Научно-Технический·LAB-66·Лабораторный журнал беларуского химика

2021-10-09 19:26:59 Небольшой ребрендинг в Patreon

Заключается он в том, что названия подписок - tiers - теперь соответствуют должностям сотрудников в научно-исследовательском учреждении. Так наша публичная LAB-66 еще больше похожа на настоящую лабораторию, и гораздо приятнее, на мой взгляд, звучит например фраза «статьи доступны для всех подписчиков не ниже научного сотрудника», «информация доступна только грантодателям» или даже «благодаря подсказкам патронов- главных научных сотрудников появилась идея...». Напоминаю, что зачислится в штат активных сотрудников нашей публичной лаборатории можно по ссылке. Открыть/Комментировать

2021-10-08 21:25:53 ​​Цинк, который под ногами

Вдогонку предыдущей заметке от читателя поступил интересный вопрос "где можно взять цинк?". Я ограничился общими фразами про оцинкованную жесть, используемую при кровельных работах и стаканчики от солевых батареек. Такие объекты приведены в пример еще и потому, что из жести легко изготовить импровизированную лопатку/скребок и собирать на нее ртуть. Если же не привязываться к форме цинка, а сделать акцент на материал, то окажется, что найти его не так то дешево и просто, как кажется на первый взгляд. На aliexpress пластина цинка толщиной 0,5 мм (10х10 см) - стоит около 3$. На ebay 100 г гранул чистого цинка из Саудовской Аравии будет стоить 15$. Так где же обычному человеку найти тот цинк ?

Отвечу так: "У нас же есть ЦАМ!". В СССР для изготовления различных запчастей и предметов быта применялся такой сплав как ЦАМ (Цинк-Алюминий-Медь). Аббревиатура ЦАМ (ZAMAK) относится к семейству цинковых сплавов, открытых в 1929 году американской компанией The New Jersey Zinc Corporation. Их основной элемент – цинк (95%), а легирующие – алюминий (4%), медь (1%) и магний (0,05%). Сплав этот несмотря на внешнее сходство с алмюминием и его сплавов в несколько раз прочнее. Например, твердость по Бринелю малоуглеродистой стали 120 единиц, твердость ЦАМ - 97 единиц, твердость алюминия - всего 12 единиц. Плюсом материала является и его низкая, сравнимая со свинцом, температура плавления (~400°C). ЦАМ легко обрабатывается давлением и резанием, сваривается и паяется. Материал обладает отменной прочностью на сжатие и износостойкость, легок (вдвое легче латуни и в полтора раза - стали). Не удивительно что в СССР его применяли для трущихся пар, защелок, ручек, замков и ключей, кнопок и застежек на молнии и прочих мелких деталей, на которые приходится большая нагрузка. Незаменим он для производства тонкостенных корпусов карбюраторов, бензонасосов, решеток радиаторов.

Интересно что многие люди, которые сдают металлолом, вместе с черным металлом отдают сборщикам и те самые карбюраторы, бензонасосы и другие детали, изготовленные из 95% цинка (цветной металл). Притом стоимость килограмма черного металла (железо) на 1 октября 2021 года в Беларуси равняется 0,25$, а килограмм цинка или его сплавов - стоит 0,81$. Этим и пользуются зачастившие в последнее время по деревням и весям "сами заберем и сдадим" сборщики металлолома. Пожилые люди как правило не вникают в подробности, металлолом и металлолом, вот и идет тяжелый цинковый сплав по цене железа (а на самом деле цена близка к алюминию).

Что же из всей этой информации может почерпнуть "борец со ртутью" ? А то, что для сборки мелких капель можно использовать ключи от замков, старые дверные ручки подходящей конфигурации и даже детали (обломки) от советских бензонаносов и карбюраторов, решеток радиаторов и т.п.. Все это предварительно их лучше зачистить наждачной бумагой, т.к. сплав часто корродирует. Кстати отличить ЦАМ от алюминия можно нанеся на царапину каплю раствора медного купороса (сульфат меди). Сплав цинка чернеет, сплавы алюминия остаются без изменений. Информация озвученная в заметке также, надеюсь, будет полезна всем DIY электрохимикам, которые находятся в перманентном поиске цинковых анодов.

