如果你用化學法DIY過co2,(生物發酵不在本貼討論范圍之內)你一定對如下幾個問題頭疼不已:
1:控制?如果不使用壓力控制裝置(一般都是啟普發生器原理),你就無法控制反應的進程。你若用閥關閉出氣,或減少出氣量,就會導致反應瓶中的壓力越來越大(反應并沒有停止,你只是切斷CO2的通路而已)。這樣一來二氧化碳方案,一者不安全(雖說你可以強調你用的是可以抵抗多少PSI的可樂瓶)。二來呢,浪費反應物。增加成本。所以現在大家普遍采取本論壇金版的裝置來控制反應。東西雖好,但有一個問題就是這套系統過于復雜氧氣報警器,節點較多。一個地方氣密性不夠就導致整體失效。
2:壓力?你在使用DIYCO2的時候有沒有為了讓成品細化器出氣而等待很長時間。(別說你用的是香煙過濾嘴,那東西在水里浸泡長時間后發硬導致細化效果大大減小)。的確要達到成品細化器出氣的水平需要的氣壓較高(還要加上水深),萬一你的反應瓶的出氣口抗壓性不是很好,在累積的過程中就有可能漏氣。裝置的氣密性是你在等待過程中一直考慮的問題。
3:反應物。碳源的提供主要集中在兩種東西上:(1)顆粒狀或塊狀的大理石(石灰石,方解石等CaCO3),你非要去買分析純的碳酸鈣粉末也OK.(2)碳酸氫鈉粉末(小蘇打粉)。我傾向于使用前者。第一原料來源多,好找。成本低廉。第二因為是塊狀且不溶于水才能使用標準啟普發生器原理來制取CO2。而小蘇打因為其為粉末,表面積大,且溶解度也很大,與酸反應的速度很難控制。
酸的提供:(1)稀鹽酸:雖說是稀的,在CO2氣泡的帶動下也可以揮發不少。HCL可是毒氣二氧化碳方案,誰都不想把它帶進魚缸。況且國家現在的規定也不允許隨意買賣鹽酸。(2)檸檬酸:基本不會揮發。且無毒。分析純的500g晶體大概也就10錢。但其有一個致命的缺陷就是只能與小蘇打反應制CO2(若與碳酸鈣反應會析出溶解度很小的檸檬酸鈣沉淀,它會附著在反應物的表面,阻止反應的進行)。(3)醋酸(乙酸):我現在就用它。雖說有揮發性,但其無毒(醋的主要成分為10%的乙酸)。少量進入魚缸對啥都不會產生影響。頂多降點點PH值。況且你可以在大的記泡器中加入飽和碳酸氫鈉溶液。這樣不但能吧醋酸除掉,而且還能補充溶于水而損失掉的CO2(雖說很微量)。
說了那么多二氧化硫檢測儀,請看看我的反應裝置:
截圖01.jpg (34.01 KB)
2008-9-4 11:08
大塑料瓶中內套一個注射器(最好是100ML的),注射器的出口接一根軟管與通過大塑料瓶的橡皮塞(硅膠塞更好)的玻璃管的相連。注射器的下端用原來的橡皮活塞塞住。(重要的是塞子上要打一些小孔)。在注射器里裝大理石石子兒。你去買顆粒狀的石灰石也很好。反正很便宜。外面大瓶子里裝醋酸。(大概10%的就好)。出氣軟管接上微調閥。這樣就可以了。開始固體與酸接觸就會反應生成CO2.你覺得出氣量太大就用閥調低。此時針筒內的壓強就會逐漸升高。其內部的酸液就會下降。與石頭的接觸面減小。反應速度自然降低了。壓力會重新平衡。當你晚上想關掉CO2也沒問題。完全關閉閥門就可以了,針筒內的壓力會將酸液完全壓出去到外瓶中。固液脫離。反應終止。
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2008-9-4 11:08
下面在上效果圖:這是一秒一泡的狀態:
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2008-9-4 11:08
2秒一泡:
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2008-9-4 11:08
補上簡易原理圖:
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2008-9-4 17:31
開始時裝置內管與外瓶中的壓力相等,酸液面相平。固體與酸液就會開始生成CO2。你若關小閥門,減少出氣量。內管中的壓強就會增大。顯而易見,此時內管中的酸液就會從下端的小孔中被擠到外瓶中,外瓶酸液液面升高,其上部的空氣會受到壓縮,壓強增大。從而達到新的平衡。你完全關斷閥門,則內管中的壓強會持續增加,直到把其中的酸液全部都擠到外瓶中。此時固體與酸液分離。反應自然停止。當你重新打開閥門時,外瓶上部被壓縮的空氣會立刻膨脹,將酸液壓回內管中。固液又重新結合,CO2開始產生。
重要補充:在計泡器里添加飽和碳酸鈉(純堿)溶液(不是碳酸氫鈉,碳酸氫鈉的溶解度只有9.6g,純堿可達其5倍)可以幾乎洗掉所有的揮發出來的微量醋酸。(不用添加專門的洗氣裝置)。剛進行了一個簡單的計算。我的記泡器裝有3\4的水90ml,可以溶解碳酸鈉約44克。理論上可以吸收45ml左右的純醋酸(實際上達不到,這里需要特別解釋一下,請看后面的注解),意味著基本上你可以不用經常換里面的水了。制出的CO2非常純(本身此反應的附加產物就幾乎沒有),絕對比你用鋼瓶充的純。
注解:大家都知道碳酸鈉可以和CO2反應生成碳酸氫鈉,這樣的話不是在吸收微量醋酸的同時也會將co2除掉嗎?非也!兩方面的解釋:1醋酸的酸性比CO2(碳酸)強二氧化碳方案,會優先與碳酸鈉反應。2氣泡狀的CO2與碳酸鈉溶液的接觸面很小,損失量可以忽略。大家可以在里面多加碳酸鈉。飽和以后繼續加一些。這樣碳酸鈉只要消耗,就會有補充。
我的特別建議:1增大內管的直徑,最少有5CM。只要外瓶能放進去,越大越好。
2外瓶中添加酸液的高度決定著此裝置能提供的最大壓力。魚缸越深,細化器陶瓷片的孔隙越小,你需要的壓力就越大。(成品細化器也是有差別的)
3在內管下部的塞子上打洞時候,多打一些,洞不要大。塞子與內管之間不需要什么氣密。它的作用無非是在上面放石頭子而已。或者直接不用什么塞子,拿個紗布之類的網狀物套在下面用皮筋一繃就行
此貼在CO2發生器的制作細節上沒有冗述(我所制作的那個也不過是一個驗證想法的粗糙之作),只是提出一個新的思考問題的方法。我覺得只要有正確的理論做指引,技術細節上的東西就不是問題,總能想到好的辦法去克服。希望以此貼拋磚引玉,大家共同來完善我們的co2DIY解決方案。有任何好的意見與想法請與我聯系。
最后我要對北化研究生院實驗化學專業的陳躍同學表示由衷的感謝。他對洗氣過程的專業分析令人信服。
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