Ωmega Labs

Nátrium készítése konyhasóból - topik

Nátriumot legkönyebben sóból lehet előállítani (NaCl+ szennyeződések). Először is megfelelő állapotú sót kell beszerezni, ami viszonylag kis szemcsés, és érdemes megtisztítani, átszűrni valamin a nagyobb szennyeződések elkerülése érdekében. A sóból elektrolízissel lehet előállítani a fémnátriumot. Mivel önmagában a só nem vezeti az áramot, ezért meg kell olvasztani, olvadáspontja 800 fok körül van. Viszont sokkal jobban nem szabad felfűteni, mivel a nátrium forráspontja 883 fok (olvadáspontja 97 fok)
Az olvadék sok gondot okozhat (pl. először pattognak a sókristályok belőle, nagyon nagy energiát igényel a felfűtése, és a felfűtés módja sem egyszerű), de a problémák áthidalhatóak.
Először csak AC-vel, ívhegesztővel olvasztottunk meg 500g sót:

sokezdetvilagos_small

Az olvasztást úgy kezdtük, hogy ívet húztunk a só felett közvetlen, ami hamar megolvadt, majd az olvadékba helyeztük a szén-szilícium elektródákat. Egyenirányításnak 3db 50A-es graetz híd szolgált, melyet egy 10x11cm-es hűtőborda, és egy 8cm-es ventillátor hűtött, ez elégségesnek bizonyult. Az áram 80A körül lehetett. Egy újabb problémával kellett szembenézni, mégpedig azzal, hogy az olvadékot nehéz tárolni magas hőmérséklete miatt. Ezért használtunk kalcium-kloridot(CaCl), melyet össze kell keverni a sóval, így 500 fokra leviszi az olvadáspontját. Tárolóedénynek próbáltunk kerámia- cserép- üvegtálat, de ezek széttörtek. Végül egy zománcozott fazékba raktuk ami kibírta, de ez nem a legpraktikusabb megoldás. A folyamat heves klórgázképződéssel jár, így ajánlott valami jó szellőzés, vagy gázálarc. A klór megmarja a fémtárgyakat, így erre is érdemes odafigyelni. Az alábbi képen látni, hogy kis izzó fémgömbökként jelent meg a nátrium:

natrium1_small

A 150A-es graetz híd:

graetzso_small

Ugyan sikerült előállítani a nátriumot, de a levegőben lévő oxigén, vízpára, klór megtámadja, és hamar egyesül vele, így a hosszútávú tárolás nem megoldható. A problémát úgy lehet kiküszöbölni, hogy az olvadt állapotban lévő nátriumnak ezen gázoktól mentes atmoszférát kell teremteni. Ezt vagy védőgázzal. vagy vákuummal érhetjük el. De mindkettő túlságosan körülményes, ezért van egy 3. lehetőség, ami tulajdonképpen a vákuumosra hasonlít. Itt tulajdonképpen egy elszigetelt helyre kerül a nátrium, de nincs elővákuumozás. A nátrium készítéshez iparban a Down cellát használják:

downcellaFF1

A tárolótégelyt a hőmérséklet és a befektetett energia miatt valamilyen jó hőtároló (vagy hőszigetelő), és jó hőtűrő anyagból kell készíteni. A legjobb a grafit-vagy samott kemence. A grafittal a baj, hogy vezeti az áramot, és drága. A samott anyag viszonylag olcsó, és nem vezeti az áramot. Mi a samottos kemencét részesítjük előnyben. A tégelyt samott tégla, és samott habarcs felhasználásával lehet könnyen elkészíteni. Az elektródák helyét ki kell vágni, és le kell szigetelni. A klórt jó messzire el kell vezetni, ha lehet át kell szűrni (Pl. víz is jó). A kemence bemelegítéséhez érdemes ívhegesztőn kívül még valami lángot használni (propánláng), mert nagyon nagy hőmennyiséget képes elnyelni a samott.
A kemence építéséről bővebben itt lehet olvasni.

2006-2012   © Omega Labs