Агроном в Белгороде > Питание растении и роль почвы в этом > СЕЛИТРА ИЗ ВОЗДУХА

СЕЛИТРА ИЗ ВОЗДУХА


Давным-давно был известен опыт ученого Кавен-диша, в котором при электрическом разряде в воздухе азот сгорал в кислороде, соединялся с ним, давая разные окислы азота.
Среди этих окислов была азотная кислота, легко дающая селитру с любым основанием, например с известью.
Однако такое получение селитры из воздуха до конца прошлого столетия не применялось сначала из-за малой потребности в селитре, потом ввиду использова­ния чилийских залежей и, наконец, вследствие того, что для получения селитры из воздуха требовалась электрическая энергия, тогда еще дорогостоящая. Только там, где можно было добыть дешевую энер­гию, стало возникать промышленное изготовление селитры из воздуха.
Впервые это дело получило развитие в Норвегии с ее водопадами, дающими дешевую электрическую энергию. Очень скоро норвежская селитра стала успешно конкурировать с чилийской. Но когда разра­зилась первая мировая война и среднеевропейские
государства оказались отрезанными от источников чилийской селитры, необходимой для поддержания урожаев и еще больше — для военных целей, то един­ственным выходом было развить у себя изготовление селитры из воздуха. Для этого были разработаны мно­гочисленные пути, среди которых одно из первых мест заняло получение селитры из воздуха в электрическом разряде. Современная азотная промышленность осу­ществила получение огромной мощности вольтовых дуг, в пламени которых происходит сгорание азота в кис­лороде с образованием азотной кислоты, дающей с известью селитру.
В маленьком масштабе получение селитры (или вернее — азотной кислоты) из воздуха можно вос­произвести при скромном оборудовании, имея лишь в своем распоряжении какой-нибудь источник электри­чества возможно высокого напряжения, хотя бы очень малой силы. Лучше всего для этого воспользоваться румкорфовой спиралью, хотя бы самой маленькой — игрушечной; можно взять обыкновенный ток и от сети, устроив на нем небольшую вольтову дугу.
Такое получение селитры из воздуха настолько эффектно и красиво, с одной стороны, а с другой — уясняет основы развивающейся у нас азотной про­мышленности, что мы усиленно рекомендуем его про­делать и даем подробное описание всех деталей такого опыта.
Прежде всего надо иметь какое-нибудь чувстви­тельное вещество, которое позволит обнаружить обра­зовавшуюся селитру или азотную кислоту. Таким является реактив дифениламин, который можно до­стать в лаборатории или аптечном складе. Раствором нескольких его кристалликов в 5 кубических сантимет­рах крепкой серной кислоты можно определять малей­шие следы селитры. Чтобы убедиться в этом, возьмите чайную ложку обыкновенной селитры и растворите в стакане воды; вылейте из стакана этот раствор и налейте в стакан чистой воды,— оставшегося на стен­ках стакана раствора селитры (разбавленного чистой водой) будет достаточно, чтобы определить в нем се-Литру дифениламином.
Для этого возьмите каплю раствора дифениламина на белую тарелку, капните в нее несколько капель сильно разбавленного раствора селитры, и вы увидите, что появится густосинее окрашивание, оно и свиде­тельствует о присутствии селитры. Или смочите стек­лянную или белую фаянсовую пластинку (например, блюдце) раствором дифениламина и подержите ее над открытой склянкой с крепкой азотной кислотой: вы­деляющихся паров азотной кислоты будет достаточно, чтобы получить густосинее окрашивание в смочен­ном месте.
Имея такой чувствительный реактив на селитру, можно приступить к получению селитры из воздуха.
Возьмите обыкновенное ламповое стекло (рис. 13,Л), приспособьте к нему с обоих концов пробки или дере­вянные кружки (герметичности не требуется); в проб­ках сделайте по отверстию для стеклянных трубок. В зависимости от того, какой у вас ток и провода, дальше можно поступать по-разному. Если вы берете ток от спирали Румкорфа (рис. 13,_Б), то в стеклянные трубки вставляют обыкновенную звонковую прово­локу так, чтобы обнаженные концы ее, выйдя из обеих трубок, почти касались друг друга примерно посре­дине стекла (рис. 13,5). Оба провода присоединяют к полюсам спирали, которую, в свою очередь, присо­единяют к гальванической батарее или батарее акку­муляторов (рис. 13,Г) (или элементу Гренэ).
Если пользоваться током от сети, то в трубочки вставляют два маленьких уголька (лучше всего от дуговой лампы проекционного фонаря или просто два кусочка кокса или угля), а к ним подводят внутри трубки изолированные провода от лампы. В этом случае, чтобы не пережечь пробки в электрической сети, необходимо брать ток через реостат (прибор для регу­лирования силы тока) или за неимением его через лампочку, то есть в установку включают лампочку последовательно, а не параллельно. Проще всего раз­резать один из проводов настольной лампы и с разре­занными концами соединить кусочкп угля внутри стекла (предварительно выключив лампу из электри­ческой сети).
Образование окислов азота
 
Рис.  13. Образование окислов азота: А — ламповое стекло; Б — катушка Румкорфа; В — концы проволоки; Г — элемент Грепэ.
 
Трубки в пробках должны свободно двигаться, чтобы концы проводов или угли можно было сдвигать. Когда вся установка готова, в стекло наливают немного раствора дифениламина так, чтобы смочить внутрен­нюю поверхность стекла, замыкают ток и сближают концы проводов или углей до получения непрерывной искры, или вольтовой дуги.
Через 1—2 минуты на стенках стекла, смоченных дифениламином, начнет появляться синее окрашива­ние, вскоре превращающееся в густые синие потёки. Это и будет свидетельствовать о том, что внутри стекла появилась азотная кислота из воздуха; из нее легко приготовить селитру, соединив с известью или дру­гим основанием.
Именно таким путем, только в грандиозных мас­штабах приготовлялась на заводах норвежская се­литра. Пропуская получаемую в вольтовой дуге азот­ную кислоту через башни, наполненные известью, получали известковую селитру, которая на рынке именовалась норвежской. В самое последнее время нашли более выгодным приготовлять из азота воздуха
аммиак путем соединения аззота с водородом под очень большими давлениями и под влиянием различных  катализаторов, то есть веиществ, способствующих те­чению реакции, но не учас/твующих в ней, а следова­тельно, и не расходующиеся. Для нужд удобрения этот аммиак в форме разньых солей (например, серно­кислого аммония) употребляется непосредственно. Так работают наши новейшие хшмические гиганты.
Необходимое оборрудование: широкая сте­клянная трубка или ламповое обтекло с двумя пробками и сте­клянными трубочками, изолироованная проволока, малень­кая руыкорфова спираль, элемент Гренэ, два уголька от ду­говой лампы, раствор дифениламина в серной кислоте.