«Горючий лед» начнет мировую энергетическую революцию. Что такое «горючий лед»

Горячий лёд February 13th, 2018

Горячий лед обжог бы нам пальцы, если бы мы могли до него дотронуться. Но прикосновение к нему невозможно; горячий лед образуется под давлением мощного пресса в толстостенном сосуде из лучшей стали. Увидеть его или взять в руки нельзя, и свои свойства горячий лед открывает физикам лишь косвенным образом.

Под весьма значительным давлением вода переходит в так называемый горячий лед.

Любопытно, что горячий лед плотнее обыкновенного, плотнее воды: его удельный вес 1,05. Он тонет в воде, между тем как обыкновенный, холодный лед на ней плавает.

Описанный выше горячий лед вряд ли получился бы в домашних условиях. Но, все-таки, можно попробовать заморозить лед, не доводя его до температуры замерзания и, таким образом, получить горячий лед. Следуя дальнейшим инструкциям, вы можете приготовить вещество, которое будет похоже на лед, используя компоненты, купленные в магазине или найденные дома.

Чтобы приготовить горячий лед, найдите немного тригидрата ацетата натрия и растворите его как можно больше в горячей, практически кипящей воде. Для этого возьмите ацетат натрия и высыпьте его в кастрюлю. Для начала должно хватить около одного стакана. Оставьте немного его про запас, чтобы использовать в качестве затравочного кристалла.

Чтобы приготовить горячий лед, нужно перенасытить воду ацетатом натрия, поэтому не следует наливать слишком много воды - чем меньше вы ее нальете, тем гуще получится раствор и тем лучше получатся кристаллы.

Доведите раствор практически до кипения. Постоянно помешивайте его. Именно в этот момент вы фактически растворяете кристаллы тригидрата ацетата натрия. Раствор должен стать настолько густым, чтобы порошок больше не растворялся и на дне кастрюли остался небольшой осадок. Если порошок полностью растворился, и на дне ничего нет, продолжайте добавлять в воду ацетат натрия пока раствор не дойдет до такого состояния, когда он уже не может полностью растворить порошок.

После этого раствор вылейте в посудину любых размеров таким образом, чтобы осадок от нерастворимого порошка не попал в посудину и остался в кастрюле и поместите посудину с раствором в морозилку на 30-60 минут. Обычно растворенные кристаллы снова начали бы кристаллизироваться, но так как мы получили ацетат натрия в перенасыщенном растворе, он переохлаждается, то есть его температура опускается ниже обычной температуры кристаллизации без самого процесса кристаллизации.

Как только вы прикоснетесь к раствору зубочисткой с небольшим количеством ацетата натрия на ней, он затвердеет, образовывая горячий лед. От него должно исходить тепло. Это происходит из-за высвобождения энергия при образовании кристаллов.

«Горячий лед - это невозможно!» - скажите вы, на что и получите ответ - всё возможно! Горячий лед, или как его называют ученные ацетат натрия можно сделать у себя дома. Для этого не понадобиться каких-то специальных приспособлений, или составляющих, которые тяжело достать. Как сделать горячий лед в домашних условиях? Первым делом, желаем предупредить, чтобы Вы не допускали до этого процесса детей, с целью безопасности. Для изготовления льда, нам понадобиться: - уксус; - сода. Следует заметить, что уксус можно брать любой концентрации, 9%, 30% или 70%. Главное правильно подобрать процентное соотношение с содой. При использовании 9% уксуса: - на 200 мл. уксуса - 25,25 г. соды. При использовании 30% уксуса: - на 200 мл. уксуса - 87,4 г. соды. При использовании 70% уксуса: - на 200 мл. уксуса - 210 г. соды.
Используйте электронные весы, так как они покажут более точный вес.

Смешиваем в кастрюле соду и уксус, при этом немного нагрейте раствор. В ходе реакции будет образовываться много пены, будьте готовы к этому. Как только закончиться реакция, раствор станет прозрачным. Чтобы узнать готов ли раствор, капаем в него немного уксуса, и наблюдаем за реакцией, если она снова пойдет - это знак что раствор не готов, в нем ещё предостаточно соды. Понемногу добавляем уксус, пока реакция не перестанет.

