Для чего нужна паяльная кислота при пайки
Каждый, кто пробовал паять какие-либо вещи, отлично понимает, насколько важно применять флюс. Без него практически невозможно достичь хоть какого-либо нормального результата, не говоря уже о том, что большинство припоев даже не начнут плавиться без использования дополнительных расходных материалов. Таким образом, пытаясь ответить на вопрос, для чего нужна паяльная кислота, стоит понимать, что она является таким же флюсом, как и остальные материалы. Главной особенностью такого состава является большая активность. Если при помощи обыкновенной канифоли не удается добиться поставленного результата, то кислота зачастую помогает решить проблему.
Паяльная кислота для пайки
Многие слышали о ее существовании, но на своем опыте, так и не узнали, зачем нужна паяльная кислота. Несмотря на свою распространенность, чаще всего она применяется в профессиональной сфере, так как именно там встречаются сложные случаи, требующие тщательной подготовки. Данный материал поставляется в жидком виде и хорошо подходит при пайке мелких предметов. Кислота для пайки производится согласно следующему ГОСТу – 23178-78.
Зачем нужна паяльная кислота?
Вне зависимости от своей разновидности, основным предназначением данного материала является создание максимально приемлемых для спаивания условий. Чтобы достичь идеального результата, поверхность материала должна быть чистой, но видимая человеческому глазу чистота это еще не показатель. Здесь требуется, чтобы на поверхности не было даже тонких жировых пленок, а главное, окислов, которые могут создать неразрушимую пленку, что помешает нормальному сцеплению материалов. Температура плавления некоторых окислов значительно выше температуры плавления основного металла и пайки в целом, так что качество соединения при этом будет минимальным. Ярким тому примером является пайка алюминия.
Таким образом, основным фактором, для чего нужна паяльная кислота, является ликвидация всех лишних налетов. Применение помогает остановить возникновения окисла, так как некоторые металлы могут снова обрасти пленкой в течение нескольких секунд после механической очистки. Здесь же происходит химическая обработка, что является более надежным и востребованным способом.
Еще одним эффектом, который дает паяльная кислота во время применения, является снижение натяжения расплавленного припоя. Это обеспечивает его более свободное распространение. При компоновке плат таким материалом не стоит пользоваться, так как есть риск повреждения мелких деталей. Особенно характерно данное условие при работе с концентрированной кислотой. Она относится к агрессивным средам, поэтому, когда предстоит выбор, каким припоем паять микросхемы, зачастую используют обыкновенную канифоль еловую.
Стоит также отметить, что кислота становится проводником, если будет пущен электрический ток. Это еще одна причина, по которой не стоит ее применять во время работы с микросхемами, так как она может вызвать замыкание, что приведет к серьезной поломке всего изделия. Особенно это заметно при недостаточно хорошем просушивании после пайки.
Преимущества
- Позволяет уничтожить практически любые окислы, которые образуются на металле;
- Сохраняет свое воздействие достаточно долго, что не позволяет повторно образовываться налетам и окислам;
- Может использоваться как в концентрированном виде, так и в растворенном, чтобы снизить агрессивность среды;
- Очень распространенным по тематическим магазинам и доступный флюс;
- Улучшает смачиваемость и растекаемость припоя по основному металлу.
Недостатки
- Среда является очень агрессивной, что подходит далеко не для всех вариантов пайки;
- Контакт с кислотой может быть опасен для здоровья человека, так что нужно следить, чтобы она не попала на слизистую оболочку;
- Работать с ее применением желательно в проветриваемых помещениях.
Виды паяльной кислоты
Разобравшись, для чего нужна паяльная кислота при пайке, стоит более подробно рассмотреть, какие бывают ее виды.
- Ортофосфорная – когда поверхность металла обрабатывается при помощи такого флюса, то на ней образуется защитная пленка. Она позволяет обеспечить защиту от образования окислов и прочих загрязнений.
Ортофосфорная паяльная кислота
- Соляная кислота – данный вид флюса является более сложным химическим составом. Она распространяется в небольших флаконах и имеет желтоватый оттенок. Жидкость обладает резким специфическим запахом, благодаря чему и требуется проветривание во время использования. Она более агрессивная, чем ортофосфорная и может разъедать кожный покров при попадании на него. Во время работы с ней нужно соблюдать особые меры предосторожности.
Паяльная кислота с соляной кислоты и цинка
Технология пайки
Теперь стоит рассмотреть основной процесс, для чего служит паяльная кислота, а именно как следует паять с ее помощью. Перед процессом поверхность металла очищается от грязи и ржавчины. Для этого понадобится напильник или наждак. Примерно по одной-две капли наносится на основной металл и припой.
«Важно!
Работу лучше вести в перчатках, чтобы случайные брызги не повредили кожу.»
Нанесение паяльной кислоты на металл
Ели кислота покрыла всю рабочую поверхность, то такого количества ее будет явно достаточно. Поверхность должна быть покрыта вся без пропусков, чтобы соединение было крепким по всей длине. Затем жалом раскаленного паяльника расплавляется припой и переносится на покрытую флюсом поверхность. Вначале все должно покрыться тонким слоем, чтобы обеспечить защитное лужение.
Данная процедура повторяется и с заготовкой, которую нужно припаять. После того, как две поверхности будут залужены, можно приступать к непосредственному их спаиванию. Для этого берется значительно большее количество припоя и соединяется на шве соприкосновения двух деталей. Как только металл припоя растекся и его толщина оказалось достаточно большой для надежного схватывания, следует прекратить какое-либо температурное воздействие и нужно дать остыть всей конструкции.
Состав паяльной кислоты
Флюсы, создаваемые на основе паяльных кислот, при соблюдении технологии пайки, позволяют получать качественное и долговечное соединение трудно спаиваемых материалов.
Состав флюсов, создаваемых с использованием кислот, может разниться в зависимости от области их применения. Различные виды флюсов имеют свои особенности, которые следует учитывать при осуществлении пайки тех или иных металлов.
Если говорить о паяльной кислоте в целом, то он представляет собой раствор кислоты в различных веществах. Кислота в чистом виде для пайки практически не применяется, так как, представляя собой крайне агрессивное химическое соединение, она способна оказывать разрушающее воздействие на различные материалы, в том числе, и металлы.
Не рекомендуется использовать паяльную кислоту при работе с печатными платами, так как тонкие шины соединений и контакты радиодеталей не способны выдерживать столь агрессивного воздействия. Оптимальным вариантом для пайки радиосхем является сосновая канифоль или флюсы, созданные на ее основе.
Виды и химический состав паяльных кислот
Представим наиболее распространенные флюсы, созданные на основе кислот
Флюс на основе ортофосфорной кислоты
Ортофосфорная кислота представляет собой неорганическое химическое соединение средней силы воздействия. Это бесцветное вещество, однако, иногда в нем могут наблюдаться светло-желтые разводы. Для получения флюса ортофосфорную кислоту можно разбавлять водой, этанолом, спиртом, прочими растворителями.
Флюс на основе соляной кислоты.
Из-за высокой агрессивности соляная кислота в чистом виде для пайки не применяется. В большинстве случаев ее разбавляют водой в различных пропорциях. Для улучшения схватывающих качеств в раствор может быть добавлен цинк. Этот вид паяльных кислот используется для создания паяных соединений из наиболее сложных металлов.
Флюс на основе серной кислоты
Серная кислота представляет собой маслянистое вещество без цвета и запаха. Флюс из серной кислоты изготавливается путем ее разбавления в воде или серном ангидриде в определенных пропорциях.
