Синтез хлоратов и перхлоратов

Nec> А покупной гипохлорит (белизна) не пробовали электролизу подвергать?

Не интересовался даже.
1. Экономится всего один электрон из четырёх.
2. Фиг знает, какая чистота.
3. Он вонючий и едучий.
4. Его надо отмерять весами.
А с солью я делал насыщенный раствор, который легко отмеряется объёмом, а не весом.
И соль мирная.

Nec> Конечная цель, конечно, перхлорат

Я в какой-то момент утомился делать из ПХН ПХА — растворы переливать, то-сё.
И стал электролиз вести только до хлората. И сухой хлорат складировать.
Чтобы "если вдруг надо будет срочно ПХА", то 3/4 электронов уже сделано.
Так хлорат и лежит, "на всякий случай".
Рыжий от хрома.

Xan> Рыжий от хрома.


Конечно если делать 1000 кг то я понимаю, но для нескольких кг зачем экономить электроэнергию...

Когда-нибудь подсчитывали, сколько (денги) экономите на электроэнергии на килограмм ПХ - около 3-4 кВтч? Стоит ли всех усилий с хромом?

П.с. ообщение было адресовано широкой публике, не личному.

Xan>> Рыжий от хрома.
pinko> Конечно если делать 1000 кг то я понимаю, но для нескольких кг зачем экономить электроэнергию...
pinko> Когда-нибудь подсчитывали, сколько (денги) экономите на электроэнергии на килограмм ПХ - около 3-4 кВтч? Стоит ли всех усилий с хромом?
pinko> П.с. ообщение было адресовано широкой публике, не личному.

я тоже не использовал хроматы. Без хроматов нельзя использовать железные катоды. Без хроматов даже многие сорта нержавейки не годятся на катоды. На свинцовых катодах процесс идёт нормально и без хроматов. Можно использовать графитовые катоды. Неожиданно много проблем с коррозией токоподводов над электролитом - внутри электролита катод должен быть защищён электрическим потенциалом, но это не работает выше уровня. Поэтому капли электролита, поднимаемые пузырьками водорода, очень сильно корродируют катод над уровнем жидкости. Медные токоподводы нормально защищать термоусадкой - она из ПВХ и хорошо стоит против электролита.

При использовании графитовых анодов коррозия меди идёт и внутри графита - то есть, если просверлить отверстие, и вставить туда провод, он будет быстро съедаться электролитом, поднимающимся по порам графита. Лужёный, а, лучше, освинцованный провод сопротивляется электролиту дольше. можно залудить обычным припоем, а потом макнуть в расплавленный свинец.

Пишут, что титановые катоды работают неплохо, в смысле стойкости к коррозии и отсутствия побочных продуктов, но надо помнить, что титан реагирует с выделяющимся водородом, и становится хрупким и непрочным - буквально, как сухой хлеб.

Обо всём этом уже писалось в недрах форума.

Тонну перхлората дома не сваришь всё равно, электричество дорогое Никогда не пробовал осаждать на графите двуокись свинца, проще оказалось добыть граммулечку платины из старых военных релюшек. Никогда не пробовал платинированные титановые аноды, писали, они облезают, но, если варить хлорат отдельно, а платинированный анод использовать только для конверсии хлората в перхлорат, и регулярно контролировать напряжение и плотность тока, получается экономически оправдано, т.е. за время жизни анода стоимость полученного перхлората получается значительно больше стоимости анода

Б.г.> При использовании графитовых анодов коррозия меди идёт и внутри графита
Б.г.> ... поднимающимся по порам графита.

Однажды мне попался графитовый кирпич из реакторного графита.
Я в нём выпилил канавку для золочения контактов печатных плат. Чтоб он анодом был.
И залил в неё электролит золочения.
И очень скоро электролит, вместе с содержавшимся в нём золотом, полностью и безвозвратно впитался в графит!
Огорченьеце!!!

Б.г.> Пишут, что титановые катоды работают неплохо,
Б.г.> ... и становится хрупким и непрочным

Титановые катоды у меня понемножку корродировали. Но хрупкости не замечал.
И нихром корродировал.
Прикупил чистый никель, но до использования не дошло, так что не знаю.

Б.г.> Тонну перхлората дома не сваришь всё равно, электричество дорогое

Когда-то считал, но "это было давно" :), что электричества расходуется в РАЗЫ больше, чем потом производит двигатель.
Ща посчитаю ещё раз!!!

Вырвать кислород из воды и окислить хлор, это 8 электронов при 3 вольтах. (Раньше я писал 4, но это была ошибка.)
96487 * 8 * 3,00 = 2315688 Дж/моль = 19708 джоулей на грамм ПХА.
Это считая КПД = 100%.
А у меня КПД электролиза был 30%. Да ещё потери при ПХН --> ПХА, так что около 25%.

