Günlük Yaşamda Kimya Mühendisliği - Soru 33: Çölde nasıl susuzluktan ölmemek mümkün? Standart cevap zaten mevcut
Thread Content
Bu gönderi en son 2015-9-26 10:22 tarihinde yjqin1 tarafından düzenlendi. Geçen yıl Sincan’da en iyi lisenin 9., 10. ve 11. sınıf öğrencilerine bir sunum yaptım; aşağıda kocaman bir kalabalık vardı. Bu kadar büyük bir toplulukla ilk kez karşılaştım, ancak korkmadım. Zaten sadece bir buçuk saat sürüyordu ve konuşma notlarına da gerek yoktu. Önceden düşüncelerimi biraz sıraladım. Bu okul ne kadar harika? Şöyle diyeyim, on beş yıldır Sincan’dan Tsinghua ve Pekin Üniversitesi’ne girenlerin %40’ı bu okuldan çıktı. Giriş şöyle: Şu an NJ’de yaşıyorum, New York ve Philadelphia arasında; yani Pekin ile Tianjin arasındaki Langfang kadar bir yerde, bizim Sincan’ımızla kıyaslanamaz. Bu Jersey sığırcığı gerçekten ne kadar harika? O kadar da harika bir şey değil, aslında Newton adında bir kasabada yaşıyorum; yakındaki kasabalarda “E” soyadını taşıyan iki büyük insan yaşamıştı, birinin adı Edison, diğerinin adı ise Einstein’dı. Öğrenciler birlikte bağırdılar: Vay, inek! İçinde şöyle deniyor: Az önce Taklamakan Çölü’nden döndüm. Orada ne yaptım biliyor musunuz? Orada çölün ortasında tek başına dumanlar yükseliyordu (doğal gaz çıkarılamadığı için kuyu ağzında yakmak zorunda kalındı). Bu dumanlardan benzin elde etmek gerekiyordu (C4+’u buhar nüfuziyet membranlarıyla ayırarak en iyi benzin elde ediliyor; oktan değeri çok yüksek olduğundan çöl araçlarıyla taşınabiliyor). Aynı zamanda, Tarim ovasının iç kesimlerindeki çöllerde yaşamın eksik olmadığını, en önemlisinin ise su olduğunu fark ettim. Ama içemez, içerse ölür. Şimdi şöyle diyelim: Annenden seyahat çantanına dört şey koymasını iste; dört yaygın eşya. Onlara sahipsen, çölde kaybolursan bile susuz kalmazsın. Bu üç şey, küçük bir şişe kireçtaşı (kalsiyum hidroksit), küçük bir şişe sodyum karbonat, küçük bir şişe sitrik asit ve bir su bardağıdır. Konuşma bittiğinde öğrenciler imza almak için üzerime geldiler; bazıları da membran ayrımı konusundaki bilgilendirici kitapları getirip imzalamamı istedi. O an başım döndü, gerçekten bir yıldız olmuş gibi hissettim. Çölde su var, ama içildiğinde öldürücüdür. Peki neden bu dört şey (küçük bir şişe kireç, küçük bir şişe sodyum karbonat, küçük bir şişe sitrik asit ve bir su bardağı) varken susuzluktan ölmeyiz? Lütfen cevaplayın
2C6H8O7*H2O + Na2CO3 = 2NaC6H7O7 + CO2 + 3H2O
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O；
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O；
Çölde hayatta kalmak için yeterli su içmeli, yeterli su taşımalı, su bulmayı öğrenmeli ve geceleyin yol alıp gündüzleri konaklamalısınız.
İşte bu kadar. . . . . .
Bu eşyalar kesinlikle hayat kurtarmak için kullanılır.
Bitkilerin büyüdüğü yerlerin altında kesinlikle su vardır, ancak bu su içilebilir olmayabilir.
Kumun altındaki ince katmanda suyun izleri görülebilir.
Herkesin aklındaki çöl böyle olmalı, değil mi? Ama yine de yeşil bitkiler var. Bitkiler varsa, yerin altında su vardır, ne kadar derinde olursa olsun.
