубки уже упоминались в статье про рентген, но этот вопрос можно рассмотреть более подробно.

Газоразрядные трубки, яркий вклад в появление которых внес стеклодув и изобретатель Генрих Гейслер, поначалу получили большую популярность как занятная научная диковинка, а впоследствии привели к открытию рентгеновских лучей, электрона и многого другого.

Газоразрядная трубка снабжается двумя электродами, впаянными в стекло. Для возбуждения тлеющего разряда в газе оптимальным является разряжение около 10 мм. рт. ст., такое разряжение легко получить водоструйным насосом. Разряжение можно получить и вовсе без насоса, просто заполнив трубку углекислым газом и поместив внутрь кусочек едкого натра или кали. Примитивную газоразрядную лампу возможно сделать даже из стеклянной бутылки и резиновых пробок, хотя долго работать она не будет.
Необходимое напряжение зависит от размеров трубки, давления и состава газа, и обычно составляет несколько киловольт.
Газоразрядные трубки могут служить не только диковинкой или демонстратором «магии» попаданца, но и для вполне практических целей, например, освещения. Поскольку простая электрофорная машина способна выдавать лишь считанные ватты (в лучшем случае десятки ваттов) мощности, лучше использовать катушку Румкорфа, питаемую от гальванического элемента.

Трубки, заполненые углекислым газом и известные как лампы Мура, на рубеже XIX и XX вв. весьма успешно конкурировали с лампами накаливания, поскольку имели достаточно высокую светоотдачу (около 10 люмен на ватт, что в три раза больше ламп накаливания с угольной нитью) и приятный белый свет, хотя и требовали периодической дозаправки газом, постепенно реагирующим с металлическими электродами, для чего использовались достаточно хитроумные автоматические вентили.

Интересно что Жюль Верн в «20 тысяч лье под водой» оснастилил «Наутилус» капитана Немо такими же лампами.
Но появление ламп накаливания с вольфрамовой спиралью в 1910 г. отправило лампы Мура в историю.

Примерно в это же время появились газосветные трубки, наполненые благородными газами, и имеющие за счет этого гораздо больший ресурс. Для освещения такие лампы уже не применялись, зато получили огромную популярность в виде неоновой рекламы, лишь в последние 10-15 лет практически вытесненной светодиодами.
Из всех благородных газов попаданцу легко доступен аргон, которого в воздухе 0.93%. Если герметично запаять трубку, в которой находится кусочек магния, и затем этот магний осторожно нагреть, магний поглотит весь кислород и азот воздуха, оставив аргон под давлениеи около 7 мм. рт. ст. Как раз такое давлени и нужно. Свечение чистого аргона имеет фиолетовый цвет.

Если же добавить в трубку каплю ртути, свечение приобретет яркий синий цвет.

Именно эта комбинация и использовалась наиболее широко наряду с самим неоном, дающим красно-оранжевый свет.
Одно из замечательных качеств гейслеровских трубок — узкие спектральные линии излучения, что делало эти источники света незаменимыми в тонких научных исследованиях. А излучение трубки с парами кадмия близко к когерентному, и это свойство было использовано Майкельсоном для приведения метра к длине волны света.

]]> http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/gazorazryadnaya-lampa/feed/ 28
Мышьяк http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/myshyak/ http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/myshyak/#comments Sun, 12 Dec 2021 15:19:00 +0000 http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/?p=9202 Для попаданца в прошлое достаточно высока вероятность встретиться с мышьяком, поэтому полезно знать, что это такое и с чем его едят.

Вообще соединия мышьяка — аурипигмент As2S3 и реальгар AsS — известны с глубокой древности и высоко ценились как пигменты

Мышьяк часто содержится в полиметаллических рудах, и при плавке частично попадает в выплавляемый металл [...]]]> Для попаданца в прошлое достаточно высока вероятность встретиться с мышьяком, поэтому полезно знать, что это такое и с чем его едят.

Вообще соединия мышьяка — аурипигмент As2S3 и реальгар AsS — известны с глубокой древности и высоко ценились как пигменты

Мышьяк часто содержится в полиметаллических рудах, и при плавке частично попадает в выплавляемый металл (например, так получалась мышьяковистая бронза), а частично испаряется и уносится из печей с дымом, осаждаясь в виде белого налета — так называемого белого мышьяка (As2O3). При нагревании с органическими веществами или углем оксид мышьяка легко восстанавливается до серого металлического мышьяка. Небольшая добавка мышьяка в свинце повышают его твердость, а в меди и особенно латуни улучшает коррозионную стойкость.

Токсичность мышьяка была хорошо известна с глубокой древности, и его широко использовали как яд. Поскольку симптомы отравления мышьяком носят общий характер, и очень напоминают холеру, долгое время выявить отравление им было невозможно, до появления очень чувствительного метода Марша.

