جهاز كيب لتوليد الغاز

جهاز كيب لتوليد الغاز

0

جهاز توليد الغازات مهم جدا في الكيمياء التحليلية والصناعية معا، فهو يمكن ان يغنينا عن شراء أي اسطوانة غازية كبيرة وخصوصا اذا كانت متطلبات مختبرنا من الغاز بسيطة وصغيرة. اذا لنبحر معا في كلمات هذا المقال وننهم من مفرداته القيمة.


تقديم

 

ليس من المفروض ان تكون مهندسا او عالما بالكيمياء حتى تسطيع ان تصنع وتعمل وتبدع في علم الكيمياء الساحر وكل من يريد ان يتعلم ويقرا ويملك الرغبة لذلك سوف يصل الى مبتغاه، هنا بضع صفحات عندما تقرأها تتقن طريقة اختراع جديدة وتصبح في بحر الصناعة والعمل والعلم.

 


كيف يصنع الغاز؟

 

اذا وجدت انك تحتاج اي كميات صغيرة من الغاز القريب من الضغط الجوي من اجل تفاعل ما او إنجاز مشروع معين، فتوليده بواسطة مولد للغاز ملائمٍ يبدو اسهل وارخص بكثير من شراء اسطوانة كبيرة للغاز. اتضح في علم الكيمياء انه هناك العديد من التفاعلات التي تحدث بين الكواشف وتكون منتجة للغاز، على سبيل المثال:

  •  

تفاعل ايثوكسيد الصوديوم مع الماء يولد غاز الاسيتيلين.

 

تفاعل الزنك مع حمض كلور الماء يولد غاز الهيدروجين.

 

تفاعل كبريت الحديد مع حمض الكبريت المركز يولد غاز كبريتيد الهيدروجين.

 

تفاعل كربونات الكالسيوم مع حمض كلور الماء يولد غاز ثاني اوكسيد الكربون.

 


تحذير

 

لاحظ أن أي توليد للغاز ينتج غازا خاملا نسبيا مثل غاز ثاني أكسيد الكربون، كما يُحتمل أن يكون تفاعلا خطرا، لذلك يجب ان تكون التهوية جيدة ويجب ان تكون أنت أيها القارئ سريع البديهة وتعمل على اساس رد الفعل، بمعنى انه يمكن ان توجد مخاطر متعددة ويجب ان تكون جاهزا سواء في علم الكيمياء داخل المختبر او في الحياة لأي مخاطر محتملة ويجب التصرف بسرعة وبالشكل المناسب.

 


الجهاز الأول لتوليد الغاز: جهاز كيب

 

مفاعل بالكامل من الزجاج لتوليد الغاز كان قد اخترع في القرن التاسع عشر من طرف بيتروس يعقوبوس Petrus Jacobus Kipp وهو الذي اصبح معروفا حتى يومنا هذا بهذ الإنجاز.

 

تصميمه لهذا المولد يعتبر مميوا حيث انه من اهم ميزاته ان لديه صمام في الأعلى يعتبر كمحرض او مثبط لبدء التفاعل الكيميائي بين الكواشف الصلبة والسائلة التي تنتج الغاز المطلوب. ففي حال فتح الصمام يبدأ التفاعل، وفي حال اغلاق الصمام يتوقف التفاعل مع بقاء المواد جاهزة للتفاعل في اي وقت. وبذلك نحصل على الكمية الملائمة من الغاز وفي أي وقت نريد.

 

كونه مصنوعا من الزجاج، يعتبر الجهاز غالي الثمن نسبيا حيث أنه قد يصل الى 250 دولارا أمريكيا (أي ما يعادل 17000 ليرة سورية، 2150 درهما مغربيا أو 937 ريالا سعوديا) إلى لحظة كتابة هذا المقال.

01

بما ان تفاعلات توليد الغازات تكون مائية في الغالب، لذلك من الممكن استخدام جهاز كيب لتوليد الغاز لكن بأنابييب بلاستيكية، وهو ارخص ثمنا ولا يؤثر على توليد الغاز ويكون مصنوعا من مادة PVS الموجودة باشكال مختلفة وفي كل مكان، اضف لذلك انها سهلة الاستخدام ومتنوعة الاحجام.

