Wyobraźmy sobie szklankę morskiej wody - w niej rozpuszczone
sporo różnych soli - czy to wapń, magnez, dużo sodu i chlorków.
Próbujemy taką szklankę wody zamrozić - wiadomo, temperatura
w której zamarza woda słona jest znacznie niższa niż woda
czysta - co się stanie jednak gdy woda się zamrozi?
Czy wtedy roztwór ulegnie jakiemuś rozwarstwieniu a może
sól się wytrąci z roztworu? Jak to wygląda w praktyce?
Witam.
Ani chemikiem ani fizykiem nie jestem.... :), ale spróbuje pomóc...
Po zamrożeniu słonej wody nic ci sie nie rozwarstwi. Struktura będzie w
maiarę jednorodna. O ile można tu mówic o jednorodności ze wzgledu np. na
pęcherzyki gazu.
Co do wytracania soli... może sie cos takiego zdazyc. Sam robiłem takie
badania dla krzemianów i wody z Bałtyku. Eksperyment polegał na okresleniu
przydatności zamrażania do utrwalania próbek do późniejszej analizy. Były 2
ciagi pomiarowe: dla wody schłodzonej i zmrozonej. O ile schłodzenie nie
wpłyneło na steżenie krzemianów w roztworze, to w przypadku zamrazania
otrzymywałem niemalże liniowy spadek ich zawartości w czasie. Wyjaśnieniem
tego było (wg. chemików) przejscie rozpyszczonych krzemianów do osadu.
Jesli chcesz wiedzieć cos dokładniej to daj znac a przeszperam sterty płytek
w poszukiwaniu uzyskanych wtedy wyników.
Pozdrawiam.
Radosław Kalinowski.
Nie, dzięki... nie chodziło mi tylko o krzemiany a o raczej wydzielenie
czystej wody - facet na amerykańskiej grupie rzucił taką niedorzeczną teorię
i musiałem się spytać kogoś jeszcze czy to ja jestem wariat że nie wierzę
czy to jemu się coś pokiełbasiło... :-))
Z pewnością sól wytrąci się z roztworów nasyconych, gdy rozpuszczalność
spadnie w niższych temperaturach i sól się "nie zmieści" - wytrąci się.
Ale przy tak małych stężeniach chlorków jakie są w wodzie morskiej nie
powinno się takiego efektu obserwować - co innego krzemiany, węglany...
Facet twirdził, że słona woda ulega "oczyszczeniu" pod wpływem zamarzania
czym mnie rozśmieszył - poczytaj sam:
From: "Dragon Slayer" <koi_man(nospam)@hotmail.com>
Newsgroups: rec.aquaria.marine.reefs
Subject: Re: RO Ice Cubes
Date: Tue, 24 Jun 2003 01:20:59 -0500
Organization: Info Avenue Internet Services, LLC
Message-ID: <bd8qlj$frhe$1...@news3.infoave.net>
References: <3EF67696...@comcast.net> <bd6i6s...@poczta.onet.pl> <3EF7C359...@comcast.net>
NNTP-Posting-Date: Tue, 24 Jun 2003 06:21:40 +0000 (UTC)
>............. freeze fresh salt water.
freezing is a lot like evaporating when it comes to saltwater, salt is left
behind, and the ice is pure water, no salt.
kc
hmm być może ma trochę racji.
Zobacz - jeśli zaczniesz schładzać r-r soli (nieważne ilu) to
rozpuszczalność spadnie. Jeśli stężenie soli było na tyle duże aby
przekroczyć wartość dla wytrącenia po ochłodzeniu - sól wykrystalizuje.
Jeśli temperatura spadnie poniżej °C zacznie "krystalizować" woda - czyli
powstanie lód. Forma lodu zwykle otrzymywana w normalnych warunkach ma
gęstość mniejszą od wody - będzie w niej pływać tuż pod powierzchnią.
Natomiast wykrystalizowana sól jako posiadająca często gęstość większą od
wody - opadnie na dno. Wtedy można to rozdzielić w miarę sprawnie.
Taką technikę otrzymywania soli z roztworów niekiedy się stosuje - nazywa
się to wymrażaniem.
