Алюминиевая бутылка+++

Вопросы, связанные с химией вообще. Вы можете задать здесь свой вопрос, и мы постараемся на него ответить.
General chemical questions go here
kika
Сообщения: 7031
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Алюминиевая бутылка+++

Сообщение kika » Пн мар 27, 2023 6:55 pm

Здравствуйте, коллеги!
Есть такая задачка на грани техники безопасности.
Имеется алюминивая бутылка емкостью 1 литр и имеется 3%-ный водный раствор NaOH.
Сколько мл NaOH можно поместить в бутылку, чтобы не произошел взрыв?

p.s. Никто не собирается в алюминиевой бутылке, конечно, хранить водный раствор щелочи, задача скорее на оценку прочности бутылки, с таким предположением, что избыточное давление сработает быстрее, чем в бутылке возникнет дырка.
Заранее спасибо!
Последний раз редактировалось kika Ср мар 29, 2023 5:34 pm, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
Phobos
Сообщения: 6568
Зарегистрирован: Чт авг 12, 2004 9:24 am

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение Phobos » Пн мар 27, 2023 8:17 pm

Ну, во-первых зависит от толщины стенки. Во-вторых, от геометрии бутылки, включая нюансы крепления дна - прямой там угол или с закруглением. В третьих, материал и резьба пробки - может, давление просто выбьет ее или приподнимет для сброса. И каждый параметр выльется в весьма сложное уравнение с эмпирическими коеффициентами, которое под силу каким-нибудь профи в области взрывотехники или хотя бы проверки качества баллонов газов под давлением.
Wodka trinkt man pur und kalt, das macht hundert Jahre alt!

ximi
Сообщения: 4391
Зарегистрирован: Вс янв 29, 2012 7:50 pm

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение ximi » Пн мар 27, 2023 9:06 pm

Имеется алюминивая бутылка емкостью 1 литр и имеется 3%-ный водный раствор NaOH.
Сколько мл NaOH можно поместить в бутылку, чтобы не произошел взрыв?
задача не решаема при такой постановки задачи.
Как минимум нужно знать толщину стенок бутылки. А в реальности все еще сложнее ....

1 мм это одна история.
5 мм другая.

А если 100 мм ее вообще никогда не разорвет.

kika
Сообщения: 7031
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение kika » Вт мар 28, 2023 8:11 am

Спасибо огромное, коллеги!
Видимо, да, толщина - определяющий параметр.
А если не учитывать, то можно без штанов дна остаться.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

ximi
Сообщения: 4391
Зарегистрирован: Вс янв 29, 2012 7:50 pm

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение ximi » Вт мар 28, 2023 2:46 pm

Ну это как бы очевидно что толщина играет.
Фольга от пивной банки вообще мигом слабину даст !

Аватара пользователя
Jokermaniak
Сообщения: 3019
Зарегистрирован: Чт окт 02, 2014 4:41 pm

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение Jokermaniak » Вт мар 28, 2023 6:24 pm

Kika, если вам нужно оценить предельное давление, которое выдерживает бутылка, может, взять менее агрессивный источник газа? Например сухого льда туда закинуть?
ximi писал(а):
Вт мар 28, 2023 2:46 pm
Фольга от пивной банки вообще мигом слабину даст !
Всё не так однозначно, всей правды мы не знаем. © Пивные банки покрыты изнутри лаком, поэтому щелочью они растворяться не будут, если не пошкрябать.
Что, Карл Маркс запрещает держать на лестнице ковры? Разве где-нибудь у Карла Маркса сказано, что 2-й подьезд калабуховского дома на Пречистенеке следует забить досками и ходить кругом через черный двор?

kika
Сообщения: 7031
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение kika » Вт мар 28, 2023 8:59 pm

Jokermaniak писал(а):
Вт мар 28, 2023 6:24 pm
Kika, если вам нужно оценить предельное давление, которое выдерживает бутылка, может, взять менее агрессивный источник газа? Например сухого льда туда закинуть?
Спасибо, Jokermaniak!
Думаю теперь, что лучше не приближаться к предельному давлению. Зная свободный об'ем бутылки, можно прибавить ровно столько разбавленной щелочи, чтобы тот об'ем газа, который может образоваться, вместился бы в свободный об'ем. Как-то так! Возможно, это будет уравнение с двумя переменными, но это уже детали...

Аватара пользователя
Phobos
Сообщения: 6568
Зарегистрирован: Чт авг 12, 2004 9:24 am

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение Phobos » Вт мар 28, 2023 9:31 pm

Сухой лед не даст полной картины - нет коррозии стенки, которая явно снизит ее прочность, плюс водород гораздо лучше будет просачиваться через пробку.
Но вообще-то зреет напрашивающийся вопрос "на хрена?" Нельзя лить щелочь в люминий, и все тут.
Wodka trinkt man pur und kalt, das macht hundert Jahre alt!