На фото: отцовско-дедовский фамильный 95% цинк, в виде винтажных бензонасосов, карбюратора и ключей из сплава ЦАМ4 Открыть/Комментировать

2021-10-08 10:30:34 ​​Уборка мелкодисперсной ртути (микрокапель)

Наибольшую тревогу при ртутной чрезвычайщине вызывают мелкодисперсные капли. Как читатель уже видел в моих расчетах - чем меньше диаметр капель, тем большую итоговую площадь испарения они формируют. И конечно же их очень сложно обнаружить и ликвидировать. Из-за малого размера и высокой подвижности приходится идти на всякие ухищрения. Например, при обработке озоном или перекисью водорода на поверхности капель образуется оксидная пленка, они теряют подвижность и начинают прилипать к стеклу, мазаться, оставляя за собой серый след. Это в некоторых случаях может упростить уборку.

Но самый лучший способ отлова мелких капель - это использование способности ртути образовывать жидкие сплавы - амальгамы - с некоторыми металлами. Особенно легко получаются амальгамы с цинком, оловом, свинцом, медью. За счет амальгамирования ртутные шарики прилипают к предметам, содержащим упомянутые металлы.

Наиболее доступными в быту являются предметы из меди. Это может быть омедненная губка для посуды, оплетка для удаления припоя (или просто медная оплетка от телевизионного кабеля), медная экранирующая фольга, проволока. Отмечу что почти идеальная медная фольга содержится внутри Li-Ion аккумуляторов мобильных телефонов. Химики для оптимизации прилипания ртути предварительно промывают медные "уловители" ацетоном, а затем окунают в разбавленную азотную кислоту (1%). Собрать такой медью ртуть потом можно даже под слоем воды.

Вместо меди можно использовать предметы, содержащие олово и свинец. Эти металлы, кстати, гораздо лучше амальгамируются ртутью (Pb -1,3 вес.%, Sn - 0,62 вес. % против Cu с ее 3,2e-3 вес.%). Из материалов подойдет луженая белая жесть (из которой делаются многие консервные банки), или даже тонкий припой (чем тоньше, тем лучше). Хорошо связывает на себе ртуть и цинк (2,15 вес.%), его можно найти в виде оцинкованной жести (посуда, водостоки, кровельный материал) или в корпусах батареек.

Кстати, с батарейками связано и такое вещество как оксид марганца (IV). Паста из смеси порошка диоксида марганца и 5% раствора соляной кислоты в соотношении 1:2 по весу - одно из самых удобных средств для дезактивации ртути в глубоких трещинах. Так вот в солевых (не щелочных!!) батарейках находится оксид марганца вместе с хлоридом аммония. Т.е. в экстренной ситуации их можно использовать для демеркуризации труднодоступных щелей (дозируя через одноразовый шприц). Соляную кислоту для пасты ищем в строймагах или автомагазинах, в составе преобразователей ржавчины.

Если же под руками нет вообще ничего - мелкие шарики можно попробовать собирать мокрой поролоновой губкой (с обязательным периодическим стряхиванием в емкость с дезактивирующим раствором), или лейкопластырем (отделяются от него шарики промыванием в ацетоне).

Но самый лучший эффект даст использование модифицированного пылесоса с ртутной ловушкой и ртутным поглотителем. Именно модифицированного, т.к. обычный пылесос КАТЕГОРИЧЕСКИ НЕЛЬЗЯ ИСПОЛЬЗОВАТЬ при работе с мелкодисперной ртутью. Пылесос греется и увеличивает испарение ртути, плюс воздух проходя через двигатель пылесоса оседает на деталях двигателя (медных), образуется амальгама → пылесос сам становится распространителем паров ртути (=только на свалку). Методика модификации пылесоса под задачи сбора ртути описана в статье. Кстати только таким модифицированным пылесосом стоит чистить загрязненные шариками ртути ковры. Открыть/Комментировать

2021-10-07 15:51:05 Ветеринарные методы борьбы со ртутью

Видимые глазом шарики ртути это малое зло. Гораздо бОльшее зло - ртуть, которая сорбируется строительными материалами, тканями, и прочими пористыми объектами. Убрать ее из них очень тяжело, да и возможно, наверное, только методами термической десорбции (нагрев под вакуумом). Тем не менее у химиков есть свой способ "быстрой" очистки воздуха и ликвидации депо в стенах - это возгонка металлического йода. Обычному человеку такой способ не подходит, элементарный йод - дорогой и редкий реактив. Но! Но есть доступный препарат "однохлористый йод", который в ветеринарии активно используется для уничтожения паразитов в стенах и полах животноводческих помещений. Этот метод подойдет и для борьбы со ртутным загрязнением - смотрим видео чтобы понять, как это работает.

