Stormglass - prédicteurs de cristaux

Une fois, dans le magazine UT pour les mains habiles, n ° 1, 1989, je suis tombé sur un article intitulé "Ampoule mystérieuse", qui raconte un vieil appareil météorologique inhabituel - un verre de tempête (verre de tempête, verre de camphre, verre de weatcher, ballon de Fitzroy, ballon de tempête), fait l'appareil selon la recette proposée, j'ai commencé à approfondir, avec quelques informations et mon expérience, principalement d'un plan pratique, puis je vais le partager.

Il existe des informations selon lesquelles le sablier était déjà utilisé au XVIIIe siècle, mais la mention la plus célèbre est liée à Robert Fitzroy , le capitaine du navire Beagle , sur lequel Charles Darwin a voyagé, et il (R. Fitzroy) est souvent attribué à tort à l'invention de l'appareil. Le verre tempête classique est un récipient en verre allongé scellé rempli presque jusqu'au sommet d'un liquide clair avec des cristaux incolores de différentes formes. En modifiant l'apparence, la position et la hauteur de ces cristaux, il est censé juger de la météo des prochaines heures et des prochains jours. À une époque, il était utilisé en conjonction avec un baromètre, et maintenant le verre de tempête est davantage considéré comme une décoration inhabituelle pour les intérieurs, de nombreux chercheurs modernes sont arrivés à la conclusion que l'appareil ne remplit pas sa fonction principale, mais les recherches et les débats autour de lui sont toujours en cours. Même si le verre tempête ne réagit à rien d'autre qu'à la température, c'est quand même une chose intéressante et belle qui pourrait bien servir de décoration. Vous pouvez bien sûr en acheter une toute faite, il y a beaucoup d'offres sur le réseau (en particulier sur eBay et AliExpress), mais dans ce cas, il n'y a aucune information sur comment et de quoi l'appareil a été fait, ainsi que le plaisir de faire les choses vous-même.


Voici un exemple de changements de décodage dans la classe Storm:

Le liquide transparent laisse présager un temps clair, nuageux - pluie.
Liquide trouble avec de petites étoiles - un orage.
Petits points - brouillard, temps humide.
Gros flocons, pour l'hiver - neige, en été - ciel couvert, air lourd.
Les fils au sommet du liquide sont du vent.
Les cristaux au fond sont de l'air épais, du givre.
Petites étoiles - en hiver par temps clair - neige un autre ou troisième jour.
Plus les cristaux s'élèvent en hiver, plus le froid sera fort.

De plus, l'appareil est généralement situé dans le salon ou dans la cabine du navire et est absolument étanche à l'air, cependant, il existe également des preuves de la nécessité de l'installer à l'extérieur de la fenêtre ou sur le mât du navire, ainsi que la nécessité d'un petit trou dans le bouchon. Mais étant donné la haute sensibilité de l'appareil aux changements de température et l'extrême volatilité du balayage de l'alcool et du camphre, cela semble douteux. Par conséquent, le mélange ne devrait pas être affecté par un changement de pression atmosphérique, mais les fluctuations de température sont assez lisses et se situent dans une plage étroite de température ambiante, et leur amplitude est petite et leur nature peut différer de ce qui se passe à l'extérieur de la fenêtre. De plus, selon certains rapports, même la thermostatisation ne prive pas l'appareil de son fonctionnement. Il existe des hypothèses selon lesquelles, en plus de la température, la classe des tempêtes est affectée par les champs électriques et magnétiques de la Terre, les décharges de foudre, l'activité solaire et lunaire, les vibrations infrasonores et dans le cas de la température, la dynamique n'est pas les facteurs décisifs, mais la dynamique de son changement. Ces hypothèses sont périodiquement prouvées par certains auteurs et réfutées par d'autres, plusieurs exemples d'ouvrages sur ce sujet:
Corrélation avec les événements sismiques.
Corrélation avec l'activité solaire.
Corrélation avec les phases de la lune.
Beaucoup d'informations utiles peuvent être trouvées sur le forum .
Il semble que cela puisse être plus simple, il vous suffit de fabriquer vous-même votre propre verre tempête et de faire des recherches simples, mais il existe un grand nombre de recettes, et apparemment des recettes différentes fonctionneront bien pour certaines conditions climatiques et ne fonctionneront pas du tout dans d'autres.