Далее, можем, смело его ставить варить на плиту, дабы вся лишняя вода выпарилась.

В процессе подогревания начнет появляться корка, нам следует сразу же снять кастрюлю с плиты, и дать постоять 5 минут.

Корка начнет расширяться, и наш раствор должен покрыться льдом.

Кипятим чайник воды и наливаем немного в раствор, капельками. Добавив воды, перемешиваем, и так делаем по нескольку раз, пока все комки и лед не исчезнет. У нас получается немного густая масса.

Берем стерильную банку, выливаем туда наш раствор и ставим в холодильник. Дайте ему остыть до комнатной температуры.

Бросаем в банку немного соли, если началась кристаллизация - значит, мы все сделали правильно.

Один пользователь сомневается в безопасности и вот что он говорит:

Дочке 12 лет и ей загорелось сделать, я когда услышал рецепт думал, что дочка случайно нашла статью из сайта синий(голубой) кит, т.к. греть раствор уксусной кислоты даже гашоной это просто самоубийство(вообще греть любую кислоту без должного оборудования и подготовки крайне опасно) потому что в кислоте содержится химический компонент C(смертельно опасный для любого живого организма) а он будет выходить из нагреваемой жидкости вместе с паром, тем самым мы получим не выносимый запах по всей квартире и огромный шанс получения химического ожога дыхательных путей. Я бы не рекомендовал ни кому проводить этот опыт в домашних условиях, не верите на слово можете найти любую мастерскую по ремонту и обслуживанию автомобильных аккумуляторов и зайти туда, сразу же поймёте что вас ждёт.

Источники:

Энергия – это «наше все» в масштабах человечества. Точнее, энергоресурсы. За них ведутся войны, их обвиняют в усугублении глобальных экологических проблем, без них не может существовать современное общество. Поэтому поиск альтернативных источников энергии находится на вершине повестки дня во многих странах. Так, Китай на этой неделе потряс мир официальным сообщением о том, что впервые удалось добыть с океанического дна гидрат природного газа, или «горючий лед».

Это достижение уже приравнивается по значению к открытию технологии добычи сланцевого газа некогда в США, а новому энергоресурсу приписывается роль катализатора мировой энергетической революции. По заверениям китайских исследователей, в мире этого уникального топлива в разы больше, чем нефти, газа и угля вместе взятых. А значит, с помощью «горючего льда» можно будет решить проблему невозобновляемости ресурсов. Более того, на сайте правительства Китая сказано, что именно «гидрат природного газа – это богатейший альтернативный источник энергии, который сыграет в будущем стратегическую роль».

За последнюю неделю из скважины, расположенной в Южно-Китайском море, на глубине 1200 м, уже было добыто более 120 куб. м «горючего льда» – соединения воды и газа, напоминающего рыхлый снежный ком. И пока одни рассуждают, заменит ли в будущем этот энергоресурс все традиционные топливные источники, другие не спешат призывать всех к энергетической революции.

Кстати, исследования этого ресурса уже давно известны науке. Свои предположения о существовании на дне Мирового океана «горючего льда» высказывали советские ученые, а в последние годы попытки организовать разведку газового гидрата были не только у Китая, но также у США и Японии. Но, как мы видим, преуспел именно первый.

Экспертное мнение

Дмитрий Николаевич Редька, кандидат технических наук, ассистент к афедры квантовой электроники и оптико-электронных приборов СПбГЭТУ ʺЛЭТИʺ

«По сути «горючий лед» представляет собой кристаллическое соединение, сформированное из воды и природного газа. То есть это все тот же привычный, знакомый нам газ, но в другой «упаковке». Поэтому надо понимать, что мы видим не принципиально новый энергоресурс, а нестандартную химическую форму. И прежде чем говорить о его революционности, необходимо ответить на ряд вопросов. Во-первых, неизвестно, в каких объемах можно в перспективе добывать этот «горючий лед». Далее, какие можно осуществлять модификации с ним? Каким способом можно оптимально его добывать и транспортировать? Насколько это все окажется экономически оправдано и рентабельно? Ответы тут могут быть неоднозначные. Тем не менее, попытка найти новый энергоресурс или более эффективный и безопасный способ получения природного газа может быть встречена только положительно».

