Знаете ли вы, что можете самостоятельно надуть шарики так, чтобы они летали?

Часть I. ТЕОРИЯ:

Для того, чтобы воздушный шарик летал, необходимо чтобы он был легче воздуха. В "классическом" варианте шары наполняют гелием. Но гелий очень сложно получить в "кустарных" условиях.

Как известно, есть еще газы, которые значительно легче воздуха. Один из них - водород. Справедливости ради стоит отметить, что это самый легкий газ из известных на сегодняшний день. Он не получил широкого распространения в развлекательной отрасли из-за взрывоопастности. Однако, его относительно легко получить "на кухне" и надуть им воздушные шарики. Причем шарики наполненные водородом, будут летать лучше, чем такие же шары, наполненные гелием.

При проведении указанных ниже действий вы должны соблюдать меры предосторожности, а именно:

1) Беречь свои глаза от попадания щелочи - наденьте очки, а еще лучше купите специальную маску за 100 рублей. (Продается в любом хим-магазине)

2) Уберите все источники огня и искр. Учтите что это важно. Водород с кислородом образует очень взрывоопасную смесь. Несколько литров водорода в шарике могут представлять серьезную опасность, особенно, в закрытом пространстве. Перед тем, как повторять указанные ниже манипуляции рекомендуем посмотреть взрыв шарика с водородом. (Видео в конце поста).

3) Без опыта проведения данной реакции не советуем изменять пропорции указанные ниже. Реакция экзотермическая (т.е. с выделением тепла). Причем его выделяется столько, что без охлаждения щелочь в бутылке закипает, а при увеличении концентрации в большую сторону вам скорее всего никак не удастся избежать выплескивания кипящей щелочи в шарик.

Злую шутку сдесь играет правило Вант - Гоффа. Дословно оно звучит так: "При повышении температуры на каждые 10 градусов константа скорости гомогенной элементарной реакции увеличивается в два—четыре раза."

Другими словами: При повышении температуры скорость реакции растет в геометрической прогрессии. А чем больше скорость экзотермической реакции, тем больше выделяется тепла за единицу времени. Получается замкнутый круг. Это приводит в конкретном случае к тому что после прогрева до температуры 70-80 градусов реакцию почти невозможно контролировать.

Для получения водорода мы будем разрушать оксидную пленку алюминия и растворять его в воде.

Реакция: 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na{Al(OH)4} + 3H2

Часть II. ЧТО НУЖНО И ГДЕ ДОСТАТЬ?

1) NaOH. Он известен как Гидроксид Натрия, Каустическая сода и Едкий натр.

Купить можно в хим-магазине, магазине для электроники (такие как чип и дип, вольтмастер - там он называется каустической содой). Так же сухое (жидкое не пойдет) средство для прочистки труб "Крот" имеет в своем составе очень много гидроксида натрия. Цена на этот реактив достаточно низкая даже в "буржуйских" магазинах. Так каустическая сода в вольтмастере в количестве 250 грамм на 10.08.2015 стоит 96 рублей. Пачка сухого крота в Ашане стоит около 10 рублей. В Русском химике килограмм гидроксида натрия стоит 130 рублей.

2) Алюминий. Мы использовали для опыта алюминиевую фольгу. Так же подходит алюминиевая проволка, обожженные алюминиевые консервные банки (их покрывают специальной пленкой, поэтому чтобы щелочь добралась до алюминия ее надо разрушить и огонь с этим отлично справляется). Вообще подходит любой алюминий кроме порошка. (С ним реакция идет слишком быстро и содержимое закипает с 99,9% вероятностью)

3) Бутылка. Обычная, пластиковая. С ней, я думаю, проблем не будет.

4) Охлаждающая емкость. Подойдет кастрюля или большая тарелка наполненная холодной водой. В крайнем случае раковина заткнутая пробкой.

5) Холодная вода. Это очень важно. Холооодная.

Часть III. ПРАКТИКА

Если вам дороги глаза - проводите все операции в очках до момента завязывания шарика. Ну и конечно же, если вы торопыга, и пропустили две первых части - рекомендуем все-таки их прочитать. Подумайте что вам важнее - остаться при своих двух глазах или сэкономить 10 минут.

1) Насыпаем в бутылку 20 грамм гидроксида натрия (3 чайных ложки с горкой). Осторожно! Это щелочь. 2) Наливаем в бутылку 200 миллилитров холодной воды. 3) Размешиваем. При растворении бутылка нагреется. Охлаждаем в емкости до комнатной температуры. 4) Кидаем 10 грамм алюминия. Если шарик больше среднего можете увеличить на 2-3 грамма. Не больше! 5) Сразу надеваем шарик на бутылку. 6) Не даем смеси нагреться выше 50-60 градусов. (Лучше вобще не вынимать бутылку с шариком из охлаждающей емкости). Лучше реакция будет идти на 10 минут дольше, чем все выплеснется в шарик. 7) Перекручиваем низ шарика и снимаем его с горлышка бутылки. 8) Завязываем. PROFIT! Если вы не накосячили шарик должен лететь. 9) Подкладываем еще 10 грамм (плюс минус по ситуации) алюминия и надеваем следующий шарик.

Часть IV. О ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПОЛЕТА.

Так же вам будет полезно знать, что шары, которые наполняют гелием на продажу - специальные и как правило их дополнительно обрабатывают Hi-Float (средство для продления их "полетного" времени). Это значит, что обычные шарики которые вы надуете будут летать относительно недолго. У нас полезное время получалось около 6-7 часов. Причина кроется в большой текучести как гелия, так и водорода.

Мы думаем, что если вы купите специальные шары, да или просто HI-Float, и уж тем более, если все вместе, то вам удастся добиться времени полета, сопоставимого с покупными вариантами.

Данный опыт проделан несколько раз в ЦМИТ "Академия". Шарики полетели. В качестве источника алюминия, как уже было сказано выше, использовалась фольга.

Информация предоставлена для самообразования, ее ни в коем случае не следует воспринимать, как руководство к действию. Мы не несем никакой ответственности за предоставленную информацию, все действия вы выполняете на свой страх и риск. Так же мы предупреждаем, что в этой статье могут быть ошибки.

Часть V. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На настоящий момент рассматривается вопрос, о проведении мастер класса по кустарному надуванию летающих шариков и детальному объяснению многих моментов с практической подготовкой. Целевая аудитория - дети от 12 лет и их родители. Если вам интересна эта тема, то мы более детально изучим вопрос "живучести" таких шариков и после нахождения оптимального решения организуем мастер-класс, где кроме теоретических и практических знаний предоставим вам лично проверенные реактивы. (О предстоящих мероприятиях вы можете узнать на нашем сайте http://academylab.ru/event.php)

При копировании данной статьи просим вас давать ссылку на первоисточник. (Группа ЦМИТ Академии Вконтакте https://vk.com/kids_a, либо сайт http://academylab.ru/)

Если вы считаете данную информацию интересной, не забудьте сохранить ее.

Если есть вопросы, пожелания, или вам интересен мастер класс по этой теме - пишите в комментарии.

С уважением, коллектив ЦМИТ Академии.