Recettes

Avec une recherche suffisamment longue sur Internet, on trouvera un grand nombre de mélanges différents du mélange, qui sont assez différents les uns des autres, et utilisent souvent des unités archaïques ou ambiguës de systèmes de mesure, et il y a des problèmes dans le processus de conversion de ces unités en plus familier au chercheur moderne. N'oubliez pas le volume et le pourcentage massique, ainsi que le changement de volume lorsqu'ils sont mélangés à de l'eau lorsqu'ils traitent avec de l'alcool éthylique.

J'apporterai ma collection de recettes de base avec la conversion d'unités et l'adaptation aux réalités modernes. En outre, un bonus lui est attaché sous la forme d'une application pour calculer les volumes et les masses de composants requis en fonction du volume requis du mélange, cette calculatrice a également plusieurs autres fonctionnalités utiles pour les chercheurs. Selon elle, les souhaits et corrections sont acceptés. Seule la composition qualitative est inchangée (à de rares exceptions près) dans différentes formulations, ce sont: le camphre , le composant principal, ce sont ses cristaux qui sont observés dans le verre tempête, il est très volatil et a une odeur spécifique prononcée; chlorure d'ammonium (ammoniaque, à ne pas confondre avec l'ammoniac!); nitrate de potassium (nitrate de potassium); alcool éthylique (éthanol); de l'eau.

N ° 1. Recette tirée de l'encyclopédie anglaise "Cooley's Cyclopaedia of Practical Receipts". Cette recette est plus populaire dans RuNet grâce aux magazines Chemistry and Life et UT for Skillful Hands.

2 drachmes de camphre, 1,5 drachmes de nitrate de potassium, 1 drachme de chlorure d'ammonium, 2,25 fl oz d'alcool "proof". Le mélange est versé dans un tube de 12 pouces de long et 3/4 de diamètre.
En termes d'unités métriques, si vous prenez la drachme de pharmacie et prenez en compte la variation du volume du mélange alcool-eau (selon les tableaux alcoométriques), il s'avère:

7,78 g de camphre;
5,83 g de nitrate de potassium;
3,89 g de chlorure d'ammonium;
37,54 ml d'alcool éthylique rectifié à 96%;
28,35 ml d'eau.

La longueur du verre tempête est de 30,50 cm, diamètre 1,90 cm.

N ° 2. Recette relativement rare de Runet, la source est inconnue.

4,40 g de camphre;
2,30 g de nitrate de potassium;
2,30 g de chlorure d'ammonium;
19,50 ml d'alcool;
16,00 ml d'eau.

Numéro 3. Cette recette a été trouvée sur un site étranger et a été initialement publiée en juin 1997 dans le School Science Review, c'est la recette la plus courante dans le segment étranger d'Internet, et également recommandée par la plupart des chercheurs.

10,00 g de camphre;
2,50 g de nitrate de potassium;
2,50 g de chlorure d'ammonium;
40,00 ml d'alcool;
33,00 ml d'eau.

Numéro 4. Recette tirée du livre des recettes générales du pharmacien, par Henry Beasley, 1886:

2,5 drs. camphre;
38 grs. nitrate de potassium;
38 grs. chlorure d'ammonium;
9 drs. l'eau;
6 drs. alcool rectifié.
Si drs. - drachme de pharmacie, et grs. - Gran anglais, on obtient la recette suivante:
9,72 g de camphre;
2,46 g de nitrate de potassium;
2,46 g de chlorure d'ammonium;
29,07 ml d'alcool rectifié;
35,00 ml d'eau.

N ° 5.1 La recette du livre "Formules pharmaceutiques de Peter MacEwan", 1908.

1/2 once de camphre, 1/2 once de chlorure d'ammonium, 1/2 once de nitrate de potassium, 1 once d'alcool rectifié, 2 onces d'eau distillée.
En termes d'unités métriques, si vous utilisez une once de masse partout:
14,17 g de camphre;
14,17 g de chlorure d'ammonium;
14,17 g de nitrate de potassium;
35,32 ml d'alcool rectifié;
56,70 ml d'eau.

N ° 5.2 La recette du livre "Formules pharmaceutiques de Peter MacEwan", 1908.