У шаттловского ускорителя скорость выхлопа 2374, кинетическая энергия:

v² / 2 = 2374 * 2374 / 2 = 2817938 Дж/килограмм = 2818 Дж/грамм

учитывая 69,6% ПХА в топливе, на грамм ПХА приходится 2818 / 0,696 = 4049 Дж

4049 / 19708 = 0,20545 — одна пятая!

И это без учёта КПД производства ПХА.

То есть, всего 1/20 энергии из розетки превращается в энергию звука шипения выхлопной струи!
А на разгон и поднятие полезной нагрузки — ДА ТАМ ВААЩЕ!!!

Xan> Когда-то считал, но "это было давно" :), что электричества расходуется в РАЗЫ больше, чем потом производит двигатель.

В промышленности на килограмм ПХН (увы, не ПХА) уходит 12-16 кВт*ч.
Что интересно, на килограмм алюминия - примерно столько же. А алюминий зовут "твёрдым электричеством". Его, кстати, не так сложно вернуть - алюминий-воздушные элементы разработаны уже давно. И всё бы было ничего, но им нужен примерно 1% галлия, который, как правило, теряется безвозвратно.

Б.г.> Что интересно, на килограмм алюминия - примерно столько же. А алюминий зовут "твёрдым электричеством". Его, кстати, не так сложно вернуть - алюминий-воздушные элементы разработаны уже давно. И всё бы было ничего, но им нужен примерно 1% галлия, который, как правило, теряется безвозвратно.

Так, стоп, у меня ощущение, что произошла какая-то путаница. Причём тут галлий, зачем он для алюминий-воздушных батарей?
Галлий — это естественная примесь к алюминию. Он настолько схож с ним по химическим свойствам, что не образует самостоятельных руд (в интересных для добычи объёмах), а извлекается попутно при электролизе алюминия.
Не ТЕРЯЕТСЯ, а ДОБЫВАЕТСЯ.

И зачем он в батарее, если у него электродный потенциал больше, и он начнёт окисляться только после того, как окислится весь алюминий?

Б.г.>> Что интересно, на килограмм алюминия - примерно столько же. А алюминий зовут "твёрдым электричеством". Его, кстати, не так сложно вернуть - алюминий-воздушные элементы разработаны уже давно. И всё бы было ничего, но им нужен примерно 1% галлия, который, как правило, теряется безвозвратно.
Sandro> Так, стоп, у меня ощущение, что произошла какая-то путаница. Причём тут галлий, зачем он для алюминий-воздушных батарей?

Без примеси галлия алюминий-воздушная батарея в водном электролите не работает. Оксидная плёнка на поверхности алюминия изолирует очень хорошо.

Sandro> Галлий — это естественная примесь к алюминию. Он настолько схож с ним по химическим свойствам, что не образует самостоятельных руд (в интересных для добычи объёмах), а извлекается попутно при электролизе алюминия.
Sandro> Не ТЕРЯЕТСЯ, а ДОБЫВАЕТСЯ.

Правильно, при получении алюминия - добывается, при расходовании алюминия в алюминий-воздушных батареях - расходуется тоже. И извлекать его можно, но, при малых объёмах использования алюминий-воздушных батарей нерентабельно, а, при больших - ну, надо организовывать полноценную сеть их сбора. Марганца и цинка с одноразовыми батареями выкидывается очень много, но на это, хоть и обращают внимания, но полноценной сети сбора батареек я до сих пор не наблюдаю.
Не то - галлий. Во-первых, его в алюминиевых рудах гораздо меньше (в процентах), чем надо для алюминий-воздушных батарей, во-вторых, в микроэлектронной промышленности он нужнее. Галлий сейчас в одну цену с серебром, а, если попытаться организовать широкомасштабное использование алюминий-воздушных батарей, из-за дефицита цена взлетит куда выше, а, значит, этот 1% галлия будет стоить дороже, чем все остальные компоненты батареи.

Sandro> И зачем он в батарее, если у него электродный потенциал больше, и он начнёт окисляться только после того, как окислится весь алюминий?

а без него алюминий не окисляется в нужном темпе. Цинк-воздушные батареи страдают большим саморазрядом, поэтому, при изготовлении, как правило, у них есть одноразовый воздушный клапан. Алюминий-воздушные страдают тем же самым, но, в гораздо более жёсткой форме. Галлий необходим, чтобы батарея, во-первых, имела низкое внутреннее сопротивление, во-вторых, чтобы не выделяла водород, когда её не используют.