Nie wiem jak z czystością otrzymanego lodu - na pewno znajdzie się pewna
ilość cząstek rozpuszczonej soli uwięzionych w lodzie...
pozdro
Graż
OK, no to podyskutujmy...
> Zobacz - jeśli zaczniesz schładzać r-r soli (nieważne ilu) to
> rozpuszczalność spadnie. Jeśli stężenie soli było na tyle duże aby
> przekroczyć wartość dla wytrącenia po ochłodzeniu - sól wykrystalizuje.
Pisałem o tym przed chwilą. Jednak to, że rozpuszczalność spadnie
nie znaczy, że spadnie do zera, prawda? A to musiałoby mieć miejsce
gdybyśmy chcieli uzyskać czystą wodę.
> Jeśli temperatura spadnie poniżej °C zacznie "krystalizować" woda - czyli
> powstanie lód. Forma lodu zwykle otrzymywana w normalnych warunkach ma
> gęstość mniejszą od wody - będzie w niej pływać tuż pod powierzchnią.
> Natomiast wykrystalizowana sól jako posiadająca często gęstość większą od
> wody - opadnie na dno. Wtedy można to rozdzielić w miarę sprawnie.
Chcesz powiedzieć, że szklanka wody morskiej postawiona w temperaturze
- powiedzmy -10'C w zamrażalniku - wykrystalizuje do czystego lodu a na
dnie zostanie zagęszczona solanka? Very interesting :-)))
> Taką technikę otrzymywania soli z roztworów niekiedy się stosuje
> - nazywa się to wymrażaniem.
Czy taka metoda będzie skuteczna dla kazdej soli?
Nawet tak dobrze rozpuszczalnej jak NaCl, stanowiącej
70% składników stałych wody morskiej?
> Nie wiem jak z czystością otrzymanego lodu - na pewno znajdzie się
> pewna ilość cząstek rozpuszczonej soli uwięzionych w lodzie...
Właśnie... wypadałoby się zastanowić jak duża będzie ta "pewna ilość".
Zależy jaka sól, jakie stężenie tej soli, jaka temperatura. Możliwy i wcale
nie rzadki jest taki przypadek, że otrzymamy kryształki lodu pływające w
wodnym roztworze soli o wyższym stężeniu, czyli wytrąci się woda, nie sól z
początkowego roztworu. Po oddzieleniu lodu od reszty otrzymamy czystą (w
nieco wyidealizowanym przypadku) wodę i wodny roztwór soli o wyższym
stężeniu niż początkowe. Tak więc Twój zagraniczny dyskutant ma rację.
PbD
Mówimy od początku o wodzie morskiej, a ta ma dosyć dobrze
zdefiniowany skład.
> Możliwy i wcale
> nie rzadki jest taki przypadek, że otrzymamy kryształki lodu pływające w
> wodnym roztworze soli o wyższym stężeniu, czyli wytrąci się woda, nie sól z
> początkowego roztworu. Po oddzieleniu lodu od reszty otrzymamy czystą (w
> nieco wyidealizowanym przypadku) wodę i wodny roztwór soli o wyższym
> stężeniu niż początkowe. Tak więc Twój zagraniczny dyskutant ma rację.
W jaki sposób zaproponowałbyś doświadczenie tego typu z morską wodą?
Czy efekt jest do uzyskania w zamrażalniku?
> Facet twirdził, że słona woda ulega "oczyszczeniu" pod wpływem zamarzania
> czym mnie rozśmieszył - poczytaj sam:
Przy ochładzaniu krzepnie praktycznie czysta woda. Sole pozostają głównie w
roztworze. Zatem w miarę krzepnięcia, pozostały roztwór robi się coraz
bardziej stężony. Wystarczy nie zamrażać do końca, niezamarznięty roztwór
zlać, a lód stopić. Będzie to niemal czysta woda. Jest to jedna ze znanych
metod odsalania wody morskiej...
Podobnie z mlekiem za oknem w zimie. Jeśli zlać ciecz znad zamarzniętej do
połowy zawartości - to otrzymujesz mleko o dwukrotnie większej "tłustości" -
oraz niemal samą wodę w postaci nieco mlecznego lodu.
t.p.