2 drachmes de camphre, 1/2 drachme de nitrate de potassium, 1/2 drachme de chlorure d'ammonium, 2 onces d'alcool absolu, 2 onces d'eau. Le mélange est versé dans un tube en verre d'une longueur de 10 pouces et d'un diamètre de 3/4 pouces.
En termes d'unités métriques, si vous utilisez une once de masse partout:
7,78 g de camphre;
1,94 g de chlorure d'ammonium;
1,94 g de nitrate de potassium;
73,93 ml d'alcool rectifié;
53,85 ml d'eau.
La longueur du verre tempête est de 25,40 cm, le diamètre est de 1,90 cm.

N ° 5.3 La recette, selon l'auteur, fonctionne bien pour le climat de l'Australie occidentale :

4,20 g de camphre;
1,20 g de nitrate de potassium;
0,80 g de chlorure d'ammonium;
23,50 ml d'eau distillée;
23,50 ml d'alcool éthylique méthylé (alcool apparemment dénaturé).

Recette n ° 6 de l'article "Amiral Fitzroys legendäres Sturmglas":

14,5 g de Campher;
2,0 g de Kaliumnitrat;
4,0 g de chlorure d'ammonium;
9,7 g de Wasser;
9,7 g d'éthanol.
Si l'on accepte que la masse d'éthanol pur soit donnée dans la recette:
14,50 g de camphre;
2,00 g de nitrate de potassium;
4,00 chlorure d'ammonium;
12,65 ml d'alcool rectifié;
9,25 g d'eau.

Il existe une opinion selon laquelle l' isomère D du camphre fonctionne mieux dans la classe des tempêtes, le camphre naturel en est composé, tandis que la pharmacie est un mélange racémique (isomères D et L dans des proportions égales). Le camphre est le composant le plus difficile à atteindre, vous pouvez le rechercher dans les entreprises qui vendent des composants pour les cosmétiques, les produits chimiques, dans les pharmacies avec des services de prescription, quelques offres pour vendre du camphre sur eBay (souvent déclaré naturel, ce qui est bien), dans les cas extrêmes, il peut être isoler de l'alcool de camphre de pharmacie en y ajoutant de l'eau selon la méthode en fin d'article. L'alcool de camphre lui-même en pharmacie ne convient que lorsque du camphre sec est ajouté en plus de celui déjà présent dans la solution; de plus, sa composition n'est pas exactement connue.

Le chlorure d'ammonium est vendu dans les magasins de produits chimiques et dans les magasins de radio. Le nitrate de potassium également dans les magasins de produits chimiques ou sous forme de nitrate de potassium, dans ce dernier cas, il doit être nettoyé par recristallisation (c'est à la fin de l'article). L'eau distillée se trouve souvent dans les concessionnaires automobiles. L'alcool éthylique peut être utilisé à 96% rectifié et 70%, de préférence sans divers additifs.

Fabrication

Pour fabriquer un verre tempête, il est nécessaire de peser avec précision les sels et le camphre, de mesurer le volume d'alcool et d'eau. Pour la pesée, vous pouvez utiliser des balances à bijoux chinoises avec une précision de 0,01 g. Vous pouvez mesurer des volumes avec un cylindre gradué ou un tube de mesure, ainsi que peser des liquides en tenant compte de leur densité.



Vous pouvez immédiatement ajouter du camphre dans le récipient préparé pour l'appareil et ajouter de l'alcool, vous pouvez également le dissoudre dans 2/3 du volume d'alcool calculé, transférer la solution dans le récipient pour le verre tempête et rincer avec l'alcool restant. Dissolvez ensuite les sels dans l'eau et ajoutez la solution de sel résultante à la solution de camphre et mélangez soigneusement (vous pouvez simplement fermer le bouchon et le retourner plusieurs fois ou le secouer), un peu d'air doit rester entre la solution et le fond du bouchon. Dans ce cas, le camphre tombera sous la forme d'un précipité blanc, ce qui indique la justesse de l'action.

Fermez ensuite l'appareil avec un bouchon, laissez toutes les bulles flotter, ouvrez-le pendant un moment pour égaliser la pression, fermez et appliquez du mastic, retirez-le à froid.



Le verre de protection fini doit être fixé en position verticale sur un fond noir mat et placé non loin de la fenêtre, mais loin des systèmes de chauffage et d'autres appareils de chauffage. Après environ une semaine, le précipité de camphre se condense et des cristaux séparés apparaissent.