 

نقدم في هذا المقال تصميما لمولد كيب (KIPPSللغاز بتكلفة رخيصة ومع كافة التعليمات الضرورية لإنشاءه وتركيبه.


الخطوة 1: فهم الية العمل

1

منطقة التفاعل: هي انبوب فارغ بشكل حرف U مقسم الى حجرتين تفصلهما مصفاة.

  • توجد بالحجرة الأولى المادة او الكاشف الصلب وتكون من طرف الصمام.

  • أما الحجرة الثانية فتحتوي على الكاشف او المادة السائلة، وتكون هذه الحجرة مفتوحة من طرفها المقابل للهواء الخارجي.

 

نلاحظ أن هناك صمام في اعلى الحجرة الأولى، حيث عندما ينفتح الصمام يتعرض السائل للضغط الجوي فيتحرك السائل ليغمر الكاشف الصلب فيحدث بذلك تفاعل وينطلق الغاز المولد. وعندما ينغلق الصمام يتوجه الغاز المتولد السائل الى حجرته الأساسية وينتهي التفاعل. خلال هذه العملية يلعب الغاز دورا في تسخين التفاعل ورفع درجة حرارته.

 

هذا التصميم الجديد في تجربتنا هو تصميم شعاعي كعبري الشكل. فرغم ان التصميم اكثر تعقيدا قليلا الا انه يوفر العديد من المزايا حيث سيجعل من السهل افراغ الحجرة الاولى من الكاشف او المادة الصلبة دون افراغ الحجرة الثانية او المادة السائلة التي كنا مضطرين لإفراغها دائما عند تبديل المادة الصلبة في التصميم القديم الذي بشكل U.


الخطوة 2: تحضير الوصلات الرابطة

 

قم بتعديل احدى القطع البلاستيكية الواصلة والظاهرة في الصورة وذلك بقطع احد الحواف الزائدة البارزة والقيام بتقريب منطقة التواصل بين السائل والانبوب الذي يحوي المادة الصلبة.

 

تعديل الوصلة السفلية وذلك من خلال حفر حوالي 16 ثقبا على كامل القطع الدائرية. هذه الثقوب ستسمح للسائل المضغوط تحت تاثير الضغط الجوي بالدخول نحو المادة الصلبة الموجودة في الأنبوب المتطاول.

 


الخطوة 3: تثبيت الوصلات الرابطة

 

أولاً، قم بنزع الجزء البارز السفلي الواضح بالصورة بواسطة سكين او بأي اداة مناسبة، وذلك لانها سوف تتثبت على الارض ويجب ان تكون متزنة ولا تتحرك.

 

بعدها، قم بوضع وصلة الربط البلاستيكية التي جهزت في الخطوة السابقة داخل القطعة الاخرى وفي مركزها كما هو مبين في الصور.

 


الخطوة 4: تصنيع الحاجز (المصفاة البلاستيكية السفلية)

 

قم بتحضير المصفاة السفلية من خلال حفر مجموعة من الثقوب من 1-8 بواسطة ازميل على السطح العلوي من القرص كما هو موضح في الشكل.

 

لا تنسى تنظيف أي نتوءات أثارتها عملية الحفر.

 

ثبت القرص مع وصلة بلاستيكية ذكر كما هو موضح في الصورة ويجب ان ننتبه الى عدم تسرب اي سائل من مكان الاتصال او الالتحام.

 


الخطوة 5 : قمة الانبوب البلاستيكي

5

قم بثقب الجزء العلوي الموضح في الصورة بواسطة مثقب بقياس معين، ثم ادخل فيه وصلة بحجم مناسب لكي تتصل بصنبور عادي للمياه ويجب ان تحرص على عدم تسرب الماء منه. تركب هذه القطعة على قطعة اخرى متصلة بالأنبوب الذي يمثل حجرة المادة الصلبة.

 

يتم استخدام مادة PVS اثناء التركيب لانها ملائمة اكثر ويجب ان نقوم بتصنيع الجزء العلوي بنفس طريقة صنع الجزء السفلي وهي موضحة بالصورة.

 

ينبغي أن يكون هذا الممر المصنوع في اعلى الانبوب ضيقا ومتماسكا لمنع تسرب الغاز الخامل المولد مع مرور الزمن.

