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火薬を使わずに線香花火したいので酸素を作る 

酸素をお手軽に作るには過炭酸ナトリウムを分解するのが良い。
過炭酸ナトリウムとはいわゆる「酸素系漂白剤」のことだ。もっとも市販の多くの酸素系漂白剤には香料やその他秘伝(?)の成分が入っているので、酸素だけを取り分けたい場合は純度100%のものを入手する必要がある。

これが結構、自然素材のお店とかで売られていたり、通販でも入手可能。

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過炭酸ナトリウムとはなんだろう?
実は炭酸ナトリウムと過酸化水素(オキシドール)の化合物だ。

つまり炭酸ナトリウム Na2CO3

過酸化水素 H2O2
が混合した
過炭酸ナトリウム CH3Na2O6
である。

割合としては
炭酸ナトリウム:2
過酸化水素:3
で過炭酸ナトリウムが2できる計算。

つまりこういうこと
2CH3Na2O6
 2Na2CO3+3H2O2

この過酸化水素が分解されてショワショワと酸素が自然に発生する。
過酸化酸素2で酸素1ができる。

すると過炭酸ナトリウム4で過酸化水素6できるので酸素は3できることになる。

さて酸素を気体で1ℓほしい場合、どれくらいの過炭酸ナトリウムが必要だろうか?
無駄に買ったり使ったりしたらもったいない。

さきに過炭酸ナトリウムの分子量を計算しよう。
まず材料となる元素の原子量だ。
Na=23 C=12 H=1 O=16
CH3Na2O6だから
1+12x3+23x2+16x6=179

これが過炭酸ナトリウムが1つの場合の分子量。これを4倍にした数字をグラムで読めば、過炭酸ナトリウム4molの質量が求まるのだ。

179x4=716[g]

既に過炭酸ナトリウム4の時、酸素は3できることが分かっている。つまりこれは4molの過炭酸ナトリウムから3molの酸素が回収できるわけだ。

言い方を変えると716gの過炭酸ナトリウムから3molの酸素が回収できる。モルが邪魔だ。

0℃、1気圧の時、1molの理想気体の体積は22.4ℓである。
このことから考えれば3molの酸素とは0℃、1気圧の時、

22.4x3=67.2[ℓ]

ということだ。

さらに理想気体はシャルルの法則で、1℃の変化で1/273の割合で体積が増減する。
20℃の部屋でやれば67.2ℓの20/273の分だけ余計に増える。もっとも膨れるだけで中の酸素分子の量は変わらないからお得感はないのだが。すると

62.7+62.7x20/273≒72.1[ℓ]

ということだ。これは多すぎる。
酸素発生が計算通りできるとも言えないので余計に1ℓ発生させるとして2ℓ回収しよう。
すなわち72.1ℓの3%くらいでいい。これはこのまま過炭酸ナトリウム716gに3%を乗じてあげればいいので、

716x0.03≒21.5[g]

となる。なんだ結構少なく済むじゃん。


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線香花火をつくりたい 

100421a.jpg

線香花火は日本人の心だと思う。
今でも花火で遊んだ後の締めは線香花火だと思うのだ。

しかし国産の線香花火は、コスト高による生産量の減少、外国産の流入、技術者の高齢化により衰退の一途をたどっているように見える。

ところで線香花火自体は素人でも比較的簡単に作ることができるらしい。もっともうまくきれいな火花ができるかはノウハウが必要だろう。そんなことでちょいと作ってみることにしました。

まずは材料集めから。
硝石(硝酸カリウム)、硫黄、松煙。ただし松煙は入手できないと思われるので炭と塩化カリウムで代用するみたいだ。

硝石は薬局や試薬会社の判断で購入が可能(一見さんや子どもではまず売ってくれないはず)。

うまく火花を散らすために鉄粉を入れることも。

ま、ぼちぼちやって行こうかと思います。

念のため
火薬類取締法
(製造の許可)
第4条 火薬類の製造は、前条の許可を受けた者(以下「製造業者」という。)でなければ、することができない。但し、理化学上の実験、鳥獣の捕獲若しくは駆除、射的練習又は医療の用に供するため製造する火薬類で、経済産業省令で定める数量以下のものを製造する場合は、この限りでない。
(取扱者の制限)
第二十三条 十八才未満の者は、火薬類の取扱いをしてはならない。
2 何人も、十八才未満の者(中略)に、火薬類の取扱いをさせてはならない。

火薬類取締法施行規則
(無許可製造数量)
第三条  法第四条 但書の規定により許可を受けないで製造することができる火薬類の数量は、左の各号によるものとする。
一  理化学上の実験または医療の用に供するために製造する場合には、信号焔管、信号火せんもしくは煙火またはこれらの原料用火薬もしくは爆薬にあつては一回につき四百グラム以下、その他のものにあつては一回につき爆薬または爆薬換算二百グラム以下

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