> Chcesz powiedzieć, że szklanka wody morskiej postawiona w temperaturze
> - powiedzmy -10'C w zamrażalniku - wykrystalizuje do czystego lodu a na
> dnie zostanie zagęszczona solanka? Very interesting :-)))
Tak - mniej więcej tak. Być może stężenie soli w wodzie morskiej nie
spowoduje wytrącenia się soli , ale w temp. 0°C (nie pisałam o -10°) można
oddzielić dużo lodu będącego w miarę czystą wodą...
> Czy taka metoda będzie skuteczna dla kazdej soli?
> Nawet tak dobrze rozpuszczalnej jak NaCl, stanowiącej
> 70% składników stałych wody morskiej?
Dla dużej ilości dobrze rozpuszczalnych soli tak.
> Właśnie... wypadałoby się zastanowić jak duża będzie ta "pewna ilość".
No cóż - moim zdaniem ilości rzędu paru cząsteczek... przypadkowo
"złapanych" podczas formowania się lodu, oraz niewprawności laboranta przy
oddzielaniu lodu od r-ru ;-))
pozdro
Graż
> W jaki sposób zaproponowałbyś doświadczenie tego typu z morską wodą?
> Czy efekt jest do uzyskania w zamrażalniku?
moim zdaniem tak (przepraszam Pawle że się wcinam w odpowiedź) tylko nie
zrobisz tego tak jak mi odpisałeś - że zamrozisz przez noc do -10°C.
Musisz osiągnąć temp. 0° i powoli ją obniżać tak aby powstający lód
oddzielać. W przeciwnym razie wytworzysz zamarzniętą mieszaninę lodu z
solą...
Cały ten trik polega tylko według mnie na wykorzystywaniu pływania lodu w
r-rach wodnych...
pozdro
Graż
Podobno tak się zagęszcza wino.
A ja spróbuję zrobić to dla alkoholu z cukru i drożdży - bo jest on do celów
opałowych i nie za bardzo mam ochotę to destylować.
Odezwę się za kilka tygodni, jak przestanie być widoczna fermentacja. Sam
jestem ciekaw wyników.
Pozdrawiam
--
Artur Gołdyn
GG 908738
tel 502515871
Tak wlasnie bedzie.
Zreszta wyjatkowo proste doswiadczenie do zrobienia, nieprawdaz ?
Z ciakawostek - tak sie polprzewodniki oczyszcza. Pret sie przesuwa
przez strefe grzania do granic topnienia, wykrystalizowuje czysty
krzem, a zanieczyszczenia zostaja w "plynie".
>Czy taka metoda będzie skuteczna dla kazdej soli?
>Nawet tak dobrze rozpuszczalnej jak NaCl, stanowiącej
>70% składników stałych wody morskiej?
NaCl jest kiepsko rozpuszczalna. Sporo substancji mozna domieszac do
wody w ilosci kilkukrotnie wiekszej.
A metoda jest skuteczna nawet w stosunku do wodki :-)
J.
Ale chyba malo jest zakladow, ktroe tak pracuja:
http://www.wws.princeton.edu/cgi-bin/byteserv.prl/~ota/disk2/1988/8842/884204.PDF
ALe:
reezing processes have the potential to concentrate waste streams to higher
concentration than other processes, and the energy requirements are comparable
to reverse osmosis. While the feasibility of freeze desalination has been
demonstrated, further research and development remains before the technology
will be widely available.
http://www.ncseonline.org/NLE/CRSreports/water/h2o-34.cfm?&CFID=8531165&CFTOKEN=67261780
Generalnie chodzi tu o praktyzcne wykorzystanie tego ze czysta woda krzepnie
najpierw :-)
Guglowalem pod haslem 'desalination freezing'.
--
Wysłano z serwisu Usenet w portalu Gazeta.pl -> http://www.gazeta.pl/usenet/
To zjawisko znakomicie nadaje się do szybkiego oddzielania związków z
roztworów wodnych , których np. nie można ogrzewać...
pozdro
Graż
Był tu zdaje się wątek o "wzmacnianiu" wina w mrożne dni ;-)
Ale nie pamiętam wniosków...