Японцы на этой неделе открыли новый фронт своей отчаянной борьбы за снижение мировых цен на природный газ. Теперь они первыми в мире добыли его у своего побережья с подводного месторождения совершенно фантастической штуки - т.н. «горючего льда», метангидратов.

В стране по этому поводу возникла явно преждевременная эйфория: один из депутатов парламента в запальчивости даже призвал подумать о выработке будущей стратегии Японии как нового крупного экспортера природного газа - второго после России на Дальнем Востоке. Напомним для тех, кто не знает, - сейчас у нашего зажиточного островного соседа по Дальнему Востоку вообще практически нет каких-либо полезных ископаемых кроме нерентабельного угля. Но, все по порядку.

Метангидрат – это соединение газа метана с водой, которое происходит при очень низких температурах и под большим давлением. Внешне эта штука напоминает подтаявший рыхлый снег или, если угодно, шербет. Метангидрата на планете очень-очень много – в арктической тундре, на дне или под дном мирового океана. Богатые месторождения, кстати, имеются и в России. Метан из соединения с водой можно выделить либо путем повышения температуры, либо при понижении давления. Но это легко сказать – как и в случае со сланцевым газом эффективных технологий такого рода долго не было.

Первый прорыв был совершен в Канаде: еще в 2007 и 2008 году там был добыт газ с месторождений метангидратов в тундре. Но затею на этом приостановили – себестоимость продукции оказалась непомерно высокой.

Японцы без особого шума еще с 80-х годов активно занимались проблемой метангидратов, которых, как оказалось, вокруг их страны имеется немало. Кружила голову перспектива если не самообеспечения природным газом, то хотя бы существенного снижения полной кабальной зависимости от его закупок за рубежом. К настоящему времени уже в целом исследованы прилегающие к Японии месторождения в Охотском море, в море Японском и у повернутого на Америку тихоокеанского побережья страны. По оценкам, запасов метана там столько, что они могут в течение 100 лет полностью обеспечить потребности Японии при нынешнем уровне потребления природного газа. Сто лет! Короче, игру сочли стоящей свеч, были выделены государственные ассигнования, а самым перспективным было признано месторождение в 70 км от полуострова Ацуми в центральной части тихоокеанского побережья главного японского острова Хонсю.

Еще в феврале прошлого года уникальное исследовательское судно «Тикю» («Земля») пробурило там четыре пробные скважины. Глубина океана в районе операции – 1000 метров. Скважины подтвердили наличие пригодных для добычи метангидратов. Месторождение, по оценкам, может полностью обеспечить потребности Японии в природном газе в течение 10-11 лет.

В том же районе «Тикю» пробурило и обустроило скважину для добычи глубиной 300 метров. В минувший вторник туда было опущено оборудование и произошло историческое событие – через четыре часа ожидания на горелке у палубы судна заполыхало оранжевое пламя – это пылал метан, впервые в истории полученный из подводного «горючего льда».

Эксперимент будет продолжаться еще две недели, а потом японцы на основе полученных данных станут думать дальше. Главная задача – снижение себестоимости, поскольку получение газа из метангидрата крайне дорого. При нынешней технологии он стоит более чем втрое больше, чем сжиженный природный газ, который сейчас импортирует Япония. Однако сланцевый газ тоже одно время считали нерентабельным. До тех пор, пока в США не нашли прорывные технологии, вызвавшие революцию на рынке.

В Токио тоже верят, что смогут найти новые методы, позволяющие резко сбить себестоимость. Правительство поставило задачу разработать коммерчески оправданные технологии эксплуатации месторождений метангидратов к 2018 финансовому году. Деньги на это выделяются из бюджета весьма приличные.

