Stormglass - preditores de cristais

Certa vez, na revista UT para mãos hábeis, nº 1, 1989, deparei-me com um artigo intitulado "Ampola Misteriosa", que contava sobre um incomum dispositivo meteorológico antigo - um vidro de tempestade (vidro de tempestade, vidro de cânfora, vidro de weatcher, balão Fitzroy, balão de tempestade), feito o dispositivo de acordo com a receita proposta, comecei a estudar mais, com algumas informações e minha experiência, principalmente de um plano prático, depois vou compartilhá-lo.

Há informações de que o vidro de tempestade já foi usado no século XVIII, mas a menção mais famosa está relacionada a Robert Fitzroy , o capitão do navio Beagle , no qual Charles Darwin viajou, e ele (R. Fitzroy) é frequentemente creditado por engano com a invenção do dispositivo. O clássico stormglass é um vaso de vidro alongado selado, cheio quase até o topo com um líquido transparente com cristais incolores de várias formas. Ao alterar a aparência, posição e altura desses cristais, é suposto julgar o clima pelas próximas horas e dias. Ao mesmo tempo em que era usado em conjunto com um barômetro, e agora o vidro de tempestade é considerado mais uma decoração incomum para interiores, muitos pesquisadores modernos chegaram à conclusão de que o dispositivo não cumpre sua função principal, mas pesquisas e debates em torno dele ainda estão em andamento. Mesmo que o vidro da tempestade não reaja a nada além da temperatura, ainda é uma coisa interessante e bonita que pode servir de decoração. É claro que você pode comprar um já pronto, existem muitas ofertas na rede (especialmente no eBay e no AliExpress), mas neste caso não há informações sobre como e de que o dispositivo foi feito, bem como o prazer de fazer as coisas sozinho.


Aqui está um exemplo de alterações de decodificação na classe storm:

Líquido transparente pressagia tempo claro, nublado - chuva.
Líquido turvo com pequenas estrelas - uma tempestade.
Pequenos pontos - nevoeiro, tempo úmido.
Flocos grandes, para o inverno - neve, no verão - céu coberto, ar pesado.
Os fios na parte superior do líquido são vento.
Os cristais no fundo são ar espesso, geada.
Pequenas estrelas - no inverno com tempo limpo - nevam em outro ou terceiro dia.
Quanto mais altos os cristais subirem no inverno, mais forte será o frio.

Além disso, o dispositivo geralmente está localizado na sala de estar ou na cabine do navio e é absolutamente hermético, no entanto, também há evidências da necessidade de instalá-lo fora da janela ou no mastro do navio, bem como a necessidade de um pequeno orifício na cortiça. Mas, dada a alta sensibilidade do dispositivo às mudanças de temperatura e a extrema volatilidade da variação de álcool e cânfora, isso parece duvidoso. Portanto, a mistura não deve ser afetada por uma mudança na pressão atmosférica, mas as flutuações de temperatura são bastante suaves e estão em uma faixa estreita de temperatura ambiente, e sua amplitude é pequena e sua natureza pode diferir do que acontece fora da janela. Além disso, de acordo com alguns relatórios, mesmo o termostato não priva o dispositivo de operacionalidade. Existem hipóteses de que, além da temperatura, a classe de tempestades é afetada pelos campos elétrico e magnético da Terra, descargas atmosféricas, atividade solar e lunar, vibrações infra-sônicas e, no caso da temperatura, a dinâmica não são fatores determinantes, mas a dinâmica de sua mudança. Essas hipóteses são periodicamente comprovadas por alguns autores e refutadas por outros, vários exemplos de trabalhos sobre esse assunto:
Correlação com eventos sísmicos.
Correlação com atividade solar.
Correlação com as fases da lua.
Muitas informações úteis podem ser encontradas no fórum .
Parece que pode ser mais simples, você só precisa criar seu próprio vidro de tempestade e fazer pesquisas simples, mas há um grande número de receitas e, aparentemente, diferentes receitas funcionarão bem para algumas condições climáticas e completamente não funcionarão em outras.

Receitas

Com uma pesquisa suficientemente longa na Internet, será encontrado um grande número de diferentes misturas da mistura, que são bastante diferentes umas das outras, e geralmente usam unidades arcaicas ou ambíguas de sistemas de medição, e há problemas no processo de conversão dessas unidades para mais familiares ao pesquisador moderno. Não se esqueça do percentual de volume e massa e a mudança de volume quando misturado com água ao lidar com álcool etílico.

Trarei minha coleção de receitas básicas com a conversão de unidades e adaptação às realidades modernas. Além disso, um bônus é anexado a ele na forma de um aplicativo para calcular os volumes e massas necessários de componentes, dependendo do volume exigido da mistura, também esta calculadora possui vários outros recursos úteis para os pesquisadores. Segundo ele, desejos e correções são aceitos. Somente a composição qualitativa é inalterada (com raras exceções) em diferentes formulações, são elas: cânfora , o componente principal, são os cristais observados no vidro de tempestade, é muito volátil e tem um cheiro específico pronunciado; cloreto de amônio (amônia, não confunda com amônia!); nitrato de potássio (nitrato de potássio); álcool etílico (etanol); água.

No. 1. Receita da enciclopédia inglesa "Cyclopaedia of Practical Receipts" de Cooley. Esta receita é mais popular no RuNet graças às revistas Chemistry and Life e UT for Skillful Hands.

2 dracmas de cânfora, 1,5 dracmas de nitrato de potássio, 1 dracma de cloreto de amônio, 2,25 fl oz de álcool "à prova". A mistura é vertida em um tubo de 12 polegadas de comprimento e 3/4 de polegada de diâmetro.
Em termos de unidades métricas de medida, se tomarmos o dracma da farmácia e levarmos em conta a mudança no volume da mistura álcool-água (de acordo com as tabelas alcoométricas), ocorrerá:

7,78 g de cânfora;
5,83 g de nitrato de potássio;
3,89 g de cloreto de amônio;
37,54 ml de álcool etílico retificado a 96%;
28,35 ml de água.

O comprimento do vidro de tempestade é 30,50 cm, diâmetro 1,90 cm.

No. 2. Uma receita relativamente rara da Runet, a fonte é desconhecida.

4,40 g de cânfora;
2,30 g de nitrato de potássio;
2,30 g de cloreto de amônio;
19,50 ml de álcool;
16,00 ml de água.

Número 3. Esta receita foi encontrada em um site estrangeiro e foi publicada originalmente em junho de 1997 na School Science Review. Essa é a receita mais comum no segmento externo da Internet e também recomendada pela maioria dos pesquisadores.

10,00 g de cânfora;
2,50 g de nitrato de potássio;
2,50 g de cloreto de amónio;
40,00 ml de álcool;
33,00 ml de água.

Número 4. Receita do Livro de Receitas Gerais do Druggist, de Henry Beasley, 1886:

2,5 drs. cânfora;
38 grs. nitrato de potássio;
38 grs. cloreto de amônio;
9 drs. água;
6 drs. álcool retificado.
Se drs. - dracma de farmácia e grs. - Inglês gran, então temos a seguinte receita:
9,72 g de cânfora;
2,46 g de nitrato de potássio;
2,46 g de cloreto de amônio;
29,07 ml de álcool retificado;
35,00 ml de água.

No. 5.1 A receita do livro "Pharmaceutical Formulas by Peter MacEwan", 1908.

1/2 onça de cânfora, 1/2 onça de cloreto de amônio, 1/2 onça de nitrato de potássio, 1 onça de álcool retificado, 2 onças de água destilada.
Em termos de unidades métricas, se você usar uma onça em massa em qualquer lugar:
14,17 g de cânfora;
14,17 g de cloreto de amónio;
14,17 g de nitrato de potássio;
35,32 ml de álcool retificado;
56,70 ml de água.

No. 5.2 A receita do livro "Pharmaceutical Formulas by Peter MacEwan", 1908.

2 dracma de cânfora, 1/2 dracma de nitrato de potássio, 1/2 dracma de cloreto de amônio, 2 onças de álcool absoluto, 2 onças de água. A mistura é derramada em um tubo de vidro com um comprimento de 10 pol. E um diâmetro de 3/4 pol.
Em termos de unidades métricas, se você usar uma onça em massa em qualquer lugar:
7,78 g de cânfora;
1,94 g de cloreto de amônio;
1,94 g de nitrato de potássio;
73,93 ml de álcool retificado;
53,85 ml de água.
O comprimento do vidro de tempestade é 25,40 cm, o diâmetro é 1,90 cm.

5.3. A receita, segundo o autor, funciona bem para o clima da Austrália Ocidental :

4,20 g de cânfora;
1,20 g de nitrato de potássio;
0,80 g de cloreto de amônio;
23,50 ml de água destilada;
23,50 ml de álcool etílico metilado (álcool aparentemente desnaturado).

Nº 6 Receita do artigo "Almirante Fitzroys legendäres Sturmglas":

14,5 g Campher;
2,0 g de Kaliumnitrat;
4,0 g de cloreto de amônio;
9,7 g de Wasser;
9,7 g de etanol.
Se aceitarmos que a massa de etanol puro é dada na receita:
14,50 g de cânfora;
2,00 g de nitrato de potássio;
4,00 cloreto de amônio;
12,65 ml de álcool retificado;
9,25 g de água.

Há uma opinião de que o isômero D da cânfora funciona melhor na classe tempestade, a cânfora natural é composta por ela, enquanto a farmácia é uma mistura racêmica (isômeros D e L em proporções iguais). A cânfora é o componente mais difícil de alcançar, você pode pesquisá-la em empresas que vendem componentes para cosméticos, produtos químicos, em farmácias com departamentos de receita médica, algumas ofertas para vender cânfora no eBay (geralmente declarado natural, o que é bom), em casos extremos. isolar do álcool de cânfora da farmácia adicionando água a ele de acordo com o método no final do artigo. O álcool de cânfora de uma farmácia é adequado apenas quando se adiciona cânfora seca em adição à já existente na solução, além disso, sua composição não é exatamente conhecida.

O cloreto de amônio é vendido em lojas de produtos químicos e de rádio. Nitrato de potássio também em lojas de produtos químicos ou na forma de nitrato de potássio; neste último caso, ele deve ser limpo por recristalização (isso é no final do artigo). Água destilada é frequentemente encontrada em concessionárias de carros. O álcool etílico pode ser usado como 96% retificado e 70%, de preferência sem vários aditivos.

Fabricação

Para fazer um copo de tempestade, é necessário pesar com precisão sais e cânfora, medir o volume de álcool e água. Para pesagem, você pode usar balanças de joias chinesas com precisão de 0,01 G. Você pode medir volumes com um cilindro graduado ou um tubo de medição, bem como pesar líquidos, levando em consideração sua densidade.



Você pode adicionar imediatamente a cânfora ao recipiente preparado para o dispositivo e adicionar álcool, também pode dissolvê-lo em 2/3 do volume calculado de álcool, transferir a solução para o recipiente para o vidro de tempestade e enxaguar com o álcool restante. Em seguida, dissolva os sais em água e adicione a solução salina resultante à solução de cânfora e misture bem (você pode simplesmente fechar a cortiça e girá-la várias vezes ou agitá-la), um pouco de ar deve permanecer entre a solução e o fundo da cortiça. Nesse caso, a cânfora cairá na forma de um precipitado branco, o que indica a exatidão da ação.

Em seguida, feche o dispositivo com uma rolha, deixe que todas as bolhas flutuem, abra por um momento para equalizar a pressão, feche e aplique selante, remova para o frio.



O vidro de tempestade acabado precisa ser fixado na posição vertical sobre um fundo preto fosco e colocado não muito longe da janela, mas longe de sistemas de aquecimento e outros aparelhos de aquecimento. Após cerca de uma semana, o precipitado de cânfora se condensará e cristais separados aparecerão.



Em fontes populares, recomendações errôneas e até prejudiciais são frequentemente encontradas ou pontos importantes são perdidos; listarei algumas delas:

É impossível cobrir o vidro de tempestade com uma rolha de borracha, isso inevitavelmente levará ao amarelecimento da mistura e, quanto mais o tempo passa, mais saturada será a cor. É ideal para selar o recipiente com a mistura, se for impossível selá-lo, você pode usar uma rolha de vidro fosco sem lubrificação ou uma rolha de fluoroplástico / polietileno (um pouco pior); a rolha deve garantir a estanqueidade absoluta do vaso; .

Os sais precisam ser dissolvidos em água e a cânfora em álcool; você não precisa aquecer as soluções; isso só criará problemas desnecessários com os componentes subsequentes de vedação e voláteis da mistura. É importante que o contato entre a cortiça e a superfície do vaso seja seco; caso contrário, sob a influência da pressão interna de vapor de álcool e cânfora, o líquido vazará e impedirá que o selante se fixe na superfície. Após a aplicação do selante, o vidro de tempestade é bem colocado por várias horas no frio, na geladeira ou levado para a varanda na estação fria.

Depois de misturar uma solução aquosa de sais e uma solução alcoólica de cânfora, o gás dissolvido em água é liberado por algum tempo, vale a pena fechar o dispositivo com uma tampa hermética, deixar que todas as bolhas flutuem e igualar a pressão atmosférica antes da vedação final.



O vaso deve ser feito de vidro transparente fino, a melhor forma é alongada (como um tubo largo), isso cria condições ideais para a observação e a formação de uma variedade de cristais.

Algumas informações sobre as receitas que eu tentei

Da esquerda para a direita: receitas 1, 2, 3, 4

A primeira vez que fiz uma ampulheta de acordo com a receita nº 1, e nela, a princípio apenas no verão (aparentemente sob a influência de temperaturas elevadas), e mais tarde há uma estratificação do líquido existente nos dispositivos e em outras pessoas que fizeram a ampola de acordo com esta receita quando uma camada de líquido oleoso é observada na parte superior da solução. Quando sacudido, se dissolve e depois de um tempo aparece novamente.
Posteriormente, foram realizadas várias classes experimentais de tempestades com as formulações nº 2, 3, 4, 5.1. No No. 5.1, muita cânfora precipitou, que flutuou na superfície da solução e não afundou no fundo, foi excluída das observações, isso pode ser explicado pela alta densidade da solução (a calculadora permite que você a calcule aproximadamente). Aparentemente, a densidade da solução deve estar muito próxima da densidade da cânfora (0,99 g / ml), mas em nenhum caso significativamente superior a ela. No decurso de mais observações, o número 1 não reagiu de maneira alguma às mudanças climáticas, o número 2 reagiu à deterioração e melhoria bastante visivelmente, o número 3 reagiu mais ativamente e o número 4, ligeiramente. Aqui você pode ver uma das razões pelas quais alguns pesquisadores acreditam que o dispositivo não reage a nada além de uma mudança de temperatura, porque a mais popular é a receita número 1, não acho que esteja completamente errada, provavelmente a concentração de álcool foi determinada incorretamente ou a composição não é adequada para o nosso clima ou para uso interno.

Na minha opinião, o stormglass é um dispositivo muito interessante e, o que é importante, é bastante simples de fabricar e parece eficaz. Quase um objeto ideal para o estudo de escolares e alunos, e há algo a ser estudado, a influência de fatores (especialmente quando é possível o registro termostático e automático), a pesquisa e a busca de receitas ideais, o efeito dos isômeros de cânfora, a possibilidade de substituir os componentes da mistura por outros, etc.