Sturmglas - Kristalle Prädiktoren

Einmal stieß ich in der Zeitschrift UT für geschickte Hände, Nr. 1, 1989, auf einen Artikel mit dem Titel "Mysterious Ampoule", der von einem ungewöhnlichen alten meteorologischen Gerät erzählt - einem Sturmglas (Sturmglas, Kampferglas, Weatcherglas, Fitzroys Kolben, Sturmflasche) Das Gerät nach dem vorgeschlagenen Rezept, begann ich weiter zu studieren, mit einigen Informationen und meiner Erfahrung, hauptsächlich von einem praktischen Plan, dann werde ich es teilen.

Es gibt Informationen, dass das Sturmglas bereits im 18. Jahrhundert verwendet wurde, aber die berühmteste Erwähnung bezieht sich auf Robert Fitzroy , den Kapitän des Beagle- Schiffes, auf dem Charles Darwin reiste, und ihm (R. Fitzroy) wird oft fälschlicherweise die Erfindung des Geräts zugeschrieben. Das klassische Sturmglas ist ein versiegeltes, längliches Glasgefäß, das fast bis zum Rand mit einer klaren Flüssigkeit mit farblosen Kristallen verschiedener Formen gefüllt ist. Durch Ändern des Aussehens, der Position und der Höhe dieser Kristalle soll das Wetter für die nächsten Stunden und Tage beurteilt werden. Früher wurde es in Verbindung mit einem Barometer verwendet, und jetzt wird das Sturmglas eher als ungewöhnliche Dekoration für Innenräume angesehen. Viele moderne Forscher sind zu dem Schluss gekommen, dass das Gerät seine Hauptfunktion nicht erfüllt, aber es wird noch geforscht und diskutiert. Auch wenn das Sturmglas nur auf die Temperatur reagiert, ist es dennoch eine interessante und schöne Sache, die durchaus als Dekoration dienen kann. Sie können natürlich ein fertiges kaufen, es gibt eine ganze Reihe von Angeboten im Netzwerk (insbesondere bei eBay und AliExpress), aber in diesem Fall gibt es keine Informationen darüber, wie und woraus das Gerät hergestellt wurde, sowie das Vergnügen, Dinge selbst zu tun.


Hier ist ein Beispiel für das Dekodieren von Änderungen in der Sturmklasse:

Transparente Flüssigkeit deutet auf klares Wetter und bewölkten Regen hin.
Trübe Flüssigkeit mit kleinen Sternen - ein Gewitter.
Kleine Punkte - Nebel, feuchtes Wetter.
Große Flocken, für Winter - Schnee, im Sommer - Himmel bedeckt, schwere Luft.
Die Fäden an der Oberseite der Flüssigkeit sind Wind.
Die Kristalle am Boden sind dicke Luft, Frost.
Kleine Sterne - im Winter bei klarem Wetter - schneien an einem anderen oder dritten Tag.
Je höher die Kristalle im Winter steigen, desto stärker ist die Kälte.