Для анализа по методу Марша пробу смешивают с серной кислотой и добавляют кусочек цинка (и кислота, и цинк должны быть свободны от примесей мышьяка, кроме того, важна подготовка пробы). Выделяющийся водород пропускается через стеклянную трубочку, нагреваемую пламенем, и при наличии мышьяка в пробе получающийся арсин AsH3 разлагается с образованием темного зеркального налета. Похожий налет дает сурьма, но ее несложно отличить от мышьяка по дальнейшему поведению «зеркала» — налет мышьяка при более сильном нагревании улетучивается и оседает дальше на холодных участках трубки.

Более простой, но не такой чувствительный способ определить присутствие мышьяка, предложенный еще раньше Карлом Шееле, — просто понюхать выделяющийся газ, в присутствии мышьяка появляется характереый чесночный запах арсина AsH3. Токсическое действие мышьяка состоит в сильном связывании с атомами серы белков организма (в том числе жизненно важных ферментов), поэтому при отравлении хорошо действуют сернисные антидоты — унитиол и БАЛ. Последний был специально разработан для лечения отравления мышьяксолержащими ОВ типа льюзита и адамсита, что и отражено в его названии названии (Британский АнтиЛьюзит). Оба антидота также эффективны при отравлении ртутью, свинцом и другими тяжелыми металлами, поэтому в аптечке попаданца они точно будут не лишними. При отравлении мышьяком также хорошо действует суспензия гидроксида железа, получающаяся при смешении раствора железного купороса с содой, и образующая с мышьяком нерастворимое соединение FeAsO3, но эффект будет только при очень скором принятии противоядия.

Соединения мышьяка являются сильнодействующими пестицидами, например, для защиты дерева от гниения и древоточцев; для уничтожения насекомых, грызунов или сорняков. Но использовать их нужно с большой осторожностью. Несмотря на высокую токсичность, в небольших количествах мышьяк содержится в организме человека (10-25 мг), а в маленьких дозах оказывает общее укрепляющее действие, чем часто пользовались горняки в Штирии. Препараты мышьяка (например, оксид мышьяка или капли Фоулера — 1% раствор арсенита калия) хорошо действуют при малярии, аутоимунных заболеваниях и даже излечивают некоторые формы рака.

В начале XX в., а именно в 1909 г., на основе мышьяка был получен сальварсан — первый химиотерапевтический препарат, эффективный при сифилисе и сонной болезни, и имевший большое значение вплоть до середины XX в. Есть несколько способов получения этого препарата, но проще всего исходить из фенола, который при нагревании до 150 градусов реагирует с мышьяковой кислотой, давая феноларсиновую кислоту, которую нужно далее обработать нитрующей смесью, и затем провести еще две стадии восстановления.

Полученный прерарат может содержать очень токсичные примеси, поэтому в отсутствие точных аналитических методов каждую партию препарата желательно проверять на животных.
Эффективная доза для лечения сифилиса составляет около 0.003 г на килограмм живого веса, токсичная же доза начинается от 0.1 г/кг. Особенно эффективно сочетание инъекций сальварсана с лечением ртутью, при этом полное излечение первичного сифилиса достигается в 90% случаев.
Конечно, с появлением антибиотиков сальварсан и подобные препараты вышли из употребления, но появление столь действенного средства на 100 или даже 1000 лет реньше может произвести огромный эффект.

Вооруженный этими знаниями попаданец сможет не только защититься от отравления, но и получить значительную пользу от мышьяка и его соединений

]]> http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/myshyak/feed/ 16
Пломба из амальгамы http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/plomba-iz-amalgamy/ http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/plomba-iz-amalgamy/#comments Sun, 12 Dec 2021 11:56:00 +0000 http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/?p=9142 Одна из проблем, с которой наверняка столкнется попаданец в прошлое — отсутствие стоматологии. Поэтому придется развивать и эту область, а начать можно с пломб из амальгамы.

Амальгама широко применяется в стоматологии с начала XIX в. (хотя есть упоминание о пломбах из олова и ртути в Китае в VII в), и в некоторых странах не [...]]]> Одна из проблем, с которой наверняка столкнется попаданец в прошлое — отсутствие стоматологии. Поэтому придется развивать и эту область, а начать можно с пломб из амальгамы.

Амальгама широко применяется в стоматологии с начала XIX в. (хотя есть упоминание о пломбах из олова и ртути в Китае в VII в), и в некоторых странах не потеряла своего значения до сих пор.

Чтобы приготовить пломбировочный материал, нужно смешать порошок или очень тонкие опилки серебряного сплава с примерно равным количеством ртути (по массе), поместить смесь в подготовленную полость и подождать 15-30 минут до отвердевания, в ходе которого ртуть связывается в интерметаллиды с компонентами сплава.

В качестве серебряного сплава первоначально использовали любую серебряную монету, но оптимальные свойства дает сплав 65% серебра, 25% олова, 8% меди и 2% цинка.
Среди недостатков амальгамы нужно упомянуть отсутствие адгезии к тканям зуба (из-за чего пломбируемуя полость должна удерживать пломбу механически, за счет уклона стенок), некоторую пластичность пломбы, а также токсичность ртути.
Последняя в целом не является большой проблемой, так как ртуть прочно связывается в составе интерметаллидов и ощутимого вреда организму не оказывает, а небольшие количества ионов ртути, серебра и меди препятствуют размножению бактерий и развитию вторичного кариеса под пломбой.

