Сообщество - Лига Химиков
Лига Химиков
556 постов 6 065 подписчиков
9

Ещё раз о leady oxide (Избранные  главы технологии аккумулятора...3)

Начало туть. Парт 2. Парт 1.1 (бонус).

Сегодня (энциклопедических) описаний процессов производства не будет (извините). Да, сегодня много таблиц и теории.

Думаю, что тема обозначенная в первом посте - производство свинцового (он же оксидный порошок, он же leady oxide) - не может быть полной без теоретических обоснований. Прежде всего, какие параметры leady oxide влияют на дальнейшую работу аккумулятора? Какие свойства необходимо контролировать?

Наверное стоит начать (опять) с влияния примесей исходного "чистого" свинцат.к. все они, в конечном итоге, попадают в получаемый leady oxide.

Существует два основных источника свинца - минерал галенит - PbS (первичный свинец) и источник вторичного свинца - аккумуляторный лом.

Основные сопутствующие свинцу элементы, содержащиеся в руде, которые затем подлежат удалению в процессе рафинирования свинца: кадмий, сурьма, висмут, индий, теллур, таллий, олово, селен, золото, серебро, германий, мышьяк. Наиболее трудноудалимый элемент - висмут. Если от всех остальных примесей удается избавиться почти до нулевых значений, то висмут (самое низкое значение, что я встречал) остается в пределах 0,01% по массе.

Требования к чистоте свинца различных марок для аккумуляторной промышленности прописаны в соответствующем ГОСТе. Однако, как мы знаем, ГОСТ - не обязательный, а добровольный стандарт и требования к свинцу можно выставлять свои собственные.

В стартерных батареях, как мы помним, в основном, используются токоотводы сделанные из свинцово-сурьмянистого сплава. Сурьма снижает перенапряжение выделения водорода, что приводит к более интенсивному газообразованию. Поэтому влияние остальных примесей является менее значительным. В VRLA-батареях (или же любых других), где используются токоотводы изготовленные из свинцово-кальциевого сплава, у которого перенапряжение выделения водорода выше, чем у Pb-Sb сплава. Именно по этой причине влияние примесей, как в чистом свинце для оксидного порошка, так и в сплаве для токоотвода будет более заметно – они выходят на первый план. Поэтому далее речь будет идти с уклоном в сторону аккумуляторов, где используется только свинцово-кальциевый сплав.

Требования к чистому свинцу для оксидного порошка и стартового материала для свинцовых  сплавов различны по всему миру. Прегнаман приводит в своей статье актуальные на тот момент спецификации, представленные в таблице 1.

Ещё раз о leady oxide (Избранные  главы технологии аккумулятора...3) Химия, Аккумулятор, Немного занудства, Интересно узнать, Занимательно, Случай из жизни, Гифка, Длиннопост

Основываясь на данных о влиянии газообразования в зависимости от содержания примесей, американская RSR Corporation, специализирующаяся на производстве вторичного свинца совместно со многими аккумуляторными заводами разработали свои требования к свинцу – таблица 2.

Ещё раз о leady oxide (Избранные  главы технологии аккумулятора...3) Химия, Аккумулятор, Немного занудства, Интересно узнать, Занимательно, Случай из жизни, Гифка, Длиннопост

В 2005 году Прегнаман опубликовал новую статью, где пересматривались роли различных примесей в комплектующих материалах. Статья как бы резюмировала результаты исследований проведенных в CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) по заказу ALABC (The Australia-Latin America Business Council).

В итоге, некоторые примеси, которые считались «вредными» проявили положительные качества. Так, висмут, не только уменьшает газообразование, но и улучшает разрядные и ёмкостные характеристики активного материала при содержании 500-600 ppm. Цинк, удаляемый до низкого уровня в свинце, используемом для активного материала, может стабилизировать потенциал активного материала и уменьшать протекающие токи, которые вызывают газообразование, а также снижает использование воды при добавлении к активному материалу в количествах около 350 ppm. Серебро, которое, как считалось, вызывает газообразование, в процессе формировки и циклирования переносится в активный материал отрицательного электрода, где может улучшить цикличность и разрядные характеристики при содержании 100 ppm. Добавки SnSO4, сурьмы и мышьяка к положительной активной массе значительно повышают ёмкость и количество циклов, т.к. делают материал более проводящим и устойчивым к разрушению в ходе циклирования. При правильно добавленном количестве элементы остаются в положительной активной массе (АМ) и не влияют на газообразование. Однако, как пишут авторы исследования использовавшие в качестве добавки SnSO4 в количестве 1-2% от общей массы АМ, аналогичный эффект может наблюдаться, при достаточном содержании Sn в токоотводе. Добавление сурьмы (в виде сульфата, оксида или чистого вещества) и мышьяка в количестве 100 ppm каждого приводит к значительному увеличению циклов.

Мнение автора поста.

Следует отметить, что данные о добавлении сурьмы, олова и мышьяка были взяты Прегнаманом из патентов, коим моё личное доверие на более низком уровне в иерархии научной обоснованности.

Стоит обратить внимание на то, что в условиях производства немаловажным фактором, который стоит учитывать, является фактор экономический, а именно – шлакообразование при плавлении свинцовых чушек (на том этапе, когда из свинца отливают цилиндры/шарики). Основные элементы, увеличивающие шлакообразование, в соответствии с соотношением Пиллинга-Бедворта – щелочные и щелочноземельные металлы: натрий, калий, кальций, магний. Помимо них увеличивают шлакообразование, в зависимости от концентрации, такие элементы как кадмий, цинк, сурьма, медь, олово (стр. 310-316).

История из жизни (оффтоп)

Заметил как-то Зигизмунд, или у кого-то наверху дебет с кредитом не сходился, что у нас очень много шлака образуется в котле, где мы плавим свинец. Дал задание - посмотреть в литературе (опять!) или на форумах(!) что может вызывать увеличенное шлакообразование. Посмотрел я в интернете литературу по металлургии свинца. Нашел у мудрого Гугла книгу преподавателя металлургии из университета Юты - Сиварамана Гурусвами. Ссылка на нее выше. Кому интересно, сами знаете где достать. Прочитал обозначенные выше страницы. Сказал Зигизмунду. Он выдал коронную фразу "В литературе все херня, а на практике все по-другому."

Ещё раз о leady oxide (Избранные  главы технологии аккумулятора...3) Химия, Аккумулятор, Немного занудства, Интересно узнать, Занимательно, Случай из жизни, Гифка, Длиннопост

И остался при своем мнении, что во всем виной висмут. Хотя потом, при подсчетах за прошлые годы, я получил те же значения количеств шлака, что и всегда.

Конец оффтопа.

Наиболее интересным и обширным исследованием влияния примесей в свинце на газообразование является исследование группы Лэма (L.T.Lam) из CSIRO, результаты которого были опубликованы в 2010 году.

В работе исследовалось влияние 17 элементов, которые содержатся во вторичном свинце. Авторы объясняют отличие их спецификаций от различных мировых стандартов тем, что, как уже упоминалось выше, они рассчитаны на использование свинцово-сурьмянистых сплавов, где влияние примесей малозаметно. Их же исследование посвящено аккумуляторам, где используются свинцово-кальциевые сплавы.

Для реализации своей задачи авторы наметили следующие ключевые положения:


1. Определить «безопасные» значения. Этот параметр обусловлен критическими значениями поплавкового напряжения (float voltage)* , а также скоростью образования водорода и кислорода, которые могут быть поддержаны батареями VRLA с ресурсом конструкции в течение 20 лет. Каждый показатель должен быть определен, а затем использоваться как базовая линия.

*Поплавковое напряжение - это напряжение, при котором батарея поддерживается после полной зарядки для поддержания емкости за счет компенсации саморазряда батареи. Например, стационарные батареи, работающие в режиме ожидания. 

2. Поскольку имелось 17 элементов для изучения, разрабатывался план скрининга, который смог обеспечить максимальный результат с минимальными усилиями.

3. Разработка экспериментальной процедуры для измерения основных показателей одной элементарной ячейки, полученных из контрольного оксида и оксидов, легированных остаточными элементами в различных концентрациях.

4. Процедура анализа данных устанавливалась так, чтобы для каждого элемента в отдельности определить критические значения исследуемых параметров. В частности, для каждого элемента существуют три соответствующие концентрации: для поплавкового тока, для скорости образования водорода и кислорода. Тем не менее, самая низкая концентрация будет приниматься за MAL (Maximum acceptable level – максимально допустимый уровень) для этого элемента.