Darüber hinaus befindet sich das Gerät normalerweise im Wohnzimmer oder in der Schiffskabine und ist absolut auslaufsicher. Es gibt jedoch auch Hinweise darauf, dass es außerhalb des Fensters oder am Mast des Schiffes installiert werden muss und dass ein kleines Loch im Korken erforderlich ist. Angesichts der hohen Empfindlichkeit des Geräts gegenüber Temperaturänderungen und der extremen Flüchtigkeit von Alkohol und Kampfer erscheint dies jedoch zweifelhaft. Daher sollte das Gemisch nicht durch eine Änderung des atmosphärischen Drucks beeinflusst werden, Temperaturschwankungen sind ziemlich gleichmäßig und liegen in einem engen Bereich der Raumtemperatur, und ihre Amplitude ist klein, und ihre Art kann von der außerhalb des Fensters abweichenden Art abweichen. Darüber hinaus beraubt nach einigen Berichten selbst die Thermostatisierung das Gerät nicht der Funktionsfähigkeit. Es gibt Hypothesen, dass die Sturmklasse zusätzlich zur Temperatur von den elektrischen und magnetischen Feldern der Erde, Blitzentladungen, Sonnen- und Mondaktivität, Infraschallschwingungen und im Falle der Temperatur nicht von der Dynamik beeinflusst wird, sondern von der Dynamik ihrer Veränderung. Diese Hypothesen werden von einigen Autoren regelmäßig bewiesen und von anderen widerlegt, einige Beispiele für Arbeiten zu diesem Thema:
Korrelation mit seismischen Ereignissen.
Korrelation mit der Sonnenaktivität.
Korrelation mit den Mondphasen.
Im Forum finden sich viele nützliche Informationen.
Es scheint, dass es einfacher sein kann, Sie müssen nur Ihre eigene Sturmklasse selbst erstellen und einfache Nachforschungen anstellen, aber es gibt eine große Anzahl von Rezepten, und anscheinend funktionieren verschiedene Rezepte für einige klimatische Bedingungen gut und für andere überhaupt nicht.

Rezepte

Bei einer ausreichend langen Suche im Internet wird eine große Anzahl verschiedener Mischungszusammensetzungen gefunden, die sich erheblich voneinander unterscheiden und häufig archaische oder mehrdeutige Einheiten von Messsystemen verwenden, und es treten auch Probleme bei der Umwandlung dieser Einheiten in Einheiten auf, die dem modernen Forscher vertrauter sind. Vergessen Sie nicht Volumen- und Massenprozent und die Volumenänderung beim Mischen mit Wasser beim Umgang mit Ethylalkohol.

Ich werde meine Sammlung von Grundrezepten mit der Umrechnung von Einheiten und der Anpassung an moderne Realitäten bringen. Außerdem ist ein Bonus in Form einer Anwendung zur Berechnung der erforderlichen Volumina und Massen von Komponenten in Abhängigkeit vom erforderlichen Volumen der Mischung beigefügt. Auch dieser Rechner verfügt über mehrere andere Funktionen, die für Forscher nützlich sind. Demnach werden Wünsche und Korrekturen angenommen. Nur die qualitative Zusammensetzung ist (mit seltenen Ausnahmen) in verschiedenen Formulierungen unverändert. Dies sind: Kampfer , der Hauptbestandteil, es sind seine Kristalle, die im Sturmglas beobachtet werden, es ist sehr flüchtig und hat einen ausgeprägten spezifischen Geruch; Ammoniumchlorid (Ammoniak, nicht zu verwechseln mit Ammoniak!); Kaliumnitrat (Kaliumnitrat); Ethylalkohol (Ethanol); Wasser.

Nr. 1. Rezept aus der englischen Enzyklopädie "Cooley's Cyclopaedia of Practical Receipts". Dieses Rezept ist in RuNet dank der Magazine Chemistry and Life und UT for Skillful Hands am beliebtesten.

2 Drachmen Kampfer, 1,5 Drachmen Kaliumnitrat, 1 Drachme Ammoniumchlorid, 2,25 fl oz Alkohol "Proof". Die Mischung wird in ein 12 Zoll langes Rohr mit einem Durchmesser von 3/4 Zoll gegossen.
In metrischen Maßeinheiten stellt sich heraus, wenn wir die Apothekendrachme berücksichtigen und die Volumenänderung des Alkohol-Wasser-Gemisches (gemäß alkoholometrischen Tabellen) berücksichtigen:

7,78 g Kampfer;
5,83 g Kaliumnitrat;
3,89 g Ammoniumchlorid;
37,54 ml 96% iger rektifizierter Ethylalkohol;
28,35 ml Wasser.

Die Länge des Sturmglases beträgt 30,50 cm, der Durchmesser 1,90 cm.

Nr. 2. Ein relativ seltenes Rezept von Runet, dessen Quelle unbekannt ist.

