日常生活の化学工学 – 問題33：砂漠でどうすれば渇死しないか？ 既に標準答えがある
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この投稿は最後にyjqin1によって2015年9月26日10時22分に編集されました。昨年、私は新疆で最も優れた中学校の1年生、2年生、3年生の生徒たちに向けて講演を行いました。会場は真っ黒な人だかりで、こんなに大勢の前で話すのは初めてでしたが、怖くはありませんでした。どうせ1時間半程度で、原稿も必要ありませんでしたから。事前には少し考えをまとめておいた。 この学校はどれくらいすごいの？言い換えれば、過去10数年間で新疆から清華や北大に合格した人の40％がこの学校出身です。 冒頭の言葉はこうです：私は今、NJに住んでいて、ニューヨークとフィラデルフィアの間に位置しています。つまり、北京と天津の間にある廊坊くらいの大きさの場所で、私たちの新疆とは比べ物になりません。このウシジャージーは一体どれほどすごいのか？特別なこともないんです。実は私はニュートンという町に住んでいて、近くの町には「エイ」という姓を持つ偉大な人物が二人住んでいました。一人はエジソン、もう一人はアインシュタインです。生徒たちは一緒に叫んだ：わあ、牛だ！ その中でこう書かれている：私はちょうどタクラマカン砂漠から戻ってきたところだ。何をしていたかというと、そこでは「大漠孤煙直」という状態だった（天然ガスは運び出せないので、井戸のそばで燃やすしかなかった）。その「大漠孤煙」の中からガソリンを取り出すには（蒸気浸透膜を使ってC4+を分離するのが最善で、これは最高品質のガソリンでオクタン価も非常に高く、砂漠用車両で運び出すことができる）。同時に、タリム盆地の砂漠にも生命は欠けておらず、最も重要なのは水があることだと気づきました。でも、それは飲んではいけない。飲むと死んでしまう。 続けて言うと、お母さんに旅行用のバッグに4つのものを入れてもらいましょう。よくある4つの品物です。これがあれば、たとえ砂漠で道に迷っても渇き死ぬことはありません。これら3つのものは、小さな瓶に入った消石灰（炭酸カルシウム）、小さな瓶に入った炭酸ナトリウム、小さな瓶に入ったクエン酸、そして水筒です。 講演が終わると、生徒たちが次々と駆け寄ってサインを求め、膜分離に関する啓蒙書を買ってきてサインしてもらう人もいました。その時は目が回り、まるでスターになったような気分だった。 砂漠には水があるが、飲むと死んでしまう。なぜこれら4つのもの（小さな消石灰のボトル1本、小さな炭酸ナトリウムのボトル1本、小さなクエン酸のボトル1本、そして水の入ったコップ1つ）があれば渇きで死なないのか、教えてください
2C6H8O7*H2O + Na2CO3 = 2NaC6H7O7 + CO2 + 3H2O
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O；
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O；
砂漠で生き残るには、十分な水を飲み、十分な水を持ち歩き、水の探し方を学び、夜は移動し朝に宿をとるべきだ。
これで終わりか。。。。。。
これらのものは間違いなく命を守るためのものだ。
植物が育つ場所には、必ず地下に水がある。ただし、飲用に適しているとは限らない。
砂の下の薄い部分では、水の跡が見える。
みんなが思い描く砂漠は、こんな感じでしょう？しかし、やはり緑の植物がある。植物がいるということは、たとえ深くても地下に水があるということです。
この投稿は最後にyjqin1によって2015年9月26日10時28分に編集されました。正解：もし砂漠を旅している途中で、持っている飲料水が足りなくなったら、どうすればいいのでしょうか？心の中ではきっと焦っていて、きっと外の世界と連絡を取っているはずだ。しかし、すべての砂漠が中国の砂漠のように電波が届くわけではありません。ましてや、タリム盆地のタクラマカン砂漠は、東西に1000キロメートル、南北に400キロメートルで、面積は33万平方キロメートルもあるのだ。 本能的に水の源を探そうとする。どこで探せばいいの？低いところを探して、植物があるところを探して。地表水があれば最善ですが、なければ掘らなければなりません。急ぐ必要はなく、ゆっくりやりましょう。もうすぐ水が漏れ出してくるかもしれない。 試してみて、塩辛くない？苦くない？ 塩辛くも苦くもなければ、適量飲んで、できるだけ容器に入れて持って、外へ出る道を探しましょう。 もし塩辛いなら、とても塩辛くて、今は簡単な対処法がありません。特許もあります。多種多様で、私の膜蒸留原理に基づく特許も含まれています。つまり、高価な砂漠用の旅行装備が必要になるのだ。 水が塩辛くなくても、とても苦い場合はどうすればいいのでしょうか？では、あなたのお母さんは（なぜ妻とは言わないのですか？今の妻という生き物は、あなたを食べたり、飲んだり、怒鳴ったり、甘えたりするといった、ごくわずかな単純な機能しか持っていないまで退化してしまったようだ。そんな時に役立つのが、私が用意したこの優れたアイテムだ。 内陸河川流域の地下水は一般的に塩辛い水で、塩化ナトリウムのほかに、硫酸イオン、炭酸水素イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオンなどが含まれている。特に硫酸カルシウムの濃度は非常に高く、ほぼ飽和状態です。もし長期間にわたって飽和に近い硫酸カルシウムを含む水を飲み続けると、腎臓の半透膜は確実に硫酸カルシウムで覆われてしまい、尿毒症は決して冗談では済まない。 マグネシウムイオンが多すぎると、人体の機能も乱れます。「白毛女」の楊白勞はどのようにして死んだのでしょうか？ これから、どのような宝を使うかを説明します。 空のミネラルウォーターのボトルのような容器を使い、苦く塩辛い水を入れます。その後、ボトルで密閉した消石灰または生石灰の粉末を中に加えます（なぜ密閉するのか？）、かき混ぜなければならない、手を使ってでも。一般的には、以下の反応が起こります：