 


الخطوة 6: التجميع

اولا، تقوم بوضع القطعة المصنوعة في الخطوة الاولى على القطعة الدائرية التي تشكل القاعدة. ثم تقوم بوضع القطعة الثانية التي تحوي المصفاة على القطعة الاولى التي في القاعدة ثم تحاول ان تثبت الانبوب المتطاول.

 

بعد ذلك تثبت الجزء العلوي بحيث تلاحظ وجود مصفاة بين الانبوب وممر الغاز الضيق.

 

قم بتغطية الانبوب المركب بغطاء على شكل انبوب كبير بحيث يتداخل من الاسفل بالقاعدة الدائرية.

 

قم بإجراء تجربة لتضمن عدم وجود تسريب بملأ الانابيب بالماء ثم تدعها يوما كاملا لتلاحظ هل تم تسرب للماء أم لا.

06


الخطوة 7: تحميل الكاشف الصلبة

7

يجب ان تمتحن قدرة تحمل القاعدة الحاملة للجهاز أولا. لأجل ذلك يمكنك أن تقوم بإضافة المادة الصلبة في الانبوب الذي يمثل جزء منه حجرة الكاشف الصلب في التفاعل وذلك من الأعلى.

 

قم بإغلاق الفتحة العلوية بشكل محكم ثم تأكد من عدم التسريب بإضافة قليل من السيليكون الذي سيساعدك لاحقا على نزعها ايضا.

 

تأكد من شد القسم السفلي ومن احكام اغلاقه جيدا.


الخطوة 8: التجميع والتفاعل

الوقاية:

1- قبل القيام باي عمل يجب عليك ارتداء قفازات لتكس او نتريل (nitrile or latex gloves)، ونظارات وغيرها من الملابس الواقية المناسبة للوقاية من اي مادة كيميائية مؤذية. وكذلك تأكد من التهوية المناسبة.

 

2- يجب عليك ان تحرص على عدم تأرجح المولد اثناء الاستخدام ومن الافضل وضعه بعيدا عن اي شيء قابل للحرق حتى الخشب. كذلك يمكنك ان تستخدم لقاطة من المعدن لكي تمنع تدفق الغاز او تفتحه من خلال الضغط على الخرطوم. ولاحظ ضرورة ان تدعه مفتوحا اثناء العمل وتوليد الغاز.

08

 التحضير:

 

1- حضر السائل المراد استخدامه في التفاعل. في مثالنا هذا قمنا باستخدام حمض الهيدروكلوريك (Acide chlorhydrique) ذو التركيز 10% والمحضر من حمض المورياتيك (acide muriatique) المركز المستخدم في كثرة.

 

2- قم بإضافة السائل ببطء وراقب عملية توليد الغاز.

 

ملاحظات:

 

1- يمكنك ان تضع الخرطوم في الماء وتلاحظ خروج الفقاعات وهي قد تكون وسيلة مريحة للتأكد من توليد الغاز وخروجه.

 

2- يمكنك تنظيم أو وقف تدفق الغاز مؤقتاً عن طريق صمام ضغط او عن طريق اللقاطة ولكن في المرة الاولى من إغلاق الصمام يجب توخي الحذر ويجب ان تتأكد من تنفيس الضغط الناتج عن الغاز المولد من الأسفل عن طريق ظهور فقاعات في السائل كردة فعل طبيعية. عندما تقوم بفتح الصمام مرة أخرى يجب أن يستمر توليد الغاز بشكل طبيعي. 


تأليف

 

المؤلف: Sean Michael Ragan

ترجمة بتصرف: مصعب الرحمون (سوريا)

البريد الإليكتروني: عنوان البريد الإلكتروني هذا محمي من روبوتات السبام. يجب عليك تفعيل الجافاسكربت لرؤيته.

 

 


المراجع

 

 

http://makeprojects.com/Project/On-Demand-Benchtop-Gas-Generator/592/1#.T-GApNVOCuY


 

التعليقات   

 
علواش سعيد
+1 # علواش سعيد 2013-12-29 12:12
بارك الله فيك يا أخي و جزاك الله خيرا على ذلك
رد | رد مع اقتباس | اقتباس | تقرير إلى المدير
 

أضف تعليق


كود امني
تحديث


Go to top