Кстати, метангидратами сейчас стали активно заниматься и в Южной Корее, которая тоже лишена природных ресурсов. Китай на этой неделе опубликовал доклад, где многозначительно напомнил, что занимает третье место по запасам метана и уступает по этому показателю только России и Канаде. В ходе нынешней пятилетки (2011-15 гг.) предполагается начать добычу этого газа на двух месторождениях в КНР. К 2015 году ее хотят довести до 30 млрд кубометров в год. Потом добычу начнут еще на пяти месторождениях. Цель не скрывается – снизить зависимость КНР от зарубежных поставок природного газа.

Кстати, с Россией Пекин уже долгие годы ведет затяжные мучительные переговоры о цене на газ, который Москва очень хочет гнать в Китай по трубе. КНР не уступает и верит: время и развитие новых технологий на ее стороне, тарифы все равно придется существенно снижать.

На это же рассчитывают и японцы, самый крупный в мире покупатель сжиженного природного газа. Конечно, разговоры о полной «газовой независимости» на базе «горящего льда» - пока утопия. Однако вполне возможные успехи в выработке технологий более-менее рентабельного использования метангидрата в сочетании с началом закупок дешевого сланцевого сжиженного газа в США и Канаде позволят, как считают в Токио, уверенно сбивать цены и на традиционный газ. По мнению японцев, уже в ближайшие годы они могут снизить свои расходы на этот ресурс по меньшей мере процентов на пятнадцать. Пока – только за счет фактора американского сланцевого газа.

Что же касается «Газпрома», то его продукцию японцы тоже готовы закупать. Но цены будут эффективно сбивать всеми доступными средствами. Используя уже сейчас американский сланцевый фактор, а потом, если получится, и «горючий лед». «Природного газа, как оказалось, в мире имеется очень много, рынок переполнен. И это нужно понимать»,- сказал мне как-то дипломат, возглавлявший одно время Российский отдел японского МИД.

С детства всем известно, что лед холодный, а горячий лед — нонсенс. Однако, температура льда запросто может быть выше привычного 0 о С. Опыты английского учёного Перси Уильямс Бриджмена показали, что при давлении выше 20 тысяч атмосфер температура воды в твердом состоянии составила +76 о С. Для примера, температура горячей воды в кране по нормативу должна составлять +60 о С. Т.е. полученный лед был горячее горячей воды!

Конечно, подобные химические опыты провести в домашних условиях не получится, но горячий лед мы все-таки получим!

Проведение химического опыта «Горячий лед»

Реакция получения ацетата натрия называется «горячий лед». Несмотря на непонятные слова получить ацетат натрия легко и дома, ведь это не что иное, как результат реакции обычной пищевой соды и уксусной кислоты.
Для проведения опыта нам понадобятся:

70% уксусная кислота (200 мл),
Горячая кипяченая вода,
Кастрюля и банка.

Выливаем в кастрюлю уксус и, помешивая, постепенно добавляем соду. Пойдет реакция с выделением пузырьков газа. После прекращения выделения пузырьков, ставим кастрюлю на плиту и, постоянно помешивая, выпариваем лишнюю влагу до тех пор пока на стенках кастрюли не станут появляться белые кристаллы. Таким образом мы получили перенасыщенный раствор ацетата натрия. Даем раствору остыть. Сигналом, что мы делаем все правильно, служит образование на поверхности раствора корки. Если она не появляется, придется еще продолжить выпаривание. После образования корки начинаем очень небольшими порциями подливать горячую воду, до тех пор пока раствор не станет однородным, а корка не исчезнет.

Переливаем раствор в банку и кладем на некоторое время в холодильник и охлаждаем до комнатной температуры. Затем достаем банку и добавляем щепотку соли. Раствор начинает мгновенно кристаллизоваться и становится очень похожим на лед, который совершенно нехолодный.

Исследования английского физика Бриджмена показали, что под весьма значительным давлением вода переходит в так называемый горячий лед и остается такой при температуре значительно выше 0 градусов. Бриджмен показал, что может существовать лед не одного сорта, а нескольких. Если быть точными то шести. Горячий лед, получается под чудовищным давлением в 20600 атмосфер и остается твердым при температуре 76 градусов Цельсия. Горячий лед обжог бы нам пальцы, если бы мы могли до него дотронуться. Но прикосновение к нему невозможно; горячий лед образуется под давлением мощного пресса в толстостенном сосуде из лучшей стали. Увидеть его или взять в руки нельзя, и свои свойства горячий лед открывает физикам лишь косвенным образом.

