2013年2月9日土曜日

CO2発生実験

 
なんだかだんだんタイトルが怪しくなってきましたが、その通りの実験です。
CO2レーザを作るためにはCO2が不可欠なわけですが、

Home-Built Carbon Dioxide (CO2) Laser

や、Home Built CO2 laser などというキーワードでグーグル先生に教えてもらった先のサイト

たとえば、http://www.youtube.com/watch?v=5Td7cSgg6IA

など見ていますと、皆さんガスをフローさせながらレーザ発振をさせております。
私の目標はシールド、すなわち封じ切のレーザ管を作ることなのですが、最初はそういうわけにもいかないかもしれません。ということで、今買っているCO2や窒素のボンベは数リットルとあまりにも心もとないのでこれらのガスを大量に確保する方法を検討しました。
ヘリウムがもっとも高価で、購入以外に入手の手段はないに等しいのですが、幸いにもCO2と窒素の混合ガスでもそれなりに発振するらしいことがHome-Built Carbon Dioxide (CO2) Laser に記載されておりますので、まずはそこから始めようと思っております。

まずはCO2です。
たとえば、上のYouTubeではCO2を baking powder and vinegar すなわち、ふくらし粉と酢を混ぜて発生させています。ふくらし粉は炭酸水素ナトリウムですから、酸と混合すれば、

 NaHCO3 + HX → NaX + H2O + CO2↑

という反応が起きてCO2が発生します。
HXは強酸である必要はありませんので、皆さん手近にある酢を使っているようです。

私もこれでいこうかと思ったのですが、日本人はどうしても酢のにおいを嗅ぐと寿司が食べたくなってしまうので(私だけかも)、なんとか無臭の方法がないかと考えておりました。
小学校の実験を思い出すと、石灰石に塩酸なんてのがあるわけですが、塩酸を入手するには印鑑押したりしなきゃいけませんし、すぐに塩化アンモニウムで粉吹くので好みではありません。
と思いながらダイソーの中をうろついていたら、重曹(炭酸水素ナトリウム)の横になんとクエン酸が売っていました。もちろんどちらも100円。


すばらしい。これでいけるはずです。
クエン酸はトリカルボン酸で酢よりも3倍おいしいです。においもなく、保存もしやすく、酢のような不純物もほとんどなく、しかも安いと言うことありません。

ということで、早速これらを買って帰り実験してみました。
動画はこちら。


このようにしっかりCO2が発生します。
息子が計算したところ、上記の二袋で3モル分のCO2は発生させられそうです。つまり、200円で70リットル近いCO2を発生させられるということです。十分すぎる量です。
よいものが見つかってよかったです。寿司の心配しなくて良いし。

あとは窒素です。
こちらも何とかなるのではと考えております。窒素は大気の8割を占め、われわれの周りに腐るほどあります。これを使わない手はありません。面倒なのは2割の酸素で、これを除いてやればよいわけです。除くのは結構面倒なのですが、ホッカイロを使えばいけるだろうと思っています。鉄の酸化、あるいは炭素と結合させてCO2にして実質的に除いてしまえばよいのです。
こちらも追って実験したいと思っております。

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