Критические значения, которые авторы приняли за base line – базовую линию, при которых VRLA-батарея должна «жить» в течение 20 лет с примерно 100% рекомбинантной эффективностью следующие:


1. I(float critical) = 1.000 mA*Ah-1 на ячейку

2. I(H2) critical = 0.023 mA*Ah-1 на ячейку

3. I(O2) critical = 0.977 mA*Ah-1 на ячейку


В качестве дизайна эксперимента авторы выбрали метод Плаккета-Бермана.

В итоге, были выявлены «полезные» и «вредные» элементы, а также обнаружен синергетический эффект некоторых примесей. Так, реакцию образования водорода подавляет комбинация висмута, кадмия, германия, серебра и цинка при их MAL значениях. А комбинация висмута, серебра и цинка дает сильное подавление скорости газообразования, в то время как, комбинация никеля и селена значительно её увеличивают. Образование кислорода значительно подавляет комбинация железа и сурьмы. Опять же, никель и селен вызывают противоположный эффект, правда, не такой сильный, как в случае с образованием водорода.

Безопасные значения всех 17 элементов, полученные авторами, указаны в таблице 3.

Ещё раз о leady oxide (Избранные  главы технологии аккумулятора...3) Химия, Аккумулятор, Немного занудства, Интересно узнать, Занимательно, Случай из жизни, Гифка, Длиннопост

Помимо этого, авторами были разработаны две спецификации. В спецификации 1 полезные элементы были выставлены в достаточно высоких значениях, и на нормальных значениях в спецификации 2. Тем не менее, в спецификации 1 содержание вредных элементов вдвое выше, чем в спецификации 2. Однако, VRLA ячейки, изготовленные из обеих спецификаций, показали удовлетворительные результаты - ниже соответствующих критических значений.

Спецификация 1.

Ещё раз о leady oxide (Избранные  главы технологии аккумулятора...3) Химия, Аккумулятор, Немного занудства, Интересно узнать, Занимательно, Случай из жизни, Гифка, Длиннопост

Все значения указаны в ppm. Зеленым отмечены «полезные» элементы. Красным – «вредные». Количество «вредных» элементов в данной спецификации предложено в средних значениях или немного ниже, чем средние. Это обусловлено тем, что оксид, получаемый из данного свинца, используется при производстве как положительной, так и отрицательной пластины. Таким образом, есть риск миграции элементов с одной пластины на другую в ходе работы батареи. Например, содержание кобальта в спецификации - 2 ppm, хотя его значение MAL – 4 ppm. Если в спецификации указывать значение MAL, то в итоге, на негативной пластине в ходе работы аккумулятора концентрация кобальта достигнет 8 ppm, при котором начинается газообразование выше критического значения. Серебро взято в значении 66 ppm, т.к. даже в результате миграции его значение не превысит критического для образования водорода.

Спецификация 2.

Ещё раз о leady oxide (Избранные  главы технологии аккумулятора...3) Химия, Аккумулятор, Немного занудства, Интересно узнать, Занимательно, Случай из жизни, Гифка, Длиннопост

В данной спецификации содержания «полезных» элементов снижены до обычных значений для рафинированного свинца, т.е. ниже 500 ppm.

Основные параметры leady oxide.

Основные параметры, которые влияют на процессы создания и работу АКБ должны находиться под тщательным мониторингом и контролем. Условно их можно поделить на физические и химические.


К химическим относятся:

1. Кристаллическая модификация.

Как уже упоминалось в первом посте, все зависит от технологии производства. Если используется мельничный способ, то содержится только один тет-PbO. А при использовании Бартон метода, из-за температуры выше 480 градусов Цельсия, тет-PbO частично превращается в орто-PbO. Нормы содержания различных модификаций также варьируются в зависимости от дальнейшей технологии (об этом позже).

2. Химический состав.

Leady oxide состоит из двух основных компонентов - оксида свинца (II) - PbO и остаточного металлического свинца. В зависимости от технологии их соотношение варьируется в различных пределах. Так, для мельничного способа, содержание PbO в пределах 65-75%, в то время как порошок полученный Бартон-методом содержит 70-80% PbO. Остальное - неокисленный металлический свинец. Если его остаточное количество больше 30%, то leady oxide становится весьма реакционноспособным. Он продолжает окислятся во влажном воздухе, что при несоблюдении хранения или транспортировки такого порошка может привести к возгоранию или взрыву. Таким образом, контроль содержания PbO и Pb в leady oxide необходим для правильного планирования дальнейшего технологического процесса.

3. Абсорбция воды и кислоты.

Абсорбция воды проводится для определения необходимого количества воды, который нужно добавить к leady oxide в процессе приготовления пасты наносимой на токоотводы, для достижения определенной консистенции. Параметр весьма субъективный, поэтому учебники рекомендуют проводить его одному и тому же человеку.

Абсорбция кислоты показывает количество серной кислоты (в мг), которое вступает в реакцию с leady oxide, с образованием сульфатов свинца. Зависит от площади поверхности и размера частиц (см. ниже).


Физические параметры:

1. Площадь поверхности (удельная поверхность).

Зависит от формы и размера частиц порошка. Частицы, полученные Бартон-методом, имеют сферическую форму, а мельничным - хлопьевидную. Последние имеют большую площадь поверхности. Определяется БЭТ методом.

2. Плотность.

Зависит от размера частиц и химического состава. Этот параметр важен для производства трубчатых пластин.

3. Размер частиц.

Определяется различными методами, как с использованием наборов вибрационных сит, так и специальными лазерными гранулометрами.

Как было написано в одной из книг "оксидный порошок - это генетический код аккумулятора". От размера частиц зависит количество циклов заряд-разряд, которые совершит аккумулятор, т.е. время его жизни (конечно же при условии соблюдения всех остальных технологических норм и манипуляций). Рассмотрим график зависимости количества циклов заряд-разряд и процент емкости от теоретической в зависимости от размеров частиц leady oxide.

Ещё раз о leady oxide (Избранные  главы технологии аккумулятора...3) Химия, Аккумулятор, Немного занудства, Интересно узнать, Занимательно, Случай из жизни, Гифка, Длиннопост

По оси абсцисс - количество циклов разрядов, по оси ординат - процент полученной ёмкости от теоретической.

Верхний правый угол:

1. Leady oxide - смесь оксида (ов) с остаточным свинцом.

2. Глёт (или тут), состоящий из орто-PbO очень мелкие частицы.

3. Орто-PbO - крупные частицы.

4. Тет-PbO - очень мелкие частицы.

5. Тет-PbO - очень крупные частицы.

И в левом нижнем углу показаны значения площади поверхности каждого конкретного типа частиц.

Выводы достаточно наглядны.

Ах да, вспомнил ещё историю. Зигизмунд как-то сказал, что нам надо делать частицы крупнее, т.к. чем крупнее будут частицы, тем больше у него будет впитывающая площадь...

Ещё раз о leady oxide (Избранные  главы технологии аккумулятора...3) Химия, Аккумулятор, Немного занудства, Интересно узнать, Занимательно, Случай из жизни, Гифка, Длиннопост

Спасибо за внимание!

Как всегда прошу прощения за какие-либо неточности в физических терминах, смыслах и т.д.


P.S. Дорогие читатели, прошу не судить строго, эту статью я написал как небольшой исторический обзор изменения взглядов на спецификацию для чистого свинца для аккумуляторной промышленности. Насколько все это соответствует российской или любой иной промышленности сказать не могу, ибо, во-первых, не знаю. Во-вторых, это коммерческая тайна. Каждое предприятие решает для себя само, какие критерии использовать и в каких точках технологии расставить основные приоритеты.

Если вам нужен совет, какие аккумуляторы хорошие, а какие нет, то это не ко мне (сорян). Знаю только, что качественные батареи делают VARTA, EXIDE (да, дорого, но это бренды, которые держатся за свою репутацию), некоторые турецкие. Если судить с позиций химика, то с этой стороны по внешнему виду никак не определить (а для всех анализов нужно оборудование). С точки зрения физики, мб можно, но не факт. Проверите показатели напряжения при покупке, а через месяц (или 20 лет) они накроются - это уж как повезет (всегда сохраняйте чеки и соблюдайте правила эксплуатации).

Но если есть люди с большим опытом в таких делах - пилите пост.

Показать полностью 8
73

Сила Казимира или аутогезия, или почему слипается свинец?

По мотивам первого поста и комментариев к нему, решил разобраться, в чем же все таки дело и почему два куска свинца слипаются между собой. Сила Казимира это, или аутогезия или ещё что-то...

