Полиакрилат натрия с водой уравнение

Эксперимент «Искусственный снег»

Как сделать «снег» из полиакрилата натрия и воды

Снег жарким летом? «Невозможно!» — скажете вы. Зная химию, всё возможно. В этом опыте мы покажем, как приготовить искусственный снег!

Реагенты и оборудование:

• полиакрилат натрия;
• дистиллированная вода;
• чашка Петри;
• узкий химический стакан (или цилиндр);
• большой химический стакан.

Пошаговая инструкция

В чашку Петри насыпаем 3 г полиакрилата натрия и заливаем их 15 мл дистиллированной воды. Со временем полиакрилат натрия набухнет и превратится в «снег». В узкий химический стакан также насыпаем немного полиакрилата натрия и заливаем 100 мл воды. Наблюдаем, как полиакрилат натрия увеличивается в объеме. Через несколько минут его станет так много, что он будет высыпаться из химического стакана.

Пояснение процессов

Полиакрилат натрия — это натриевая соль полиакриловой кислоты. Его длинные молекулы состоят из одинаковых повторяющихся фрагментов, содержащих заряженные группы. Полиакрилат натрия — гигроскопичное вещество. Другими словами, он очень любит поглощать воду. Соединение может абсорбировать жидкости в 200—300 раз больше собственной массы. Поэтому полиакрилат мгновенно впитывает воду и сильно набухает, образуя хлопья, похожие на снег.

Как же это происходит? Молекулы воды проходят между цепочками и проникают внутрь гранул полиакрилата натрия. При этом каждый катион натрия Na⁺ одевается в «шубу» из молекул воды. Аналогичные «шубы» возникают и вокруг отрицательно заряженных центров — карбоксилатных групп CO²⁻. При этом каждая «смоченная» таким образом цепочка полиакрилата разворачивается. Однако в данном эксперименте воды на всех не хватает: она уходит вглубь каждой гранулы, а снаружи остаются «сухие» цепочки. Из-за внутреннего расширения пространство между ними заполняет воздух, и общий объем увеличивается. Если бы воды было слишком много, гранулы бы наоборот раскисли, слиплись и превратились в гель — полупрозрачную вязкую массу, по консистенции похожую на желе или холодец.

Меры предосторожности

Искусственный снег можно трогать руками, но нельзя есть. Обязательно помойте руки после этого опыта.

Внимание! В эксперименте использованы токсичные и опасные для здоровья вещества. Не пытайтесь повторить этот опыт самостоятельно.

Способ подготовки полиакрилата натрия для введения в состав бетонной смеси (варианты)

Владельцы патента RU 2652031:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонов. Способ подготовки полиакрилата натрия для введения в состав бетонной смеси предусматривает замачивание гранул полиакрилата натрия в воде при температуре 15-40°С, выдерживание их до набухания в течение 24-36 ч с последующим измельчением до получения гелеподобной массы. Вариант способа подготовки полиакрилата натрия для введения в состав бетонной смеси предусматривает замачивание гранул полиакрилата натрия в 3%-ном водном растворе перекиси водорода при температуре 15-40°С, выдерживание их до набухания в течение 24 или 36 ч с последующим измельчением до получения гелеподобной массы. Технический результат — повышение качества бетона. 2 н.п. ф-лы.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонов.

Известно введение в состав бетонной смеси водоудерживающих добавок в виде сухих гранул (порошка) [1]. Введение в таком виде полиакрилата натрия в состав бетонной смеси приводит к внутренним напряжениям в структуре получаемого бетона.

Задача изобретения состоит во введении полиакрилата натрия в состав бетонной смеси с повышением качества бетона.

Технический результат достигается тем, что способ подготовки полиакрилата натрия для введения в состав бетонной смеси, предусматривает замачивание гранул полиакрилата натрия в воде при температуре 15-40°С, выдерживание их до набухания в течение 24-36 часов с последующим измельчением до получения гелеподобной массы.

Технический результат достигается также тем, что способ подготовки полиакрилата натрия для введения в состав бетонной смеси предусматривает замачивание гранул полиакрилата натрия в 3%-ном водном растворе перекиси водорода при температуре 15-40°С, выдерживание их до набухания в течение 24 или 36 часов с последующим измельчением до получения гелеподобной массы.

