Селитра без азотной кислоты, получение в домашних условиях.

[akula]

Нет, бихромат не добавляю, всё делаю по рабоче-крестьянски - вода, хлорид калия и всё.

Первый этап это подбор надёжной и простой аппаратной схемы. Для этого пришлось полазить по свалкам.

Собрал, включил, Тьфу*3, работает.

Теперь можно уделить внимание тому, что делается там внутри.

Пока оно булькает, я подсчитаю общее время работы и сколько тока оно уже съело.

Расчёты займут многа цифер, что насчитаю, всё сюда.

В итоге я хочу найти нечто, из которого станет ясно, сколько времени потребуется на переработку 100 г KCl при токе в сколько-то там Ампер.

Есть пример с NaCl, по аналогии попробую переделать для KCl.

В конце процесса, раствор должен содержать не менее 10 % KCl, насколько я помню.

Также, есть мысль в хлоропоглотитель вместо раствора Na2CO3, который стоит денег, напихать алюминиевых банок, которые даром и посмотреть, что будет.

Хочу Вам дать небольшой совет.Получите сначала хлорат НАТРИЯ.Затем обменной реакцией получите хлорат КАЛИЯ.Для чего это.Во-первых хлорат натрия хорошо растворим в воде,т.е можно приготовить более концентрированный раствор, путем выпаривания.И во-вторых 100% использование хлорида калия.

[kobin]

в природе происходит микробиологическое окисление аммиака под действием ферментов бактерий, вначале до нитритов, затем до нитратов. Неиобходимо иметь в виду, что в этом процессе концентрация аммиака должна быть очень низка, так как высокая концентрация приводит к гибели микроорганизмов.Без земли обойтись нельзя. Реакция не пойдёт сама ни при каких условиях, тем более что вы закрыли стакан, значит нет доступа кислорода, и даже если бы там жили нитрифицирующие бактерии- без кислорода они бы не превратили аммиак в азотистую и азотную кислоты.Попробуй уменьшить концентрацию аммиакак раз в 20- 50 и добавь земли. через несколько дней попробуй обнаружить нитрат-оны общими аналитическими методами.

[mastersam]

в качестве хлорпоглотителя лучше использовать горячий раствор поташа(K2CO3), тогда в поглотителе будет хлорат накапливаться. Нечто подобное можно с содой попытаться сделать

[Flamin]

Электролизёр был остановлени на сутки, заглянул, ничего интересного не увидел, кроме графитового ила на дне.

Посчитал, суммарное время работы электролизёра на данный момент = 165 часов (6,875 суток). Маловато будет.

Выключаю его периодически через сутки-трое, т.к. нет защиты по температуре и току, трансформатор за сутки нагревается до 48-50*С, охлаждение пассивное (сверху алюминиевый радиатор).

Затем через сутки включаю снова, электролит в банках постепенно нагревается до ~40*С.

Напряжение: 16 В (меняется в диапазоне 15,5-16 В), ток уменьшился до 0,5 А (меняется в диапазоне 0,5-1,5 А).

Вероятно, из-за разрушения графитовых электродов. Они в процессе электролиза расслаиваются, тем не менее, их механическая прочность в таком виде позволяет вести процесс дальше, т.к. они в цилиндрических полипропиленовых корпусах из которых через отверстия на дно сыпется только графитовый ил.

В процессе электролиза вода из электролита испаряется или улетает в виде газов.

Хорошо бы улавливать хлор в склянку с водой, а затем доливать эту воду обратно в электролит.

А после чтобы стоял поглотитель с Na2CO3, Ca(OH) или K2CO3.

С начала работы электролизёра, я улавливал хлор раствором Na2CO3, сегодня раствор слил, посмотрю, как он моет сантехнику.

Вместо него разрезал три алюминиевых банки по 500 мл. (17 г. алюминия каждая) и поместил в поглотитель.

Электролиз NaCl на данном этапе не годится, т.к. индикатором образования хлората будет выпадение малорастворимого кристаллического осадка KClO3, из насыщенного при 30*С раствора KCl.

А я сейчас как раз хочу выяснить, образуется ли он, через какое время и сколько.

После этого можно экспериментировать дальше.