Примечание: все-таки это междисциплинарная тема, поэтому и публикую в Лиге химиков.

Сила Казимира или аутогезия, или почему слипается свинец? Химия, Физика, Квантовая физика, Интересное, Дискуссия, Квантовая химия, Видео, Длиннопост, Комментарии на Пикабу

В 1948 году Хендрик Казимир - сотрудник Philips Research Laboratories в Нидерландах - опубликовал две статьи (первая, вторая PDF), где теоретически предсказал существование некоторого взаимодействия между двумя проводящими незаряженными металлическими пластинами.

Сила Казимира или аутогезия, или почему слипается свинец? Химия, Физика, Квантовая физика, Интересное, Дискуссия, Квантовая химия, Видео, Длиннопост, Комментарии на Пикабу

Хоть Казимир и был физиком, но занимался на тот момент изучением коллоидных растворов. Взаимодействие между нейтральными молекулами и наночастицами в растворах обусловлено силами Ван-дер-Ваальса, теоретическое обоснование которым дал Лондон в 1932 году. Однако, коллега Казимира - Тео Овербик - заметил, что экспериментальные данные расходятся с теоретическими вычислениями для коллоидов с которыми они работали. Он попросил Казимира решить эту проблему. В первой работе (см. выше), написанной совместно с Дирком Полдером, давалось математическое объяснение данному несоответствию (ныне известное как взаимодействие Казимира-Полдера для нейтральных частиц).

Во второй работе Казимир в качестве объектов для мысленного эксперимента вместо двух сферических молекул взял две зеркальные пластины и поместил их в вакууме параллельно друг другу на расстоянии в несколько микрометров.

Таким образом, мы видим, что товарищ комментатор (скрин выше) упустил один оочень важный момент (и еще парочку менее важных). Для того, чтобы эффект Казимира был более менее заметен должны соблюдаться несколько условий:


1. Весь экшн происходит в вакууме.

2. Пластины должны быть строго параллельны друг другу.

3. Поверхности должны быть абсолютно зеркальны (а не как в моем случае заточены на токарном станке и иметь бороздки, как виниловая пластинка).

Так за счет чего возникает сила Казимира? Дело в том, что вакуум не пустое пространство. Он живет. Возникают пары виртуальных частиц-античастиц, которые тут же аннигилируют и оставляют после себя колебательные флуктуации электромагнитных полей, т.е. волны. Возможно, что это происходит и в вашей квартире прямо сейчас, однако, за счет того, что наша с вами атмосфера заполнена газами, частицами, живыми существами, различными электромагнитными взаимодействиями и т.д. все эти аннигилирующие взаимодействия лишь малозаметный фон.

В пространстве между пластинами волны можно условно ( и грубо) поделить на две категории: 1. Определенные длины волн, при которых они резонируют и усиливаются.

2. Все остальные длины волн, резонанса которых не происходит и они гасятся.

Преобладают те длины волн, которые подавляются. И чем меньше расстояние между пластинами, тем меньше волн первого типа. Соответственно, давление волн на пластины с внешней стороны сильнее, чем в пространстве между пластинами. И они притягиваются.

Сила Казимира или аутогезия, или почему слипается свинец? Химия, Физика, Квантовая физика, Интересное, Дискуссия, Квантовая химия, Видео, Длиннопост, Комментарии на Пикабу

Становится понятен второй момент, упущенный товарищем комментатором - сила Казимира зависит не от радиуса атома, а от расстояния между двумя объектами в вакууме.

И, да, от материала тоже не зависит. После теоретического предсказания были попытки его показать экспериментально. Одним из первых был Маркус Спарнаау - сотрудник той же Philips в Эйндховене. В 1958 году он опубликовал статью, с подробным описанием эксперимента, в котором использовал алюминий, хром и сталь. Следующий виток экспериментов начался ближе к 21 веку. Вероятно, это связано с развитием методов измерением и прогрессом в области научного "железа". В 1997 году Стив Ламоро, сотрудник Вашингтонского университета (Сиэтл), провел измерения, используя в качестве материала медь и золото. Измерения согласовались на 5% от теоретических значений (что уже было неплохо, в 1958 точность составила лишь 1% от теоретического). Самый успешный эксперимент (точность 15%) на данный момент (если кто найдет более актуальный с более высокой точностью, милости прошу кинуть ссыль в комментарии) был проведен итальянскими исследователями в 2002 году. Они взяли две кремниевые пластины с покрытием из хрома и поместили их на расстоянии в 0,5 - 3 мкм в вакууме.

Таким образом, мы видим, что слипание двух кусков свинца обусловлено не силой Казимира. Но тогда чем?

Давайте посмотрим, какие межмолекулярные взаимодействия бывают вообще. И.Г. Каплан в своей книге приводит следующую классификацию по расстояниям на которых осуществляется взаимодействие между молекулами (или атомами, в случае атомарных веществ):

1. Область коротких расстояний. Потенциал имеет отталкивающую природу и доминирует обменное взаимодействие электронов, вызванное перекрыванием электронных оболочек.

2. Область промежуточных расстояний с ван-дер-ваальсовым минимумом, который появляется в результате компенсации отталкивающих и притягивающих сил.

3. Область больших расстояний, где можно пренебречь обменными взаимодействием электронов и межмолекулярные силы носят притягивающих характер.

Далее в книге описываются все известные на данный момент взаимодействия между молекулами (или атомами) вещества в порядке возрастания по вышеприведенной классификации. Очевидно, что силы, обуславливающие взаимодействие двух кусков металла между собой относятся к третьей группе (чего стоят только одни неровности на поверхности, ведь по меркам микромира это просто Джомолунгмы какие-то).

К третьей группе относятся взаимодействия:

1. Мультипольное электростатическое.

2. Поляризационное

а) Индукционное

б) Дисперсионное.

3. Релятивистское, магнитное.

4. Запаздывание, электромагнитное.

Выбирай любой, называется. Только читай что и где применимо. Радиус атома, там, кстати, нигде не фигурирует. В основном, это различные величины зарядов, межатомные расстояния и прочие квантовомеханические параметры.

Пользуясь бритвой Оккама, я даю более простое объяснение эффекту "слипания". Свинец металл мягкий (натрий или кальций, кстати, тоже; однако к тяжелым металлам, как говорил товарищ, не относятся). Сравним, значения твердости по шкале Мооса и радиус атома в пм:


Li - 0.6 - 152

C (графит) - 1.5 - 70

С (алмаз) - 10 - 70

Na - 0.5 - 227

Al - 3.0 - 143

K - 0.4 - 280

Ca - 1.5 - 231

Cr - 8.5 - 128

Fe - 4.0 - 126

Cu - 3.0 - 128

Ag - 2.5 - 172

Sn - 1.5 - 140

Pb - 1.5 - 180

Au - 2.5 - 166

Bi - 2.5 - 230

Если следовать логике комментатора, то с увеличением радиуса атома мы должны наблюдать прямую зависимость твердости от радиуса (ну или хотя бы корреляцию) в виде падения. Однако, даже видя разницу в твердости алмаза и графита (оба - углерод), становится ясно, что твердость не зависит от радиуса. Ну, или, сравним твердость меди и хрома (при одинаковом радиусе атома). Хотя хром считается самым твердым металлом (после вольфрама, конечно же). И надо сказать, что радиус атома у вольфрама равен 210 пм, а у того же свинца - 180 пм (должен быть тверже вольфрама, по логике оппонента).

Ещё со школьной скамьи мы помним, что твердость алмаза обусловлена особенностью строения кристаллической решетки. То же самое и с другими веществами.

Так вот, когда мы сжимаем в руках между собой два куска мягкого, пластичного материала (натрий, олово, серебро, пластилин, мокрая глина) происходит процесс диффузии поверхностных слоев друг в друга, где отдельные атомы сцепляются между собой всеми вышеперечисленными типами взаимодействий (Ван-дер-Ваальса, статическими, электромагнитными и т.д.). Думаю, что дело лишь в величине прикладываемой силы - так и два куска вольфрама соединить можно под хорошим прессом.

А если подходить с таких общих позиций, то можно объяснить все химически (или около того) явления:

- Вась, а почему натрий с водой реагирует?

- А это из-за радиуса атома.

- А почему белок денатурирует при нагревании?

- Это из-за радиуса атома.

И т.д. и т.п.

Но, в принципе, чего мне профану об этом рассуждать...

Подробнее можно про все взаимодействия почитать тут:

1. Бараш Ю.С. "Силы Ван-дер-Ваальса".

2. И.Г. Каплан "Ведение в теорию межмолекулярных взаимодействий".