]]> http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/plomba-iz-amalgamy/feed/ 14
Цианакрилатный клей http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/cianakrilatnyj-klej/ http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/cianakrilatnyj-klej/#comments Wed, 24 Nov 2021 06:27:00 +0000 http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/?p=9200 Цианакрилатный клей, он же супер-клей, несомненно хорошо знаком любому попаданцу.

История цианакрилатного клея началась в годы Второй мировой войны. Гарри Кувер работал в B.F. Goodrich Company над получением прозрачных полимеров для оптических прицелов, и в качестве одного из мономеров получил этилцианакрилат

Полимер на его основе показал интересные свойства, но с этилцианакрилатом оказалось сложно работать, [...]]]> Цианакрилатный клей, он же супер-клей, несомненно хорошо знаком любому попаданцу.

История цианакрилатного клея началась в годы Второй мировой войны. Гарри Кувер работал в B.F. Goodrich Company над получением прозрачных полимеров для оптических прицелов, и в качестве одного из мономеров получил этилцианакрилат

Полимер на его основе показал интересные свойства, но с этилцианакрилатом оказалось сложно работать, потому что он быстро полимеризовался под действием следов влаги. Об этом мономере Кувер вспомнил позже, когда перешел в компанию Eastman Kodak, где работал над термостойкими полимерами для замены плексигласа в фонарях реактивных самолетов.
Студент, которому был поручен синтез этилцианакрилата, попытался измерить показатель преломления продукта — для этого каплю вещества помещают между стеклянными призмами рефрактометра. Призмы при этом мгновенно склеились, и тут наконец потенциал этого вещества как клея стал очевиден.
В 1951 г. был получен патент, и клей стал выпускаться под маркой Eastman 910. Вскоре патент был продан фирме Loctite, в 1971 г. появилось название Super Bonder, а затем цианакрилатные клеи под разными названиями стали производится во всем мире.

Синтез цианакрилатов начинается с хлоруксусной кислоты. Она известна с 1843 г. и получается при пропускании хлора через горячую уксусную кислоту на солнечном свету. Затем хлоруксусную кислоту превращают в эфир взаимодействием с этиловым спиртом, а затем замещают хлор на цианидную группу действием цианистого натрия или калия.
Полученный цианоуксусный эфир по каплям добавляют к подогретому формалину в присутствии катализатора (0.5% пиперидина или другого вторичного амина). При этом получается этилцианоакрилат, который из-за высокой реакционной способности сразу полимеризуется. Смесь олигомеров отделяют и нагревают в вакууме для деполимеризации (~200 градусов), отгоняя мономерный этилцианакрилат.

Этилцианоакрилатом можно клеить в чистом виде, но обычно добавляется ~10% полиметилметакрилата для загущения, и 0.1-0.5% стабилизаторов (гидрохинона и кислоты), с которым срок хранения клея увеличивается до 1-2 лет.
Цианакрилат мгновенно полимеризуется при сжатии между двумя поверхностями за счет следов влаги, хотя клеевое соединение получается умеренной прочности (около 100 кг/см2) и не очень стойкое к воде и повышенной температуре.
Все наверняка сталкивались мо способностью супер-клея намертво склеивать пальцы. Это свойство нашло применение в медицине — бутил- и октилцианакрилаты используются для быстрой остановки кровотечения и закрытия ран.

Таким образом, попаданец, организовавший самую базовую химическую промышленность, без особых проблем сможет начать производство цианакрилатного клея, однако будет ли в нем реальная потребность, является большим вопросом.

]]> http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/cianakrilatnyj-klej/feed/ 6
Печь Гофмана http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/pech-gofmana/ http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/pech-gofmana/#comments Fri, 22 Oct 2021 16:36:00 +0000 http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/?p=9144 Обжиг кирпича всегда был довольно малопроизводительным и затратным делом, требующим большого количества топлива. Настоящим прорывом в области производства кирпича стало появление кольцевой печи, запатентованной Фридериком Гофманом в 1858 г.

Кольцевая печь позволила не только многократно увеличить объемы производства кирпича, но при этом улучшить его качество и снизить потребление топлива. Кольцевая печь состоит из 10-15 [...]]]> Обжиг кирпича всегда был довольно малопроизводительным и затратным делом, требующим большого количества топлива.
Настоящим прорывом в области производства кирпича стало появление кольцевой печи, запатентованной Фридериком Гофманом в 1858 г.

Кольцевая печь позволила не только многократно увеличить объемы производства кирпича, но при этом улучшить его качество и снизить потребление топлива.
Кольцевая печь состоит из 10-15 обжигательных камер, сообщающихся друг с другом и расположенных вокруг общей дымовой трубы.

Разделение на камеры условное, так как между ними нет перегородок, лишь в конце всего ряда ставится временная сгораемая перегородка, например, из бумаги.
Первоначально печи делали круглыми, но скоро перешли к более рациональной форме в виде двух параллельных каналов, соединенних по краям полукругом.