В зависимости от сферы и технологии применения, соотношение кислот и растворителей в флюсах может быть разным – содержание кислоты в них составляет от 25% до 85%.
Выбор кислотных флюсов
Прежде чем сделать выбор в пользу той или иной паяльной кислоты, следует определить, какие именно задачи предстоит решить с ее использованием. Исходя из этого, необходимо выбрать флюс с наиболее подходящим составом.
Раствор с ортофосфорной кислотой оптимален для пайки металлов, затронутых коррозией. Это вещество эффективно борется с оксидами, что позволяет получить довольно качественное соединение.
Флюсы на основе соляной кислоты считаются универсальными, их можно использовать для пайки широкого спектра черных и цветных металлов, а также сплавов. Для пайки масштабных деталей используют концентрированную соляную кислоту, так как в таких случаях ее агрессивность не критична для сохранности металла.
Во всех случаях, выбор концентрации кислоты в растворах необходимо соотносить с сечением или толщиной деталей, которые предстоит запаять.
Важным показателем качества растворов является наличие в них осадка. В флюсах допустимо присутствие минимального количества нерастворенных веществ, однако их обилие свидетельствует о плохом качестве раствора.
Как пользоваться паяльной кислотой:как правильно паять и залудить
Среди всех флюсов паяльная кислота выделяется в особую категорию, так как эта разновидность обладает рядом отличительных свойств, которые выделяют его среди остальных. В первую очередь, данная разновидность распространяется только в жидком состоянии. Даже концентрированные марки кислоты являются жидкими, а при необходимости, их всегда можно разбавить, чтобы снизить интенсивность их свойств. Сразу возникает вопрос, как пользоваться паяльной кислотой?
Виды паяльной кислоты
Естественно, что особенные свойства создают специальные условия, как пользоваться паяльной кислотой. Дело в том, что это один из немногих флюсов, которые вреден для непосредственного контакта с кожей человека. Даже если он применяется в качестве сильного разбавленного раствора, то ни в коем случае не допускается попадание на слизистые оболочки, а также открытые мелкие раны на коже. При высокой концентрации вещество может разъедать кожу и мышечные ткани. Таким образом, правила как использовать паяльную кислоту поможет не только сделать соединения более качественными и надежными, но сохранит человеку здоровье.
Основным назначение данного вещества является использование в качестве флюса во время пайки. Благодаря своей высокой агрессивности, при попадании на поверхность основного металла или припоя, кислота выедает все жировые пленки, которые образовались на ней, окислы металла, а также прочие загрязнения. Это помогает получить достаточно чистую поверхность, которая максимально приблизит условия спаивания в данной области к идеальным.
Использование кислоты паяльной во время пайки
Это не все свойства, для чего нужна паяльная кислота. Еще одной способностью материала является то, что он остается после нанесения. Когда вы нанесете флюс на металл, то он останется там еще долгое время, что предотвратит повторное образование окислов и налетов. Также во время нанесения припоя флюс обеспечит лучшую растекаемость и схватываемость материала. Он не сдерживает вязкие компоненты, позволяя им свободно растекаться по всей поверхности. Благодаря этому образуется качественное и надежное соединение. Данная продукция производится согласно ГОСТ 23178-78.
Рекомендации по использованию паяльной кислоты
Чтобы разобраться, как правильно паять паяльной кислотой, следует ознакомиться с основными правилами. В первую очередь это касается безопасности. Здесь нужно быть максимально аккуратным, чтобы ничего не попало на руки и другие части тела. В лучшем случае, работать нужно в перчатках и защитной одежде с длинными рукавами. В домашних условиях эти правила выполняются не всегда, так что в основном нужно делать упор на аккуратность.
Вторым вредным фактором являются испарения от кислоты. Перед тем как паять паяльной кислотой, следует обеспечить хорошее проветривание для помещения. Это может быть естественная или принудительная вентиляция. В качестве дополнительной защиты стоит использовать респиратор или аналогичное средство. Здесь проблема состоит не только в том, что человек вдыхает пары, но и в том, что они имеют очень специфический резкий неприятный запах. В домашних условиях данная процедура может быть сложной для проведения.
Если вы размышляете, чем паять микросхемы, то паяльная кислота здесь явно не подходит. Все дело в агрессивности среды. В микросхемах используются относительно тонкие и мелкие металлические детали. При контакте с концентрированной паяльной кислотой мелкие контакты могут испортиться. Она просто выжжет их, так как тонкий металл легко разъедается. Ко всему прочему, паяльная кислота проводит ток. Если после спаивания не осушить плату достаточно хорошо, то ее может попросту замкнуть. Это же касается и остатков солей, которые могут образоваться на ней после использования данного флюса. Здесь не стоит рисковать даже с применением раствора.
Очередной рекомендацией будет обязательная очистка спаиваемой поверхности после работы. Кислота оставляет соли после своего применения. При эксплуатации изделия их наличие недопустимо, поэтому нужна обязательная механическая очистка.
Существует несколько разновидностей данного материала. В основном все касается пропорций, в которых производится кислота. Чаще всего она разбавленная, но для особо сложных случаев применяют и концентрированную. Если вам требуется использовать ее для стандартных процедур паяния и вы не знаете в какой пропорции лучше всего использовать флюс такого типа, то тогда стоит использовать стандартный вариант, которым является 10% раствор. Это самая популярная разновидность, с которой сталкиваются многие любители и профессионалы.
Технология пайки
Использование данного флюса мало чем отличается от остальных в плане непосредственного применения. Его отдельно нужно подготовить для того, чтобы удобно было использовать, к примеру, в какой-либо изолированной емкости. Перед тем как паять детали, их нужно залудить.
Процесс лужения металла
Способ, как залудить паяльник паяльной кислотой, практически не отличается от работы с канифолью. Здесь достаточно мокнуть жало в саму жидкость.
«Важно!
Для лужения поверхности заготовки нужно использоваться смоченный в кислоте припой, который должен растечься тонким слоем по поверхности металла.»
После того как все будет залужено, можно капнуть несколько капель кислоты на место спаивания, чтобы она покрыла всю поверхность, где будет идти соединение.
Нанесение паяльной кислоты на место пайки
После этого можно приступать к непосредственной пайке, где расплавленный припой наносится на поверхность соединения двух деталей.
Процесс пайки с использование кислоты
Обязательной процедурой является очистка от солей. Здесь образуется видимый налет, который нужно убрать механическим путем.
Вывод
Несмотря на явные недостатки, которые касаются безопасности применения, паяльная кислота была и остается одним из самых популярных флюсов для сложных случаев пайки. В частной сфере, из-за специфичного запаха и большой агрессивности, она используется не так часто, но профессионалы нередко применяют именно ее. Правильное использование обеспечит вам безопасные условия работы и высокий результат качества.
Состав паяльной кислоты Connector: выбор паяльной кислоты
Те специалисты, которые занимаются пайкой, используют паяльную кислоту в качестве флюса. Благодаря грамотному использованию, с ее помощью можно увеличить свойства спаивания материалов, так что получится качественное соединение, которое сможет прослужить длительное время. Состав паяльной кислоты в каждом виде разный, он делает ее более или менее пригодной для какой-либо сферы применения. Он влияет на то, с какими металлами лучше будет взаимодействовать вещество. Некоторые свойства кислот повторяются, вне зависимости от разницы в составе, но все же у каждой из них свои особенности.