4,40 g Kampfer;
2,30 g Kaliumnitrat;
2,30 g Ammoniumchlorid;
19,50 ml Alkohol;
16,00 ml Wasser.

Nummer 3. Dieses Rezept wurde auf einer ausländischen Website gefunden und ursprünglich im Juni 1997 in der School Science Review veröffentlicht. Dies ist das häufigste Rezept im ausländischen Segment des Internets und wird auch von den meisten Forschern empfohlen.

10,00 g Kampfer;
2,50 g Kaliumnitrat;
2,50 g Ammoniumchlorid;
40,00 ml Alkohol;
33,00 ml Wasser.

Nummer 4. Rezept aus dem General Receipt Book des Drogisten von Henry Beasley, 1886:

2,5 drs. Kampfer;
38 grs. Kaliumnitrat;
38 grs. Ammoniumchlorid;
9 drs. Wasser;
6 drs. rektifizierter Alkohol.
Wenn drs. - Apotheke Drachme und grs. - Englisch gran, dann bekommen wir folgendes Rezept:
9,72 g Kampfer;
2,46 g Kaliumnitrat;
2,46 g Ammoniumchlorid;
29,07 ml rektifizierter Alkohol;
35,00 ml Wasser.

Nr. 5.1 Das Rezept aus dem Buch "Pharmaceutical Formulas by Peter MacEwan", 1908.

1/2 Unze Kampfer, 1/2 Unze Ammoniumchlorid, 1/2 Unze Kaliumnitrat, 1 Unze rektifizierter Alkohol, 2 Unzen destilliertes Wasser.
Was in metrischen Einheiten, wenn Sie überall eine Massenunze verwenden:
14,17 g Kampfer;
14,17 g Ammoniumchlorid;
14,17 g Kaliumnitrat;
35,32 ml rektifizierter Alkohol;
56,70 ml Wasser.

Nr. 5.2 Das Rezept aus dem Buch "Pharmaceutical Formulas by Peter MacEwan", 1908.

2 Kampferdrachme, 1/2 Kaliumnitratdrachme, 1/2 Ammoniumchlorid-Drachme, 2 absolute Alkoholunzen, 2 Wasserunzen. Die Mischung wird in ein Glasrohr mit einer Länge von 10 Zoll und einem Durchmesser von 3/4 Zoll gegossen.
In metrischen Einheiten, wenn Sie überall eine Massenunze verwenden:
7,78 g Kampfer;
1,94 g Ammoniumchlorid;
1,94 g Kaliumnitrat;
73,93 ml rektifizierter Alkohol;
53,85 ml Wasser.
Die Länge des Sturmglases beträgt 25,40 cm, der Durchmesser 1,90 cm.

Nr. 5.3 Das Rezept funktioniert laut Autor gut für das Klima in Westaustralien :

4,20 g Kampfer;
1,20 g Kaliumnitrat;
0,80 g Ammoniumchlorid;
23,50 ml destilliertes Wasser;
23,50 ml methylierter Ethylalkohol (anscheinend denaturierter Alkohol).

Nr. 6 Rezept aus dem Artikel "Admiral Fitzroys legendäres Sturmglas":

14,5 g Campher;
2,0 g Kaliumnitrat;
4,0 g Ammoniumchlorid;
9,7 g Wasser;
9,7 g Ethanol.
Wenn wir akzeptieren, dass die Masse an reinem Ethanol im Rezept angegeben ist:
14,50 g Kampfer;
2,00 g Kaliumnitrat;
4,00 Ammoniumchlorid;
12,65 ml rektifizierter Alkohol;
9,25 g Wasser.

