2017年1月23日月曜日

Methane Maker

 おはようございます.化学合成用にヨーグルトメイカーを購入したのですが微生物の培養に使い始めてしまい結局追加でヨーグルトメイカーを注文しました.

 それはそうと私は数日前にメタンメイカーを作りました.

 右の瓶の中にイカの内臓やバナナの皮,米のとぎ汁,泥などを入れてあり,そこで発生した気体を左の試験管に水上置換で集めるような構造となっております.瓶の中で細菌がメタンや水素などの可燃性ガスを作ってくれるとうれしいな,という装置です.

 そして今日,様子を見てみると試験管に気体が溜まっていました.

 この気体に期待してろうそくの火に近づけてみたのですが燃えませんでした.残念.

 今回の気体が燃えなかった理由としては,この記事の一枚目の写真からもわかるかと思いますが,瓶の中が好気的な環境になっていたことが挙げられるかと思います.微生物が好気呼吸を行うことで二酸化炭素が発生した可能性があります.そのうち瓶の中の酸素がなくなるので放っておけば嫌気的な環境になると思います.また,瓶にもっと生ごみを入れて空気を少なくすればより早く酸素がなくなり,細菌の餌も増えるでしょう.
 ということで,瓶がいっぱいになるまで生ごみを足す予定です.

 好気呼吸であれ嫌気呼吸であれ,部屋が結構寒かったにもかかわらず数日で試験管がいっぱいになるほど気体を出してくれたのは驚きです(室温8~13℃でした).



2017年1月18日水曜日

中和滴定

 注文していた器具や試薬が昨晩我が家に届きました.

 Foo!これでやっと蒸留ができます.うれしい.でも今回の記事ではこのセットは登場しません.

 そして滴定のための1N-NaOHaqも届いたので早速中和滴定してみることに.目的は硝酸メイカーの実力を知ることです.大まかな実験方法は以下のようになりました.

 実験方法
 900mLの瓶の中で3分間放電(300W,20mA)させ,その瓶に精製水(以下,水と呼ぶ)20mLを入れ蓋をしてよく振り混ぜた後遮光して冷却し,これを溶液1とした.また,pH試験紙と水をビーカー中で攪拌し,色素を抽出しこれを指示薬とした.別のビーカーにピペットで溶液1を5mLはかりとり,指示薬を少量加えた.これにメスピペットで1mol/LのNaOH溶液を指示薬の色が中性を示すまで滴下し,滴下したNaOH溶液の体積を記録した.溶液1を用い,上の操作を3回行った.

 今回はビュレットの代わりにピペットを用いました.使いづらかったです.





 滴定の様子.楽しんでいるのがわかるかと思います.

 3回の滴下の結果,滴下量の平均は0.28mLとなりました.予想よりも少ない量で滴下終了となってしまったので次回はより正確な測定を行うためにNaOH溶液を希釈しようと考えています.
 滴定の結果から,この実験でできた硝酸の濃度(亜硝酸も含みますが)は0.056mol/Lであるとわかりました.これより,この実験では1.1*10^-3molの硝酸ができたことがわかります.亜硝酸を含んでいるため硝酸に限るとどれだけの濃度・物質量になるのかは不明です.どうにかして調べたいですがなかなか難しそうです.
 今回の硝酸の収率は15%以下でした.放電3分,水20mLという組み合わせでしたが,これからは主に放電時間と水の量とというパラメータと生成する硝酸の量の間にはどのような関係があるのかを調べていきたいと考えています.

 それでは,До свидания.


2017年1月17日火曜日

ガラス細工と硝酸銅

 今日はガラスパイプを炙っていろいろ作って遊んでみました.
 まずはガラスパイプの両端を閉じて空気を封入しました.実は二酸化窒素を封入したかったのですが,我が家の硝酸メイカーで出せる二酸化窒素が薄すぎるために細いガラスパイプに入れると見えないという問題が出てきたので断念しました.

 また,ピペットなんかも作って遊びました.炙ったガラス管を引っ張って延ばし,切断した後にまた先を炙って丸くするのですが,加熱しすぎると先が閉じてしまい,うまく仕上げるのが難しかったです.


 ガラス細工はあまり得意ではないのですが,ちょっとしたものを作って遊ぶのは楽しいですね.

 また,今日は硝酸銅の合成に挑戦してみました.硝酸メイカーで作った薄い硝酸に,炙って酸化させた銅線を入れて暗いところで放置しました.

 銅線を入れてしばらくすると泡がたくさん出てきました.予想していたよりも多くの泡が出ていたので満足です.さらに時間が経つと溶液が青色になっているのが観察できました.


 今回はここから,硝酸銅を固体として取り出してみようと思いました.まずはろ過をする必要がありますが,溶液の量が少ないことと,ガラス細工が楽しかったことから,今回は自作のろ過管を用いました.

 ガラスパイプの片方の端を炙って出口を狭くしただけの簡単なものです.これに脱脂綿を軽く詰めて使います.


 こんな風にね.
 あとはこの溶液をホットプレートで加熱して水を飛ばします.