Шуша
Сообщения: 1069
Зарегистрирован: Ср май 02, 2007 3:14 pm

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение Шуша » Ср мар 29, 2023 12:07 am

kika писал(а):
Пн мар 27, 2023 6:55 pm
... избыточное давление сработает быстрее, чем в бутылке возникнет дырка.
1. Бутылку разорвет в любом случае, если количество щелочи будет достаточным. При этом пробку считаем бесконечно надежной. Возможность точечной коррозии исключаем, т.к. это учесть в теоретических выкладках невозможно. В бутылке будет давление. Как только истончившаяся стенка не сможет ему противостоять, ее разорвет.
2. Пивная банка имеет минимальную толщину стенок 0,1 мм. И выдерживает давление до 6 атм. Если у бутылки толщина стенки будет хотя бы 1 мм, то она выдержит давление в разы больше. Насколько, это надо спросить у специалистов по сосудам, работающим под давлением.
3. Если я не ошибся в расчетах, то пол-литра 3% раствора NaOH (полностью прореагировавшего с алюминием) создадут в литровой бутылке давление около 26 атм (растворимость газа в жидкости не учтена).
4. Равномерного истончения стенок сосуда не будет. Максимальная коррозия будет наблюдаться вблизи места контакта 3-х фаз, из-за наилучшего перемешивания барботированием. Просчитать это практически нереально. Если давление окажется достаточным, то бутылку разорвет рядом с линией заполнения раствором.
Последний раз редактировалось Шуша Ср мар 29, 2023 6:33 am, всего редактировалось 1 раз.

ximi
Сообщения: 4391
Зарегистрирован: Вс янв 29, 2012 7:50 pm

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение ximi » Ср мар 29, 2023 4:20 am

Пивные банки покрыты изнутри лаком, поэтому щелочью они растворяться не будут, если не пошкрябать.
Лак может дать слабину от щелочи ..... :clap:

Он порой даже от пива может слабину дать ...была одна история ....знакомый на оптовке работал рассказывал.

kika
Сообщения: 7031
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение kika » Ср мар 29, 2023 7:23 am

Phobos писал(а):
Вт мар 28, 2023 9:31 pm
Но вообще-то зреет напрашивающийся вопрос "на хрена?" Нельзя лить щелочь в люминий, и все тут.
Часто ли это написано большими печатными буквами в лаборатории?
А за студентами-практикантами не всегда углядишь!

kika
Сообщения: 7031
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение kika » Ср мар 29, 2023 7:28 am

Шуша писал(а):
Ср мар 29, 2023 12:07 am
1. Бутылку разорвет в любом случае, если количество щелочи будет достаточным. ...
Огромное спасибо, Шуша!
Сосчитала потом - газа возникло около 25 литров на 0.5 литра свободного объема,
видимо, достаточное давление, чтобы оторвало дно.

Шуша
Сообщения: 1069
Зарегистрирован: Ср май 02, 2007 3:14 pm

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение Шуша » Ср мар 29, 2023 8:01 am

kika писал(а):
Ср мар 29, 2023 7:28 am
...газа возникло около 25 литров на 0.5 литра свободного объема...
Ну, это Вы где-то ошиблись в 2 раза. На моль щелочи получается полтора моля водорода. 15 г NaOH в пол-литра раствора, это 0,375 моль. Водорода будет 0,56 моль, т.е. 12,6 л.
Последний раз редактировалось Шуша Ср мар 29, 2023 10:21 am, всего редактировалось 2 раза.

ximi
Сообщения: 4391
Зарегистрирован: Вс янв 29, 2012 7:50 pm

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение ximi » Ср мар 29, 2023 9:29 am

А это примерно 25 Ат

Шуша
Сообщения: 1069
Зарегистрирован: Ср май 02, 2007 3:14 pm

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение Шуша » Ср мар 29, 2023 10:55 am

kika писал(а):
Ср мар 29, 2023 7:23 am
Часто ли это написано большими печатными буквами в лаборатории?
А за студентами-практикантами не всегда углядишь!
Гм, когда я был еще молодым специалистом и работал в лаборатории НИИ, у нас одна лаборантка учудила. Было две емкости с плавиковой кислотой ОСЧ. Она решила место под тягой освободить и слила их в одну. Хорошо хоть, что в пластиковую, но... через стеклянную воронку. Пришлось кислоту утилизировать. Казалось бы большинство людей, даже далеких от химии, должны были слышать, что плавиковая кислота растворяет стекло, а здесь лаборантка.
Всего не предусмотришь и большими буквами на плакатах, развешенных в лаборатории, не напишешь. Места не хватит. И всегда может найтись чудак, который что-то совершенно идиотское сотворит.

kika
Сообщения: 7031
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение kika » Ср мар 29, 2023 2:35 pm

Шуша писал(а):
Ср мар 29, 2023 8:01 am
Ну, это Вы где-то ошиблись в 2 раза. На моль щелочи получается полтора моля водорода. 15 г NaOH в пол-литра раствора, это 0,375 моль. Водорода будет 0,56 моль, т.е. 12,6 л.
А не пол-моля на моль щелочи?

kika
Сообщения: 7031
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение kika » Ср мар 29, 2023 2:40 pm

Шуша писал(а):
Ср мар 29, 2023 10:55 am
И всегда может найтись чудак, который что-то совершенно идиотское сотворит.
Назвала бы это оплошностью.
У нас опытный химик в свое время досушивал сложный эфир молекулярными ситами.
Ну, не пришло ему в голову, что в воде присутствовал спирт.
В итоге на этих ситах пошла трансэстерификация

Аватара пользователя
Сержл
Сообщения: 9742
Зарегистрирован: Пн авг 21, 2006 8:01 pm

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение Сержл » Ср мар 29, 2023 2:42 pm

не в воде, в выдохах опытного химика

kika
Сообщения: 7031
Зарегистрирован: Ср окт 04, 2006 1:59 pm

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение kika » Ср мар 29, 2023 2:45 pm

Сержл писал(а):
Ср мар 29, 2023 2:42 pm
не в воде, в выдохах опытного химика
А у Вас, конечно, никогда промахов не было в Вашей практике? :)

Аватара пользователя
Сержл
Сообщения: 9742
Зарегистрирован: Пн авг 21, 2006 8:01 pm

Re: Алюминиевая бутылка

Сообщение Сержл » Ср мар 29, 2023 3:13 pm

ни капли, всё в цель :lol:

Ответить

Вернуться в «общехимические вопросы / general chemical issues»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 29 гостей