Камеры заполняются кирпичами-сырцами, укладываемыми с промежутками для прохода горчяих газов. Затем в одной из камер разжигается огонь, и топливо (обычно низкокачественный бурый уголь или торф) регулярно добавляется через небольшие отверстия сверху. Огонь и горячие газы направляются в несколько последующих камер, постепенно подсушивая и разогревая расположенные в них кирпичи, и только после этого попадают в дымовую трубу через открытую задвижку. Когда процесс обжига в первой камере закончится, топливо начинают добавлять в следующую, причем воздух для горения проходит через уже обожженные раскаленные кирпичи, при этом подогреваясь как в регенераторе. А дымовую трубу переключают на свежезагруженную камеру.
Таким образом зона горения постепенно перемещается по кругу, камеры с остывшим кирпичом разгружают, а затем загружают необожженным кирпичом.

Весь цикл длится 7-10 дней, в крупных печах может идти обжиг в 2-3 огня. Запущенная печь работает непрерывно, останавливать обжиг приходится только для периодического ремонта самой печи.
Поскольку нагрев и охлаждение в каждой камере идет медленно, кирпич обжигается равномерно и с низким количеством брака, а почти полная утилизация тепла дымовых газов и остывающих кирпичей делают кольцевую печь очень экономичной (расход условного топлива 120-150 кг на 1000 кирпичей, что в 2-3 раза меньше, чем в печах периодического действия).
Производительность одного кубометра пространства печи составлчет от 1 до 2-3 тысяч кирпичей в месяц. При небольших объемах производства можно обойтись даже без сооружения печи, используя кольцевую траншею в сухом грунте и передвижную дымовую трубу.
Впоследствии кольцевые печи были вытеснены туннельными, расходующими несколько больше топлива, но имеющими еще большую производительность и требующими меньше ручного труда. Сейчам кольцевые печи можно встретить в Китае, Индит и других развивающихся странах.

]]> http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/pech-gofmana/feed/ 7
Плексиглас http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/pleksiglas/ http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/pleksiglas/#comments Fri, 20 Aug 2021 12:39:43 +0000 http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/?p=9123 Полиметилметакрилат (ПММА), известный всем как оргстекло или плексиглас, был бы очень полезен попаданцу благодаря комбинации прозрачности, прочности и прекрасных диэлектрических свойств. Тем более что для полученния этого пластика, производство которого начато еще в 1930-х годах, достаточно самого простого сырья.

Сейчас, конечно, исходный мономер для ПММА — метилметакрилат — получают из нефти, но долгое время [...]]]> Полиметилметакрилат (ПММА), известный всем как оргстекло или плексиглас, был бы очень полезен попаданцу благодаря комбинации прозрачности, прочности и прекрасных диэлектрических свойств. Тем более что для полученния этого пластика, производство которого начато еще в 1930-х годах, достаточно самого простого сырья.

Сейчас, конечно, исходный мономер для ПММА — метилметакрилат — получают из нефти, но долгое время его производили из ацетона.
Для этого сначала нужно получить циангидрин из ацетона и циановодорода, который, в свою очередь, генерируется из цианида калия или желтой кровяной соли и разбавленной серной кислотой. Ацетонциангидрин медленно добавляется к концентрированной серной кислоте и превращается при этом в амид метакриловой кислоты. Затем добавляется метанол и смесь кипятится несколько часов, что приводит к метилметакрилату и гидросульфату аммония. Метилметакрилат выделяется отгонкой, температура кипения 101 гр.

Как видно, все исходные материалы достаточно доступные, а сам процесс не требует сложного оборудования. Находящийся в цианиде азот не теряется, а остается в виде гидросульфата аммония.

Заполимеризовать метилметакрилат можно при добавлении небольшого количества радикального инициатора (0.02-0.5% перекиси бензоила или других перекисных соединений) и нагревании сначала при 60 гр. до загустения, а потом постепенного повышения температуры до 120 градусов. Самый прозрачный и свободный от дефектов материал получается при полимеризации без нагревания в течение 2-3 недель и последующей термообработке до 100 градусов. В крайнем случае полимеризацию можно осуществить вообще без инициатора, но это займет существенно большое время (несколько месяцев), а механические свойства продукта будут несколько хуже. Но, тем не менее, это вполне рабочий вариант.

Готовый блок ПММА можно распилить на куски нужного размера. Если же мономер полимеризовать между отполированными стеклами, сразу же получатся листы оргстекла нужной толщины и с гладкой поверхностью.

Обработка оргстекла не должна вызвать затруднений — его легко резать, пилить, шлифовать. При нагреве до 100-120 градусов ПММА размягчается и может быть отформован в прессе. Склеивать оргстекло можно растворителями типа дихлорэтана, а еще лучше — исходным метилметакрилатом.

Плексиглас вполне может заменить оптическое стекло, поскольку очень легко полируется и имеет показатель преломления около 1.49.