Es gibt eine Meinung, dass das D-Isomer von Kampfer in der Sturmklasse am besten funktioniert, natürlicher Kampfer besteht daraus, während die Apotheke eine racemische Mischung ist (D- und L-Isomere in gleichen Anteilen). Kampfer ist die am schwersten zu erreichende Komponente. Sie können sie bei Unternehmen suchen, die Komponenten für Kosmetika, Chemikalien, in Apotheken mit verschreibungspflichtigen Abteilungen verkaufen. Einige Angebote für den Verkauf von Kampfer bei eBay (oft als natürlich deklariert, was gut ist) können in extremen Fällen sein Isolieren Sie Kampferalkohol aus der Apotheke, indem Sie ihm Wasser gemäß der Methode am Ende des Artikels hinzufügen. Kampferalkohol selbst aus einer Apotheke ist nur geeignet, wenn zusätzlich zu dem bereits in der Lösung enthaltenen trockener Kampfer zugesetzt wird, außerdem ist seine Zusammensetzung nicht genau bekannt.

Ammoniumchlorid wird in Chemieläden und in Radiogeschäften verkauft. Kaliumnitrat auch in Chemiespeichern oder in Form von Kaliumnitrat, im letzteren Fall sollte es durch Umkristallisation gereinigt werden (dies ist am Ende des Artikels). Destilliertes Wasser wird häufig in Autohäusern gefunden. Ethylalkohol kann zu 96% rektifiziert und zu 70% vorzugsweise ohne verschiedene Zusätze verwendet werden.

Herstellung

Um ein Sturmglas herzustellen, ist es notwendig, Salze und Kampfer genau zu wiegen und das Volumen von Alkohol und Wasser zu messen. Zum Wiegen können Sie chinesische Schmuckwaagen mit einer Genauigkeit von 0,01 g verwenden. Sie können Volumina mit einem Messzylinder oder einem Messrohr messen sowie Flüssigkeiten unter Berücksichtigung ihrer Dichte wiegen.



Sie können dem für das Gerät vorbereiteten Behälter sofort Kampfer hinzufügen und mit Alkohol einfüllen. Sie können ihn auch in 2/3 des berechneten Alkoholvolumens auflösen, die Lösung in den Behälter für das Sturmglas überführen und mit dem restlichen Alkohol abspülen. Lösen Sie dann die Salze in Wasser und geben Sie die resultierende Salzlösung in die Kampferlösung und mischen Sie sie gründlich (Sie können den Korken einfach schließen und mehrmals umdrehen oder schütteln). Zwischen der Lösung und dem Boden des Korkens sollte etwas Luft verbleiben. In diesem Fall fällt der Kampfer in Form eines weißen Niederschlags aus, was auf die Richtigkeit der Aktion hinweist.

Schließen Sie dann das Gerät mit einem Stopfen, lassen Sie alle Blasen schwimmen, öffnen Sie es für einen Moment, um den Druck auszugleichen, schließen Sie das Dichtmittel und tragen Sie es auf.



Das fertige Sturmglas muss aufrecht auf einem schwarzen, matten Hintergrund befestigt und nicht weit vom Fenster, sondern von Heizsystemen und anderen Heizgeräten entfernt platziert werden. Nach ungefähr einer Woche kondensiert der Kampferniederschlag und es erscheinen getrennte Kristalle.



In populären Quellen werden oft fehlerhafte und sogar schädliche Empfehlungen gefunden oder wichtige Punkte übersehen. Ich werde einige davon auflisten:

Es ist unmöglich, das Sturmglas mit einem Gummistopfen abzudecken. Dies führt zwangsläufig zu einer Gelbfärbung der Mischung. Je mehr Zeit vergeht, desto gesättigter ist die Farbe. Es ist ideal, das Gefäß mit der Mischung zu verschließen. Wenn es nicht möglich ist, es zu verschließen, können Sie einen geschliffenen Glasstopfen ohne Schmierung oder einen Fluorplastik- / Polyethylenstopfen (etwas schlechter) verwenden. Der Stopfen sollte die absolute Dichtheit des Gefäßes gewährleisten. Es ist zweckmäßig, es endgültig mit Epoxidharz zu fixieren und es in der Verdickungsphase auf den Stopfen aufzutragen .