3. J. Mahanty и B.W. Ninham "Dispersion Forces".

4. G. Plunien, B. Muller, W. Greiner "The Casimir effect".

Спасибо за внимание!

Заранее прошу прощения за допущенные ошибки в физической части (это не истина в последней инстанции все-таки, а я химик-органик по образованию).

Все замеченные неточности, ошибки и прочее по фактам прошу кидать в комменты со ссылками на авторитетные источники (а не тупо оскорблять и кидать в игнор).

Показать полностью 2 1
35

Вопрос к химикам - профессионалам! Как определить концентрацию в жидкости бензоата натрия или бензола вне лаборатории?

Добрый день, уважаемые химики!

Нужен ваш совет на тему "Как определить концентрацию бензоата натрия или бензола в маринаде"

Вопрос к химикам - профессионалам! Как определить концентрацию в жидкости бензоата натрия или бензола вне лаборатории? Бензоат натрия, Тест

Скажите пожалуйста, существуют ли тест наборы ( напр. тест - полосок) для проведения экспресс анализа (вне лабораторных условий и без применения хроматографов) концентрации бензоата натрия  или бензола  в жидкости на предмет превышения ПДК для продуктов питания.


Заранее благодарен

Александр М.

FoodInspector.ru

50

Сплавы и литьё токоотводов (Избранные главы технологии аккумулятора...2)

В продолжение темы. Прошло меньше недели, а контент внегодуэ... Простите, кого обидел.

Далее в своих постах я буду больше внимания уделять занудству научным аспектам и технологии нежели жизненным историям.Сегодня будет много теории...

Ранее мы заглянули в кабинет производства оксидного порошка (leady oxide). Сегодня предлагаю заглянуть в соседний кабинет, где происходит процесс литья решеток-токоотводов.

В зависимости от типа аккумулятора, разнятся дизайн, размер, масса и состав сплава. Но, в целом, требования и технология одинакова за некоторыми нюансами. 

Сплавы и литьё токоотводов (Избранные главы технологии аккумулятора...2) Химия, Аккумулятор, Немного занудства, Интересно узнать, Занимательно, Случай из жизни, Видео, Длиннопост

Функции и требования к сплавам

Токоотвод выполняет в аккумуляторе две функции:

1. Как понятно из названия, он представляет собой "кровеносную систему" АКБ, отводя к подключенному устройству генерируемый в результате электрохимических процессов ток;

2. Роль скелета на котором держится активная масса пластины.


В электрохимических процессах, обуславливающих работу аккумулятора, решетка участия не принимает.

Обычно, решетка составляет 40-50% от массы пластины. Существует даже расчетная формула, по которой можно понять, нормально ли вы подобрали соотношение масса решетки/активная масса. Условия, при которых работает аккумулятор воздействуют на токоотвод различными путями. Например, положительный токоотвод испытывает такие напряжения, при которых устойчивыми к окислению остаются только некоторые вещества. Помимо этого, электролит, используемый в аккумуляторе обладает коррозионными свойствами, что приводит в появлению коррозионного слоя с высоким омическим сопротивлением.

Поэтому, аккумуляторная промышленность предъявляет следующие требования к сплавам для токоотводов, мостов, соединяющих электрохимические ячейки в цепь и выводов к полюсам:


1. Механические свойства. Решетка должна быть устойчива к любым нагрузкам во время производственного процесса и дальнейшей эксплуатации аккумулятора. Однако, знаю, что есть токоотводы, которые производятся и из чистого ("мягкого") свинца. Но дальнейшая его обработка происходит на специальном оборудовании. Во время процесса заряд-разряд, пластины становятся то тоньше, то толще – как бы пульсируют. Причем процесс это протекает с разной интенсивностью по площади поверхности, что приводит к деформации пластины.


Таким образом, сплав должен обладать достаточной твердостью, высоким пределом текучести и сопротивлением ползучести, а также низким растяжением.


2. Литьевые свойства. Это актуально, в том случае, когда решетки производятся путем литья, а не штамповки, например. Главные критерии – хорошая текучесть расплава (влияет на заполняемость формы и цельность решетки) и относительно низкая температура процесса литья.


3. Коррозионная устойчивость. Как уже упоминалось выше, положительная пластина подвержена более высоким нагрузкам в процессе работы аккумулятора, чем отрицательная. Помимо деформации, положительная пластина подвержена коррозии, как следствие – образование слоя PbO, обладающего высоким омическим сопротивлением. Дальнейшее окисление слоя приводит к образованию оксида нестехиометрического состава PbOn (1 < n < 2), а затем и до PbO2. При переходе от PbO к PbO2 омическое сопротивление коррозионного слоя понижается. Таким образом, добавки к сплаву должны обеспечивать снижение образования коррозионного слоя и в то же время ускорять процесс окисления PbO.


4. Электрические свойства. Сплавы, применяемые для производства токоотводов должны обладать хорошей проводимостью.


5. Экономический аспект. Естественно, добавки к сплавам не должны оказывать сильного влияния на конечную стоимость продукции. Например, нецелесообразно использовать золото или платину в качестве добавок, несмотря на их свойства.

Влияние примесей.

Стоит сказать несколько слов о нежелательных примесях в свинце, используемом как для изготовления оксидного порошка, так и сплавов для токоотводов, которые влияют на работу аккумулятора.

Дело в том, что положительный токоотвод, подвергаясь коррозии, истоньшается и постепенно переходит в состав активной массы электрода. Поэтому и примеси находящиеся в нем также становятся частью активной массы. Кроме того, примеси на поверхности отрицательного электрода  могут служить точками понижающими перенапряжение выделения водорода, тем самым, способствовать повышенному газообразованию и потере воды. К таким примесям относятся:  Se, Ni, Te, Mn. Меньший эффект оказывают:  Sb, Cu, As, Fe, Cd. Не оказывают заметного влияния Bi, Ag, Zn.

Основные типы сплавов.

Надо сказать, что с самого начала промышленного производства аккумуляторов, состав сплава подбирался эмпирически, путем проб и ошибок. В итоге, в 1880-х годах было обнаружено, что вышеперечисленным требованиям более менее соответствует свинцово-сурьмянистый сплав. Содержание сурьмы в сплаве было близким к эвтектическому (10-12% по массе). Он легко поддавался литью, был достаточно прочным и обладал хорошими электрическими свойствами. Но у медали две стороны. Высокое содержание сурьмы (значение перенапряжения выделения водорода у которой меньше, чем у свинца), провоцировало обильное газовыделение и потерю воды. Из-за чего приходилось постоянно восполнять её уровень, т.е. обслуживать аккумулятор.

Но, так как, автомобиль стал приобретать все большее значение в человеческой истории, а темп жизни возрос - такие вещи, как обслуживание аккумулятора, стали недопустимы - возникла проблема создания малообслуживаемых или совсем необслуживаемых АКБ. Также, это оказалось актуальным и для стационарных батарей.

Для устранения вышеуказанных проблем, было решено снижать содержание сурьмы в сплаве и компенсировать другими веществами. Например, при снижении сурьмы до 4,5-6% по массе, снизились текучесть и твердость сплава. Это компенсировалось добавлением олова (0,15-0,2%) и мышьяка (0,15-0,2%). Для снижения коррозии добавлялось серебро (0,02-0,03%).

Таким образом, наметились два пути развития литейного дела:

1. Поиск новых составов сплава с низким содержанием сурьмы (<2,5%).

2. Поиск новых типов сплава для токоотводов (без сурьмы).

Свинцово-сурьмянистые сплавы таким образом поделились на четыре основные группы:


1. Свинцово-сурьмянистые сплавы с высоким содержанием Sb (9 - 12%). Эти сплавы содержат 85-100% эвтектической фазы. Имеют узкий диапазон кристаллизации. Используются для литья под давлением решеток для трубчатых положительных пластин, используемых в тяговых и стационарных батареях.

2. Свинцово-сурьмянистые сплавы со средним содержанием Sb (4 - 7%). Эти сплавы содержат 40 - 60% эвтектической фазы и имеют более широкий диапазон кристаллизации. Используются для положительных пластин тяговых батарей.

3. Свинцово-сурьмянистые сплавы для отливки мостов, коннекторов, выводов и т.д. (Sb - 2.9 - 4.0%).

4. Свинцово-сурьмянистые сплавы с низким содержанием Sb (1.0 - 2.7%). Содержат различные добавки для улучшения различных свойств: механических (As, Sn), литьевых (Sn, Se, S, Cu), коррозионных (Ag) и электрохимических (Sn, Bi). Эти сплавы содержат 1 - 15% эвтектической фазы и имеют широкие диапазоны кристаллизации. Используются во всех типах аккумуляторов.