Если вместо метанола взять другие спирты, то получатся пластики с отличающимися свойствми. Полиэтилметакрилат и полибутилметакрилат менее теплостойкие, но более ударопрочные, особенно на морозе. Полимеры эфиров метакриловой кислоты и многоатомных спиртов (глицерина или этиленгликоля) — не термопласты, а реактопласты — теплоскойкие, неплавкие и устойчивые к растворителям.

]]> http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/pleksiglas/feed/ 33
Холодильник Эйнштейна-Силарда http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/xolodilnik-ejnshtejna-silarda/ http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/xolodilnik-ejnshtejna-silarda/#comments Thu, 19 Aug 2021 06:38:59 +0000 http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/?p=9120 В предыдущей заметке рассматривались абсорбционные холодильники простейшей конструкции периодического действия.Принцип работы и конструкция более энергоэффективных абсорбционных холодильников непрерывного действия хорошо известны (см., например, здесь), и, наверное, не требуют подробного обсуждения, но в лоу-тек варианте такие холодильники трудно реализуемы. Однако есть весьма любопытный пример очень простой холодильной установки — это холодильник Эйнштейна-Силарда (или Сциларда, как [...]]]> В предыдущей заметке рассматривались абсорбционные холодильники простейшей конструкции периодического действия.
Принцип работы и конструкция более энергоэффективных абсорбционных холодильников непрерывного действия хорошо известны (см., например, здесь), и, наверное, не требуют подробного обсуждения, но в лоу-тек варианте такие холодильники трудно реализуемы. Однако есть весьма любопытный пример очень простой холодильной установки — это холодильник Эйнштейна-Силарда (или Сциларда, как раньше транслитерировали его фамилию).

Про это изобретение ходит много легенд. Обычно историю изобретения описывают так:

Эйнштейн, увидев в газетете сообщение о смерти целой семьи в Берлине из-за холодильника, работавшего на сернистом газе, решил создать более безопасную конструкцию, без токсичных веществ. Вместе со своим учеником Лео Силардом он запантентовал первый в мире абсорбционный холодильник без движущихся частей, и патент на него купила шведская фирма Электролюкс. Но из-за Великой Депрессии и появления эффективных и безопасных компрессионных холодильников на фреонах это изобретение не нашло практического применения.

На самом деле холодильник без движущихся частей был изобретен ранее (абсорбционно-диффузионный холодильник запатентован шведскими студентами Карлом Мунтерсом и Бальтазаром фон Платеном в 1922 году), и такие холодильники производились и достаточно широко использовались даже после появления фреоновых. Холодильник Эйнштейна-Силарда (не совсем ясно, кто из них автор самой идеи, но это и не очень важно) имеет совершенно иной принцип работы, хотя конструктивно схож.

Согласно патенту, в холодильнике присутствуют вода, аммиак и бутан. В генераторе раствор аммиака нагревается и разделяется на слабый раствор, который поднимается вверх за счет трубки-термосифона, и газообразный аммиак, который барботируется в испарителе и вызывает испарение находящегося там жидкого бутана из-за разбавления газовой фазы и понижения в ней парциального давления бутана. При этом испаритель охлаждается. Газовая смесь аммиака и бутана поступает в абсорбер-конденсатор, где аммиак поглощается слабым раствором, который по пути из генератора успевает охладиться, а бутан, парциальное давление которого возрастает, конденсируется в жидкость. Крепкий раствор аммиака возвращается в генератор, а бутан — в испаритель самотеком.
Как видно, конструкция действительно очень проста и работает под минимальным избыточным давлением в несколько атмосфер. Заправить холодильник раствором аммиака и жидким бутаном (попаданцу проще будет получить изобутан из сивушного масла, температура кипения изобутана -11 градусов. Изобутан под названием фреон R600a часто применяется для заправки бытовых холодильников) тоже не представляется сложным. Вопрос только в реальной эффективности — к сожалению, достоверных данных почти нет.

]]>
http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/xolodilnik-ejnshtejna-silarda/feed/ 17
Цианистые соединения http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/cianistye-soedineniya/ http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/cianistye-soedineniya/#comments Sun, 20 Jun 2021 07:01:59 +0000 http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/?p=9078 Богатые азотом вещества, такие как отходы скотобоен и кожевенного производства, шерсть и т.д., могут служить не только сырьем для селитры, но и для получения цианистых соединений.

Самым простым способом переработки азотсодержащего сырья в цианистые соединения является получение желтой кровяной соли K4[Fe(CN)6]. Для этого высушенные отходы (обрезки кожи и меха, кровь, рога и копыта и [...]]]> Богатые азотом вещества, такие как отходы скотобоен и кожевенного производства, шерсть и т.д., могут служить не только сырьем для селитры, но и для получения цианистых соединений.