[Flamin]

Тут приведены расчёта для NaCl:

 

Скорость получения продукта:

Время превращения хлорида в хлорат зависит от тока и эффективности. Эффективность электролизеров сильно варьируется, поэтому точное время производства рассчитать не представляется возможным. Тем не менее полагая эффективность равной 100%, время производство можно вычислить примерно. Как показано в теории, при оптимальном пути процесса для образования 1 моль хлората требуется 6 фарадей заряда. Один фарадей - заряд соответствующий одному молю электронов, то есть произведение заряда электрона на число Авогадро: (1,6*10-19)* (6,03*1023) = 96480 Kл, поскольку 1А соответствует протеканию одного кулона в секунду, то один фарадей соответствует 96480/3600 = 26,8 A*ч. В нашем случае для производства одного моля хлората требуется 6 фарадей, т.е 160,8 ампер-часов (АЧ). Так к примеру если электролизер содержит 100 грамм хлорида натрия и эффективность полагается 100%-ной, то для преобразования потребуется : (100/58,6)*160,8 = 274,4 АЧ. А если к примеру, через электролит протекает ток силой 3 ампера, то на преобразование потребуется 274,4 / 3 = 91,47 часа (91 час 28 мин).

 

Сейчас прикину для сколько надо для KCl:

У меня есть 453г. KCl, Ток 1 А.

Т.е. электролизер содержит 453г. KCl и эффективность полагается 100%-ной.

Для преобразования потребуется:

(453 г. KCl/74.55 г/моль)*160,8 А*ч = 977,09 А*ч;

 

Через электролит протекает ток силой 1 ампер, на преобразование потребуется:

977,09 А*ч, или 40,71 суток.

 

// Примечания:

Реально времени на преобразование KCl->KClO3 потребуется меньше, что связано с тем, что КПД электролизёра меньше 100% и в конце электролит должен содержать остаток KCl.

 

Время удобно считать при помощи:

Калькулятора времени, 215Kb.

Онлайн-калькулятора времени

 

Молярные массы:

KCl - 74.5513 г/моль

NaCl - 58.4427 г/моль

 

Остановил электролизёр на ремонт.

Всего прошло: 177 часов и 23 минуты (в сумме это примерно 7 суток).

На дне электролизёра графитовый ил, кристаллов не наблюдаю.

Графитовые электроды в одной из банок стали разрушаться, я их заменил.

На поверхности слоя силиконовой обмазки, у одного из электродов, которая прикрывала медную клемму и нержавеющий шуруп, показалась ржавчина.

Пришлось её удалить и нанести новую. Сейчас застывает.

Температура магнитопровода трансформатора при окончании электролиза = +48-50*С.

Алюминий в хлоропоглотителе стал чуть зметно корродировать на срезе.

 

Узкие места:

1. Слабый источник тока, необходимость его принудительного охлаждения;

2. Стойкость графитовых электродов ~ 7 суток.

[Termoyad]

Применяйте коксовые аноды и раствор хлоида кальция. И блок питания от компа. 2 литра раствора, 14 дней электролиза - и пара килограммов бертолетки ваша. Очистить не забудте.

[Flamin]

Ага. Кокс, стало быть, механически прочнее.

Я уже подумал намотать трансформатор типа сварочного.

Попробую для начала снова блок питания от компа, там охлаждение есть.

Может увижу какую разницу.

В электролите только хлористый кальций ?

Сколько ?

А потом обменная реакция с KCl ?

[Flamin]

Подключил вместо трансформатора комповый блок питания.

Схема та же: выход 12 вольт на две последовательно соединённые банки.

Выдаёт ~11,5 вольт и ~0,1 А., т.е. ещё меньше, чем было.

Оставлю до утра, хотя скорее всего, картина по току останется без изменений.

[antabu]

Что-то ток слишком мал. Надо грубо тестером определить падение напряжения на каждом участке цепи (+ источника - анод первой банки; анод - раствор и т.д.)

[Flamin]

Пощупаем.

При подключении банок к 12 В компового блока питания (последовательно) ток был мал и не менялся.

Включил параллельно. Напряжение 11,1 В, ток увеличился до 1,5 А, затем до 1,9 А затем снизился до 1 А.

Щас стабильно 1 А.

// Если подключить параллельно к выходу компового БП на 5 В, то сила тока составит 0,5 А.

// Если запитать одну банку от трансформатора, при напряжении 16 В, сила тока увеличивается до 4 А.

Ага. С ростом напряжения растёт сила тока, нагрев электролита и разрушение электродов.

При 11,1 В компового БП процесс идёт стабильно и температура держится на отметке +40.

Так и оставлю до конца недели.