История из жизни. (Оффтоп). Можно пропустить

Попросил меня как-то Зигизмунд поискать в литературе или на форумах информацию о том, как ускорить старение наших решеток, дабы поскорее после отливки брать их в дальнейшую эксплуатацию. Ок. После некоторых рекомендаций в Рунете и ряда неудачных попыток сделать это на практике, я спросил у Googl'а "Age-hadrening of lead alloys". На что гугл выдал мне следующее. Единственное, надо сказать, исследование в данной области. Правда, ещё был патент 1937 года, который оказался буллшитом. Когда я сказал об этом всем Зигизмунду, он выдал свою коронную фразу: "Ну, в литературе (читай первую строку абзаца) все херня, а вот практика - это другое"... Ах, да...Ещё он говорил, что решетка твердеет потому, что на ней образуется оксидная пленка.

Конец оффтопа.

Свинцово-кальциевые сплавы.

Несмотря на использование низкосурьмянистых сплавов, проблема газообразования, по-прежнему была актуальна, хоть и сведена к минимуму так, что процесс потери воды стал больше или равен времени жизни аккумулятора. Это не годилось для стационарных аккумуляторов, используемых телефонными службами, подводными лодками, и т.д. То есть там, где аккумуляторы могли стоять без работы годами в режиме ожидания. В 1937 году Харринг и Томас - сотрудники Bell Company Laboratory - ввели в эксплуатацию новый тип сплава - свинцово-кальциевый. Содержание кальция в бинарной системе было не выше 0,03%, однако, уже это придавало токоотводам большую коррозионную стойкость, но в то же время, ухудшило механические свойства. Кроме того, на структуру сплава влияла и технология литья токоотводов. Тем не менее, это не помешало занять свинцово-кальциевому сплаву лидирующие позиции в производстве стационарных батарей.

При попытке применить их в тяговых батареях наблюдался эффект падения емкости после 30-40 циклов глубоких разрядов. Казалось, что эффект связан с отсутствием сурьмы в составе положительного электрода, поэтому эффект так и назвали "Sb-free effect". Были попытки покрывать положительный токоотвод слоем сурьмы, однако время жизни аккумулятора в таком случае зависело только от толщины слоя. В итоге, свинцово-кальциевый сплав применялся только в стационарных батареях до конца XX века.

В конце XX века были изобретены VRLA (Valve-Regulated Lead Acid) аккумуляторы (они же герметизированные, необслуживаемые, гелевые). В первых из них применялись токоотводы из сплава свинец-кальций. Sb-free effect обнаружился снова. Тогда было решено вернуться к Pb-Sb сплаву для положительных электродов с пониженным содержанием Sb. Однако, это не помогло и стало понятно, что эффект обусловлен не отсутствием сурьмы, а какими-то электрохимическими процессами, протекающими на положительном электроде. Феномен получил название "Преждевременная потеря емкости" (Premature Capacity Loss - PCL).

В итоге появились два основных объяснения этого эффекта.

1. PCL-1 связан с процессами, протекающими на поверхности решетка|коррозионный слой|ПАМ (Положительная активная масса). Как говорилось выше, решетка подвергается коррозии и окисляется до PbO. Так вот в таких сплавах, как Pb-Ca или малосурьмянистые без лигатуры, дальнейшее окисление PbO не протекает и образуется тонкий слой оксида с высоким омическим сопротивлением. А при значительном содержании сурьмы или добавлении олова коррозия токоотвода ускорялась до PbO2 и омическое сопротивление падало.

2. PCL-2 эффект обусловлен изменениями в активной массе электрода, из-за которых возникает сопротивление между частицами ПАМ. Но он оказывает меньшее влияние, чем PCL-1 эффект.

Тогда-то и стало понятно, что небольшие добавки олова к сплаву улучшат его свойства. С тех пор, сплав свинец-кальций-олово прочно занял позицию основного материала из которого делают токоотводы для отрицательных пластин. Положительные производятся из свинцово-сурьмянистого сплава.Батареи, в которых используется описанная схема называются "гибриды" (а не потому, как у нас говорил один мастер, что крышечка зеленая, а коробочка желтая).

Узкий температурный интервал кристаллизации Pb-Ca-Sn сплава (1 - 3градус С) позволяют производить отливку при достаточно больших скоростях, или применять технологию непрерывного литья.

Свинцово-кальциевые сплавы традиционно делятся на три типа:

1. Свинцово-кальциевые сплавы с низким содержанием Ca (0.02 - 0.04%). Применяются для изготовления токоотводов для отрицательных электродов стационарных батарей. Добавляется небольшое количество алюминия.

2. Свинцово-кальциевые сплавы со средним содержанием Ca (0.06 - 0.10%). Применяется для отливки токоотводов для отрицательных пластин методом непрерывного литья для автомобильных батарей. Также добавляется соответствующее количество алюминия. Высокая скорость кристаллизации позволяет вести отливку при высоких скоростях.

3. Свинцово-кальциевые сплавы с высоким содержанием Ca (0.10 - 0.15%). Содержат большое количество алюминия. Используются в автомобильных АКБ.

Небольшая добавка алюминия к сплаву нужна для защиты кальция от окисления кислородом воздуха во время процесса литья. Авторы пишут, что алюминий образует на поверхности оксидную пленку, которая препятствует доступу кислорода воздуха к кальцию.

Мне лично не совсем тогда понятно, зачем добавлять алюминий в количестве пропорциональном содержанию кальция. Мб помимо пленки, там образуется более устойчивый к воздействию кислорода интерметаллид?

Процесс литья.

Простите, лучше картинку не нашел.

Сплавы и литьё токоотводов (Избранные главы технологии аккумулятора...2) Химия, Аккумулятор, Немного занудства, Интересно узнать, Занимательно, Случай из жизни, Видео, Длиннопост

Процесс литья в большинстве цивилизованных стран автоматизирован и нужен лишь оператор, обслуживающий машину.

Литьевая машина имеет в конструкции котел, где плавится нужный нам сплав. Далее, расплав при помощи насоса поступает в качающийся ковш (картинка внизу).

Сплавы и литьё токоотводов (Избранные главы технологии аккумулятора...2) Химия, Аккумулятор, Немного занудства, Интересно узнать, Занимательно, Случай из жизни, Видео, Длиннопост

Из ковша сплав подается в форму, состоящую из двух половин. Одна из них стационарная, а вторая подвижная. Под действием гравитации (поэтому такой метод называется гравитационным) сплав заполняет форму. Главными условиями качественной отливки являются: а) соблюдение температурных режимов на различных участках подачи сплава и формы (для каждого типа сплава они свои) и б) хорошее напыление (о чем подробнее ниже). После заполнения формы, сплав некоторое время остается там кристаллизуясь и охлаждаясь. Процесс кристаллизации - экзотермичный, поэтому излишки тепла отводятся от формы при помощи системы, в которой циркулирует вода. Форма одновременно и нагревается и охлаждается. При достижении заданного верхнего предела температуры, включается система охлаждения.

Затем, подвижная полуформа открывается и толкатели выдавливают отливку. Далее она подается на ножи, где обрезаются литники и уже потом попадает на столик готовой продукции.

Скорость работы полуавтоматической машины разная, зависит от типа сплава, конструкции машины. Но, в среднем 10 - 16 отливок в минуту.

Для автомобильных аккумуляторов - токоотвод отливается двойным, и, уже с нанесенной на него активной массой, разделяется; для тяговых и стационарных батарей отливаются одинарные токоотводы.

Сплавы и литьё токоотводов (Избранные главы технологии аккумулятора...2) Химия, Аккумулятор, Немного занудства, Интересно узнать, Занимательно, Случай из жизни, Видео, Длиннопост

Как я уже упоминал, для получения качественной отливки необходимо хорошее напыление формы. Роль напыления - снизить скорость рассеивания тепла, уменьшить трение расплава в литейной форме и обеспечить хорошее отделение токоотвода. (Начальник ещё говорил, что оно служит еще и для отведения воздуха из формы, но насколько мне известно, в конструкции самой формы есть специальные отверстия, но мб и так).

Для напыления используют пробковую муку или силикат натрия. При отливке слой напыления постепенно выгорает, что требует своевременного обслуживания.

Помимо этого существует литье под давлением. В основном, используется для отливки трубчатых пластин. Оно медленнее и геморнее, но, в принципе, все то же самое.