Б.г.> Без примеси галлия алюминий-воздушная батарея в водном электролите не работает. Оксидная плёнка на поверхности алюминия изолирует очень хорошо.

Ну, можно ещё ртутью отмахаться или индием (при повышенной температуре). Или сплав Деварда использовать

Б.г.>> Без примеси галлия алюминий-воздушная батарея в водном электролите не работает. Оксидная плёнка на поверхности алюминия изолирует очень хорошо.
Naib> Ну, можно ещё ртутью отмахаться или индием (при повышенной температуре). Или сплав Деварда использовать

ртутью не выходит - она не проникает вглубь алюминия, галлий тут именно по близости параметров решётки необходим. Поэтому больших токов от такой батареи не получить. Кстати, воздушно-цинковые тоже этим страдают, у "Кроны-ВЦ" на максимальной громкости проседало напряжение, и начинались искажения.

Про индий не знаю, не скажу.

Алюминий-воздушные батареи предлагались для электромобилей (с вариантом быстрой смены). Тогда их можно нормально централизованно собирать занедорого, и регенерировать галлий. Это дешевле лития, не нужен контроллер заряда (точнее, нужен, но маленький, для рекуперации и пиковых нагрузок). Но не нашлось подходящего Илона Маска, и тема не взлетела.

P.S. это всё оффтопик, и его надо куда-нибудь переносить. Я только хотел поведать, что стоимость, в киловатт-часах, килограмма ракетного окислителя и ракетного же горючего случайно одинакова.

Б.г.> Я только хотел поведать, что стоимость, в киловатт-часах, килограмма ракетного окислителя и ракетного же горючего случайно одинакова.

Потому что в обоих случаях надо разорвать связь кислорода с металлом/водородом.
Вообще, теплотворность топлива (дрова, газ, бензин, алюминий) очень хорошо определяется именно количеством кислорода, которое тратится на горение.

Б.г.>> Я только хотел поведать, что стоимость, в киловатт-часах, килограмма ракетного окислителя и ракетного же горючего случайно одинакова.
Xan> Потому что в обоих случаях надо разорвать связь кислорода с металлом/водородом.

Ты неправ В джоулях на моль энергия разная. Ведь там две реакции протекают - сначала мы отбираем кислород у алюминия, потом отдаём его углероду, а электричество только помогает. И с перхлоратом там несколько реакций тоже - это хлор отнимает кислород у воды, не электричество напрямую. Это снижает кпд по энергии, но облегчает течение реакции. Как метастабильный уровень в лазерной среде. Случайно совпали именно джоули на килограмм.

Xan> Вообще, теплотворность топлива (дрова, газ, бензин, алюминий) очень хорошо определяется именно количеством кислорода, которое тратится на горение.

И тут ты тоже неправ бериллий даёт больше энергии, чем алюминий, и на грамм кислорода, и на грамм обоих реактивов вместе. А, вот, дрова-газ-бензин (ещё можно добавить любую безазотную органику) - там, да, это вещества одного ряда.

Б.г.> И тут ты тоже неправ бериллий даёт больше энергии, чем алюминий, и на грамм кислорода, и на грамм обоих реактивов вместе.

Мой справочник говорит, что у бериллия на атом кислорода всего на 10% больше, чем у алюминия.
Ну и у водорода на 16% больше, чем у углерода.
"В пределах ошибки эксперимента."

А вот разница между органикой и металлами — в 2,5 раза, тут я круто соврал!

Б.г.> А, вот, дрова-газ-бензин (ещё можно добавить любую безазотную органику) - там, да, это вещества одного ряда.

Да. Я это и хотел сказать.
Есть ли в сахаре кислород, или его нет в парафине — энергия зависит от количества потребного кислорода.

Опять же — это всё примерно, ±лапоть.

Б.г.> Мало успешно сварить перхлорат аммония. Важно его ещё потом очистить и размолоть. Как известно, в промышленности используется мокрый размол, но не в воде, а во фреоне.

Я прекрасно молол в холодной воде. В блендере, минут 10.
Побольше льда, который к концу размола должен растаять. Это чисто для уменьшения потерь на растворение.

Потом долгий отжим. Часы/сутки.

Потом сушка на х/б тряпке в несколько (4/8) слоёв — на тряпке, почему-то, не получается "каменных" комков.
Те комки, которые получаются, легко раздавливаются.
Килограмм помещается на противне из духовки 11 дм2, за ночь высыхает. В ванной, там пыли меньше.
Тряпка больше противня по периметру сантиметров на пять.

Тонкую фракцию уже в хим-ступке.