 濃縮途中の写真.熱いのを我慢して容器を持っています.落とすと危ないのでやめましょう.
 結果,意外と多くの硝酸銅らしき固体を得ることができました.


 やったね.
 現在の我が家の設備ではこの量の硝酸銅を秤量する設備がないのでどのくらいできたのか調べることはできませんが,この操作を繰り返して硝酸銅をたくさん集めたら1回あたりにできる硝酸銅の量,また1回あたりに硝酸メイカーが作ることができる硝酸の量を調べることができるのではないかと思います.また,硝酸メイカーで作った硝酸を硝酸銅として保存することで使いたいときに硝酸を取り出すことができたり,あるいは硝酸を濃縮することもできると考えています.

 それでは今日はこの辺で.


2017年1月16日月曜日

Nitric Acid Maker

 はうでぃ.
 今日も寒いので硝酸メイカー兼暖房を作ろうと思いました.



 触媒を使わずに,アーク放電により空気中の酸素と窒素を反応させるようなものになっています.できた二酸化窒素を水に溶かせば硝酸と亜硝酸ができるだろうという考えです.
 かなり時間がかかるだろうと思っていたのですが,放電を始めてから数分で瓶の中の気体が茶色になってきたので驚きました.

 土台を軽く作ってあるため,ある程度二酸化窒素を作ったら土台ごと瓶をひっくり返し,素早く土台をどかして水を入れ,蓋をして瓶を振るのです.


 pH試験紙に少しつけるとバッチリ変色.

 この方法ではあまり高濃度のものを作ることはできません.触媒を使っていないために効率は大変悪いでしょう.しかし瓶の中で放電し続けるとともに瓶の中の気体が茶色になっていくのはなかなか惹かれるモノがあります.
 どれくらいの濃度なのか定かではありませんが,舐めると少し酸っぱい程度でしたのでかなり薄いと思われます(強酸を舐めてはいけません).現在,簡易な滴定のための薬品が届くのを待っている状態であり,試薬が手に入り次第滴定により濃度を求めてみようと考えています.また,もう少し高濃度のものを作る方法も考えているので,実行したらまた報告するかもしれません.


2017年1月10日火曜日

暖ボール

 Здравствите!
 10日ほど前から2017年になりましたね.私はロシア語などさっぱり忘れてしまい,冒頭の挨拶も綴りが不安ですが皆様はいかがお過ごしでしょうか.この冬休み,ほとんど自分のアパートにいなかったため工作などはほとんどしていませんでしたが,とても楽しく過ごしておりました.

Fig.1 バンクーバー空港

 そんなこんなでアパートに戻ったのはつい最近なのですが,今日は少し工作をしました.冬休み中,しばらく寒い地域にいたため,長野でも昼間は半袖で過ごしたりしていたのですが,実家でストーブの風を受けて過ごしていたために,静岡に帰ってからも寒く感じるようになってしまいました.そこで,安価に熱を得たいと考えました.

 私が安価に熱を得たいと考えるようになったのは今日が始まりではなく,今までいろいろな実験を重ねてきました.安価な燃料として,ネット通販で買い物をするだけで手に入る段ボールがあります.私は段ボールを捨てるのが面倒で溜めていたのでちょうどいいわけです.しかしながら段ボールには,燃やすとたくさん煙が出るという欠点があったのです.しばらく段ボールを燃やしていると部屋中煙たくなってしまいます.部屋には煙探知機があるためあまりよろしくありません.

 そこで今回は,煙をフィルターで捕まえてしまおうと考えました.はじめに,アルミホイルとキッチンペーパーで作った小さな試作機で実験してみました.

 パイプ状のアルミホイルが立てられており,上にフィルターとしてキッチンペーパーを乗せました.パイプ内で段ボールを燃やし,横の穴からうちわで風を送ります.
 結果,少しではあるものの煙をカットすることができました.フィルターも汚れています.

 ちなみに実験は風呂場で行っています.蛇口をひねるとシャワーから水が出るので小規模な燃焼の実験は風呂場で行うことが多いです.

 次に,規模を少し大きくしてみました.針金で骨組みを作り,アルミホイルとアルミテープで壁を作りました.


 上にキッチンペーパーを置いて,箱の中で段ボールを燃やしました.

 温かかったです.箱が大きすぎたせいでキッチンペーパーが少しずれるとそこから煙が漏れてしまいます.


 まだまだ課題は多いですが,今までよりも随分と煙を少なくすることができました.このくらいの大きさの炎でおもちが焼けたりするとうれしいですね.今回出てきた課題をもとにもう少し改良を加えようと考えています.


 また,今日は枕元に置くための小さな棚を作りました.枕元は散らかっていてお見せできないので,完成直後の写真を載せます.


 寝ている間に角が頭に刺さりそうですね.枕元にいろいろ飾りたかったのですが,作ってみると意外と小さく,あまり使い道がありません.とりあえず下の段に思い出の品をしまったり,上にお人形さんをのせたりしています.



 年が明けて,今年度もこの時期が来たか・・・という気持ちです.NT京都が近いので電気的な工作のほうも進めていきたいと考えています.
 それでは,До свидания.