Ниже можно увидеть, как отливают токоотводы в Индии (ручным способом) и в Китае.

И на десерт видео непрерывного литья от американской компании Wirtz, которая и занимается, в основном, разработкой и производством оборудования для аккумуляторной промышленности. В Европе есть итальянская фирма Sovema. Ну и по Азии куча разных, косящих под две предыдущие.

Сплав, скорее всего кальциевый, т.к.  скорость намотки большая, а кристаллизуется он достаточно быстро. Отливается лента из решетки, которая тут же проходит закалку в холодной воде (повышает прочность), а затем наматывается на барабан. Через пару-тройку часов этот барабан ставится на пастирующую машину, но это совсем другая история...

Показать полностью 3 3
95

Как публикуются научные статьи

Как и обещал, в https://pikabu.ru/story/kak_rabotayut_nauchnyie_zhurnalyi_63...
хочу рассказать о том как происходит отбор и рецензирование публикаций в зарубежных химических журналах.

Когда ваша статья попадает в переодическое издание, первым делом с ней знакомится главный редактор (Chief Editor), вернее даже не с самой статьей, а с сопроводительным письмом, которое в обязательном порядке прикладывается к остальным материалам. Поэтому от качества этого документа очень часто зависит будет ли ваша статья рассматриваться дальше, или вас отошьют уже на первом этапе.

Если главный редактор счёл ваше описание интересным и подходящим тематике журнала, то он пересылает статью дальше, одному из редакторов журнала (Editorial board), который в свою очередь ознакомится не только с сопроводительным письмом, но и самой статьей и примет окончательное решение передавать ли ваш труд рецензентам. Редактора обычно выбирают таким образом, чтобы его компетенция была наиболее близка тематике вашей работы. Все редактора официально работают в издательстве и получают за это зарплату.

Третий этап самый долгий и самый важный, собственно на нем и определяется качество материала - это рецензия (peer review). Здесь редактор отправляет статью трем независимым рецензентам (peers), которые являются квалифицированными учеными в исследуемой вами области и будут очень внимательно изучать вашу работу и оценивать по множеству критериев, например, актуальность исследования, насколько понятно и научно подан материал, насколько правильно поставлены эксперименты и насколько обоснованы выводы из них и т.д.
По результатам рецензии, вы получите от каждого рецензента одну из трёх оценок:

1. Принять к публикации (и список мелких замечаний, которые вам нужно будет исправить, прежде чем ваша статья будет напечатана).
2. Принять к публикации, после исправлений (здесь уже будет больше вопросов на которые нужно дать обстоятельный ответ, возможно доделать какие-либо эксперименты и анализы. Если ваш ответ удовлетворит рецензента, то оценка поменяется, см. пункт 1)
3. Отказать в публикации (если рецензент находит много недочётов и ошибок, исследование не полное, не может подтвердить выводы экспериментальным материалом и т.д. и т.п. В этом случае вам придется значительно переработать материал, прежде чем отправлять его в этот или другой журнал. Список с вопросами и замечаниями также направляется автору)

Рецензенты в отличие от редакторов, не являются сотрудниками издательства и не получают за это материальных вознаграждений. То есть процесс рецензирования - это вопрос ответственности и саморегуляции научного сообщества, который работает уже около 350 лет и пока для него не видно какой-то альтернативы.

На основе отзывов рецензентов, редактор решает как поступить со статьей и в случае положительного ответа, вы получите от журнала последнюю версию вашей работы для финальной проверки (proofreading), после которой обычно изменения уже не принимаются.

На следующем этапе текст статьи верстают под оформление журнала, присваивают DOI (digital object identifier, представляющий из себя строку цифр и букв, состоящую из двух частей разделенных / и несущую информацию о том где найти объект, его имя и ассоциированный набор метаданных) и размещают онлайн, на сайте журнала.

Наличие последней стадии, зависит от того, есть ли у журнала печатная версия. Если ее нет, то все заканчивается на предыдущей стадии, где статья помимо DOI получит и другую информацию для цитирования (номер выпуска, номер тома, порядковый номер). Если же у издания присутствует бумажная версия, в таком случае для получения всех данных о своей работе, придется подождать, пока выпуск будет скомпонован и ваша работа займет в нем свое определенное место (обзаведётся номером выпуска и страницами).

Показать полностью
39

Поэзия и рецензия

Поэзия и рецензия Рецензия, Юмор, Поэзия, Английский язык

Перевод:
Розы - красные,
А лилии - синие,
Это стихотворение было коротким,
Но рецензент 3 попросил внести ряд исправлений, так нам пришлось процитировать ряд его стихотворений, а также изменить название стихотворения, перефразировать последние несколько рифм и заменить фиалки на лилии.

99

Избранные главы технологии аккумулятора с точки зрения химика.

Эта история случилась со мной. Имена заменены. Все совпадения с реальностью не случайны.


Работал на одном из заводов по производству аккумуляторов. Сначала работал лаборантом в химической лаборатории, а потом предложили уйти из лаборантов в инженеры-технологи по химической части. " Океей, почему бы и не попробовать": подумал я: "это в любом случае опыт - положительный или отрицательный, но опыт."


Моим начальником стал (свежеиспеченным, надо отметить) человек лет тридцати по имени Зигизмунд. Он, по его словам, имеет два высших образования, одно из которых химическое. За время моей работы в технологах происходил ряд забавных случаев, которые буду постепенно выкладывать, попутно объясняя некоторые моменты.


История 1. Зигизмунд и свинец.

Избранные главы технологии аккумулятора с точки зрения химика. Химия, Аккумулятор, Случай из жизни, Немного занудства, Занимательно, Интересно узнать, Гифка, Видео, Длиннопост

Если представить аккумуляторное производство ( да и, в принципе, любое другое) в виде многоэтажного здания, то каждый этаж будет представлять собой отдельный этап. Входной контроль сырья будет цокольным этажом. А на первом этаже расположены кабинеты производства решеток-токоотводов и кабинет производства оксидного порошка. Про токоотводы, сплавы к ним, требования к сырью и прочее, что я узнал из книг и статей, опишу в следующем посте (если это кого-то заинтересует).

Первое, что нам необходимо для создания аккумулятора - оксидный порошок (leady oxide по-английски). Представляет собой смесь PbO и остаточного металлического свинца Pb. Получают путём истирания в мельничных установках или методом распыления расплава в потоке воздуха -  т.н. Бартон-метод. У каждого из методов есть ряд своих преимуществ и недостатков. Так, например, оксид свинца имеет две модификации - тетрагональный- и орторомбический-PbO; первый переходит во второй при температуре около 490С. Для работы аккумулятора, как показывает практика, содержание орто-PbO не должно превышать 10-20% по весу (все зависит от дальнейшей технологии приготовления пасты). При использовании мельничного метода орто-PbO не образуется, в то время как, при использовании Бартон-метода его содержание в leady oxide варьируется в пределах 5-30% по массе.

На многих заводах Европы и Азии используют, в основном, мельничный метод.

Избранные главы технологии аккумулятора с точки зрения химика. Химия, Аккумулятор, Случай из жизни, Немного занудства, Занимательно, Интересно узнать, Гифка, Видео, Длиннопост

Мельничный комплекс. Справа-налево: (тройка - конвейер подачи свинца в котел, сам котел, карусель для отливки шариков/цилиндров), накопитель свинцовых шариков/цилиндров, мельничный барабан, система отвода и фильтрации оксидного порошка.

Работа мельничного комплекса устроена следующим образом. Оператор закладывает на конвейер свинцовые чушки, далее они попадают в плавильный котел и из него насосом расплав закачивается в карусель для отливки цилиндров высотой 20 мм или же шариков такого же диаметра. Затем, отлитые цилиндры/шарики поступают в башню-накопитель, где должны остыть до комнатной температуры (несмотря на водяное охлаждение карусели, цилиндры всё ещё достаточно горячи). После того, как температура в накопителе опустилась до допустимых значений цилиндры/шарики постепенно подаются во вращающийся барабан. Подача происходит порционно, по мере мере удаления оксидного порошка из реакционной зоны. Во вращающемся барабане цилиндры постоянно сталкиваясь между собой генерируют тепло и отшелушиваются в виде мелких частиц, которые окисляются в постоянном воздушном потоке. Температура внутри барабана регулируется путём впрыска воды, которая одновременно является катализатором окисления свинца. При достижении определенного размера, частицы уносятся потоком воздуха в фильтрационную систему. Более крупные отделяются и возвращаются обратно в барабан. Прошедшие же через фильтр крупицы попадают в силосную башню, где leady oxide постепенно ( в течение 3-4 суток) остывает, т.к. свежеприготовленный оксидный порошок, содержащий около 28% неокисленного свинца остается реакционноспособным.  

