Закись азота с кислородом

[Libez]

Доброго времени суток.

 

Задаю тут вопрос, т.к. в химии полный "ноль"!

 

Необходимо поместить в баллон, объёмом один литр, смесь закиси азота и кислорода. (Баллон из стали либо алюминия с рабочем давлением 150 бар, баллон на фото)

Закись азота будет браться из 10 литрового баллона который наполнен на заводе в Череповце. Кислород медицинский из 40 литрового баллона.

Суть в том, что в баллон объёмом один литр, хочется поместить закись азота в сжиженном состоянии, ну а кислород в газообразном состоянии (т.к. у кислорода в сжиженном состоянии давление бешенное, да и не купишь его)

 

В литровый баллон хочется залить примерно 500-600 грамм закиси азота... 

 

На выходе из баллона через редуктор хочется получить газовую смесь 70-80 % закись азота, 30-20 % кислорода.

 

Вопрос заключается в том, что можно ли это всё реализовать, и будет смешиваться газ внутри баллона.

 

Знаю только одно, что закись азота имеет давление при комнатной температуре примерно 40 бар, если кислородом в этом же баллоне поднять давление до скажем 100 бар, не получится ли так, что при открывании редуктора будет сначала выходить кислород, а потом когда давление упадёт до 40 бар, начнёт выходить закись азота?

 

P.S. Смешивать закись и кислород в баллоне в газообразном состоянии не интересно, т.к. объём газовой смеси на выходе получается очень невелик, а интересует только литровый баллон с газовой смесью.  

Заправлять баллон можно станцией для зарядки углекислотных баллонов.

 

Заранее благодарен за ответ! 

[yatcheh]

  В 23.04.2015 в 15:14, Libez сказал:

 

Необходимо поместить в баллон, объёмом один литр, смесь закиси азота и кислорода. (Баллон из стали либо алюминия с рабочем давлением 150 бар, баллон на фото)

В литровый баллон хочется залить примерно 500-600 грамм закиси азота... 

На выходе из баллона через редуктор хочется получить газовую смесь 70-80 % закись азота, 30-20 % кислорода.

 

 

Тут надо критические свойства закиси азота учитывать. Его критическая температура 36.5С, т.е выше этой температуры он ни при каких условиях не будет жидким. Критическое давление - 72 атм. При подкритических условиях (20С) - может быть и 40, но в любом случае - очень лабильная система. Но самое интересное - это критическая плотность, а она всего-то 0.45 г/л. При 20С она будет, канешно больше, но вряд ли больше 0.6. То есть - 500-600 г жидкой критической закиси азота и займут почти весь литр объёма. Если при 150 атм плотность закиси будет 0.7 - для кислорода останется 150-200 мл свободного объёма. Парциальное давление кислорода при максимальном общем давлении 150 атм составит максимум 110 атм, что даёт даже в приближении идеального газа 0.2*110/22.4*32 = 30 г кислорода против 500 г закиси, а фактически будет вдвое меньше. Количество закиси в баллоне надо уменьшать как минимум вдвое. 

 

Вторая проблема - даже если поместить нужную смесь в баллон, закись при давлении 150 атм будет находится в сильно подкритическом состоянии, и у неё будет заметная температура испарения. При интенсивном отборе смеси будет обогащение кислородом. То есть - в начале пойдёт нужная смесь, потом обогащённая кислородом, потом - по мере снижения парциального давления кислорода, смесь начнёт переобогащаться закисью. Когда в баллоне одновременно газ и жидкость удержать состав по-любасу не удастся, даже при медленном отборе. Давление кислорода будет равномерно падать (ибо - газ), а давление закиси - сохраняться (ибо - жидкость) , и состав смеси будет все время плыть.

 

Это конечно все - грубые прикидки. Скажем - как учесть растворение кислорода в закиси азота при таких давлениях? А это может быть существенным. Тут надо искать конкретные сведения по этой системе. Они есть - сто пудов. Вот только где их найти...