Bu gönderi en son 2015-9-26 10:28 tarihinde yjqin1 tarafından düzenlendi. Standart cevap: Çölde seyahat ederken yanınızdaki içme suyunun yetersiz kaldığını fark ederseniz ne yapmalısınız? İçten içe kesinlikle endişeli, dış dünya ile iletişime geçmiştir. Ancak tüm çöller, Çin’deki çöller gibi sinyal kapsamına sahip değildir. Üstelik, Tarım Havzası’ndaki Taklamakan Çölü’nün uzunluğu 1000 kilometre, genişliği ise 400 kilometre olup yüzölçümü 330.000 kilometrekaredir. İçgüdüsel olarak su kaynağı aramak gerekir. Nerede bulunur? Alçak yerlerde arayın, bitkilerin bulunduğu yerlerde arayın. Yüzey suyu varsa en iyisi, yoksa kazmak gerekir. Acele etmeye gerek yok, yavaş yavaş yapılır. Birazdan belki su sızmaya başlar. Tadına bak, tuzlu mu, acı mı? Eğer tuzlu ya da acı değilse, biraz için; mümkün olduğunca bir kapta alın ve ardından çıkış yolu arayın. Eğer tuzluysa, çok tuzluysa, şu an basit bir çözümüm yok. Bazıları patentlidir, birçok çeşidi vardır; bunlar arasında membran damıtma prensibine dayalı patentim de bulunmaktadır. Yani çok pahalı çöl seyahati ekipmanları kullanmak gerekiyor. Eğer su tuzlu değilse ama çok acıysa ne yapılır? Peki annen (neden eşin demiyorsun? Sanki şu an eşler gibi canlılar, sadece seni yemek, içmek, bağırmak ve sana yaltaklanmak gibi birkaç basit işlevle gerilemiş durumda; işte bu yüzden hazırladığım harika çözümler devreye giriyor. İç akışlı nehir bölgelerindeki yeraltı suları genellikle tuzlu sudur; sodyum klorürün yanı sıra sülfat iyonları, bikarbonat iyonları, magnezyum iyonları, kalsiyum iyonları gibi maddeler de içerir. Özellikle kalsiyum sülfat konsantrasyonu çok yüksek, neredeyse doymuş durumda. Eğer uzun süre neredeyse doygun kalsiyum sülfat içeren su içilirse, böbreklerdeki yarı geçirgen zar kesinlikle kalsiyum sülfatla kaplanır ve üremi hiç de şaka gibi bir şey değildir. Fazla magnezyum iyonu da vücut fonksiyonlarının bozulmasına neden olur. “Beyaz Saçlı Kız” adlı eserde Yang Bailao nasıl öldü? Şimdi hangi hazinelerin nasıl kullanılacağını anlatmaya başlıyorum. Boş bir maden suyu şişesi gibi bir kap kullanın, içine acı tuzlu su dökün; ardından şişeyle mühürlenmiş kireç veya ham kireç tozu ekleyin (Neden mühürlemek gerekiyor? ), karıştırılmalı, hatta el ile bile. Genellikle aşağıdaki reaksiyonlar meydana gelir:
Ca(OH)2 + HCO3- = Ca2+ + CO32- + H2O
Ca(OH)2 + Mg2+ = Ca2+ + Mg(OH)2 (çökelek)
Ca2+ + CO32- = CaCO3 (çökelek)
Ca2+ + SO42- = CaSO4 (çökelek, biraz daha yüksek çözünürlük)
Bu durum, magnezyum iyonlarının, bikarbonat iyonlarının ve kısmen de sülfat iyonlarının büyük bir kısmının uzaklaştırılması anlamına gelir. Ancak kireç çok fazla eklenmemelidir, aksi takdirde bu yine sudaki tuz miktarını artırmış olur. Uygun miktarda kireç nasıl eklenir? Ben de bilmiyorum, az olsun daha iyi herhalde, malzemeyi tasarruflu kullanmak yanlış olmaz, değil mi? İkinci adım: Yukarıdaki kaplardaki süzüntüyü başka bir kaba dökün, ardından kalan kalsiyum iyonlarını gidermek için içine sodyum karbonat ekleyin: Ca2+ + CO32- = CaCO3 (çökelek). Bu şekilde elde edilen süzüntüyü ise tuzlu suyla yıkanmış ilk kaba dökün. Bu tür bir üst sıvı alkali olup, pH değeri 9–11,6 