На стадии отливки  и хранения в накопителе свинцовых цилиндров случается неприятный момент - слипание цилиндров в крупные агломераты под весом вышележащих слоев. Мелкие агломераты проскакивают при открытии заслонки через узкую горловину из накопителя на конвейер подачи в барабан. А вот более крупные создают затор, что приводит к уменьшению количества реагента в барабане. Хорошо, если оператор находится рядом, а не ушел покурить на весь день.

Так вот в первую неделю на должности получаю задание от начальника: подумать, как это можно исправить. Дабы показать ему, что с этим никак не справиться, демонстрирую: беру два куска свинца с ровной поверхностью, соединяю их гладкими сторонами друг с другом и надавливаю с небольшим усилием. Они слиплись. На что Зигизмунд в присутствии рабочего с умным видом констатировал: "Это из-за радиуса атома."

Избранные главы технологии аккумулятора с точки зрения химика. Химия, Аккумулятор, Случай из жизни, Немного занудства, Занимательно, Интересно узнать, Гифка, Видео, Длиннопост

Это был мой первый воображаемый фейспалм.

Кстати, такой же "фокус" некогда показывал Александр Пушной. Если не ошибаюсь, то это можно назвать аутогезией, обусловленной диффузией под давлением.

Показать полностью 2 1
4111

Платиновый и Палладиевый слитки чистотой 99,97%

Проходил от универа практику на ОАО "НПК "СУПЕРМЕТАЛЛ" в Зеленограде, так выглядит их продукция.

Цена платинового слитка ок 8,4 млн руб

Цена палладиевого - 4,3 млн руб

Размер слитков примерно с хозяйственное мыло


P.S. жаль фотика лучше не было

Платиновый и Палладиевый слитки чистотой 99,97% Платина, Слиток, Завод, Продукция, Химия, Драгметаллы, Палладий, Лига химиков

(куски металла способные изменить твою жизнь)

4029

Логотип кафедры аналитической химии

В общем попросили на кафедре аналитической химии им логотип сделать. Чтоб на документы вместе с эмблемой университета, и т.п., все дела... Преподавательский состав на большую долю из лиц еврейского происхождения... короче это первое, что мне пришло в голову:

Логотип кафедры аналитической химии Логотип, Химия, Лига химиков, Юмор, Евреи, Кошерно
2837

Абсолютный спирт и как его добыть

Довольно часто встречаю людей, которые искренне удивляются, когда я им рассказываю про 100%, он же абсолютный спирт. Ну и после очередного случая решил я запилить пост, может, кому-то это будет интересно и я подумаю, чем можно ещё будет поделиться.

Итак, все знают про 96% спирт и мало кто видел 100%, а кто-то и вовсе утверждает, что таковой не существует и получить его нельзя. Однако он вполне себе есть и используется для распития его в лаборатории узких целей химиков ;)
От куда взялось утверждение, что есть только 96% спирт? Дело в том, что это спирт максимальной крепости, который можно получить обычной перегонкой, далее пары спирта, конденсирующиеся на холодильнике обладают такой же объёмной долей спирта, что и в кипящей жидкости, т.е. спирт с водой образует азеотроп и воду от спирта уже отделить перегонкой не получается. Что же делать?
Выходов на самом деле несколько. Можно связать эту воду специальными веществами - осушителями, а можно, например, отогнать азеотропной перегонкой с бензолом, как сегодня делал я.
Итак, у нас есть 100мл 96% спирта, т.е. там есть 96мл желаемого нами спирта и 4 мл воды (это если упростить, на самом деле, если смешаете 40мл спирта и 60мл воды, у вас не будет 100 мл водки, будет немного меньше).  Что мы делаем? Мы добавляем в эту смесь ещё и бензол, который будет выкипать с некоторой частью воды и спирта. Самое главное воды!

Абсолютный спирт и как его добыть Химия, Наука, Спирт, Лига химиков, Длиннопост

Затем мы надеваем на колбу специальную насадку Дина-Старка типа такой:

Абсолютный спирт и как его добыть Химия, Наука, Спирт, Лига химиков, Длиннопост

У меня она выглядит так:

Абсолютный спирт и как его добыть Химия, Наука, Спирт, Лига химиков, Длиннопост

Затем холодильник и доводим смесь до кипения. Получается что-то примерно такое:

Абсолютный спирт и как его добыть Химия, Наука, Спирт, Лига химиков, Длиннопост

Что у нас происходит? Вода со спиртом смешивается неограничено, а вот с бензолом вполне себе неочень. Вода, спирт и бензол испаряются и конденсируются на холодильнике, смесь остывает вон в том аппендиксе в специально предусмотренном резервуаре насадки и смесь расслаивается, вода остаётся снизу, а бензол со спиртом, переливаясь, возвращаются обратно в колбу.

Абсолютный спирт и как его добыть Химия, Наука, Спирт, Лига химиков, Длиннопост

У нас должно быть где-то 4мл воды вот и ждём, пока они наберутся, а затем просто выльем ненавистную воду и смесь спирта с бензолом, а себе оставим 100% этиловый спирт. :) Пить его ненужно, т.к. сожжет всё, да и после бензола всё же. Где же его используют? Используют его, например, в органическом синтезе, где вода (даже та, что в воздухе) означает смерть желаемому продукту. На этом у меня всё, надеюсь, было интересно.

Показать полностью 5
5226

На волне о ТБ

Довелось когда-то некоторое время проучиться на химфаке. По поводу дня химика всегда собирались студенты в главной аудитории и внимательно слушали, как наш преподавательский состав рассказывал свои истории-напутствия, выдавали грамоты и нечто подобное.

Один из доцентов поведал нам о своих студенческих годах. У него в университете был профессор, которому не посчастливилось остаться с одним глазом. Новых студентов просто распирало невиданное любопытство. Как же так получилось? В один день на эту загадку пролился свет. Этот пожилой профессор сказал:"Когда вы заходите в лабораторию и на вас что-то капает сверху, НИКОГДА не стоит сразу смотреть наверх. В первую очередь нужно сделать шаг назад, и только потом искать причину утечки".

Вот такая вот история, которая в памяти прочно закрепилась.

6633

Растворы красителя, как доказательство абсурдности гомеопатии

Растворы красителя, как доказательство абсурдности гомеопатии Гомеопатия, Раствор, Химия, Лига химиков, Красители

В пробирке 0С содержится органический краситель

1С - раствор, концентрацией 1 моль (6,02214·10^23 молекул на литр)

2С - концентрация 0,01 моль (6,02214·10^21 молекул на литр)

3С - 0,0001 моль (6,02214·10^19 молекул на литр)

4С - 0,000001 моль (6,02214·10^17 молекул на литр)

5С - 0,00000001 моль (6,02214·10^15 молекул на литр)

6С - 0,0000000001 моль (6,02214·10^13 молекул на литр)

Таким образом концентрация красителя в растворе 6С меньше в 10 000 000 000 раз по сравнению с раствором 1С, при этом он полностью неотличим от воды.

Если бы мы пошли еще дальше, то раствор с концентрацией 1 молекула на литр, обозначался бы значением 11,89С.

Раствор с обозначением 40С, содержит одну молекулу на объем всей наблюдаемой нами Вселенной, но это не мешает таким "препаратам", как Оциллококцинум ставить обозначение в 200С...

2485

Ода человеческой тупости или как взвод дураков город взорвал.

Говорил я тут недавно с одним знатоком пива по имени @Urobeeros о ТБ и малоадекватных личностях. Между делом я вспомнил один случай из истории человечества, который иллюстрирует теорию Дарвина, причём приспособляемость у человека напрямую связана с кругозором.

Человечество на протяжении всей своей истории имеет дело с разрушением. Для того, чтобы разрушать эффективнее изобретаются всё новые методы и орудия. Но настоящим прорывом стало изобретение пороха, которое случилось много тысяч лет назад. Даже в Европе с дымным порохом знакомы многие сотни лет. Вот так выглядит выстрел из оружия, при использовании дымного пороха, думаю понятно, почему от него отказались, в пользу бездымного.

Ода человеческой тупости или как взвод дураков город взорвал. Длиннопост, Взрыв, Химия, История, Германия, BASF, Техногенная катастрофа

Все фото взяты из гугла.