Dans les sources populaires, des recommandations erronées et même nuisibles sont souvent trouvées ou des points importants sont manqués, je vais en énumérer quelques-unes:

Il est impossible de couvrir le verre tempête avec un bouchon en caoutchouc, cela conduira inévitablement au jaunissement du mélange, et plus le temps passe, plus la couleur sera saturée. Il est idéal pour sceller le récipient avec le mélange, s'il est impossible de le sceller, vous pouvez utiliser un bouchon en verre dépoli sans lubrification, ou un bouchon en fluoroplastique / polyéthylène (légèrement pire), le bouchon doit garantir l'étanchéité absolue du récipient, il est pratique de le fixer définitivement avec de la résine époxy, en l'appliquant dans la phase d'épaississement au-dessus du bouchon .

Les sels doivent être dissous dans l'eau et le camphre dans l'alcool, vous n'avez pas besoin de chauffer les solutions, cela ne créera que des problèmes inutiles avec l'étanchéité ultérieure et les composants volatils du mélange. Il est important que le contact entre le bouchon et la surface du récipient soit sec, sinon, sous l'influence de la pression de vapeur interne de l'alcool et du camphre, le liquide s'échappera et empêchera le scellant de se fixer sur la surface. Après avoir appliqué le mastic, le verre tempête est bien placé pendant plusieurs heures au froid, au réfrigérateur ou sorti sur le balcon pendant la saison froide.

Après avoir mélangé une solution aqueuse de sels et une solution de camphre alcoolique, le gaz dissous dans l'eau est libéré pendant un certain temps, il vaut la peine de fermer l'appareil avec un bouchon hermétique, de laisser toutes les bulles flotter et d'égaliser la pression atmosphérique avant le scellage final.



Le récipient doit être en verre transparent mince, la meilleure forme est allongée (comme un tube large), ce qui crée des conditions optimales pour l'observation et la formation d'une variété de cristaux.

Quelques informations sur les recettes que j'ai essayées

De gauche à droite: recettes 1, 2, 3, 4

Le tout premier j'ai fait un verre tempête selon la recette n ° 1, et dedans, d'abord seulement en été (apparemment sous l'influence d'une température élevée), et plus tard il y a une stratification liquide tout au long de l'année, qui se trouve dans les instruments et d'autres personnes ont fabriqué le verre tempête selon cette recette lorsqu'une couche de liquide huileux est observée dans la partie supérieure de la solution. Une fois secoué, il se dissout et réapparaît après un certain temps.
Par la suite, plusieurs classes expérimentales de tempête avec les formulations n ° 2, 3, 4, 5.1 ont été réalisées. Au n ° 5.1, beaucoup de camphre a précipité, qui flottait à la surface de la solution et ne coulait pas au fond, il a été exclu des observations, cela peut s'expliquer par la densité élevée de la solution (la calculatrice permet de la calculer approximativement). Apparemment, la densité de la solution devrait être très proche de la densité du camphre (0,99 g / ml), mais en aucun cas significativement supérieure à celle-ci. Au cours d'autres observations, le n ° 1 n'a pas réagi du tout aux changements météorologiques, le n ° 2 a réagi de façon assez sensible à la détérioration et à l'amélioration, le n ° 3 a réagi le plus activement et le n ° 4 légèrement. Ici, vous pouvez voir l'une des raisons pour lesquelles certains chercheurs pensent que l'appareil ne réagit à rien d'autre qu'un changement de température, car la plus populaire est la recette numéro 1, je ne pense pas que ce soit complètement faux, très probablement la concentration d'alcool a été incorrectement déterminée ou la composition n'est pas adaptée à notre climat, ni à une utilisation en intérieur.

À mon avis, le Stormglass est un appareil très intéressant, et ce qui est important, il est assez simple à fabriquer et à l'aspect efficace. Presque un objet d'étude idéal pour les écoliers et les étudiants, et il y a quelque chose à étudier, l'influence des facteurs (en particulier lorsque la thermostation et l'enregistrement automatique sont possibles), la recherche et la recherche de recettes optimales, l'effet des isomères du camphre, la possibilité de remplacer les composants du mélange par d'autres, etc.