Ca(OH)2 + HCO3- → Ca2+ + CO32- + H2O
Ca(OH)2 + Mg2+ → Ca2+ + Mg(OH)2（沈殿）
Ca2+ + CO32- → CaCO3（沈殿）
Ca2+ + SO42- → CaSO4（沈殿、溶解度はやや高い）
これにより、マグネシウムイオン、炭酸水素イオンのほとんどと、硫酸イオンの一部が除去されることになります。 しかし、石灰は多く加えすぎてはいけません。そうでないと、結局水の塩分濃度が上がることになります。どうすれば適量の石灰を加えることができるのか？わかりません。少なめの方がいいでしょう。材料を節約するのは間違ってないですよね？ 第二段階：上記の容器にある上澄み液を別の容器に移し、そこに炭酸ナトリウムを加えて残留したカルシウムイオンを除去する：Ca2+ + CO32- = CaCO3（沈殿）。このようにして得られた上澄み液を、塩辛い水で洗浄した最初の容器に再び注ぎ入れる。 このような上清液はアルカリ性で、pHは9～11.6の間にあるはずで、この水の味は確実に悪いだろう。このとき、3つ目の宝物であるクエン酸（固体）を取り出し、適量加えると、以下の反応が起こります：
C6H8O7 + CO32- = C6H5O7 3- + HCO3-
C6H8O7 + HCO3- = C6H5O7 3- + H2O + CO2（発生）
それから、このようにして作った水の味を口で試してみましょう 塩味のソーダのような味だろう。もちろん、クエン酸に事前に白砂糖を混ぜておけば、甘塩ソーダになり、新しいタイプのソーダが誕生するわけだ。 あまりに苦くなく（マグネシウムイオンが十分に除去されていない）、あまりに渋くなく（pHが高すぎない）、塩辛くなければ、この水は飲用可能です。酸っぱすぎる、クエン酸をもう少し加えて；苦すぎるなら、やり直そう。 全体的な操作の結果としては、カルシウムイオンの大部分、マグネシウムイオンの大部分が除去され、硫酸根イオンの大部分も除去された可能性があります。ナトリウムイオンの濃度は上昇しましたが、塩化物イオンの濃度に変化はありませんでした。クエン酸には他にも栄養素があります。
Ca(OH)2 + HCO3- → Ca2+ + CO32- + H2O
Ca(OH)2 + Mg2+ → Ca2+ + Mg(OH)2（沈殿）
Ca2+ + CO32- → CaCO3（沈殿）
Ca2+ + SO42- → CaSO4（沈殿、溶解度はやや高い）
これにより、マグネシウムイオン、炭酸水素イオンのほとんどと、硫酸イオンの一部が除去されることになります。 しかし、石灰は多く加えすぎてはいけません。そうでないと、結局水の塩分濃度が上がることになります。どうすれば適量の石灰を加えることができるのか？わかりません。少なめの方がいいでしょう。材料を節約するのは間違ってないですよね？ 第二段階：上記の容器にある上澄み液を別の容器に移し、そこに炭酸ナトリウムを加えて残留したカルシウムイオンを除去する：Ca2+ + CO32- = CaCO3（沈殿）。このようにして得られた上澄み液を、塩辛い水で洗浄した最初の容器に再び注ぎ入れる。 このような上清液はアルカリ性で、pHは9～11.6の間にあるはずで、この水の味は確実に悪いだろう。このとき、3つ目の宝物であるクエン酸（固体）を取り出し、適量加えると、以下の反応が起こります：
C6H8O7 + CO32- = C6H5O7 3- + HCO3-
C6H8O7 + HCO3- = C6H5O7 3- + H2O + CO2（発生）
それから、このようにして作った水の味を口で試してみましょう 塩味のソーダのような味だろう。もちろん、クエン酸に事前に白砂糖を混ぜておけば、甘塩ソーダになり、新しいタイプのソーダが誕生するわけだ。 あまりに苦くなく（マグネシウムイオンが十分に除去されていない）、あまりに渋くなく（pHが高すぎない）、塩辛くなければ、この水は飲用可能です。酸っぱすぎる、クエン酸をもう少し加えて；苦すぎるなら、やり直そう。 全体的な操作の結果としては、カルシウムイオンの大部分、マグネシウムイオンの大部分が除去され、硫酸根イオンの大部分も除去された可能性があります。ナトリウムイオンの濃度は上昇しましたが、塩化物イオンの濃度に変化はありませんでした。クエン酸には他にも栄養素があります。
へへ、覚えた！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
知識は命を救う、学んだ。残念ながら、砂漠に行く機会はありませんでした。