Piotr
--
Wysłano z serwisu OnetNiusy: http://niusy.onet.pl
No tak - to zdaje się jest metoda tego no, na CZ - zapomniałem :-)
> A metoda jest skuteczna nawet w stosunku do wodki :-)
O... to pewnie jeszcze ciekawsze.
Dziala - sprobuj zmrozic plyn zimowy do spryskiwaczy, pojawia sie
krzysztalki lodu w plynie.
Jest tylko jeden maly problem .. nie wiem do ilu musialbys zmrozic,
zeby pozostaly plyn mial choc 80% alkoholu ..
J.
Ej.... a czemu do tego co uzyskam przez zmrożenie nie dodać CaO?
Będzie prawie 100%
Tak też zrobię - zamrażarka, zmierzę alkoholomierzem bazującym na gęstości
cieczy, używanym za czasów PRL do określania stężenia destylatów wina przez
moich rodziców (wynik podam na grupę), a potem na CaO
Tak.
Ale ja mam 1litr wody i 400gram sacharozy w nim.
Z tego wyjdzie (wg. równania) 215,2g C2H5OH
A więc roztwór o stężeniu:
215,2g/1215,2g=17,7%
Część to oczywiście fuzelki :(
To zagęszczę nieco przez zmrożenie. Ciekawe jakie mogę otrzymać stężenie w
zamrażarce (-20 stopni)
Ach gdybym miał suchy lód....
Pozdrawiam
A działa to na takiej prostej zasadzie, że krystalizacja, w tym wody
przypomina układanie czegoś z jednakowych, trójwymiarowych puzli.
Cząsteczki soli nie pasują do tej układanki *) i są zwykle łatwo wypychane
przez cząsteczki wody, które się ładnie i chętnie wpasowują do
rosnącego kryształu, odpychając sól i inne niż woda substancje. Tak
zresztą działa nie tylko wymrażanie, ale każda krystalizacja.
*) to w uproszczeniu, bo taka sól jest i tak otoczona (solwatowana) wodą.
--
Marcin
E-e. To bardziej uniwersalny mechanizm (vide np. krystalizacja strefowa
monokryształów krzemu o której pisał JF). A powoli dobrze jest faktycznie,
ale dokładnie na tej samej zasadzie (i dla podobnej przyczyny) jak
prowadzi się normalną krystalizację gdy chce się otrzymać ładne, czyste i
duże kryształy czegoś. Przy zbyt szybkiej krystalizacji może dojść do
licznych okluzji choć nie wiem o ile procentowo zwiększy się w ten
sposób ilość zanieczyszczeń (wydaje mi się że niekoniecznie dużo).
Natomiast przy wymrażaniu w tym konkretnym układzie sól-woda, trzeba by
parametry, głównie temperaturę (dla danego stężnia) dobrać w ten sposób
aby sól nie wypadała z roztworu, co wydaje mi się powinno być łatwe bo
okno fazowe (roztwór soli)+lód jest chyba szerokie.
--
Marcin
w nizszej tempetarutrze, ale jednak woda zamarza. tyle ze
zamarzajac, powstaja krysztaly lodu o nizszej zawartosci
rozpuszczonych substancji. jest to powodem, dlaczego stezenie
w pozostalym roztworze rosnie. po przekroczeniu punktu nasycenia,
moze nastapic wytracanie substancji. w pewnych szczegolnych
przypadkach (bardzo czyste roztwory) moze nastapic
stan przesycenia. ale nie jest on zbyt stabilny, ze wzgledu
na obecnosc krysztalow lodu.
btw. przelej piwo do jakiegos garnuszka, i wstaw do zamrazarki.
lod ktory sie wytraca jest prawie czysty, a faza plynna
to stezone piwo :)))
--
/===================================\ oOOo (C) Publikacja tego
| http://avalon.wbc.lublin.pl/~znik/ \===\__/==\ artykulu wymaga
| Grzegorz Szyszlo mailto:zn...@wbc.lublin.pl | rzetelnosci
\==============================================/ dziennikarskiej.