Способ поясняется примерами.

1. Полиакрилат натрия в виде гранул замачивают в воде при температуре 15°С и выдерживают до набухания (24-36 ч). Затем гранулы измельчают до образования гелеподобной массы.

2. Полиакрилат натрия в виде гранул замачивают в воде при температуре 40°С и выдерживают до набухания (24 ч). Затем гранулы измельчают до образования гелеподобной массы.

3. Полиакрилат натрия в виде гранул замачивают в 3%-ном водном растворе перекиси водорода при температуре 15°С и выдерживают до набухания (36 ч). Затем гранулы измельчают до образования гелеподобной массы.

4. Полиакрилат натрия в виде гранул замачивают в 3%-ном водном растворе перекиси водорода при температуре 40°С и выдерживают до набухания (24 ч). Затем гранулы измельчают до образования гелеподобной массы.

Подготавливают, дозируют и смешивают в массовом соотношении 1:3 портландцемент и кварцевый песок, добавляют воду (при соблюдении водоцементного отношения 0,45-0,5), подготовленный полиакрилат натрия и вновь смешивают. Полученной бетонной смесью заполняют металлические формы, уплотняют смесь и выдерживают ее в формах до затвердевания. Затем изделия извлекают из форм. Введение подготовленного по предложенному способу полиакрилата натрия в количестве 0,5% от массы воды затворения в бетонную смесь вышеуказанного состава приводит к повышению прочности бетона (в возрасте 28 сут) до 15%, снижению его водопоглощения до 2,5 раз.

1. WO 2005/105702 А1, 2005.

1. Способ подготовки полиакрилата натрия для введения в состав бетонной смеси, предусматривающий замачивание гранул полиакрилата натрия в воде при температуре 15-40°С, выдерживание их до набухания в течение 24-36 ч с последующим измельчением до получения гелеподобной массы.

2. Способ подготовки полиакрилата натрия для введения в состав бетонной смеси, предусматривающий замачивание гранул полиакрилата натрия в 3%-ном водном растворе перекиси водорода при температуре 15-40°С, выдерживание их до набухания в течение 24 или 36 ч с последующим измельчением до получения гелеподобной массы.

Интересные химические и физические опыты

В этом посте — подборка простых, но интересных и поучительных физических и опытов. Некоторые из них можно даже повторить в домашних условиях.

1. Искусственный «снег» из полиакрилата натрия

Полиакрилат натрия — полимер, способный поглощать воду (в 200-300 раз больше собственной массы). Его используют, например, в производстве подгузников. При добавлении воды вещество сильно увеличивается в объёме и становится похожим на снег.

2. Взрывная полимеризация нитроанилина

Посмотрите, что получится, если в маленькую чашку с 4-нитроанилином добавить совсем немножко концентрированной серной кислоты.

3. Химические «часы»

Реакция на видео известна как «йодные часы» или реакция Бриггса – Раушера. Через определённые промежутки времени раствор периодически темнеет и снова становится прозрачным.

4. Фараонова змея

Если нагреть маленький кусочек роданида ртути, он начинает разлагаться и превращается в нечто, похожее на змею.

5. Мгновенное превращение воды в лёд

Мы привыкли, что вода замерзает при нуле градусов Цельсия. Но если взять дистиллированную воду и начать её осторожно охлаждать, то её температура может опуститься и ниже нуля. Причина в том, что в слишком воде отсутствуют центры кристаллизации и она становится «переохлаждённой». Если потом эту воду встряхнуть или добавить в неё кусочек льда, она замерзает практически моментально.

6. Униполярный электродвигатель

Электрический двигатель за минуту из подручных материалов? Нет ничего проще. Нужна лишь батарейка, маленький магнит и медная проволока.

7. Кораблик, плавающий в газе.

Кораблик из фольги на этом видео как бы плавает в воздухе. На самом деле в аквариуме гексафторид серы. Этот газ в 5 раз тяжелее воздуха, поэтому если лёгкий кораблик из фольги осторожно опустить в аквариум, он будет плавать в гексафториде серы.

8. Квантовая левитация

На этом видео диск из сверхпроводящего материала захватывается и удерживается магнитным полем постоянного магнита.