Под весьма значительным давлением вода переходит в так называемый горячий лед.

Чтобы приготовить горячий лед, нужно перенасытить воду ацетатом натрия, поэтому не следует наливать слишком много воды – чем меньше вы ее нальете, тем гуще получится раствор и тем лучше получатся кристаллы.

После этого раствор вылейте в посудину любых размеров таким образом, чтобы осадок от нерастворимого порошка не попал в посудину и остался в кастрюле и поместите посудину с раствором в морозилку на 30–60 минут. Обычно растворенные кристаллы снова начали бы кристаллизироваться, но так как мы получили ацетат натрия в перенасыщенном растворе, он переохлаждается, то есть его температура опускается ниже обычной температуры кристаллизации без самого процесса кристаллизации.

«Горячий лед – это невозможно!» - скажите вы, на что и получите ответ – всё возможно! Горячий лед, или как его называют ученные ацетат натрия можно сделать у себя дома. Для этого не понадобиться каких-то специальных приспособлений, или составляющих, которые тяжело достать. Как сделать горячий лед в домашних условиях? Первым делом, желаем предупредить, чтобы Вы не допускали до этого процесса детей, с целью безопасности. Для изготовления льда, нам понадобиться: - уксус; - сода. Следует заметить, что уксус можно брать любой концентрации, 9%, 30% или 70%. Главное правильно подобрать процентное соотношение с содой. При использовании 9% уксуса: - на 200 мл. уксуса – 25,25 г. соды. При использовании 30% уксуса: - на 200 мл. уксуса – 87,4 г. соды. При использовании 70% уксуса: - на 200 мл. уксуса – 210 г. соды.

Используйте электронные весы, так как они покажут более точный вес.

Смешиваем в кастрюле соду и уксус, при этом немного нагрейте раствор. В ходе реакции будет образовываться много пены, будьте готовы к этому. Как только закончиться реакция, раствор станет прозрачным. Чтобы узнать готов ли раствор, капаем в него немного уксуса, и наблюдаем за реакцией, если она снова пойдет – это знак что раствор не готов, в нем ещё предостаточно соды. Понемногу добавляем уксус, пока реакция не перестанет.
Далее, можем, смело его ставить варить на плиту, дабы вся лишняя вода выпарилась.
В процессе подогревания начнет появляться корка, нам следует сразу же снять кастрюлю с плиты, и дать постоять 5 минут.
Корка начнет расширяться, и наш раствор должен покрыться льдом.
Кипятим чайник воды и наливаем немного в раствор, капельками. Добавив воды, перемешиваем, и так делаем по нескольку раз, пока все комки и лед не исчезнет. У нас получается немного густая масса.
Берем стерильную банку, выливаем туда наш раствор и ставим в холодильник. Дайте ему остыть до комнатной температуры.

Бросаем в банку немного соли, если началась кристаллизация – значит, мы все сделали правильно.

Один пользователь сомневается в безопасности и вот что он говорит:

Дочке 12 лет и ей загорелось сделать, я когда услышал рецепт думал, что дочка случайно нашла статью из сайта синий(голубой) кит, т.к. греть раствор уксусной кислоты даже гашоной это просто самоубийство(вообще греть любую кислоту без должного оборудования и подготовки крайне опасно) потому что в кислоте содержится химический компонент C (смертельно опасный для любого живого организма) а он будет выходить из нагреваемой жидкости вместе с паром, тем самым мы получим не выносимый запах по всей квартире и огромный шанс получения химического ожога дыхательных путей. Я бы не рекомендовал ни кому проводить этот опыт в домашних условиях, не верите на слово можете найти любую мастерскую по ремонту и обслуживанию автомобильных аккумуляторов и зайти туда, сразу же поймёте что вас ждёт.