Паяльная кислота 25 г
Когда выбирается паяльная кислота, состав ее должен стоят на первом месте в приоритетах выбора. Если рассматривать в общем, то в него зачастую входит само вещество и тот растворитель, в котором он развален. Дело в том, что 100% концентрат далеко не всегда можно использовать. Ведь кислоты оказываются очень агрессивными средами и могут навредить материалу, с которым работают. В особенности это касается радиосхем, так как их мелкие контакты и прилегающие ведущие части под действием кислоты могут раствориться. Именно по этой причине для их пайки лучше подходит канифоль сосновая.
Помимо вреда мелким деталям кислота, из-за своего химического состава, может оказать вред здоровью человека. Зачастую кислоты поставляются в небольших флаконах, емкость которых составляет 10-20 мл, так как для бытового использования. Когда процесс пайки происходит не каждый день, ее будет вполне достаточно. В ином случае есть риск, что просто закончится срок действия до того, как она будет использована. Для промышленного применения выпускаются более объемные емкости, но в любом случае следует обеспечивать надежные условия хранения с заданной температурой, чтобы вещество не испортилось раньше, чем выйдет срок хранения.
Агрессивная среда вещества помогает бороться с оксидными пленками и прочими налетами, которые образуются на поверхности металла. Некоторые из разновидностей кислот имеют альтернативное применение в виде очистителя ржавчины. При попадании на металл, кислота начинает взаимодействовать со всем, что находится на поверхности, разъедая окиси. После этого она сама образует пленку, которая защищает от их дальнейшего появления. Благодаря этому, можно быть уверенным, что оксидная пленка не образуется вновь, даже если дело касается спаивания алюминия. Правильное производство кислоты делается согласно ГОСТ 23178-78.
Виды и состав паяльных кислот
Ортофосфорная кислота. Является неорганическим соединением, которое обладает средней силой воздействия. Формула данного вещества – Н3РО4. По своему внешнему виду – это бесцветное вещество, иногда со светло-желтыми оттенками. Одной из особенностей состава является то, что при воздействии температуры выше 213 градусов Цельсия он превращается в пирофосфорную кисту, химическая формула которого – Н4Р2О7. Она замечательно растворяется в воде, этаноле и прочих растворителях. На 50% она состоит из хлористого цинка. Допускается наличие нерастворимого осадка в соотношении 0,001%, а также аммиака, около, 0,5%.
Ортофосфорная паяльная кислота
Соляная паяльная кислота. Состав соляной кислоты один из самых простых, так как ее формула представляет собой соединение хлороводорода HCl. Это очень сильная односоставная кислота, которую зачастую разбавляют водой. Иногда к ней добавляют цинк, чтобы улучшить свойства материала. Сами свойства во многом зависят от концентрации соединения. В чистом виде она практически не применяется, так как получается очень едкой. Если в составе имеются примеси железа, то он получает желтоватый оттенок. Может использоваться для пайки самых сложных металлов.
Соляная паяльная кислота
Серная паяльная кислота состав, формула которой представлена в виде Н2SO4. Внешне это серая маслянистая жидкость, которая не имеет запаха и цвета. Вещество зачастую разбавляют перед применением, для чего может послужить вода, или же серный ангидрид SO3. Помимо пайки это двухосновное вещество используется во многих других сферах, в том числе и в пищевой промышленности.
Соотношение кислоты и вещества, в котором она разбавляется, будь то вода, спирт, этанол или другой материал, может быть различным. Пределы лежат, примерно, от 25 до 85%. Иногда, если того требует технология, можно все разбавлять самостоятельно, имея соответствующие материалы.
Выбор паяльной кислоты
«Важно!
Наличие большого количества видимого осадка говорит о том, что кислота может быть некачественной или старой.»
Выбор флюса происходит согласно тому, где именно он будет применяться, так как от этого зависит не только состав, но и интенсивность раствора. Применение ортофосфорный кислоты наиболее уместно, когда идет работа со ржавыми деталями, так как он лучше всех борется с оксидами. Использование соляной кислоты подходит практически для всех видов работ, так как она имеет широкий спектр действия с цветными и черными металлами, а также с их сплавами. Из-за высокой агрессивности серной кислоты ее используют для сложно спаиваемых деталей, а также для заготовок большой толщины, так как она не нанесет им большого вреда, даже в концентрированном виде. Подбор раствора зависит от того, с какой толщиной деталей придется работать, так как для контактов нужно сильно разбавлять любую из этих кислот.
применение паяльной кислоты. Как паять флюсом алюминий? Состав и концентрация
Для получения качественных соединений нужно не только специальное оборудование, но и дополнительные расходные материалы. В ходе пайки задействуют флюс с припоем, изготовленным на базе свинца и олова, нередко представляющим собой проволоку. В качестве флюса используют паяльную кислоту, классифицируемую на несколько разновидностей.
Особенности и назначение
При продолжительной эксплуатации металлические изделия окисляются, на их поверхности скапливаются загрязнения и пыль. Грязь можно удалить механическим путем с помощью напильника, окислы ликвидируют исключительно химическими составами. Ортофосфорная кислота для пайки предотвращает образование новой мембраны, нивелирует имеющиеся отложения.
Она не только дает возможность очищать металлические поверхности, но и обеспечивает защиту от коррозии, иных негативных явлений.
От других паяльных кислот это вещество отличается составом и концентрацией, его применение полностью себя оправдывает. Обработка металлических поверхностей ортофосфорной кислотой формирует защитную мембрану, предотвращающую появление окислов. Вещество применяют для пайки различных материалов:
- алюминия;
- стали;
- медных сплавов;
- никеля.
Паять следует при температуре выше 350 градусов. В ходе этого процесса происходит разрыхление кислотной мембраны, она отводится на поверхность за счет растворения оксидных слоев. Надежность спаивания достигается благодаря полученной новой пленке.
Состав и свойства
Ортофосфорная кислота представляет собой бесцветное вещество неорганического происхождения. Это гигроскопическая субстанция, обладающая пастообразной структурой. Нагреваясь, она растворяется и становится жидкой. Кислоте присущи хорошие свойства текучести, ее легко убрать водой по окончании работы.
В обычных условиях ортофосфорная кислота представлена бесцветными кристаллами. Чаще всего ее используют для объединения заготовок, выполненных из углеродистой либо низколегированной стали. Этот флюс растворяет оксидную пленку, перемещая ее на поверхность.
После этого на расчищенной области появляется новая мембрана, выполняющая защитную функцию, препятствующая окислению материала.
На финальном этапе работы остатки кислоты смывают водой. Это универсальное вещество, которое подходит для пайки разнообразных материалов, включая изделия из черных и цветных металлов, нержавеющей стали. Плюс ортофосфорной кислоты в сравнении с канифолью состоит в более широком спектре действия и упрощенном процессе паяния. Но существует и отрицательный момент: ее нельзя применять при пайке контактов, поскольку велик риск разъедания материала.
Главным элементом в ортофосфорной кислоте выступает цинк. На его долю приходится не меньше 50%. В соответствии с действующими нормативами, концентрация нерастворяемого осадка не должна быть больше 0,001% от общего объема вещества. Допустимо наличие аммиака в составе, но не более 0,5%.
Это трёхосновная кислота, обладающая средней силой. При контакте с более мощными составами она демонстрирует амфотерность, а в ходе реакции образуется фосфорит. Взаимодействие с водой ведет к возникновению электролитической диссоциации.
Советы по выбору
Ортофосфорная кислота – это лучший выбор для пайки элементов из низкоуглеродистой разновидности стали и иных материалов, трудно поддающихся соединению. Обычно флюс содержит ¾ этого вещества от общего количества. Свою лепту вносят различные добавки, за счет них удается справляться с основными трудностями, имеющими место при спаивании.