Подробнее про другие методы очисти помещений и работу с ртутными отходами - читаем в статье. Открыть/Комментировать

2021-10-07 11:06:26 ​​Ртутная "физкультминутка"

В качестве лирического отступления я решил вспомнить школу и заняться расчетами. Расчетами поведения паров ртути, которые могут образоваться в бытовых условиях в случае повреждения термометра или люминесцентной лампы (ну или _вписать_нужное_ с необходимыми поправками). Считал я все на ходу, на обрывке бумажки с помощью кусочка химического карандаша, так что если вдруг где-то закралась ошибка - поправляйте, буду пересчитывать.

Случай первый - термометр.

Итак, будем считать, что в квартире у нас есть ртутный градусник (который содержит максимум 2,5 г ртути внутри). Предположим мы его нечаянно разбили. Пускай у нас образуются шарики диаметром 0,1 мм. Объем такого шарика - 0.0005 мм3, площадь 0.03 мм2. Объем ртути = массу ртути/плотность ртути=2,5 г/13,6 г/см3=0,184 см3. Считаем количество шариков: 0,184 см3/5e-7 см3=368 000 шариков. Площадь поверхности всех шариков = 368 000*0,03 мм2=11040 мм2=110,4 см2. Считаем сколько ртути испарится за час с такой поверхности: 110,4*0,002=2,208 мг ртути. Скорость испарения ртути со свежей поверхности в неподвижном воздухе при 20 °С составляет 0,002 мг/(см2-ч)

Допустим термометр мы разбили в однокомнатной хрущевке (в "зале") без вентиляции и с постоянной температурой воздуха в 20°С. Высота такой комнаты 2,5 м, ширина пусть будет 4 метра, длина 6 м. Считаем объем и получаем 60 м3. Делим количество ртути на объем комнаты (2,208 мг/60 м3) и получаем содержание 0,0368 мг/м3. Напомню, прошел час после повреждения термометра. ПДК для паров ртути в воздухе = 0,0003 мг/м3, т.е. у нас 0,0368 мг/0,0003 мг = превышение в 123 раза. Допустим мы легли спать и ничего не делали, за 8 часов, пока мы отдыхали, испарилось 2,208*8=17,6 миллиграмма ртути. Содержание в воздухе хрущевки станет уже 0,3 мг/м3, что выше ПДК в 981 раз. Отмечу, что по мере окисления поверхности ртути скорость испарения уменьшается и через 14 дней составляет 20— 40% от скорости испарения со свежей поверхности. Можете сами рассчитать когда в таких идеальных условиях умственного эксперимента все шарики с пола перейдут в воздух.

Случай второй - люминесцентная лампа

Предположим что в квартире у нас есть трубчатая лампа дневного света, которую мы никак не могли заменить на светодиоды. Стояла она стояла, а потом нечаянно во время ремонта упала да разбилась. Будем считать что в колбе лампы содержится 2,5 мг (0,0025 г) ртути и вся эта ртуть (уже будучи в виде мелкодисперсных капель) выскочила наружу и образовала еще более мелкие шарики диаметром 0,05 мм. 2,5 мг - это объем примерно равный 1.84e-4 см3. Объем шарика диаметром 0,05 мм равен 0.00052 мм3 (0.0000005 см3), площадь такого шарика равна 0.007 мм2 (0.00007 см2). Количество шариков = 1.84e-4 см3/0.0000005 см3=368 штук. Площадь поверхности всех шариков = 368*0.00007 см2 =0.02576 см2. Считаем сколько ртути испарится за час с такой поверхности: 1.15552*0,002= 0.000052 мг ртути. Это пока меньше ПДК в 5,76 раза. После 8-и часового выжидания, в воздухе будет 0.000052*8 = 0.000416 мг ртути, что уже превышает ПДК в 1,4 раза. Но! Но если шарики будут диаметром не 0,05 мм, а 0,01 (всего в 5 раз меньше) то ПДК (1 час) ↑ 7,7 раз, ПДК (8 часов) ↑ 61 раз

