Kwasek plus doda jak obliczyć proporcje.

[Saallter]

Witam.
Posiadam akwarium, a w nim rośliny. Wiadomo, że do przeprowadzenia procesu fotosyntezy roślinom potrzebny jest dwutlenek węgla. Normą w akwarystyce jest podawanie rozpuszczonego w wodzie Co2. Są gotowe do tego zestawy ale ja nie lubię nabijać kasiory firmom jeśli mogę sam zrobić coś podobnego we własnym zakresie.
Nie cebula, ale lubię eksperymenty. Przy okazji się czegoś nauczę.
Postanowiłem wydobyć CO2 z Kwasku Cytrynowego i sody oczyszczonej.
Gaśnica śniegowa kupiona, nowa 5L z barometrem i zaworem kulkowym, także o eksplozję nie muszę się martwić.
Wiem, że do przeprowadzenia reakcji potrzebne są 3 cząsteczki sody, 1 cząsteczka kwasu cytrynowego.

Powstaną 3 cząsteczki CO2 + 3 cząsteczki wody i jedna cytrynianu sodu
3 NaHCO3 + C6H8O7 → 3 CO2 + 3 H2O + Na3C6H5O7.

I teraz pytanie, woda, która każdy poradnik w internecie podaje, że trzeba dodać sporo, ale z tego co widzę po reakcji teoretycznie nie jest potrzebna, jest tylko i wyłącznie rozpuszczalnikiem?

Drugie, jak obliczyć ilość potrzebnego kwasku i sody?
Wszystkie poradniki podają stosunek wagi w gramach 1:1 ale mnie to nie przekonuje. Gdzie szukać potrzebnych informacji do obliczenia odpowiednich proporcji?

Tu mam linki do zakupionych produktów, rozumiem że tu nie znajdę odpowiednich informacji?
Soda:
https://www.amazon.nl/gp/aw/d/B079VXLTS9/ref=ppx_yo_mob_b_track_package_o0_img?ie=UTF8&psc=1

Kwasek:
https://www.amazon.nl/citroenzuur-levensmiddelenkwaliteit-C6H8O7-E330-poeder/dp/B07C1YWQ9B/ref=pd_aw_sbs_325_1/261-5193344-2112323?_encoding=UTF8&pd_rd_i=B07C1YWQ9B&pd_rd_r=931e2f0a-ea14-4872-a565-74aafa0acc75&pd_rd_w=03QaL&pd_rd_wg=SIGs9&pf_rd_p=59dadb89-1dcf-4baa-b511-aef44b1ad74a&pf_rd_r=TWYHEDX0E8634HTRF34X&psc=1&refRID=TWYHEDX0E8634HTRF34X

Z tego co pamiętam muszę obliczyć masę molową. Ale nie mam zielonego pojęcia jak się za to zabrać. Musiałbym sprawdzić to na stronie producenta (o ile podaje) czy jest inna możliwość.
Przyznam, że w szkole średniej i podstawowej chemia było moim ulubionym przedmiotem, ale to było naście lat temu. I sporo od tego czasu uciekło.

Co to bezpieczeństwa podobnej zabawy, gaśnica nowa, zabezpieczona przed korozją, z barometrem, oba składniki będą mieszać się w miarę powoli więc będzie czas na wciśnięcie zaworu i wypuszczenie nadmiaru gazu. Gaśnica zaprojektowana jest na ciśnienie robocze 17 barów, maksymalne 30. Mam zamiar nabijać do 12/15.
Z góry dzięki za odpowiedź. Pozdrawiam.

[Sulik]

Jak nie potrafisz obliczyć masy molowej, to zajrzyj na wikipedię i poszukaj danej substancji chemicznej po prawej stronie w tabelce masz informacje na ten temat
https://pl.wikipedia.org/wiki/Wodorowęglan_sodu
https://pl.wikipedia.org/wiki/Kwas_cytrynowy

Wodę musisz dodać, bo reakcja nie zajdzie za sucho. Ogrzanie do 20-50 stopni C przyspieszy wydzielanie się CO2 (w zimnej wodzie raz, że reakcja zachodzić będzie wolniej, to jeszcze woda będzie wiązać CO2, a nie wydzielać w postaci gazowej).

Jak rozumiem gaśnica jest nie do gaszenia (tu nie ma co się zapalić), a do produkcji/przechowywania CO2 ?

Co do stosunku:
w reakcji masz: 3 mole wodorowęglanu sodu + 1 mol kwasu cytrynowego
1 mol wodorowęglanu sodu to: 84,01 g
1 mol kwasu cytrynowego to: 192,12 g
czyli:
3 * 84,01 = 252,03 g wodorowęglanu sodu zmieszać z 192,12 g kwasu cytrynowego.
Ale... ta reakcja zachodzi w kwaśnym środowisku więc trzeba na wszelki wypadek dać lekki nadmiar kwasu cytrynowego, więc stosunek 1:1 wydaje się być OK (nadmiar kwasu cytrynowego nie popsuje reakcji).