Есть ряд
Также нужно смотреть на цвет кислоту: если он темный, значит, в составе много примесей. Но этот аспект не всегда относят к отрицательным, так как ряд добавок, напротив, улучшает качество пайки.
Меры предосторожности
Ортофосфорную кислоту причисляют к группе токсичных для здоровья веществ, в ходе ее применения необходимо строго соблюдать правила безопасности, не пренебрегать мерами предосторожности. Для хранения этого вещества применяют герметичную тару.
При работе с этим материалом в обязательном порядке нужно пользоваться средствами, предназначенными для индивидуальной защиты. При случайном попадании кислоты на кожу ее смывают мыльной водой. Процедура пайки идентична проведению операций с использованием других разновидностей флюсов. Металлическую поверхность предварительно зачищают механическим способом. Затем ее обрабатывают кислотой.
Подобная манипуляция ликвидирует следы ржавчины и иные загрязнения, существенно повышая качество и прочность получаемых методом спаивания соединений. Важно принимать во внимание, что в условиях агрессивной среды есть вероятность негативного влияния на тонкие детали. Лучше всего свои качества ортофосфорная кислота проявляет при спайке металлов, обладающих высокой температурой плавления.
Как использовать ортофосфорную кислоту смотрите далее.
Кислота Для Пайки (Как Правильно Использовать): Советы
Если использование канифоли не позволяет качественно спаять необходимые элементы между собой, потребуется прибегнуть к применению паяльной кислоты (флюса). Она способствует снятию оксидной пленки со спаиваемых деталей и отлично подготавливает их к процедуре паяния.
В качестве флюса может выступать орто фосфорная кислота H3PO4. Она применяется для лужения меди и ее сплавов – латуни и бронзы, нержавеющих, драгоценных и черных металлов, сплавов никеля, алюминия, низколегированных сталей и даже чугуна.
Реагент создает идеальные условия для взаимодействия припоя с деталями: убирает загрязнения и окислы, не допускает развития окислительного процесса и уменьшает натяжение припоя для его более свободного распространения. В результате его применения обеспечивается надежное спаивание элементов. Но не следует использовать его для компоновки плат, так как реагент является агрессивным и способствует разрушению медных дорожек.
Меры безопасности
Соединение вызывает химические ожоги, а при вдыхании его паров поражаются органы дыхания, поэтому при работе с ним необходимо соблюдать правила безопасности и использовать средства защиты: очки, резиновые перчатки, респиратор.
Процедуры следует проводить только в хорошо проветриваемых помещениях. При попадании реагента на кожу пораженный участок необходимо тщательно промыть 6 %-ным щелочным раствором или водой с мылом.
Ортофосфорная кислота: применение для пайки
Данный материал используется для очищения металлических элементов от ржавчины и для пайки вместе с другими компонентами в качестве флюса. При нагревании он образует пирофосфорную кислоту, которая обезжиривает металлические поверхности. В зависимости от типа металла рассчитывают долю кислотного соединения в составе – она может быть от 32 % до 100 %.
Если планируется паять металлические детали (радиатор, трубы, ведра, кастрюли), их поверхность тщательно зачищается наждачной бумагой или напильником. На зачищенные зоны наносится кисточкой кислотный раствор, а затем на поверхности расплавляют паяльником припой до жидкого состояния. Жидкий припой проводит облуживание зачищенных участков, а кислотный раствор при кипении выходит на поверхность.
После застывания припоя спаянные детали герметично и надежно фиксируются. Паять следует открытым огнем от газовой горелки или мощным паяльником: источник тепла подбирается в зависимости от температуры плавления припоя и площади разогреваемой поверхности. Остатки состава необходимо смыть мыльным, щелочным раствором с водой, чтобы предотвратить дальнейшее развитие коррозии. Качественно выполненная пайка будет иметь гладкую и ровную поверхность.
О том, как правильно паять паяльниками с кислотой: пайка с помощью кислот
В арсенале каждого мастера имеется множество инструментов общего и специального назначения, которыми он пользуется во время работы. К таким устройствам относится и паяльник. С его помощью можно решить множество задач, поэтому сферы применения прибора очень широки, начиная от лужения и пайки стыка электрических проводов и заканчивая сваркой радиаторов. В данной статье рассмотрены вопросы, как паять алюминий, виды паяльников и способы пайки, а также что такое паяльная паста, и правильный алгоритм применения кислоты.
Паяльник с кислотой
Способы пайки
В целом процесс пайки, независимо от того, каким методом она осуществляется, сводится к одному: это нагрев до необходимой температуры плавления олова и ответной металлической площадки и стыковка этих материалов для образования единой конструкции. Существует несколько способов пайки, которые чаще всего используются в промышленности и быту:
- Пайка прибором, работающим от тока. Электропаяльники внутри своего корпуса имеют нагревательный элемент, который при подаче на него напряжения поднимает температуру гильзы до максимального значения. Многие из них оборудованы устройством регулировки накала для возможности задать нужный нагрев;
- Пайка с помощью газовой горелки. Такой способ применим в условиях, когда необходимо покрыть припоем большую площадь, например, запаять алюминиевый радиатор или выполнить лужение. В данном случае в качестве источника тепла выступает открытое пламя от газа, а для нанесения олова используются специальные металлические стержни, которые после нагрева некоторое время сохраняют заданную температуру;
Пайка горелкой
- Стыковка двух материалов или провода без паяльника. Такая технология появилась сравнительно недавно. Ее преимущество состоит в том, чтобы заклеить поверхность радиаторов не нужно дополнительных приспособлений и электричества, для восстановления используется готовая паста для пайки, в состав которой входят олово и связующие компоненты. Ее накладывают на материал плотным слоем, после чего нагревают открытым огнем или промышленным феном. После остывания олово оплавляется по всему контакту, образуя единую конструкцию. Очень удобно использовать ее при экстренном ремонте радиаторов из алюминия или меди, когда нет возможности демонтировать деталь с посадочного места. В последнее время на рынке можно встретить пасту в виде ленты, которая смотана в цилиндр и имеет вид изоленты ПВХ. Такое изделие комфортно хранить и удобно наносить на поверхность. Пайка без паяльника используется только для мелких работ, например, когда нужно спаять провода в месте стыка.
Перечисленные методы пайки являются наиболее распространёнными и используются во многих сферах промышленности, монтаже электрооборудования или в быту. Отдельно стоит отметить классификацию пайки по виду изоляционного материала, в качестве которого выступает канифоль или кислота. В первом случае древесная смола обволакивает поверхность тэна или паяльника, создавая тонкий слой, который не дает олову прилипать к стержню.
Использование кислоты позволяет сэкономить на материале, так как ее расход намного меньше, чем у канифоли, к тому же жидкость лучше обволакивает покрытие и дополнительно обезжиривает материал.
Важно! Во время работы с кислотой необходимо соблюдать меры безопасности, защищать органы дыхания и избегать попадания вещества на слизистую и кожу. Если это произошло, необходимо промыть участок большим количеством воды и обратиться к врачу.
Кислота 10%
Концентрация кислоты бывает различной, самая распространённая – это 10 процентный раствор. Конечно, он безопасен для кожи человека, но в процессе нагрева может источать вредные пары. В зависимости от решаемой задачи и площади покрытия, состав реагента может меняться путем добавления кислоты в жидкость.