Еще одна величина - равновесная концентрация паров, при 20 °С она ~ 14,3 мг/м3. Т.е. в замкнутом помещении без вентиляции, с открытой поверхность. ртути, с временем концентрация паров достигнет значения, в 47667 раз превышающего ПДК (0,0003 мг/м3). Реальная концентрация паров в помещении за счет вентиляции всегда ниже равновесной и зависит от площади испарения, скорости движения воздуха над поверхностью ртути, состояния ее поверхности, температуры воздуха и других факторов.

Материалы для чтения выходного дня:
⏷Источники металлической ртути. Явные и скрытые
⏷С красно-белым флагом на борту. Про "парортутные" СИЗОД
⏷FAQ. Собираем ртуть правильно
⏷Пары ртути. Изготовление индикаторов (осторожно! химия 80lvl) Открыть/Комментировать

2021-10-06 15:58:43 ​​Защита органов дыхания от паров ртути

Итак, с местами нахождения ртути мы определились. Теперь, традиционно, про технику безопасности. При любых разливах и подозрениях на ртутные загрязнения необходимо обязательно использовать СИЗОД. Напомню, что примерно 70% до 85% при отравлениях парами поглощаются через легкие, и только 3% через кожу (из ЖКТ может впитаться менее 0,1% так что пить ртуть в теории безопаснее чем находится в помещении где она разлита). Ртуть имеет высокое сродство к липидам, что облегчает ее диффузию через альвеолы в кровоток (а там и в мозг, плаценту и т.п.). Так что далее важная информация, и для электрика, разбирающего старые приборы, и для домохозяйки, разбившей термометр.

Для защиты от паров ртути будет бесполезны все ящики и мешки СИЗОД, приготовленных для борьбы с пандемией. Запомните! Ртутные пары требуют только противогазов и респираторов с пометкой Hg (или с бело-красной полосой). А это достаточно недешевая штука. В свое время, когда мне приходилось выступать консультантом по демеркуризационным мероприятиям, в список обязанностей входил и подбор СИЗОД. Единственный доступный в Беларуси вариант был недешевый фильтр Бриз-3001 A2B2E2K2HgP3RD, который ко всему требовал контроля за временем, проведенным в зараженной атмосфере (поэтому я требовал у сотрудников помечать на коробке время входа и выхода из загрязненного помещения). Сейчас к уже упомянутому тяжелому отечественному фильтру есть возможность приобрести на интернет-площадках и более легкие байонетные фильтры 3M. Принцип тот же - красно-белая полоса и надпись Hg. Точно работают модели 3M 6096 (A1HgP3), "комбаин" 3M 6099 (A2B2E2K2HgP3R), 3M 6009 (пары хлора+пары ртути+сернистый газ).

Что же делать если всего упомянутого equipment нет в наличии, или ж нет финансовой возможности его приобрести. Если есть светлая голова, прямые руки и желание "сделай сам", то можно попробовать по пути, который я ранее освещал в заметке Модернизация угольного респиратора для борьбы с меркаптанами. Традиционно, в противогазах способных задерживать ртутные пары использовались поглотители на базе оксида серебра, активного оксида марганца (IV) или активированный уголь, пропитанный йодом. Если у вас есть под руками респиратор со сменными картриджами, то не составит особых затрат эти картриджи самостоятельно модифицировать. Самый доступный способ - это йодированный уголь. Берем исходную угольную засыпку из картриджей (или уголь из фильтров для воды, или кокосовый уголь заказанный с ebay) и пропитываем ее водой, в которую добавлена обычная настойка йода. Как только раствор обесцветился - добавляем еще настойки. И так несколько раз, пока уголь не перестанет поглощать йод из раствора. Такой метод (адсорбция йода), кстати. часто используется для быстрой проверки активированного угля (в т.ч. и медицинского) на контрафактность. После того как уголь пропитан, остается только посушить его в духовке пару часов при температуре 100-120 °С. Затем засыпаем в наши респираторные картриджи (или делаем кустарную ватно-марлевую повязку, перемешивая уголь с ватой) и можно смело браться за уборку помещений, загрязненных ртутными парами. Респиратор с йодированным углем слоем в 2 см не теряет своих защитных свойств при концентрации паров ртути 7–10 мг/м³ в течение ~ 290 часов. Кстати, никто не запрещает в качестве источника активированного угля использовать и привычный энтеросорбент, но представьте во сколько вам обойдется 100 г угля (и сколько сил придется потратить на то, чтобы его измельчить). Гораздо проще использовать сырье из водоочистки.