Самым простым способом переработки азотсодержащего сырья в цианистые соединения является получение желтой кровяной соли K4[Fe(CN)6]. Для этого высушенные отходы (обрезки кожи и меха, кровь, рога и копыта и т.д.) сплавляются с поташем и обрезками железа при высокой температуре, 900-1000 градусов. Сплавление можно производить на большой железной или чугунной сковороде, а лучше в толстостенной чугунной реторте, добавляя органический материал порциями к расплаву поташа с железом. Получающийся плав называется «синькали».

При сплавлении сначала происходит образование цианида калия, который, при дальнейшем действии на плав горячей воды реагирует с железом с образованием желтой кровяной соли, на что требуется около суток:
6KCN + Fe + 0.5O2 + H2O = K4[Fe(CN)6] + 2KOH
После фильтрации, упаривания растворов и кристаллизации выпадает желтая кровяная соль.
Поташа на каждую плавку берется около 100 кг, но в основном в виде упаренных маточных растворов от предыдущей плавки, свежего поташа из этого количества добавляется лишь 15-20 кг. Количество органического материала зависит от его качества, т.е. содержания азота, и обычно составляет 100-140 кг, а железных обрезков 5-10 кг на указанное количество поташа. В результате получается обычно 11-18 кг чистой желтой кровяной соли.
При сплавлении в цианид превращается 15-20% содержащегося азота, остальное улетает в виде аммиака, поэтому лучше сначала исходное сырье подвергнуть сухой перегонке, получая при этом аммиак (из 100 кг высушенного материала около 10-15 кг аммиака в виде аммиачной воды или карбоната аммония), и сплавлять с поташом уже получившийся животный уголь. А остаток от выщелачивания, в котором остается весь содержавшийся фосфор, годится как удобрение.

Исторически первое применение желтой кровяной соли состояло в приготовлении берлинской лазури (с 1704 г.), весьма ценного пигмента, при взаимодействии с солями железа (III):
3K4[Fe(CN)6] + 2Fe2(SO4)3 = Fe4[Fe(CN)6]3 + 6K2SO4
Стадию получения и выделения желтой кровяной соли при этом можно пропустить, и прямо добавить к раствору синькали соли железа.

Смесь желтой кровяной соли и бертолетовой соли, получающаяся совместной кристаллизацией из горячего раствора, и известная как «белый порох Ожандра», подходит в качестве ударного состава для капсюлей.

Кроме того, желтую кровяную соль можно окислить хлором или свинцовым суриком до красной кровяной соли K3[Fe(CN)6], которая пригодится, например, для светокопирования.

При взаимодействии гексацианоферрата натрия (для его получения нужно взять соду, а не поташ) с нитритом натрия образуется нитропруссид натрия Na2[Fe(CN)5NO], который с 1928 г. и по настоящий момент применяется в медицине как средство для быстрого понижения артериального давления при гипертоническом кризе или для уменьшения кровепотерь во время операций.

Из желтой кровяной соли легко получить цианиды калия и натрия, которые будут очень полезны для электрохимического золочения и серебрения, добычи золота из руд, цианирования стали, получения оргстекла и т.д.. Для этого желтую кровяную соль нужно осторожно расплавить в закрытом тигле, и после охлаждения извлечь цианид водой:
К4[Fe(CN)6] = 4KCN + FeC2 + N2
Но лучше добавить к желтой кровяной соли разбавленную серную кислоту и выделяющийся циановодород (помня о его токсичности) поглотить раствором щелочи:
K4[Fe(CN)6] + 3H2SO4 = 2K2SO4 + FeSO4 + 6HCN
HCN + NaOH = NaCN + H2O

Есть и другие способы получения цианидов, например, из аммиака и муравьной кислоты, из карбоната натрия, угля и аммиака (Beilby process, использовался в конце XIX — начале XX вв.), или даже напрямую из воздуха (Bucher process). Последний способ заслуживает отдельного обсуждения.

]]> http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/cianistye-soedineniya/feed/ 14
Лютня, или на чем играть Высоцкого http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/lyutnya-ili-na-chem-igrat-vysockogo/ http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/lyutnya-ili-na-chem-igrat-vysockogo/#comments Sat, 29 May 2021 17:52:01 +0000 http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/?p=9057 Каждый попаданец, как известно, должен кого-то предупредить, кого-то замочить, что-то внедрить, но обязательно перепеть Высоцкого. И если с первыми тремя задачами нужно как-то сориентироваться на месте, то четвертая вполне конкретна. И песни вы даже знаете. Но на чем играть?

Высоцкий, как известно, играл на русской семиструнной гитаре, а вам, скорее всего, известно переложение [...]]]>
Каждый попаданец, как известно, должен кого-то предупредить, кого-то замочить, что-то внедрить, но обязательно перепеть Высоцкого. И если с первыми тремя задачами нужно как-то сориентироваться на месте, то четвертая вполне конкретна. И песни вы даже знаете. Но на чем играть?