Процесс пайки с кислотой
Как паять без паяльника? Для того чтобы правильно выполнить такую работу, которую можно использовать для обвязки проводов из меди, а также чтобы паять латунь, понадобятся источник открытого огня, металлическое жало и оловянный припой. Алгоритм действия при этом будет следующий:
- На первом этапе необходимо очистить поверхность от видимых загрязнений, старой краски и окислений. Чаще всего для этого применяется металлическая щетка, которая насаживается на дрель и при вращении срывает старые куски. Зачистить нужно оба материала, которые планируется состыковать;
- На открытом огне нагревается металлическое жало и окунается в кислотный состав. Покрываемую поверхность также нужно смазать реагентом для обезжиривания материала. Если планируется заделка отверстия, то элементы нагреваются одновременно, для чего используется газовая горелка с подачей кислорода через специальный пистолет;
- Когда поверхность достигла нужной температуры, на нее накладывается оловянный припой или проволока из меди. Затем горелкой осуществляется нагнетание одного слоя на другой путем приближения сопла к какому-либо участку. Также для этого можно использовать медный пруток, который будет оплавляться в процессе правки и создавать дополнительный слой;
- В завершении нужно убрать источник тепла и дождаться, когда покрытие остынет. Кислота обладает побочным действием: после остывания на материале образуются отложения солей, поэтому когда конструкция почернеет, нужно зачистить место стыка металлической щеткой.
Данный процесс универсален, поэтому он применим для пайки проводов разного сечения из меди или алюминия. Некоторые мастера пользуются другим методом кислотной пайки, когда спаиваемые проводники из меди окунаются в емкость с расплавленным оловом, после чего на материале образуется тонкая металлическая пленка, еще этот процесс называют лужением.
Пайка алюминия
Паять латунь и медь можно по одной технологии, но для алюминия такой подход не совсем применим, так как он быстро окисляется, что препятствует нормальному контакту припоя с поверхностью. Например, для восстановления батарей из этого материала нужно одновременно нагревать обе детали, чтобы их окисление не мешало наплавлению и формированию защитного слоя. Кислота в данном случае выступает отличным средством от жира: она растворяет его полностью и образует пленку для плавного растекания припоя.
Важно! Пайка алюминия должна проводиться в хорошо проветриваемом помещении, с искусственной вентиляцией, для удаления дыма и вредных примесей.
Пайка латуни
Как спаять латунь и медь? Для этого не подойдет обычный паяльник, работающий от тока, так как его температура не настолько велика, и конструкция будет непрочной. Наиболее приемлемым способом будет использование горелки и проволоки, которая при расплавлении заполняет отверстие или другие дефекты, образуя герметичное покрытие.
Как паять медь
Обработанный проводник
Для этого можно применять любой способ, так как этот материал не прихотлив, обладает низким коэффициентом окисления и температурным режимом плавки.
Как припаять металл разного состава? Если нужно состыковать латунный и медный элементы, то их допускается паять путем нагрева открытым огнем, для чего используются газовая горелка и пруток.
Важно! При нагревании к паяному элементу нельзя прикасаться открытыми участками тела, так как общая температура детали будет высокой, для удержания используем дистанционную струбцину или толстые перчатки.
Таким образом, прежде чем заменить паяльник на горелку и использовать перечисленные методы обработки металлов, необходимо тщательно разобраться в вопросе, как правильно паять паяльником с использованием кислоты, учесть особенности материалов и другие показатели.
Видео
СИЛЬНЫЕ И СЛАБЫЕ КИСЛОТЫ На этой странице объясняются термины «сильная» и «слабая» применительно к кислотам. В рамках этого он определяет и объясняет, что подразумевается под pH, K a и pK a . Важно, чтобы вы не путали слова сильный и слабый с терминами концентрированный и разбавленный . Как вы увидите ниже, сила кислоты зависит от ее доли, которая прореагировала с водой с образованием ионов.Концентрация говорит о том, сколько исходной кислоты растворено в растворе. Вполне возможно получить концентрированный раствор слабой кислоты или разбавленный раствор сильной кислоты. Читать дальше . . . Сильные кислоты Объяснение термина «сильная кислота» Мы собираемся использовать определение кислоты Бренстеда-Лоури. | ||||||||||||||||||||||||||
Примечание: Если вы не знаете, что такое теория кислот Бренстеда-Лоури, вам следует прочитать о теориях кислот и оснований на другой странице этого раздела.Вам не нужно тратить время на чтение о кислотах и основаниях Льюиса для целей данной страницы. Используйте кнопку НАЗАД в браузере, когда будете готовы вернуться на эту страницу. | ||||||||||||||||||||||||||
Когда кислота растворяется в воде, протон (ион водорода) передается молекуле воды с образованием иона гидроксония и отрицательного иона в зависимости от того, с какой кислоты вы начинаете. В общем случае. . . Все эти реакции обратимы, но в некоторых случаях кислота настолько хорошо выделяет ионы водорода, что мы можем рассматривать реакцию как одностороннюю.Кислота ионизирована практически на 100%. Например, когда хлористый водород растворяется в воде, образуя соляную кислоту, обратная реакция происходит так мало, что мы можем написать: В любой момент времени практически 100% хлористого водорода прореагирует с образованием ионов гидроксония и хлорид-ионов. Хлористый водород описывается как сильная кислота . Сильная кислота — это кислота, ионизированная практически на 100% в растворе. Другие распространенные сильные кислоты включают серную кислоту и азотную кислоту. Вы можете найти уравнение ионизации, записанное в упрощенной форме: Показывает хлористый водород, растворенный при расщеплении воды с образованием ионов водорода в растворе и ионов хлора в растворе. Эта версия часто используется в этой работе, чтобы все выглядело проще. Если вы его используете, помните, что на самом деле здесь участвует вода, и что когда вы пишете H + (вод.) , вы на самом деле имеете в виду ион гидроксония, H 3 O + . | ||||||||||||||||||||||||||
Примечание: Вы должны выяснить, что предпочитают ваши экзаменаторы. Вы вряд ли найдете это в своей программе, но вам следует посмотреть последние экзаменационные работы и схемы оценок. Если вы сдаете экзамен в Великобритании и у вас нет копий учебной программы и прошлых работ, вам следует их иметь! Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать, как их получить. | ||||||||||||||||||||||||||
Сильные кислоты и pH pH — это мера концентрации ионов водорода в растворе.Сильные кислоты, такие как соляная кислота, в концентрациях, которые вы обычно используете в лаборатории, имеют pH от 0 до 1. Чем ниже pH, тем выше концентрация ионов водорода в растворе. Определение pH | ||||||||||||||||||||||||||
Примечание: Если вас попросят определить pH во время экзамена, просто запишите это выражение черным цветом. Никогда, , не пытайтесь определить это словами — это пустая трата времени, и вы, скорее всего, что-то пропустите (например, упоминание о том, что концентрация должна быть в моль дм -3 ).В приведенном выше выражении квадратные скобки означают это, поэтому вам не нужно об этом упоминать. | ||||||||||||||||||||||||||