Salze müssen in Wasser und Kampfer in Alkohol gelöst werden. Sie müssen die Lösungen nicht erhitzen. Dies führt nur zu unnötigen Problemen mit der anschließenden Versiegelung und den flüchtigen Bestandteilen der Mischung. Es ist wichtig, dass der Kontakt zwischen dem Stopfen und der Oberfläche des Gefäßes trocken ist. Andernfalls tritt unter dem Einfluss des inneren Dampfdrucks von Alkohol und Kampfer Flüssigkeit aus und verhindert, dass sich das Dichtmittel auf der Oberfläche festsetzt. Nach dem Auftragen des Dichtungsmittels wird das Sturmglas mehrere Stunden lang in der Kälte, im Kühlschrank oder in der kalten Jahreszeit auf den Balkon gestellt.

Nach dem Mischen einer wässrigen Salzlösung und einer alkoholischen Kampferlösung werden die in Wasser gelösten Gase für einige Zeit freigesetzt. Es lohnt sich, die Vorrichtung mit einem luftdichten Stopfen zu verschließen, alle Blasen schwimmen zu lassen und vor dem endgültigen Versiegeln den Druck mit dem atmosphärischen Druck auszugleichen.



Das Gefäß sollte aus dünnem transparentem Glas bestehen, die beste Form ist länglich (wie ein breites Rohr), dies schafft optimale Bedingungen für die Beobachtung und die Bildung einer Vielzahl von Kristallen.

Einige Informationen zu den Rezepten, die ich ausprobiert habe

Von links nach rechts: Rezepte 1, 2, 3, 4

Das allererste habe ich ein Sturmglas nach Rezept Nr. 1 gemacht, und darin zuerst nur im Sommer (anscheinend unter dem Einfluss erhöhter Temperatur), und später gibt es das ganze Jahr über eine flüssige Schichtung, die in den Instrumenten und anderen Leuten das Sturmglas nach diesem Rezept hergestellt hat wenn im oberen Teil der Lösung eine Schicht öliger Flüssigkeit beobachtet wird. Beim Schütteln löst es sich auf und erscheint nach einer Weile wieder.
Anschließend wurden mehrere experimentelle Sturmklassen mit den Formulierungen Nr. 2, 3, 4, 5.1 durchgeführt. In Nr. 5.1 fiel viel Kampfer aus, der auf der Oberfläche der Lösung schwebte und nicht auf den Boden sank. Er wurde von den Beobachtungen ausgeschlossen. Dies kann durch die hohe Dichte der Lösung erklärt werden (mit dem Taschenrechner können Sie sie ungefähr berechnen). Offensichtlich sollte die Dichte der Lösung sehr nahe an der Dichte von Kampfer (0,99 g / ml) liegen, aber in keinem Fall signifikant höher als diese. Im Verlauf weiterer Beobachtungen reagierte Nr. 1 überhaupt nicht auf Wetteränderungen, Nr. 2 reagierte merklich auf Verschlechterung und Verbesserung, Nr. 3 reagierte am aktivsten und Nr. 4 leicht. Hier können Sie einen der Gründe sehen, warum einige Forscher glauben, dass das Gerät nur auf eine Temperaturänderung reagiert, da das Rezept Nummer 1 am beliebtesten ist. Ich denke nicht, dass es völlig falsch ist, höchstwahrscheinlich wurde die Alkoholkonzentration falsch bestimmt oder Die Zusammensetzung ist nicht für unser Klima oder für den Innenbereich geeignet.

Meiner Meinung nach ist das Sturmglas ein sehr interessantes Gerät, und was wichtig ist, es ist recht einfach herzustellen und sieht effektiv aus. Fast ein ideales Lernobjekt für Schüler und Schüler, und es gibt etwas zu studieren, den Einfluss von Faktoren (insbesondere wenn Thermostatisierung und automatische Registrierung möglich sind), Forschung und Suche nach optimalen Rezepten, die Wirkung von Kampferisomeren, die Möglichkeit, die Komponenten der Mischung durch andere zu ersetzen usw.