arasında olmalıdır; bu suyun tadı kesinlikle iyi olmaz. Bu aşamada üçüncü hazine olan sitrik asidi (katı halde) çıkarın ve uygun miktarda ekleyin; bu durumda aşağıdaki reaksiyonlar meydana gelir: C6H8O7 + CO32- = C6H5O7 3- + HCO3- C6H8O7 + HCO3- = C6H5O7 3- + H2O + CO2 (buharlaşır). Sonra ağzınızla bu şekilde hazırlanan suyun tadına bakın, nasıl bir tat olduğunu görün Tat olarak tuzlu gazlı içeceğe benzer olmalı. Tabii ki, sitrik asite önceden beyaz şeker karıştırılırsa bu durumda tatlı-tuzlu bir gazlı içecek olur ve böylece yeni bir gazlı içecek türü ortaya çıkmış olur. Çok acı değilse (magnezyum iyonları tamamen uzaklaştırılmamış), çok buruk değilse (pH çok yüksek) ve çok tuzlu değilse, bu su içilebilir. Çok buruk, biraz daha sitrik asit ekleyin ； Çok acı, o zaman baştan başlamak gerek. Toplam işlemin net sonucu şudur: Çoğunlukla kalsiyum iyonları ve magnezyum iyonları uzaklaştırılmış, muhtemelen çoğunlukla sülfat iyonları da uzaklaştırılmıştır; sodyum iyonu konsantrasyonu artmış, ancak klor iyonu konsantrasyonunda bir değişiklik olmamıştır. Sitrik asidin de bazı besin değerleri vardır.
Ca(OH)2 + HCO3- = Ca2+ + CO32- + H2O
Ca(OH)2 + Mg2+ = Ca2+ + Mg(OH)2 (çökelek)
Ca2+ + CO32- = CaCO3 (çökelek)
Ca2+ + SO42- = CaSO4 (çökelek, biraz daha yüksek çözünürlük)
Bu durum, magnezyum iyonlarının, bikarbonat iyonlarının ve kısmen de sülfat iyonlarının büyük bir kısmının uzaklaştırılması anlamına gelir. Ancak kireç çok fazla eklenmemelidir, aksi takdirde bu yine sudaki tuz miktarını artırmış olur. Uygun miktarda kireç nasıl eklenir? Ben de bilmiyorum, az olsun daha iyi herhalde, malzemeyi tasarruflu kullanmak yanlış olmaz, değil mi? İkinci adım: Yukarıdaki kaplardaki süzüntüyü başka bir kaba dökün, ardından kalan kalsiyum iyonlarını gidermek için içine sodyum karbonat ekleyin: Ca2+ + CO32- = CaCO3 (çökelek). Bu şekilde elde edilen süzüntüyü ise tuzlu suyla yıkanmış ilk kaba dökün. Bu tür bir üst sıvı alkali olup, pH değeri 9–11,6 arasında olmalıdır; bu suyun tadı kesinlikle iyi olmaz. Bu aşamada üçüncü hazine olan sitrik asidi (katı halde) çıkarın ve uygun miktarda ekleyin; bu durumda aşağıdaki reaksiyonlar meydana gelir: C6H8O7 + CO32- = C6H5O7 3- + HCO3- C6H8O7 + HCO3- = C6H5O7 3- + H2O + CO2 (buharlaşır). Sonra ağzınızla bu şekilde hazırlanan suyun tadına bakın, nasıl bir tat olduğunu görün Tat olarak tuzlu gazlı içeceğe benzer olmalı. Tabii ki, sitrik asite önceden beyaz şeker karıştırılırsa bu durumda tatlı-tuzlu bir gazlı içecek olur ve böylece yeni bir gazlı içecek türü ortaya çıkmış olur. Çok acı değilse (magnezyum iyonları tamamen uzaklaştırılmamış), çok buruk değilse (pH çok yüksek) ve çok tuzlu değilse, bu su içilebilir. Çok buruk, biraz daha sitrik asit ekleyin ； Çok acı, o zaman baştan başlamak gerek. Toplam işlemin net sonucu şudur: Çoğunlukla kalsiyum iyonları ve magnezyum iyonları uzaklaştırılmış, muhtemelen çoğunlukla sülfat iyonları da uzaklaştırılmıştır; sodyum iyonu konsantrasyonu artmış, ancak klor iyonu konsantrasyonunda bir değişiklik olmamıştır. Sitrik asidin de bazı besin değerleri vardır.
Heh, öğrendim! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !