Curiosità su processi chimici (seri e meno seri)

[Franco52]

Sia ben chiaro che queste schede sono indicative ed andrebbero approfondite.
Per il momento volevo far notare le potenzialità di certe reazioni chimiche che collegate l'una con l'altra, e guardate che c'è ancora parecchio altro, possono dare l'autosufficienza almeno per un vasto numero di persone.
Io sono partito anni fa con la colonizzazione dello spazio e la relativa tecnica di produzione di risirse in situ nei vari pianeti del sistema solare.
Sulla Luna per esempio c'è la regolite, che può essere benissimo sostituita dalla farina di basalto, dalla quale possono essere ricavate tutta una serie di sostanze, compreso l'Elio3, avendo una macchina con imput di polvere lunare e un output di metalli, ossidi, composti, gas, ecc.
Tornando a noi, anche inquadrandoci nella filosofia del forum che, credo, punti sull'autosufficienza energetica, dobbiamo creare una specie di chimica alternativa, lontana dai grandi impianti industriali e più vicina all'Atanor dell'alchimista.
Il Bicarbonato di sodio, il sale, la sabbia, il vetro riciclato, sono tutte cose che tutti possono avere a basso prezzo e dalle quale possono ricavare altri prodotti utili per la casa, tra cui anche combustibili come acetilene e idrogeno o carbone. Basta tornare un pò alle origini delle ricerche chimiche e metterci le dovute innovazioni.
Per Gattmes
Esiste il saldatore a idrogeno atomico che viene alimentato da idrogeno e innescato con un arco elettrico.
Credo che in questo caso la ricombinazione dell'idrogeno atomico sia immediata, cioè l'aro elettrico scinde l'idrogeno H2 in H1 e H1, questo a sua volta si ricombina subito in idrogeno H2 emettendo una grande quantità di calore.

[gattmes]

e fin qui non ci piove... quindi allora, per tirare le somme e visto che nelle ultime righe riaffermi da H2 a H (mentre nel disegno del "boiler" è il contrario.. ovvero dalla cella esce H.. entra nei "boiler" e in alto esce H2) quell'innesco è un errore/non ci vuole dentro quella specie di boiler??
Nel caso si corregge il disegno... (così vediamo di perfezionare.. magari aggiungere note, ecc.... proprio nello scopo citato, alla portata di tutti)

[Franco52]

E no! Mi sa che ci vuole sempre un innesco, però non dev'essere un arco elettrico che consuma molta energia, ma qualcosa d'altro.

proseguendo nel mio discorso volevo precisare che la scheda sull'alluminio vale anche per il rame e il vetro, senza che faccio altri disegni, cambiano solo le temperature di fusione, che sono 1.000°C per il rame riciclato e 1.400°C per il vetro.
A proposito della fornace tuttofare che sto faticosamente progettando e che comprendere varie camere a temperature diverse (da 2.000°C a 100°C) vi prometto che ci potremo fare pure la pizza e il pane.
Volevo anche dire che le schede sono connesse tra di loro perchè se per esempio in una reazione mi serve carbonio come materia prima, in un'altra magari il carbonio viene prodotto come scarto e quindi si può utilizzare per l'altra reazione.

[livingreen]

volevo precisare che la scheda sull'alluminio vale anche per il rame e il vetro, senza che faccio altri disegni, cambiano solo le temperature di fusione, che sono 1.000°C per il rame riciclato e 1.400°C per il vetro.

Guarda che il fatto che somministrando calore si arrivi alla fusione lo sanno anche i sassi. Il problema è come passare da una teoria semplificata e semplicistica ai fatti concreti.
Per quanto riguarda il forno da fonderia, ti posso portare almeno 14 testimoni ( i miei ex compagni di scuola ancora in vita) che ti possono dire che con un bidone di latta, un po' di carbone e qualche rifiuto metallico, si può fondere anche l'alluminio: noi l'abbiamo fatto in seconda media quando c'era ancora "applicazioni tecniche".
Ben altra cosa è ottenere un risultato finale CERTO e con un rendimento accettabile, sapendo le caratteristiche di partenza e quelle finali.

Mi dispiace ma voi chimici industrialisti ve la complicate apposta la chimica

A parte che non sono un chimico industrialista (cosa c'entra con la fusione dei metalli? Una cosa è la chimica, un'altra è la siderurgia), quello che cambia è il risultato finale. La "complicazione", come la chiami tu, è semplicemente rendersi conto che per arrivare ad un certo prodotto in uscita le cose non sono così semplici...
L'alluminio che ottenevo in seconda media era di caratteristiche meccaniche scarse e di composizione incerta. Quello che esce da una fonderia seria è collaudato, certificato e sicuro, e lo puoi vendere ad un costruttore di aerei senza il rischio di provocare una strage.

[Sulzer1]

Guarda che il fatto che somministrando calore si arrivi alla fusione lo sanno anche i sassi. Il problema è come passare da una teoria semplificata e semplicistica ai fatti concreti.
Per quanto riguarda il forno da fonderia, ti posso portare almeno 14 testimoni ( i miei ex compagni di scuola ancora in vita) che ti possono dire che con un bidone di latta, un po' di carbone e qualche rifiuto metallico, si può fondere anche l'alluminio: noi l'abbiamo fatto in seconda media quando c'era ancora "applicazioni tecniche".
Ben altra cosa è ottenere un risultato finale CERTO e con un rendimento accettabile, sapendo le caratteristiche di partenza e quelle finali.

A parte che non sono un chimico industrialista (cosa c'entra con la fusione dei metalli? Una cosa è la chimica, un'altra è la siderurgia), quello che cambia è il risultato finale. La "complicazione", come la chiami tu, è semplicemente rendersi conto che per arrivare ad un certo prodotto in uscita le cose non sono così semplici...
L'alluminio che ottenevo in seconda media era di caratteristiche meccaniche scarse e di composizione incerta. Quello che esce da una fonderia seria è collaudato, certificato e sicuro, e lo puoi vendere ad un costruttore di aerei senza il rischio di provocare una strage.

Livin questa l'hai copiata dal libro di applicazione tecnica di 2a media , l'avevamo fatto anche noi e avevamo ricavato una impugnatura da seghetto a cera persa . Un kg di rottame ( un pezzo di una coppa rotta di un 693 Fiat ) e 0,6 kg di fusione. Non ci spiegavamo dov'erano finiti i 4 etti che mancavano.Adesso me l'hai spiegato tu . Avevo anche fuso il phon di mia mamma che quando l'ha scoperto urlava come un'aquila.

[livingreen]

Si, mi ricordo di quel libro! Impugnatura anatomica (bastava stringere la cera fra le mani per inprimere la forma delle dita). Usciva sempre pieno di soffiature... per forza, lo stampo era di materiale inadatto e non era seccato in forno, e rilasciava gas.
La nostra applicazione principale era di farci gratuitamente i piombini per la pesca, oppure di correre dietro alle ragazze quando eravamo tutti neri di fuliggine....

[Franco52]

scheda 13

Così si presenterebbe un impianto di raffinazione della regolite (farina di basalto)

[livingreen]

Non sono d'accordo.
Quello che hai proposto è solo il diagramma semplificato dei flussi, manca praticamente tutto (dalle reazioni ai macchinari utilizzati... roba da migliaia di tonnellate e che occupa diversi ettari di terreno, comunque).
E' solo il disegnino di prima fatto un po' meglio...

Fra l'altro... il solo nastro di caricamento della prima tramoggia, dove entrerebbe il suolo lunare, quanto pesa? Quello che usavo io pesava 700 quintali, lo so perchè l'abbiamo spostato... ed è solo il primo, insignificante pezzettino dell'impianto: che però nel tuo diagramma non c'è nemmeno....

O parliamo del separatore magnetico? Coi magneti ultraleggeri? Perchè solo un piccolo separatore coi magneti "normali"pesa un paio di tonnellate... roba da mandare facilmente sulla luna, insomma.

Probabilmente, il solo impiantino per la produzione del freon sarebbe come quello della foto allegata, figurati il resto....

[Wechselstrom]

Franco52,
sei un chimico, un ing chimico o un ing di processo?

[Franco52]

Sono perito nucleare:
non va bene ?

Per Livingreen
Esiste anche il laboratorio!

[Franco52]

scheda 14

Come creare un vuoto quasi perfetto

[Wechselstrom]

Franco52,
l'idrogeno liquido non è che sia poi tanto alla portata di tutti...
Ad ogni modo, lì dentro non c'è il vuoto ma una pressione d'equilibrio fra fase solida e aeriforme.
Tanto vale costruirsi/procurarsi un barometro di Torricelli: anche lì non riuscirò a ottenere il vuoto perfetto, ma avrò una pressione di vapore saturo pari a 0,1 Pa (a 20°C).
Un laboratorio non è pensato per rendere quantità industriali di un certo prodotto. Altrimenti a che servirebbe appunto la "chimica industriale"?

[gattmes]

E no! Mi sa che ci vuole sempre un innesco, però non dev'essere un arco elettrico che consuma molta energia, ma qualcosa d'altro.

..scusate.. ma son "di coccio": non ho capito a che cosa allora serve questo innesco.
???????

[Franco52]

Per wechselstrom
e chi ha detto che servono produzioni industriali per l'autosufficienza di una unità di abitazione.
Per Gattmes
Nel saldatore l'arco elettrico serve anche ad aiutare la ricombinazione dell'idrogeno atomico, oltre che per produrlo.
Nel generatore non credo che spontaneamente c'è questa ricombinazione se non catalizzata in qualche modo.
Jean Louis Naudin nel MAHG ha fatto una cosa simile ottenendo un'overunity incredibile.

[Valmax]

"L'alluminio fuso non deve essere necessariamente puro.
Industrialmente l'alluminio viene prodotto dalla bauxite o dall'elettrolisi dell'ossido.
Noi abbiamo a disposizione le lattine di birra o i fogli alimentari di alluminio, quindi faremmo contemporaneamente opera di riciclaggio."

Scommetto, Franco, che per te pure tutti gli acciai sono uguali.
No.
Come ogni metallo, deve essere lavorato con la massima cura a livello molecolare per sapere cosa farne dopo. L'alluminio per le eliche e quello per il domopak sono così diversi che la tua idea diventa una barzelleta.
Tu sbatti il materiale da riciclaggio in un forno così, senza una precisa serie di passaggi di pulizia e separazione dei diversi tipi di metalli presenti nel materiale, e ti ritrovi con una poltiglia totalmente inutilizzabile e contaminata.

"Infatti la chimica è stata coscientemente complicata per allontanarla dalla gente.
La filosofia del mio manuale è la seguente:
Far da sè.
Utilizzare materie prime facilmente trovabili e a basso costo.
Prendere più piccioni con una fava.
Semplificare"

La chimica è stata complicata? Perché, prima cosa facevano? Oh, certo, magari i fabbri nell'antichità facevano una pissiatina sul metallo rovente, ed aiutava. Oppure, certo, l'urina equina era un ottimo detersivo ai bei tempi andati. E niente di meglio di un po' di grasso e cenere per fare il sapone. Ma non credo che i cattivi scienziati abbiano inventato nuove regole, dopo, per fare dispetto a noi borghesotti. C'è solo che la materia si comporta in certi modi da quando esistono le strutture atomiche e molecolari, non prendertela troppo, su.

Tu pensa solo che, prima dell'invenzione del forno per 'ossigenare' l'acciaio durante la sua preparazione, il detto materiale, oggi punta di diamante di innumerevoli applicazioni, era un prodotto scadente, fragile e gli si preferiva il ferro. Prima dell'ossigenazione, si faceva come dici tu: sbatti dentro la fornace e via!
Poi, sul riciclaggio e le materie a basso costo, sono in linea di principio daccordo, ma ricorda : nel momento in cui tu ti lavori dei rottami, è vero che risparmi su una serie di passaggi che di solito riguardano la lavorazione a partire dal puro grezzo, ma comunque rimane la pulizia, la sverniciatura, la separazione dei componenti, la lavorazione in forme, il raffreddamento (che pure, a seconda dell'uso del metallo, deve avvenire con modalità e tempistiche diverse)... Insomma, si tratta di costi ed impianti che richiedono un signor conto in banca e convenzioni fiscali. O che pensi di essere il primo ad averci pensato. Un'industria del riciclaggio esiste già.

Ogni teoria è estremamente semplice, se salti tutti i possibili passaggi da lì alla pratica. Pensa a quanto sia, e non scherzo, assurdamente semplice, con le tecnologie moderne, la teoria di fondere l'idrogeno a caldo per avere una potenza energetica ad uso civile mai vista prma, o di quanto sia semplice l'idea di una pila a fusione fredda. Dici di essere un perito nucleare, quindi apprezzerai gli esempi, ma sai anche che:

1) prova te a trasformare con altrettanta facilità in pratica la fusione calda
2) prova te ad ottenere la fusione fredda con materiali economici e di facile reperibilità e con una resa almeno buona per rendere la tua abitazione autosufficiente

E' addirittura surreale sentirti sparlare di 'semplificazione', visto che tu per primo lavori in un campo che di semplificazioni NON ne vede.

E, tanto perché sia chiaro: se l''autonomia' di cui parli fosse volta alla produzione per consumo privato, sì, tecnicamente parlando chissenefrega che l'alluminio sia riciclato e malcotto, se poi lo usi tu in casa e basta. resta, appunto, il problemuccio che per ottenerlo hai speso delle quantità di soldi APOCALITTICHE per un sig. Rossi che già trova che la bolletta di gas, acqua e luce per le normali attività sia un salasso...

[Wechselstrom]

Franco52,
be', gl'impianti industriali saranno pure esagerati, ma io penso che anche la tua proposta di "autosufficienza per unità abitativa" lo sia. Infatti, per ogni unità abitativa allora ci vorrebbe almeno una persona che s'intenda bene di chimica e un laboratorio di chimica, con tutto quel che ne consegue (materiali, dispositivi di sicurezza, smaltimento rifiuti speciali, gestione delle scorte...). Una unità abitativa a quanto corrisponde? 10 persone? 100 persone? In tal caso servirebbero rispettivamente 6 milioni oppure 600 mila chimici (o periti tali), in Italia, solo per soddisfare il sogno di "autosufficienza". Altrettanti i laboratori. Raccogliere i rifiuti e smaltirli nonché approvvigionare tutti questi laboratori mi pare una cosa di una complessità inconcepibile. Per non parlare dei prodotti chimici di base! I loro costituenti non sono disponibili ovunque. Di conseguenza non potrai sintetizzarli in ogni unità abitativa. Pensi che in ogni punto della Terra sia possibile produrre cloro, ammoniaca, acido solforico, etilene, benzene, acetilene (solo per citarne alcuni), con elevata purezza, dall'ambiente circostante? Inoltre, il laboratorio di cui tu parli, dovrebbe essere al contempo attrezzato per sintesi di pordotti di base, derivati intermedi, prodotti finali, chimica fine e delle specialità...

[Valmax]

Ma una soluzione semplicissima C'E', 'Strom: si chiede un mutuo per finanziare il tutto, e un annuncio sul giornale per il personale. Olè!

[gattmes]

Si probabilmente richiede competenze, materie prime, denaro, ecc.... tuttavia io vorrei appunto "prendere" (tra ciò che è stato postato) le parti più realizzabili .. e meglio ancora spiegarle per la possibile utilità di qualcuno....

Di certo se andassi io all'isola dei famosi... probabilmente non mi limiterei a pescare 1 pesce alla volta.. o prendere il sole sulla sabbia....
... anzi questa, per me, mi "suonerebbe" già come possibile risorsa... e in 2 mesi (se non eliminato!) ..non costruirei una città... ma spremerei il cervello al massimo in tal senso..

(Certo che in città un "bicchiere" lo compro al negozio.. si fa prima e costa meno.. probabilmente anche all'ambiente)

Quindi vediamo se riusciamo, magari con modifiche/spiegazioni aggiuntive, a cavarne qualcosa di buono/effettivamente utilizzabile/utile?

[livingreen]

Ci sono molte cose che si possono fare... ma vorrei anche sapere a cosa dovrebbe servire l'autosufficienza chimica...

Una cosa che invece si potrebbe fare tranquillamente e porterebbe a sensibili risparmi è un minimo corso di chimica per casalinghe...
Mi spiego meglio: da anni, ormai, assisto alla progressiva sparizione dei prodotti chimici di base e delle drogherie che li vendevano, a favore della logica da supermercato.
Ecco quindi che le case si riempiono di prodotti miracolosi e costosissimi, composti però da semplicissime sostanze che la casalinga potrebbe comprare a prezzo bassissimo.

Faccio un esempio: il Fornet.
Ho ancora un calcolo in lire, quindi la situazione potrebbe essere molto peggiorata (non ho più guardato i prezzi, da quando me lo faccio da solo)

Un flacone costava 4250 lire al Carrefour, ma contiene solo 125 millilitri: quindi ce ne vogliono 8 per fare un litro. E questo porta il costo del prodotto a 34.000 lire al litro.
Ora, quando si mettevano in chiaro i componenti (mentre ora ci scrivono "contiene sostanze come da tabella X, art. 2, della legge YY), si leggeva chiaramente "contiene 4% soda causica e 1% tensioattivi non ionici). Insomma, ogni litro di fornet contiene 40 grammi di soda caustica e dieci di detersivo. Il resto è acqua.