Подробные инструкции и способы приготовления других поглотителей (пиролюзитового из марганцовки и микроудобрений, силикагелевого и т.п.) смотрим в статье. Открыть/Комментировать

2021-10-05 10:11:04 ​​Ртуть. Явная и тайная

Про что бы не шел разговор в канале, в чате все равно все будет сведено к ртути. Любимый "народный" элемент таблицы Менделеева. В cтарой заметке я предложил условие "50 патронов - пишу про ртуть". Но меркуриафобы особой активности не проявили, максимум десяток человек заинтересовались темой. Особая, ☿🜐🜑🜒 ртутная 🜒🜑🜐☿ благодарность ребятам, которые отозвались через YooMoney (****8390 и ****4869) и конечно же всем патронам, которые подключились после анонса 21.09.21!

Теперь к сути дела. Начну я разговор про этот металл с описания тех объектов, в которых присутствует металлическая ртуть (а значит, в потенциале, и ее пары). Итак! Где? Поможет картинка. Смотрим на подписи к картинкам и разбираемся. Подробные авторские описания и комментарии к каждому пункту смотреть в статье. Внимательно сверяем с тем, что лежит в гараже/осталось от деда-железнодорожника :)

Позиция №1 - это мощные тиратроны и игнитроны (выпрямители). Бойцы дополупроводниковой эры...
Позиция №2 - это ртутные тонометры, манометры, барометры и прочие вакууметры.
Позиция №3 - амальгамные зубные пломбы.
Позиция №4 - ртутные жидкие контакты. На фото - датчик положения, который используется в популярных USB-паяльниках, конструкторчиках Arduino и устройствах "анти-сон" для водителей. Сюда же можно отнести и ртутные советские переключатели вроде ПР-24 (№9)
Позиция №5, №6, №11 - лампы на парах ртути. Сюда входят ЛДС, кварцевые лампы и даже лампы с холодным катодом (CCFL) из сканеров и старых ноутбуков/ЖК мониторов/телевизоров.
Позиция №7 - ртутные счетчики времени наработки. Что это за зверь и как он работает - в статье.
Позиция №8 - это т.н. нормальные элементы
И наконец позиция №10 - тот самый, всем известный медицинский термометр. А вот про малоизвестные термоконтактные термометры - здесь.

Как ясно из представленного перечня, обычный житель города может столкнуться с ртутью только в виде разбитого термометра, или кварцевой лампы (аномалии вроде "5 кг ртути в подъезд кто-то принес" - не считаются). Притом глядя на динамику борьбы с пандемией (и уровнем развития UV-светодиодов), становится ясно, что ртутные ультрафиолетовые лампы с нами надолго, в отличие от термометров, которые вытесняют то пирометры, то устройства со сплавом галлия. Наибольшей же опасности однозначно подвергаются всевозможные любители приборного антиквариата и члены их семей. Открыть/Комментировать

2021-10-04 15:37:03 Радиация не в бровь, а в глаз.

Недавно просматривая авторские фотографии одного фотографа я у него поинтересовался каким объективом все это сделано. В ответ услышал "Super Takumar 50mm". Я как преданный pentax-ист с пиететом отношусь к светосильным японским объективам, так что здесь тоже традиционно начал расхваливать. А фотограф мне возьми и скажи "все в нем хорошо, да только вот 7 мкЗв/ч от поверхности" (прим.: 7 мкЗв/ч = 700 мкР/ч, при норме в 10-20 мкР/ч). Пришлось мне пыл свой поумерить, задуматься и проверить еще раз свое стекло на предмет подозрительной радиационной активности.