Высоцкий, как известно, играл на русской семиструнной гитаре, а вам, скорее всего, известно переложение его песен для классической шестиструнной гитары. Но вот в чем проблема: ни тот, ни другой инструмент не достать ни в прошлом, ни в фэнтези-мире. Гитара как таковая появилась в Испании в XVII веке, а современный вид приобрела в руках знаменитого мастера Торреса в XIX веке. На чем играли до того? На арфах, на гуслях, на волынках, на дудках… … и на лютнях. Вот он, самый похожий на гитару инструмент, на котором может быстро научиться играть любой гитарист. Лютня! Освоив ее, можно бацать Высоцкого без особого труда. Если, конечно, сумеете справиться с парой подводных камней. 

6-Course Lutes - Marcos Kaiser - Lutemaker
Ну ведь почти двенадцатиструнка!

Во-первых, количество струн. У лютни не было строго зафиксированного количества струн. Но наибольшее распространение в Средние века и начало Ренессанса имела шестихоровая лютня. Струн у нее одиннадцать, и она весьма похожа на привычную многим двенадцатиструнную гитару: все струны, кроме первой, организованы в пары, настраиваемые в унисон либо в октаву. Стало быть, искать надо именно такую. Лютни с нестандартным количеством струн (а именно такие стали популярны в поздний Ренессанс и эпоху барокко) лучше оставить на потом. 

Во-вторых, строй. Строй лютни хоть и похож на гитарный настолько, что лютневые произведения в будущем без труда будут переложены для гитары, но немного отличается. Во-первых, он выше, так как инструмент более короткомензурный (гриф у лютни короче). Играть на ней — примерно как на гитаре с каподастром на третьем ладу. Ну, и еще третья пара струн — правильное название «третий хор» — настраивается не так, как на гитаре, а на полтона ниже. Но это можно исправить и настроить третий хор по-привычному, чтобы не менять аппликатуры аккордов. 

Pin on Labyrinthes and Lutes
Технология средних веков: навязные лады

Лады у инструмента не фиксированные, а навязные, то есть, их можно передвигать. Стандартное их положение соответствует натуральному строю, в котором некоторые ноты будут звучать несколько непривычно. В принципе можно подвигать лады, чтобы добиться равномерно темперированного строя, как на современной гитаре — но надо ли? Ведь для аборигенов это будет звучать, как слегка расстроенный инструмент. Ну и самая неприятная особенность — струны из кишок. Их отличительная особенность в том, что они расстраиваются от перемен погоды или влажности воздуха. Поэтому и говорили, что лютнист настраивает дольше, чем играет. Натянуть металлические — даже не думайте: инструмент просто не создан с необходимым запасом прочности, сломаете моментально. 

Приноровившись ко всем этим особенностям лютни, любой гитарист без особого труда научится на ней играть и сможет перепеть для аборигенов что-нибудь из любимых песен. А как играли исторические лютнисты? Чесали ли они аккордами, как тот же Высоцкий, или пилили фингерстайл по табам? Знали ли ноты?

Нот в Средние века, как и в ранний Ренессанс, большинство не знало: они использовались только в церковной музыке. Лютни менестрелей и трубадуров настраивались примерно как гитары дворовых Блэкморов в СССР в 1980-е: первая струна «ну как-нибудь так», остальные по первой. Игра аккордами была известна, как и медиаторы: они, именовавшиеся тогда «плектрами», изготавливались из жесткой кожи или гусиного пера. Играли и мелодии, причем такая игра старше, чем аккордовый чес: лютня как таковая происходит от арабского уда — безладового инструмента, на котором играли только мелодию. Запоминали мелодии практически «по табам»: учили, на каком ладу что зажимать.

Не следует, однако, забывать, что средневековые гармонии отличались от современных. Привычный, «русский-народный-блатной-хороводный» гармонический ля-минор с его тройкой блатных аккордов — Am, Dm и E7 — звучал бы для уха хроноаборигена непривычно, так как абориген был приучен к натуральному минору с другой тройкой — Am, Dm, Em. Думайте сами, перекладывать ли Высоцкого в натуральный минор или исполнять, как есть: пусть привыкают?

]]> http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/lyutnya-ili-na-chem-igrat-vysockogo/feed/ 11
Пергамент и фибра http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/pergament-i-fibra/ http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/pergament-i-fibra/#comments Thu, 11 Mar 2021 13:50:00 +0000 http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/?p=8973 После начала производства бумаги у пораданца появится возможность изготовления на ее основе достаточно полезных материалов — растительного пергамента и фибры.

Целлюлоза, из волокон которой состоит бумага, способна под действием кислот набухать и переходить в растворимое состояние — так называемый амилоид. При дальнейшем удалении кислоты регенерируется исходная целлюлоза.Поэтому если опустить лист рыхлой непроклеенной бумаги в [...]]]> После начала производства бумаги у пораданца появится возможность изготовления на ее основе достаточно полезных материалов — растительного пергамента и фибры.

