徒然なるまゝによしなしごとを書きつくる

旧タイトル めざせ、ブータン

化学反応式 CO2発生器

2019年01月10日 | 海水魚・水草

 

最近また水槽をいじり始めて水草のレイアウトを変えました。しかし、水草の伸びがあまりよくないのでCO2炭酸ガスの強制添加でもやろうかなと思って調べていると面白い商品を見つけました。化学反応で炭酸ガスを継続的に発生するキットです。アマゾンで1640円なり。

左のペットボトルにはクエン酸、右のペットボトルには重曹(炭酸水素Na)が入っています。この二つを混ぜると反応してCO2炭酸ガスが発生するのですが一気に混ぜると爆発的に反応して破裂してしまいます。このシステムを考えた人(たぶん中国人)は天才じゃないかと思うのですが、この反応を自律的に何の動力も使わずに一か月以上じわりじわりと継続してCO2を発生し続けるのです\(^o^)/

どういう仕組みかというとこうなっています、

AとBのボトルはチューブで接続されていて同じ圧力がかかっています。圧力(流量)は⑧のバルブで調整します。ガスを放出して圧が低下するとAの④からクエン酸がBに流入して反応しCO2が発生し圧が上がる。そうするとクエン酸の流入は止まり反応はそれ以上進まない。圧が下がれば再び同じことが起こる、これの繰り返しです。Bの⑤がミソでAからBへは液体(クエン酸)が移動するけどBからAへは気体(炭酸ガス)しか移動しないんですね(´・ω・`) クエン酸と重曹が原料ですが百均に行けばクエン酸(200g)と重曹(350g)が清掃用として売っています。

ちょっと反応式をおさらいしますと、

クエン酸 1mol+炭酸水素Na 3mol -> クエン酸Na 1mol+CO2 3mol+H2O 3mol

クエン酸 192.12g/mol  重曹84g/mol なのでクエン酸200gに対して266gの重曹が反応して約138gのCO2が発生します。容積で言うと約70L(標準気体)ですね。

取説には200gのクエン酸と200gの重曹を使えと書いていますが理系としては重曹は266gで行きたいですね。あと反応生成物のクエン酸Naは比較的よく水に溶けます(溶解度42.5g/100mL)上記反応で生成されるクエン酸Naは約300gなので水が1L以上あれば溶解するはずです。取説では800cc(600cc+200cc)の水で溶かせと書いてありますがこれだとギリギリなので1100cc(800cc+300cc)の水で溶かしました。

順調にCO2が発生していますが夜間はCO2の注入は止めたいので電磁バルブを付けてタイマーでコントロールしようと思います。追って報告しますね。

ちなみに、ここで使うペットボトルはキットに含まれていないので自分で準備します。ペットボトルにも幾つか種類があって、ここで使うのは炭酸飲料用の耐圧ボトルです。何が違うかというと円筒形であること、底が特殊なペタロイドという形状をしている事とキャップのつくネジ部分が透明であることです。耐圧でないボトルを使うとまず底が抜けますのでご注意を。このシステムの常用圧は1-2kg/cm2ですが耐圧ペットボトルの破断限界は20kg/cm2くらいあるのでまず破裂することは有りません。安直な安全弁もついていますしねw

 

 


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