Предлагаю всем фотографам, поклонникам винтажных фотообъективов, и всем, кто заказывает с японских аукционов их фотоаппаратуру прочитать. небольшую free заметку про торий в стекле. Заодно и от насекомых отдохнем (как известно, лучший отдых-смена занятий). А после прочтения - обязательно проверьте свое оборудование с помощью дозиметра (и на предмет нахождения в списке радиоактивных объективов, прикрепленному к статье) Открыть/Комментировать

2021-10-04 09:15:49 Бонус! Работающие растительные репелленты

Как мог убедится внимательный читатель, с клопом работать крайне тяжело, к инсектицидам устойчив, от повышенной температуры умеет прятаться. Где ты те листья от фасоли найдешь в каком-нибудь хостеле или купе поезда. А вот пузырек с подходящим репеллентом можно с собой в дорогу взять. Лучше всего работает классический ДЭТА, немного отстает пикаридин. А вот работающих эфирномасличных репеллентов не так и много и в продаже их не найти. Самыми перспективными можно считать природные соединения - изолонгифоленон и изолонгифоланон. Они обладают такой же активностью как и ДЭТА, но при этом требуют гораздо меньших концентраций. Про душицу, чистец, селекционный котовник и прочие Яснотковые, традиционно, читаем в статье на Patreon. Открыть/Комментировать

2021-10-04 09:15:48 ​​Биология против постельного клопа

Могут, могут же если захотят. Могут биологические объекты бороться друг с другом. В случае клопа очень эффективным оказывается например т.н. энтомопатогенные грибы вроде Beauveria bassiana (этот гриб прекрасно справляется и с лесным клещом). Особенно важно то, что работает этот биопестицид и в коллониях клопов, т.е. зараженные клопы разносят споры по местам ночевок и заражают других клопов. Единственный недостаток (?) это то, что действие биопестицида отложенное, должно пройти около 5 дней для того, чтобы зараженный клоп погиб.

Помимо грибков, существуют и естественные враги клопов. Это могут быть муравьи, пауки (Thanatus flavidus или Steaboda bipunctata), многоножки (вроде краснокнижной мухоловки Scutigera coleoptrata). Отлично работает т.н. грязный хищнец ("клополов", Reduvius personatu) и даже личинки одного из видов моли (Pyralis pictalis), если им предоставить клопов в достаточном количестве. Как эти "зверюшки" выглядят - смотрите в статье, я не стал тревожить впечатлительных людей, неравнодушных ко всяким паукам и многоножкам.

А вот растения с их эфирными маслами на этот раз подкачали. Ни одно из них не может похвастаться компонентами, которые бы оказывали на клеща инсектицидный эффект. Ни кедр, ни корица с мятой и гвоздикой, ни лимонная трава клопа помочь уничтожить клопа не смогут. Это факт и с этим надо жить.

Зато интересный эффект есть у фасоли, у бархатистых листьев обычной фасоли, которую многие из читателей выращивают на дачах. На Балканском полуострове листья бобовых с давних пор используются для сбора клопов. И объяснения этому эффекту не было до 2013 года. Потом группа исследователей догадалась посмотреть на фасолевый лист через SEM-микроскоп. А под микроскопом оказалось, что та самая бархатистость листа - это мириады микрокрючков (как липучка Velcro), которые попадают в межсуставные мембраны клопа, пробивают их и лишают клопа подвижности чисто механически. На картинке: а)клоп на листе фасоли, б) отдельный крючок в)нога клопа в окружении микрокрючков трихом, г)-д)-е) - механизмы фиксации ноги клопа в "тисках растения". В потенциале понимание этого интересного механизма может привести к созданию принципиально новых покрытий и ловушек для уничтожения клопов (бионика/биомиметика как она есть). Ведь с точки зрения человека поверхность листа фасоли бархатистая и мягкая, а с точки зрения клопа - она смертельно опасна.За дополнительной информацией идем сюда. Открыть/Комментировать