La soda caustica in perle costava invece 7000 lire al chilo, e considerando che con questo chilo si possono fare 25 litri di fornet (40g per litro), la soda incide per 280 lire al litro.
Il detersivo liquido non è composto al 100% di tensioattivi non ionici, ma vuol dire che ne metteremo un po' di più... Quello economico costava 1500 lire ogni mezzo litro, e noi invece dei dieci grammi originali ne mettiamo 50, così con un flacone ne facciamo dieci litri. Perciò, abbiamo che 1500 lire diviso dieci fa 150 lire, che aggiunti alle 280 lire al litro di soda caustica sono in totale 380 lire al litro (il costo dell'acqua è irrisorio, non lo conto nemmeno)

La differenza è evidente: il prodotto commerciale costa 34000 £/litro, quello casalingo 380, perciò si parla di cento volte di più per avere ESATTAMENTE la stessa cosa.
E' evidente che paghiamo i costi della pubblicità, ddell'imballaggio e della distribuzione e garantiamo ancora un lauto guadagno al produttore. E tutto questo per fare una cosa per la quale non srve nemmeno un laboratorio, ma un secchio, un mestolo e dei prodotti commerciali che troviamo nello stesso scaffale del supermercato dove compriamo il fornet.

La stessa analisi potremmo farla sui concimi per piante: io usavo i "mattoni" di solfato di ferro per le ortensie e li pagavo 2200 lire al kg, mentre ora si trova in giro solo la "supercrescita miracolosa arricchita con oligoelementi", quattro miseri bastoncini tipo pellets, al prezzo di diversi euro per meno di 50 grammi di sostanza...

[Franco52]

metallurgia a casa

Interessante questo sito:

melting metal in a home foundry, backyard metalcasting, metal casting

[Franco52]

Biossido di titanio

Il Biossido di Titanio TiO2 è un prodotto che si trova facilmente tra i materiali da costruzione.
Con esso si può ricavare titanio metallico col seguente procedimento:

Si tratta TiO2 con cloro a 1.000°C.
Si ottiene Tetracloruro di Titanio TiCl4.
Si fa l'elettrolisi di quest'utltimo e si ottiene spugna di titanio metallico più cloro che viene riciclato.
La spugna di titanio viene sinterizzata per ottenere qualsiasi forma del metallo.

Il TiO2 viene usato per produrre celle solari:
http://www.mater.unimib.it/orienta/f...lle_solari.pdf

Il biossido di titanio è il maggiore sbiancante in commercio
e lascio a voi la ricerca di altri suoi possibili usi

[Franco52]

il soffiatore scientifico

Un mestiere d'altri tempi...

Scientific Glassblowing Basics

[Franco52]

Metano

Tutti noi abbiamo in casa il metano.
Queste sono solo alcune delle sostanze che si possono ottenere dal metano:

- bruciare metano CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

- pirolisi CH4 = C + 2H2

- CH4 ossidazione = metanolo CH3OH

- 2CH4 deidrogenazione = Acetilene + idrogeno

- CH4 coupling ossidativo = etilene

- CH4 + 3Cl2 = cloroformio CHCl3 + 3 HCl

-CH4 + 4 Cl2 = tetracloruro di carbonio CCl4 + 4 HCl

- nerofumo
- acido cianidrico
- cloruro di metile e di metilene

[Franco52]

alcool etilico

Oltre a tutti gli altri numerosi usi l'etanolo serve anche per questo:

[Franco52]

sfizio di chimica organica

Come estrarre caffeina dal caffè

[Franco52]

acqua ossigenata

Il perossido d'idrogeno, oltre ai suoi numerosi usi, è anche un ottimo propellente per razzi:

http://etd.adm.unipi.it/theses/avail.../capitolo1.PDF

[Franco52]

Borotalco

Stavolta ho bisogno di voi.

Il Borotalco comune è composto da Talco Mg3Si4O10 (OH)2
e da acido borico H3BO3

Come si può fare per dividere i due componenti e per ricavarne altri prodotti, come il Boro, Il Magnesio ?

[Franco52]

diamanti artificiali

M. de Boismenu: Artificial Diamonds

[Franco52]

trasmutazioni chimiche

George Ohsawa -- Transmutation of C * O to Fe / Ni -- French patent 1427109

Dr oe CHAMPION -- Transmutation -- Phonon Resonance

[Franco52]

pila alluminio-aria

http://www.scienzaviva.it/pubbl/pdf/..._All_aria2.pdf