Co do ilości wody. Każda substancja chemiczna ma różną rozpuszczalność w wodzie, te dane znajdziesz też na wiki, po prawej stronie w zakładce właściwości
i tak dla wodorowęglanu sodu jest to 103 g/l, a dla kwasu 163 g/l

czyli potrzebujesz mniej więcej:
250 g wodorowęglanu sodu, 250 g kwasu cytrynowego oraz 5 litrów ciepłej wody z czego wytworzy się w teorii: 67 litrów gazowego CO2
więc musisz dać dużo mniejsze ilości aby Ci się ciecz i gaz zmieściły w butli.

zwiększenie ciśnienia w pewnym momencie zablokuje produkcję gazu - jakie to jest - nie wiem - pewnie mógłbym obliczyć, ale wzory "gazowe" już dawno mi wyparowały z głowy.

Jak dla mnie większym problemem będzie podać odpowiednia dawkę CO2 na akwarium. Rozumiem że można po prostu wprowadzić rurkę do akwarium i niech sobie pyka, ale do jakich stężeń wtedy dojdziesz to nie mam pojęcia.

Zresztą, zamiast bawić się w gaśnice itd. możesz do balonika dodać 1/10 składników obliczonych wyżej (25, 25, 500 ml) a balonik/plastikową butelkę zakończyć rurką i ją wprowadzić do akwarium, jeżeli akwarium nie ma kilku metrów głębokości to ciśnienie wytwarzane przez produkcję gazu powinno załatwić sprawę.
Można nawet z proporcji wyliczonych składników wyżej obliczyć sobie ile dokładnie CO2 potrzebujesz do dodania do akwarium i po prostu zmieszać taką ilość składników, aby było wystarczająco.

Przydałoby się też wodę badać na bieżąco czy nie przekroczyłeś już optymalnych wartości (pewnie najlepiej jakąś elektrodą do tego przystosowaną).
Ewentualnie w osobnym zbiorniku bez ryb potestować.

[Saallter]

Wielkie dzięki za odpowiedź. Na coś podobnego liczyłem.
O stężenie CO2 w wodzie nie muszę się martwić. Są specjalne pojemniki na płyn, który odmierza zawartość CO2 w wodzie. Płyn od wody oddziela bańka powierza, w której zbiera się dwutlenek, zmiana koloru płynu wskazuje ilość zawartego CO2 w wodzie. Do dawkowanie mam kroplomierz, 2/3(zależy od litrażu akwarium) krople na sekunde daje bezpieczną ilość około 20 mg/l rozpuszczonego CO2 w wodzie.
Teraz tak. Martwi mnie ilość potrzebnej wody, 5L to tyle co wejdzie do butli. Nie będzie miejsca na gaz. Co z resztą zauważyłeś. A brałeś pod uwagę wodę, która się wytworzy podczas reakcji? Nie wydało by to, jeśli tylko kwasek rozpuścił bym w wodzie, a sodę podał suchą, albo nie do końca rozpuszczoną? Powstała woda nie wystarczyła by do zaspokojenia części reakcji? Wtedy potrzebowałbym jej zdecydowanie mniej. Woda najlepiej destylowana/demiralizowana będzie lepsza rozumiem dzięki temu więcej kwasku się tam zmieści?
Mógłbyś mi wytłumaczyć, po co tam w ogóle potrzebna jest woda? Z ciekawości pytam.

[Sulik]

Teraz tak. Martwi mnie ilość potrzebnej wody, 5L to tyle co wejdzie do butli. Nie będzie miejsca na gaz. Co z resztą zauważyłeś.

No to wystarczy że użyjesz mniejszych ilości substancji np. 1 L wody i proporcjonalnie mniej kwasu oraz sody (5 razy mniej).

A brałeś pod uwagę wodę, która się wytworzy podczas reakcji?

prawdę mówiąc nie, i przy okazji zapomniałem o policzeniu jeszcze zwiększenia objętości poprzez samo rozpuszczanie reagentów... ale wystarczy po prostu zmniejszyć ilości wszystkiego np. 2-5 raza i się wszystko w butli zmieści. Moich obliczeń nie traktuj jako gotowego przepisu, tylko coś co daje Ci proporcje co do czego i ile wymieszać.
ps. samej wody przy pięciolitrowej receptury z reakcji wyjdzie około 50 ml, więc pomijalne

Nie wydało by to, jeśli tylko kwasek rozpuścił bym w wodzie, a sodę podał suchą, albo nie do końca rozpuszczoną? Powstała woda nie wystarczyła by do zaspokojenia części reakcji? Wtedy potrzebowałbym jej zdecydowanie mniej.

Opisz jak chcesz to robić krok po kroku, bo chyba zaczynam Cię nie rozumieć.

Woda najlepiej destylowana/demiralizowana będzie lepsza rozumiem dzięki temu więcej kwasku się tam zmieści?[/qoute]
nie ma znaczenia

Mógłbyś mi wytłumaczyć, po co tam w ogóle potrzebna jest woda? Z ciekawości pytam.

Bo reakcja zachodzi w środowisku wodnym. Nie znam lepszej odpowiedzi niestety. Jak wsypiesz kwasek cytrynowy do szklanki, następnie wsypiesz do tej samej szklanki sodę, to nic się nie stanie. CO2 się nie wytworzy.
Każda reakcja chemiczna ma warunki które należy spełnić. Przykładowo 2 części wodoru i 1 część tlenu jest mieszaniną piorunującą (czyli wybucha od iskry), a jakoś woda która ma dokładnie ten sam skład nie wybucha (a przynajmniej nie w warunkach "pokojowych").