> No cóż - moim zdaniem ilości rzędu paru cząsteczek... przypadkowo
> "złapanych" podczas formowania się lodu, oraz niewprawności laboranta przy
> oddzielaniu lodu od r-ru ;-))
zawsze mozna lod nadtopic, zeby sam sie "obmyl" :)
Wojtek
> Chcialbym grzecznie zwrocic uwage na fakt, ze doswiadczenie z odsalaniem wody
> morskiej jest robione caly czas z miliardami ton tejze wody na Arktyce.
tam to raczej przez destylacje niz wymrazanie :)
>Natomiast przy wymrażaniu w tym konkretnym układzie sól-woda, trzeba by
> parametry, głównie temperaturę (dla danego stężnia) dobrać w ten sposób
> aby sól nie wypadała z roztworu, co wydaje mi się powinno być łatwe bo
> okno fazowe (roztwór soli)+lód jest chyba szerokie.
Tak. Dość łatwo się to przeprowadza.
pozdro
G
I naprawdę nie znajdzie się tam ani jedna cząsteczka soli??
Chyba coś tam ta woda ze sobą zabiera ...
pozdro
G
Swieta prawda. I z tego powodu globalne ocieplenie na polkuli polnocnej,
wokolicach Europy, skonczy sie globalnym ochlodzeniem. Ktos mi mowil kiedys ze
badanie grubosci warstw lodu w Arktyce, odpowiadajcym odpowiedniem okresom
pokazuje ze okresy dlugiego ochlodzenia sa poprzedzane okresami krotkiego
ocieplenia. Model, ktory pare lat temu zaproponowano jest nastepujacy:
ocieplenie powoduje topnienie lodu na polnocnym koncu Atlantyku. Zmienia sie
zasolenie wody i, tu trick, wlasnoci hydrodynamiczne na tyle ze Golfstrom
zakreca na wschod wczesniej (bardziej na poludnie). Polnocna czesc Europy
zaczyna miec taki klimat jak odpowiednie kawalki Ameryki na tej samej
szerokosci geograficznej w Afryce: Hiszpania jak Nowy Jork, Dania jak Labrador.
Wednesday, June 25, 2003, 12:21:55 AM, you wrote:
>> Dziala - sprobuj zmrozic plyn zimowy do spryskiwaczy, pojawia sie
>> krzysztalki lodu w plynie.
>> Jest tylko jeden maly problem .. nie wiem do ilu musialbys zmrozic,
>> zeby pozostaly plyn mial choc 80% alkoholu ..
AG> Tak.
AG> Ale ja mam 1litr wody i 400gram sacharozy w nim.
AG> Z tego wyjdzie (wg. równania) 215,2g C2H5OH
AG> A więc roztwór o stężeniu:
AG> 215,2g/1215,2g=17,7%
AG> Czę¶ć to oczywi¶cie fuzelki :(
przedestyluj ze dwa razy zamiast mrozic.
fermentacja nie przebiega stechiometrycznie, alkohol w pewnym stezeniu
zabija drozdze, dlatego niemal na pewno nie uzyskasz 17,7%.
co do zamrazania wydaje mi sie ze tzeba by to jakos mieszac, gdyz lod
moglby uwiezic w sobie pewna czesc alkoholu, choc moge sie mylic.
po za tym to CZY NIE MASZ SUMIENIA OKRADAJAC RZECZPOSPOLITA POLSKA ???
buahaha ;)
pozdrowienia :)
--
Best regards,
hydek mailto:hy...@dream.vg
--
Archiwum grupy: http://niusy.onet.pl/pl.sci.chemia
> co do zamrazania wydaje mi sie ze tzeba by to jakos mieszac, gdyz lod
> moglby uwiezic w sobie pewna czesc alkoholu, choc moge sie mylic.
To się zmierzy po stopieniu lodu.
> po za tym to CZY NIE MASZ SUMIENIA OKRADAJAC RZECZPOSPOLITA POLSKA ???
> buahaha ;)
Nie będę pił bimbru z cukru i drożdży. Nie mam urządzeń do rektyfikacji.
To co robię chcę spalić.
Na Antarktydzie faktycznie - bardziej przez destylacje.