Б.г.>> Мало успешно сварить перхлорат аммония. Важно его ещё потом очистить и размолоть. Как известно, в промышленности используется мокрый размол, но не в воде, а во фреоне.
Xan> Я прекрасно молол в холодной воде. В блендере, минут 10.

я помню.

Xan> Побольше льда, который к концу размола должен растаять. Это чисто для уменьшения потерь на растворение.
Ну увеличивать количество растворителя ради уменьшения потерь на растворение, то такое...

Xan> Потом долгий отжим. Часы/сутки.

и вся сферичность за это время портится.

Xan> Потом сушка на х/б тряпке в несколько (4/8) слоёв — на тряпке, почему-то, не получается "каменных" комков.

Xan> Те комки, которые получаются, легко раздавливаются.
Xan> Килограмм помещается на противне из духовки 11 дм2, за ночь высыхает. В ванной, там пыли меньше.
Xan> Тряпка больше противня по периметру сантиметров на пять.
Xan> Тонкую фракцию уже в хим-ступке.

я помню всё это. Но ты под микроскопом на свои кристаллы смотрел?
А на "анозит" заводского производства? вот там частички реально сферические.

Xan>> Побольше льда, который к концу размола должен растаять. Это чисто для уменьшения потерь на растворение.
Б.г.> Ну увеличивать количество растворителя ради уменьшения потерь на растворение, то такое...

Льда столько, чтоб в начале молотьбы он почти весь растаял и всё стало холодным.
Лёд становится водой, в которой и мелется.

Xan>> Потом долгий отжим. Часы/сутки.
Б.г.> и вся сферичность за это время портится.

Нет, при отжиме среди кристаллов раствора очень немного. А ПХА в этом растворе ещё меньше.

Б.г.> я помню всё это. Но ты под микроскопом на свои кристаллы смотрел?

Смотрел. До сферичности им далеко. Слегка окатанная щебёнка.
Сферичность у меня никогда не получалась, хотя пробовал разное.
Хим-мешалка, нагрев-охлаждение...

Но и с полученным топливо получается достаточно пластичное.

Б.г.> Предлагаю устроить мозговой штурм насчёт устройства такой установки.

А ЧХУ или ТХЭ не подходят? Их пары ловить куда легче, а негорючесть вполне себе соблюдается. На крайняк можно после помола отфильтровать и промыть хлористым метиленом. Метилен в потери, но его не жалко и летучесть у него хорошая.

Ну я ежели установку - то это роторный испаритель. Классическая лабораторная установка. Но новые - недёшевы, а старым чешским уже сердца побили.

Б.г.>> Предлагаю устроить мозговой штурм насчёт устройства такой установки.
Naib> А ЧХУ или ТХЭ не подходят?

Подходят, наверно. Здесь на форуме пытались делать сферический ПХА в чём-то типа битума, раскатывая смесь на вальцах, и удаляя битум потом бензином - получалось!

Naib> Их пары ловить куда легче, а негорючесть вполне себе соблюдается. На крайняк можно после помола отфильтровать и промыть хлористым метиленом. Метилен в потери, но его не жалко и летучесть у него хорошая.

Кому что доступнее. Фреон этот вроде бы не канцерогенен, в отличие от ЧХУ.

Naib> Ну я ежели установку - то это роторный испаритель. Классическая лабораторная установка. Но новые - недёшевы, а старым чешским уже сердца побили.

Не, я думаю, можно и попроще соорудить. Если температура холодильника будет порядка -10, то герметичность от этого девайса не требуется.

Б.г.>>> Предлагаю устроить мозговой штурм насчёт устройства такой установки...

Может в насыщенный раствор ПХА при перемешивании спирту вальнуть? Его не так жалко будет, как фреон. Особенно если спирт охладить в морозильнике.

Б.г.>>>> Предлагаю устроить мозговой штурм насчёт устройства такой установки...
airwolf> Может в насыщенный раствор ПХА при перемешивании спирту вальнуть? Его не так жалко будет, как фреон. Особенно если спирт охладить в морозильнике.

Так. В каком порядке что смешивать? При добавлении спирта к насыщенному водному раствору ПХА выпадут очень мелкие и очень игольчатые кристаллы (с соотношением длины к поперечнику 10:1 примерно), которые не дадут сделать годное топливо даже при большом количестве связки.

Xan> Так хлорат и лежит, "на всякий случай".
Xan>
Учредитель N-Prize уже 4 года, как умер, а сайт продолжает функционировать...

Б.г.> Учредитель N-Prize уже 4 года, как умер, а сайт продолжает функционировать...

Сайт "только на чтение".
И постепенно разваливается.