Определение pH сильной кислоты Допустим, вам нужно было рассчитать pH 0,1 моль дм -3 соляной кислоты. Все, что вам нужно сделать, это определить концентрацию ионов водорода в растворе, а затем с помощью калькулятора преобразовать ее в pH. С сильными кислотами это легко. Соляная кислота — сильная кислота, ионизированная практически на 100%. Каждый моль HCl реагирует с водой, давая 1 моль ионов водорода и 1 моль ионов хлора Это означает, что если концентрация кислоты составляет 0,1 моль дм -3 , то концентрация ионов водорода также будет 0,1 моль дм -3 . Используйте свой калькулятор, чтобы преобразовать это значение в pH. Мой калькулятор требует, чтобы я ввел 0,1, а затем нажал кнопку «журнал». Возможно, вам захочется, чтобы вы делали это в другом порядке.Вам нужно узнать! журнал 10 [0,1] = -1 Но pH = — log 10 [0,1] — (-1) = 1 pH этой кислоты 1. | ||||||||||||||||||||||||||
Примечание: Если вы хотите посмотреть другие примеры и попробовать себя (с приведенными полностью отработанными решениями), вас может заинтересовать моя книга расчетов по химии. Это также включает в себя немного более запутанную проблему преобразования pH обратно в концентрацию ионов водорода. | ||||||||||||||||||||||||||
Слабые кислоты Объяснение термина «слабая кислота» Слабая кислота — это кислота, которая не полностью ионизируется при растворении в воде. Этановая кислота — типичная слабая кислота. Он реагирует с водой с образованием ионов гидроксония и этаноат-ионов, но обратная реакция более успешна, чем прямая. Ионы очень легко реагируют с преобразованием кислоты и воды. За один раз только около 1% молекул этановой кислоты превратилось в ионы.Остальные остаются в виде простых молекул этановой кислоты. Большинство органических кислот слабые. Фтористый водород (растворяется в воде с образованием фтористоводородной кислоты) — это слабая неорганическая кислота, которую вы можете встретить в других местах. | ||||||||||||||||||||||||||
Примечание: Если вы заинтересованы в дальнейшем изучении органических кислот, вы найдете их объяснения в другом месте на сайте. Тем не менее, было бы неплохо сначала прочитать остальную часть этой страницы. Если вы хотите узнать, почему фтороводород является слабой кислотой, вы можете узнать, перейдя по этой ссылке. Но будьте осторожны! Объяснение очень сложное и определенно не для слабонервных! Эти страницы находятся в совершенно разных частях этого сайта. Если вы перейдете по любой ссылке, используйте кнопку НАЗАД, чтобы вернуться на эту текущую страницу. | ||||||||||||||||||||||||||
Сравнение сильных сторон слабых кислот Положение равновесия реакции между кислотой и водой изменяется от одной слабой кислоты к другой.Чем левее он лежит, тем слабее кислота. | ||||||||||||||||||||||||||
Примечание: Если вы не понимаете положение равновесия, пройдите по этой ссылке перед тем, как продолжить. Вам также необходимо знать константы равновесия, K c для однородных состояний равновесия. Нет смысла читать эту страницу, если вы этого не сделаете! Если вы перейдете по любой ссылке, используйте кнопку НАЗАД, чтобы вернуться на эту текущую страницу. | ||||||||||||||||||||||||||
Константа диссоциации кислоты, К а Вы можете измерить положение равновесия, записав константу равновесия для реакции. Чем ниже значение константы, тем левее положение равновесия. Диссоциация (ионизация) кислоты является примером гомогенной реакции. Все присутствует в одной фазе — в данном случае в растворе в воде.Поэтому вы можете написать простое выражение для константы равновесия, K c . Вот опять равновесие: Вы могли бы ожидать, что константа равновесия будет записана как: Однако, если вдуматься, в этом есть что-то странное. Внизу выражения находится термин, обозначающий концентрацию воды в растворе. Это не проблема — за исключением того, что это число будет очень большим по сравнению со всеми другими числами. В 1 дм 3 раствора должно быть около 55 молей воды. | ||||||||||||||||||||||||||
Примечание: 1 моль воды весит 18 г. 1 дм 3 раствора содержит примерно 1000 г воды. Разделите 1000 на 18, чтобы получить примерно 55. | ||||||||||||||||||||||||||
Если у вас была слабая кислота с концентрацией около 1 моль дм -3 , и только около 1% ее прореагировало с водой, количество молей воды упадет только примерно на 0.01. Другими словами, если кислота слабая, концентрация воды практически постоянна. В этом случае нет смысла включать его в выражение, как если бы это была переменная. Вместо этого определяется новая константа равновесия, которая не учитывает ее. Эта новая константа равновесия называется K a . Вы можете найти выражение K a , написанное иначе, если будете работать с упрощенной версией равновесной реакции: Может быть написано с государственными символами или без них. Это фактически то же самое, что и предыдущее выражение для K a ! Помните, что, хотя мы часто пишем H + для ионов водорода в растворе, на самом деле мы говорим об ионах гидроксония. Эта вторая версия выражения K a не так точна, как первая, но ваши экзаменаторы вполне могут принять ее. Узнай! Чтобы взять конкретный общий пример, равновесие диссоциации этановой кислоты правильно записывается как: Выражение K a : Если вы используете более простую версию равновесия.. . . . . выражение K a : | ||||||||||||||||||||||||||
Примечание: Поскольку вы, вероятно, встретите обе эти версии, в зависимости от того, где вы читаете о K и , вам будет разумно привыкнуть к использованию любой из них. Однако для целей экзамена используйте то, что предпочитают ваши экзаменаторы. | ||||||||||||||||||||||||||
В таблице приведены некоторые значения K a для некоторых простых кислот:
Это все слабые кислоты, потому что значения K и очень малы. Они перечислены в порядке уменьшения силы кислоты — значения K и становятся меньше по мере продвижения по таблице. Однако, если вы не очень довольны числами, это не сразу очевидно.Поскольку числа состоят из двух частей, слишком много, чтобы быстро подумать! Чтобы избежать этого, числа часто преобразуются в новую, более простую форму, называемую pK a . Введение в pK a pK a имеет точно такое же отношение к K a , как pH к концентрации ионов водорода: Если вы используете свой калькулятор для всех значений K и в таблице выше и конвертируете их в значения pK и , вы получите:
| ||||||||||||||||||||||||||
Примечание: Обратите внимание, что в отличие от K a , pK a не имеет единиц измерения. | ||||||||||||||||||||||||||
Обратите внимание, что чем слабее кислота, тем больше значение pK a .Теперь легко увидеть тенденцию к снижению кислотности по мере продвижения по таблице. Запомните это:
| ||||||||||||||||||||||||||
Примечание: Если вам нужно знать о K a и pK a , вам, скорее всего, потребуется уметь проводить с ними вычисления.Вероятно, вам понадобится рассчитать pH слабой кислоты по ее концентрации и K a или pK a . Возможно, вам придется перевернуть это и рассчитать значение pK a на основе pH и концентрации. Я не могу помочь вам с этими расчетами на этом сайте, но все они подробно описаны в моей книге расчетов по химии. | ||||||||||||||||||||||||||
В меню кислотно-щелочного равновесия.. . В меню «Физическая химия». . . В главное меню. . . © Джим Кларк 2002 (изменено в ноябре 2013 г.) | ||||||||||||||||||||||||||
19 Классные химические реакции, доказывающие, что наука увлекательна
Химия может быть одной из самых завораживающих, но также и опасных наук. Смешивание определенных химикатов может вызвать довольно неожиданные реакции, которые могут быть интересны для демонстрации. Хотя некоторые реакции можно наблюдать ежедневно, например, смешивание сахара с кофе, некоторые требуют контролируемых условий для визуализации эффектов. Но есть некоторые химические реакции, наблюдать за которыми просто потрясающе, и их легко провести в химических лабораториях.
В целях вашей безопасности самый простой выход — посмотреть видео с такими впечатляющими химическими реакциями, прежде чем вы подумаете об их воспроизведении, чтобы лучше понять уровень риска и необходимые меры предосторожности.
Вот список из 19 самых потрясающих химических реакций, которые доказывают, что наука всегда крута.
1. Полиакрилат натрия и вода
Полиакрилат натрия — это суперабсорбентный полимер. Подводя итог реакции, ионы полимера притягивают воду путем диффузии.Полимер поглощает воду за секунды, что приводит к почти мгновенному превращению в гелеобразное вещество. Именно это химическое вещество используется в подгузниках для поглощения отработанной жидкости. Технически это не химическая реакция, потому что химическая структура не меняется и не происходит реакции с молекулами воды. Скорее, это демонстрация поглощения в макроуровне.
2. Диэтилцинк и воздух
Диэтилцинк — очень нестабильное соединение.При контакте с воздухом он горит с образованием оксида цинка, CO2 и воды. Реакция происходит, когда диэтилцинк вступает в контакт с молекулами кислорода. Химическое уравнение выглядит следующим образом:
Zn (C2H5) 2 + 5O2 → ZnO + 4CO2 + 5h3O
3. Цезий и вода
Источник: GiphyЦезий — один из наиболее реактивных щелочных металлов. При контакте с водой он реагирует с образованием гидроксида цезия и газообразного водорода. Эта реакция происходит так быстро, что вокруг цезия образуется пузырек водорода, который поднимается на поверхность, после чего цезий подвергается воздействию воды, вызывая дальнейшую экзотермическую реакцию, таким образом воспламеняя газообразный водород.Этот цикл повторяется до тех пор, пока не будет исчерпан весь цезий.
4. Глюконат кальция
Глюконат кальция обычно используется для лечения дефицита кальция. Однако, когда он нагревается, он вызывает огромное расширение молекулярной структуры. Это приводит к образованию пены, напоминающей серую змею, вызванной испарением воды и дегидратацией гидроксильных групп внутри соединения. Говоря менее научным языком, при нагревании глюконат кальция быстро разлагается. Реакция следующая:
2C 12 H 22 CaO 14 + O 2 → 22H 2 O + 21C + 2CaO + 3CO 2
5.Трииодид азота
Вы можете приготовить это соединение дома, но имейте в виду, что это очень опасно. Соединение образуется в результате осторожной реакции йода и аммиака. После высыхания исходных компонентов образуется NI3 — очень реактивное соединение. Простое прикосновение пера вызовет взрыв этого очень опасного контактного взрывчатого вещества.
6. Дихромат аммония
Когда дихромат аммония воспламеняется, он разлагается экзотермически с образованием искр, золы, пара и азота.
7. Перекись водорода и иодид калия
Когда перекись водорода и иодид калия смешиваются в надлежащих пропорциях, перекись водорода разлагается очень быстро. В эту реакцию часто добавляют мыло, чтобы в результате образовалось пенистое вещество. Мыльная вода улавливает кислород, продукт реакции, и создает множество пузырьков.
8. Хлорат калия и конфеты
Мармеладные мишки — это, по сути, просто сахароза.Когда мармеладные мишки попадают в хлорат калия, он вступает в реакцию с молекулой глюкозы в сахарозе, что приводит к сильно экзотермической реакции горения.
9. Реакция Белоусова-Жаботинского (BZ)
Реакция BZ образуется при осторожном сочетании брома и кислоты. Реакция является ярким примером неравновесной термодинамики, которая приводит к красочным химическим колебаниям, которые вы видите на видео выше.
10.Окись азота и сероуглерод
Реакция, часто называемая «лающей собакой», представляет собой химическую реакцию в результате воспламенения сероуглерода и закиси азота. Реакция дает яркую синюю вспышку и очевидный звук глухой. Реагенты реакции быстро разлагаются в процессе горения.
11. Сплав NaK и вода
Сплав NaK — это металлический сплав, образованный смешением натрия и калия вне воздуха — обычно в керосине.Этот чрезвычайно реактивный материал может реагировать с воздухом, но еще более бурная реакция происходит при контакте с водой.
12. Термит и лед
Вы когда-нибудь думали, что смешивание огня и льда может привести к взрыву?
СВЯЗАННЫЕ: 11 ЛУЧШИХ ХИМИЧЕСКИХ КАНАЛОВ НА YOUTUBE
Вот что происходит, когда вы получаете небольшую помощь от Thermite, который представляет собой смесь алюминиевого порошка и оксида металла. Когда эта смесь воспламеняется, происходит экзотермическая окислительно-восстановительная реакция, т.е.е. химическая реакция, в которой энергия высвобождается в виде электронов, которые переходят между двумя веществами. Таким образом, когда термит помещается поверх льда и воспламеняется с помощью пламени, лед сразу же загорается, и выделяется большое количество тепла в виде взрыва. Однако нет какой-либо убедительной научной теории о том, почему термит вызывает взрыв. Но одно ясно из демонстрационного видео — не пробуйте это дома.
13.Осциллирующие часы Бриггса-Раушера
Реакция Бриггса-Раушера — одна из очень немногих колеблющихся химических реакций. Реакция дает ошеломляющий визуальный эффект за счет изменения цвета раствора. Для инициирования реакции смешивают три бесцветных раствора. Полученный раствор будет циклически менять цвет с прозрачного на янтарный в течение 3-5 минут и в итоге станет темно-синим. Три раствора, необходимые для этого наблюдения, представляют собой разбавленную смесь серной кислоты (H 2 SO 4 ) и йодата калия (KIO 3 ), разбавленную смесь малоновой кислоты (HOOOCCH 2 COOH), моногидрат сульфата марганца. (МнСО 4 .H 2 O) и крахмал vitex и, наконец, разбавленный пероксид водорода (H 2 O 2 ).
14. Supercool Water
Возможно, вы не заморозите окружающую среду, как Эльза в фильме «Холодное сердце», но вы определенно можете заморозить воду прикосновением к этому классному научному эксперименту. Эксперимент с супер холодной водой заключается в охлаждении очищенной воды до -24 ° C (-11 ° F). Охлажденную бутылку можно медленно вынуть и постучать по дну или по бокам, чтобы запустить процесс кристаллизации.Поскольку очищенная вода не имеет примесей, молекулы воды не имеют ядра для образования твердых кристаллов. Внешняя энергия, обеспечиваемая в виде крана или удара, заставит молекулы переохлажденной воды образовывать твердые кристаллы посредством зародышеобразования и запустит цепную реакцию по кристаллизации воды по всей бутылке.
15. Феррожидкость
Ферромагнитная жидкость состоит из наноразмерных ферромагнитных частиц, взвешенных в несущей жидкости, такой как органический растворитель или вода.Изначально обнаруженные Исследовательским центром НАСА в 1960-х годах в рамках исследования по поиску методов контроля жидкостей в космосе, феррожидкости при воздействии сильных магнитных полей будут создавать впечатляющие формы и узоры. Эти жидкости могут быть приготовлены путем объединения определенных пропорций соли Fe (II) и соли Fe (III) в основном растворе с образованием валентного оксида (Fe 3 O 4 ).
16. Гигантский пузырь из сухого льда
Сухой лед всегда является забавным веществом для разнообразных экспериментов.Если вам удастся найти немного сухого льда, попробуйте в этом эксперименте создать гигантский пузырь из простых материалов. Возьмите миску и наполовину наполните ее водой. Разбрызгайте жидкое мыло водой и перемешайте. Пальцами намочите края миски и добавьте в раствор сухой лед. Окуните полоску ткани в мыльную воду и протяните ее по всему краю миски. Подождите, пока пары сухого льда не задержатся внутри пузыря, который начнет постепенно расширяться.