Целлюлоза, из волокон которой состоит бумага, способна под действием кислот набухать и переходить в растворимое состояние — так называемый амилоид. При дальнейшем удалении кислоты регенерируется исходная целлюлоза.
Поэтому если опустить лист рыхлой непроклеенной бумаги в кислоту (действия серной кислоты 50-60% достаточно 3-10 секунд), а затем тщательно удалить остатки кислоты промыванмем в воде, то получится материал, в котором волокна окажутся склеены можду собой регегерированной целлюлозой. При этом толщина бумаги уменьшится в 1,5-2 раза, прочность возрастает на 30-50%, лист становится полупрозрачным и малопроницаемым для жидкостей. Из-за схожести в пергаментом такую бумагу называют растительным пергаментом.

Пергаментная бумага широко использовалась для упаковки продуктов питания (ограниченно применяется и сейчас), обертывания пробок аптечных пузырьков, как калька, для выпечки и т.д. В целом применение пергаментной бумаге найдется в любое время.
Но гораздо более полезной будет так называемая вулканическая фибра, получающаяся при спрессовывании нескольких слоев желированной бумаги. Поскольку продолжительное действие крепкой серной кислоты вызывает деструкцию целлюлозы, лучше использовать соли типа хлористого цинка или магния. Обычно используется 70% раствор хлорида цинка, в котором пропитываются листы бумаги, и после желатинации спрессовываются в плиты нужной толщины. Затем хлорид цинка необходимо удались, но, чтобы избежать расслоения, приходится постепенно снижать концентрацию в промывочных ваннах. Для толстых слоев (а фибру делали до 75-100 мм толщиной) процесс отмывки может затянуться на год или больше, тонкие же плитки (3-5 мм) производятся достаточно быстро. Отмывка заканчивается при содержации хлористого цинка 0.2% или меньше, фибра подсушивается и окончаиельно уплотняется под прессом. В итоге получается однородный композит, состоящий из чистой целлюлозы, при этом легкий, прочный и гибкий.

По показателям удельной прочности фибра приближается к алюминиевым сплавам. Из фибры делали множество изделий — от чемоданов до авиационных баков. Фибровые прокладки и уплотнения устойчивы к горячей воде, бензину и маслу. Фибра обладает достаточно хорошими электроизоляционными свойствами (лучщими, чем у первых пластмасс типа бакелита), и была вытеснена из этой области только в 50-70-х гг. XX в.

]]> http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/pergament-i-fibra/feed/ 121
Этилцеллюлоза http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/etilcellyuloza/ http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/etilcellyuloza/#comments Mon, 25 Jan 2021 16:31:00 +0000 http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/?p=8969 Первым пластиком, получившим широкое распространение, стал целлулоид, состоящий из динитрата целлюлозы и камфоры как пластификатора. Впоследствие он был вытеснен более безопасным целлоном на основе ацетилцеллюлозы. Но азотная кислота или уксусный ангидрид, необходимые для нитро- и ацетилцеллюлозы, скорей всего будут малодоступны попаданцу, поэтому ему стоит обратить внимание на этилцеллюлозу.

Этилцеллюлоза получается при действии этилхлорида или [...]]]> Первым пластиком, получившим широкое распространение, стал целлулоид, состоящий из динитрата целлюлозы и камфоры как пластификатора. Впоследствие он был вытеснен более безопасным целлоном на основе ацетилцеллюлозы. Но азотная кислота или уксусный ангидрид, необходимые для нитро- и ацетилцеллюлозы, скорей всего будут малодоступны попаданцу, поэтому ему стоит обратить внимание на этилцеллюлозу.

Этилцеллюлоза получается при действии этилхлорида или диэтилсульфата на целлюлозу, предварительно обработанную щелочью, при нагревании. Для попаданца лучше использовать диэтилсульфат, который достаточно легко получается из олеума и спирта, и, в отличие от этилхлорида, кипит при высокой температуре (около 200 градусов), что сильно упрощает процесс этилирования целлюлозы. Диэтилсульфат весьма токсичен, и обращаться с ним нужно соответственно. После этилирования продукт — этилцеллюлозу — нужно тщательно отмыть водой и высушить. Поскольку в этилцеллюлозе гидроксильные группы замещены на этоксильные (обычно получается степень замещения около 2.3-2.6 из 3, при этом продукт имеет оптимальные свойства), этилцеллюлоза легко плавится и растворяется во многих растворителях (ацетоне, этилацетате, бензоле, хлороформе и т.д.).

Растворы этилцеллюлозы могут служить основой лаков, обладающих хорошей водо- и морозостойкостью, химической устойчивостью, и прекрасными диэлектрическими свойствами (напряжение пробоя 15-25 кВ/мм).
В отличие от нитроцеллюлозы, пластик из этилцеллюлозы можно получать даже без пластификаторов, и формовать не только горячим прессованием, но и литьем расплава при 160-170 градусах. Этилцеллюлозный пластик похож на рог или кость, а при добавлении пластификаторов (подойдет камфора, касторовое масло и т.д.) можно получать более гибкие пластмассы.

Естественно, ради уточек, портсигаров и расчесок организовывать производство этилцеллюлозы не имеет смысла, по крайней мере до середины XIX в., но электроизоляционные и водостойкие лаки, а также легкий небьющийся заменитель стекла будут очень полезными и раньше

]]> http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/etilcellyuloza/feed/ 68