В дальнейшем появлялись новые виды взрывчатки, но нас интересует именно чёрный порох, поскольку в его состав входит селитра, а именно нитрат калия. Селитры бывают разные, все они являются нитратами, то есть солями азотной кислоты и разных металлов или аммиака, и названия они носят по первой части: калийная селитра, бариевая и пр. Все они являются сильными окислителями, если утрировать, то поддерживают горение.

Затем, в 1863 году, изобретают тротил, а в 1899 аммонал. Про этих двоих, я думаю, слышал каждый из вас. Уточню, что аммонал - взрывчатое вещество в основе которого находится аммиачная селитра (секрета тут нет, состав аммонала без спецификаций можно даже на википедии прочитать), а для его детонации используют как раз тротил.

А теперь перейдём к самому соку истории. С 1865 года на нашей планете существует крупная (одна из крупнейших) химическая корпорация BASF. Начиналась она в Германии, и первые склады тоже были там. В числе прочего, компания производила аммиачную селитру, доподлинно неизвестно, для удобрений или военных целей (мои догадки, что второе, потому что для удобрений она нужна в гранулах, а военным - порошком). Хранилась селитра в танках, подобных этому.

Ода человеческой тупости или как взвод дураков город взорвал. Длиннопост, Взрыв, Химия, История, Германия, BASF, Техногенная катастрофа

Точные цифры я не нашёл (плохо искал), по данным русских источников там было от 4 до 12 тысяч тонн селитры, по немецким источникам, которые я смог прочесть - от 400 тонн. На самом деле точные цифры не так важны, достаточно сказать, что было её дофига, в чём вы скоро убедитесь. Утром 21 сентября 1921 года группа рабочих должна была вынести селитру со склада в городе Оппау на юге Германии, но она, за время хранения, основательно слежалась в плотный монолит. Умные работники (тут могла быть картинка со смекалистым парнем, вот настолько они умные) решили, что колоть многие сотни тонн монолита кирками им западло. Поэтому они  набурили углублений и заложили в них тротил, дабы раздробить сразу весь монолит. Чуете, чем попахивает? Вот именно:

Ода человеческой тупости или как взвод дураков город взорвал. Длиннопост, Взрыв, Химия, История, Германия, BASF, Техногенная катастрофа

Все здания в Оппау были разрушены либо повреждены, сдуло с рельс трамваи, пострадали два соседних городка. В общей сложности пострадало несколько тысяч человек, 561 погиб. В 80-километровом радиусе выбило окна, а толчки землетрясения чувствовались в окрестностях Мюнхена и даже во Франции. Этот взрыв признан одной из крупнейших техногенных катастроф в истории мира. А всё из-за того, что разнорабочие были уверены, что лучше начальства всё знают, а кирками им работать сказали из вредности.

Кругозор расширять никогда не поздно и всегда полезно. Тогда подобных бед можно было бы избежать. Ведь те рабочие тоже могли знать про селитру и аммонал, ведь они  же работали в этой компании, могли и нахвататься знаний, если бы было желание, и химики с рабочими общаются, и литература в доступе. Ну или хоть инструкцию ТБ могли запомнить.

И да пребудет с вами мудрость.

Показать полностью 2

Что подарить самому себе на Новый год

Скоро Новый год и 10 дней отдыха. Ждешь их с самого летнего отпуска, но все равно они приходят неожиданно, как зима. Приходится сидеть дома и судорожно придумывать себе занятия. После бурного празднования фантазия часто работает с трудом, поэтому мы подобрали для вас разные гаджеты, которые помогут скрасить безделье и подарят ощущение, что праздники прошли не напрасно. Все эти товары можно купить в рассрочку, чтобы не потратить перед Новым годом все деньги, а после праздников не выплачивать проценты по кредиту.


Телевизор Samsung UE40NU7100UXRU

Что подарить самому себе на Новый год Длиннопост

Какие новогодние праздники без трехкратного просмотра «Иронии судьбы», бешеного свайпа между однообразными голубыми огоньками и безостановочного просмотра всех частей «Гарри Поттера» с «Властелином колец» с похмелья? Оправдать ваше поведение может только желание затестить новый телевизор.


Стоимость: 7740 рублей в месяц

Период рассрочки: 4 месяца

Магазин: 123.ru


Ноутбук HP Pavilion Gaming

Что подарить самому себе на Новый год Длиннопост

Начало января — то самое время, когда все купленные за год игры наконец пригодятся. Здорово, если машина, на которой вы в них рубитесь, не будет зависать и воровать драгоценные секунды. Ноутбук в этом смысле практичнее приставки: он точно будет полезен и после праздников.


Стоимость: 14 587 рублей в месяц

Период рассрочки: 4 месяца

Магазин: Just.ru


Смартфон Meizu 16th

Что подарить самому себе на Новый год Длиннопост

Новый телефон — это не только счастье от новой покупки, но и два-три дня вздохов, как же все неудобно и непривычно. Лучше делать это не в рабочем цейтноте, а в длинные праздники, когда можно углубиться в настройки геолокации или поговорить по душам с андроидными аналогами Siri и Алисы.


Стоимость: 6832 рубля в месяц

Период рассрочки: 6 месяцев

Магазин: Meizu


Портативная кофемашина

Что подарить самому себе на Новый год Длиннопост

Крайне актуальный гаджет для сложного периода праздников: когда просыпаешься часа в 2-3 дня, очень сложно заставить себя встать с кровати. Портативная кофемашина может спасти: если вечером подготовиться, выпить кофе можно будет прямо в постели с утра. Девайс станет еще более востребованным, когда праздники закончатся. После сна, перед выходом из дома, по дороге на работу, на работе и дальше — в первые рабочие дни доза кофеина пригодится везде.


Стоимость: 1797 рублей в месяц

Период рассрочки: 3 месяца

Магазин: Madrobots.ru


Гриль Bork G802

Что подарить самому себе на Новый год Длиннопост

Самый грустный момент январских каникул — когда одновременно заканчиваются оливье, мимоза и мандарины. С новым электрогрилем вы его не просто переживете с достоинством, но и, возможно, будете ждать с нетерпением. Конкретно этот гриль даже не заставит вас напрягаться: там можно выставить желаемую степень прожарки стейка — rare, medium rare, medium и well done, причём для каждого вида мяса отдельно.


Стоимость: 8313 рублей в месяц

Период рассрочки: 6 месяцев

Магазин: Bork.


Умные часы Xiaomi Mi Band 3

Что подарить самому себе на Новый год Длиннопост

Тот день, когда совесть вас окончательно съест за бесконечный гедонизм, непременно настанет ближе к концу праздников. Придется долго искать кроссовки или даже лыжный костюм и выходить на улицу. Заодно и иссякающий запас продуктов пополните. Умный браслет, который всё расскажет о вашей спортивной форме, станет дополнительным аргументом, чтобы провести хотя бы один день более здорово (куда поставить ударение в этом слове, решите после тренировки).


Стоимость: 465 рублей в месяц

Период рассрочки: 6 месяцев

Магазин: Хорошая связь


Фотоаппарат Nikon D3400

Что подарить самому себе на Новый год Длиннопост

Если вы задаетесь вопросом, зачем вам зеркалка в праздники и эпоху инстаграма, то вот ответ: в D3400 встроено приложение Nikon SnapBridge, которое автоматически, прямо во время съемки, загружает фотографии на ваш смартфон. Надо же создавать впечатление у друзей, что ваши праздники проходят активно и насыщенно.


Стоимость: 4998 рублей в месяц

Период рассрочки: 6 месяцев

Магазин: Яркий фотомаркет


Комплекс для кошек Trixie

Что подарить самому себе на Новый год Длиннопост

Порадовали себя — порадуйте и ваших сожителей. Возможно, тогда ваша кошка будет ласковее, теплее и игривее и скрасит вам десять дней безделья получше всех этих девайсов выше.


Стоимость: 5049 в месяц

Период рассрочки: 4 месяца

Магазин: Goods.ru

Что подарить самому себе на Новый год Длиннопост

Как купить все это в рассрочку и не переплатить


Что такое рассрочка? Это когда вы оплачиваете товар деньгами банка, а потом возвращаете сумму равными платежами в течение нескольких месяцев. Без процентов: купили за 10 000 рублей — вернули 10 000 рублей.


Все товары из этого поста можно купить в рассрочку с картой Тинькофф Платинум. Доступны предложения от 81 магазина-партнера в категориях «Электроника», «Авто», «Дом и ремонт», «Одежда и обувь», «Медицина» и «Путешествия».


А к Новому году мы дарим вам год бесплатного обслуживания карты Платинум. Оформить карту можно здесь.

Показать полностью 8
pixel
Отличная работа, все прочитано!