17. Змея фараона
Змея фараона — это простая демонстрация фейерверка.Когда тиоцианат ртути воспламеняется, он распадается на три продукта, и каждый из них снова распадается на еще три вещества. Результатом этой реакции является растущий столб, напоминающий змею, с выделением пепла и дыма. Хотя все соединения ртути токсичны, лучший способ провести этот эксперимент — в вытяжном шкафу. Также существует серьезная опасность пожара. Однако самое простое решение — посмотреть видео, если у вас нет доступа к материалам.
18. Эффект Мейснера
Охлаждение сверхпроводника ниже температуры перехода сделает его диамагнитным.Это эффект, при котором объект будет отталкиваться от магнитного поля, а не тянуться к нему. Эффект Мейснера также привел к концепции транспортировки без трения, при которой объект может левитировать по рельсам, а не прикрепляться к колесам. Однако этот эффект также можно воспроизвести в лаборатории. Вам понадобится сверхпроводник и неодимовый магнит, а также жидкий азот. Охладите сверхпроводник жидким азотом и поместите сверху магнит, чтобы наблюдать левитацию.
19. Сверхтекучий гелий
Охлаждение гелия до достижения его лямбда-точки (-271 ° C) сделает его сверхтекучим гелием II. Эта сверхтекучая жидкость образует тонкую пленку внутри контейнера и будет подниматься против силы тяжести в поисках более теплого места. Тонкая пленка имеет толщину около 30 нм, в ней капиллярные силы превышают силу тяжести, которая удерживает жидкость в контейнере.
.Что такое молочная кислота? (А откуда это?)
Молочная кислота или лактат — это химический побочный продукт анаэробного дыхания — процесса, при котором клетки производят энергию без кислорода. Бактерии производят его в йогурте и в нашем кишечнике. Молочная кислота также находится в нашей крови, где она откладывается мышцами и эритроцитами.
Долгое время считалось, что молочная кислота является причиной болезненности мышц во время и после интенсивных упражнений, но недавние исследования показывают, что это не так, сказал Майкл Глисон, биохимик из Университета Лафборо в США.К. и автор книги «Ешь, двигайся, спи, повторяй» (Meyer & Meyer Sport, 2020).
«Лактат всегда считался плохим мальчиком для физических упражнений», — сказал Глисон Live Science.
Вопреки этой репутации, молочная кислота постоянно присутствует в нашем организме и безвредна. По словам Глисона, хотя концентрация повышается, когда мы интенсивно тренируемся, она возвращается к нормальному уровню, как только мы получаем возможность отдохнуть, и даже превращается в энергию, которую наше тело может использовать позже.
Как мышцы производят молочную кислоту
На протяжении большей части дня наше тело сжигает энергию аэробно, то есть в присутствии кислорода.Часть этой энергии поступает из сахара, который наши мышечные клетки расщепляют в ходе ряда химических реакций, называемых гликолизом. (Мы также получаем энергию из жира, но это требует совершенно другого химического процесса). Конечным продуктом гликолиза является пируват — химическое вещество, которое организм использует для выработки еще большего количества энергии. Но энергия может быть получена из пирувата только в присутствии кислорода. Это меняется во время тяжелых упражнений.
Связано: Мышечные спазмы и судороги: причины и лечение
Когда вы начинаете спринт, ваши мышцы начинают работать сверхурочно.Чем усерднее вы работаете, тем больше энергии требуется вашим мышцам для поддержания вашего темпа. К счастью, наши мышцы имеют встроенные турбоускорители, которые называются быстро сокращающимися мышцами. По словам Глисона, в отличие от медленно сокращающихся мышц, которые мы используем большую часть дня, быстро сокращающиеся мышцы суперэффективны в плане быстрого производства большого количества энергии и делают это анаэробно. Быстро сокращающиеся мышцы также используют гликолиз для производства энергии, но пропускают сбор энергии из пирувата — процесса, который требует кислорода. Вместо этого пируват превращается в продукт жизнедеятельности, молочную кислоту, и попадает в кровоток.
Это распространенное заблуждение, что мышечные клетки производят молочную кислоту, когда они не могут получить достаточно кислорода, сказал Глисон. «Это не так. Ваши мышцы получают много кислорода», — сказал он. Но во время сильной потребности в энергии мышцы переключаются на анаэробное дыхание просто потому, что это гораздо более быстрый способ производства энергии.
Другие источники молочной кислоты
Мышечные клетки — не единственные источники молочной кислоты. Согласно онлайн-тексту «Анатомия и физиология», опубликованному Университетом штата Орегон , красные кровяные тельца также производят молочную кислоту, когда бродят по телу. В эритроцитах нет митохондрий — части клетки, отвечающей за аэробное дыхание, — поэтому они дышат только анаэробно.
Многие виды бактерий также дышат анаэробно и выделяют молочную кислоту в качестве побочного продукта. Фактически, эти виды составляют от 0,01 до 1,8% кишечника человека, согласно обзору, опубликованному в Журнале прикладной микробиологии. Чем больше сахара едят эти маленькие парни, тем больше молочной кислоты они производят.
Чуть более коварны молочнокислые бактерии, обитающие во рту.Согласно исследованию, опубликованному в Microbiology, из-за подкисляющего эффекта, который они оказывают на слюну, эти бактерии являются плохой новостью для зубной эмали.
Наконец, молочная кислота обычно содержится в ферментированных молочных продуктах, таких как пахта, йогурт и кефир. Бактерии в этих продуктах используют анаэробное дыхание для расщепления лактозы (молочного сахара) на молочную кислоту. Однако это не означает, что молочная кислота является молочным продуктом — она на 100% веганская. Так случилось, что он получил свое название от молочной продукции просто потому, что Карл Вильгельм, первый ученый, выделивший молочную кислоту, сделал это из испорченного молока, согласно исследованию, опубликованному в Американском журнале физиологии.
Молочная кислота содержится в ферментированных молочных продуктах, таких как йогурт, но сама по себе молочная кислота не является молочными продуктами — она на 100% веганская. (Изображение предоставлено Shutterstock)Ваше тело на молочной кислоте
Жжение в ногах часто возникает после того, как вы приседаете с тяжелым весом или завершили тяжелую тренировку. Но вопреки распространенному мнению, боль вызывает не молочная кислота, — сказал Глисон.
Молочная кислота перерабатывается печенью и сердцем. Печень превращает его обратно в сахар; сердце превращает его в пируват.Во время упражнений концентрация молочной кислоты в организме резко возрастает, потому что сердце и печень не могут справиться с отходами так быстро, как они производятся. Но как только мы закончим тренировку, концентрация молочной кислоты вернется в норму, сказал Глисон.
Связано: Почувствовать боль? Не вините молочную кислоту.
Боль в мышцах после тренировки, скорее всего, больше связана с повреждением тканей и воспалением, сказал Глисон . Тяжелые упражнения физически разрушают ваши мышцы, и на их восстановление могут уйти дни.
Согласно обзору, опубликованному в Mayo Clinic Proceedings, молочная кислота может накапливаться в организме до опасного для жизни уровня. Но это состояние, называемое острым лактоацидозом, возникает из-за острого заболевания или травмы, а не из-за физических упражнений. Когда ткани лишены крови, например, из-за сердечного приступа или сепсиса, они, как правило, переходят в анаэробное дыхание, производя молочную кислоту.
«Им не хватает кислорода, — сказал Глисон.
Но Глисон сказал, что никогда не слышал о случаях опасного для жизни лактоацидоза из-за физических упражнений.«Это было бы очень необычно».
Дополнительные ресурсы:
.