Ale w Arktyce - to chyba faktycznie wymrazanie.
Z tym ze lodu arktycznego nie ma chyba tak duzo - warstwa jest cienka
..
J.
Ciekawe ile kosztuje suchy lod potrzebny do uzyskania pol litra wodki
z twoich 40% i czy aby na pewno mniej :-)
J.
Wednesday, June 25, 2003, 7:48:21 PM, you wrote:
>> po za tym to CZY NIE MASZ SUMIENIA OKRADAJAC RZECZPOSPOLITA POLSKA ???
>> buahaha ;)
AG> Nie będę pił bimbru z cukru i drożdży. Nie mam urządzeń do rektyfikacji.
AG> To co robię chcę spalić.
ROTFL
Oczywiście że się znajdzie, ale znajdzie się ich mało - tym mniej im
bardziej cząsteczka soli (czy czegoś innego) różni*) się w zakresie
odpowiednich parametrów od cząsteczki wody (pozostałych składników) i im
bardziej kontrolowany będzie wzrost kryształów. Zobacz, jeśli taką metodę
stosuje się do otrzymywania krzemu dla potrzeb elektroniki to to musi być
wysoce skuteczne.
* Niektóre związki wręcz krystalizują razem i mozna otrzymać mieszane
kryształy.
--
Marcin
> Na Antarktydzie faktycznie - bardziej przez destylacje.
>
> Ale w Arktyce - to chyba faktycznie wymrazanie.
> Z tym ze lodu arktycznego nie ma chyba tak duzo - warstwa jest cienka
no wlasnie. wiecej tego lodu z opadow niz z zamrozenia. bo ten
zamrozony to on co roku sie w zasadzie caly topi.
Owszem, ale...
Wszystko zależy od wykresu fazowego. Może zacząć wytrącać się sól z lodem, z
drugiej strony na 99% krystalizujący się lów będzie roztworem stałym soli w
wodzie. Pewien efekt oczyszczający wniknie z przyczyn kinetycznych -
składtego roztworu stałego będzie inny na początku, a inny na końcu
krystalizacji, ale niewieele to daje, jeśli chodzi o oczyszczanie wody. No
chyba że ktoś, kryształek po kryształku, oddzieli wcześniejsze od
późniejszych:-)
> Jeśli temperatura spadnie poniżej °C zacznie "krystalizować" woda - czyli
> powstanie lód. Forma lodu zwykle otrzymywana w normalnych warunkach ma
> gęstość mniejszą od wody - będzie w niej pływać tuż pod powierzchnią.
> Natomiast wykrystalizowana sól jako posiadająca często gęstość większą od
> wody - opadnie na dno. Wtedy można to rozdzielić w miarę sprawnie.
Właśnie, Tylko wtedy, jeżli fazy stałe będą czyste, a nie będą roztworami
stałymi s-l i l-s.
>
> Taką technikę otrzymywania soli z roztworów niekiedy się stosuje - nazywa
> się to wymrażaniem.
> Nie wiem jak z czystością otrzymanego lodu - na pewno znajdzie się pewna
> ilość cząstek rozpuszczonej soli uwięzionych w lodzie...
>
> pozdro
> Graż
Eryk
Założeniem jest tu bardzo powolne wykonywanie tego procesu. Podczas topienia
strefowego, działającego właśnie na tej zasadzie, szybkość strefy
topienia/rekrystalizaji jest rzędu 1 cm/h.
Eryk
Jasne.
pzdro
G
Niestety nie chwytam Twego toku myślenia...
pozdro
G
Hmmm, Marcinowi, w mojej opinii chodziło o powstawanie mieszanych struktur
krystalicznych...
pozdro
G
otrzymanie takiego stezenia wymaga uzycia specjalnych szczepow drozdzy,
zwykle drozdze nie zniosa takiego stezenia etanolu.
Pozdrawiam
Jo, właśnie o to. Ałuny zdaje się tak potrafią.
--
Marcin
Jo ;)
A pan Artur zdaje myślał o hydratach.
pozdro
G
I nie ulegaja wymrazaniu czy co ?
Bo lista krystalow z woda jest dluga ..
J.