Изменено 23 Апреля, 2015 в 18:05 пользователем yatcheh

[MSteam]

Может есть возможность использовать два баллона и смеситель типа как тот что газосварщики используют?

Можно будет подвать в любой пропорции.

[Вадим Вергун]

Наилучший выход - загонять давление при котором оба вещества газы. Бар так 70.

[yatcheh]

  В 23.04.2015 в 17:23, yatcheh сказал:

закись при давлении 150 атм будет находится в сильно подкритическом состоянии, и у неё будет заметная температура испарения. 

 

Херня полная. Ты гонишь. Это надо только закись так сдавить. Если подкачивать кислород, парциальное давление закиси как было 40 бар, так и останется. 

Тут можно с другой стороны подойти. Надо загнать 500 г закиси азота и 170 г кислорода (30%об) в литровый баллон. Итого - 670 г вещества. Один кислород в таком объёме уже даст 120 бар давления (фактически - больше) и куда там поместить ещё 500 г вещества (пусть даже жидкого) - это большая проблема.

 

Короче - надо втрое уменьшить загрузку. 180 г закиси и 75 г кислорода - это будет более-менее реально.

Изменено 23 Апреля, 2015 в 20:44 пользователем yatcheh

[slon430]

  В 23.04.2015 в 20:12, yatcheh сказал:

Херня полная. Ты гонишь. Это надо только закись так сдавить.

Интересный метод. Мозговой штурм псевдоиндивидуальными участниками. Нужно будет взять на  вооружение))

[Художник67]

 

  В 23.04.2015 в 19:37, Вадим Вергун сказал:

Наилучший выход - загонять давление при котором оба вещества газы. Бар так 70.

 

  В 23.04.2015 в 20:12, yatcheh сказал:

 Короче - надо втрое уменьшить загрузку. 180 г закиси и 75 г кислорода - это будет более-менее реально.

 

Ну как то так, да. Это откатанная технология, пусть автор поинтересуется о процентном отношении газов заполняемого стандартного медицинского баллона, и все дела. Чего велосипед изобретать? 

 

  В 23.04.2015 в 15:14, Libez сказал:

На выходе из баллона через редуктор хочется получить газовую смесь 70-80 % закись азота, 30-20 % кислорода.

 

...

 

Смешивать закись и кислород в баллоне в газообразном состоянии не интересно, т.к. объём газовой смеси на выходе получается очень невелик, а интересует только литровый баллон с газовой смесью.  

Заправлять баллон можно станцией для зарядки углекислотных баллонов.

 

Что то не пойму, в чём проблема. Смешивайте в нужной пропорции, да и закачивайте под давлением, насколько баллон позволяет. 

 

Объём на выходе маловат, тогда меняйте баллон на более толстостенный, станцию зарядки меняйте. на более мощную.

Изменено 24 Апреля, 2015 в 07:43 пользователем Художник67

[Вадим Вергун]

Если не секрет, смесь для медицинских целей?

[Митя]

  В 24.04.2015 в 08:00, Художник67 сказал:

 

 

 

 

Ну как то так, да. Это откатанная технология, пусть автор поинтересуется о процентном отношении газов заполняемого стандартного медицинского баллона, и все дела. Чего велосипед изобретать? 

 

 

У них это выглядит так, а у нас просто в одной будке баллоны с кислородом, а в соседней - с закисью.

[Libez]

  В 24.04.2015 в 13:54, Вадим Вергун сказал:

Если не секрет, смесь для медицинских целей?

Смесь для коммерческих целей.  Грубо говоря для изготовлении кондитерских изделий и коктейлей.

  В 23.04.2015 в 18:34, MSteam сказал:

Может есть возможность использовать два баллона и смеситель типа как тот что газосварщики используют?

Можно будет подвать в любой пропорции.

К сожалению возможности такой нет.