私は最近、 ebonizing wood 、そして私は鉄/酢酸反応の化学を理解したいと思います。これは かなり単純なはずですが、思ったよりも複雑であることがわかりました。 。

前の質問の1つは、プロセスの後の段階であるタンニン/モルダント反応に関するものです。別の酢酸鉄(II)のレシピに関するフィードバックを求めます。これは私の混乱を助長するだけです。3番目のは鉄の分解について尋ねます( III)酢酸

概要

基本的な考え方は、白酢に上質なスチールウールを入れると、鉄が酢酸と反応して鉄を形成するというものです(II ?、III?)酢酸溶液;次に、酢酸鉄が天然に存在するタンニンと反応する(または導入される)木材にこれをペイントします木材にタンニンが豊富な溶液(紅茶など)を以前に塗布すると、濃い色のタンニン鉄が生成され、木材が汚れます。

問題

オンラインには、エボナイジングプロセスと、さまざまな程度の実用性と精度で「酢酸鉄」を作る方法を説明する多くのWebサイト、ブログ、記事があります。それらのどれにも、私が理解したい化学の詳細で正確な説明が含まれていません。

既存のオンライン記事から、(直接の矛盾の点でさえ)多くの矛盾する情報があります。 。非常に悪いので、ソリューションを作成する目的が何であるかがまったくわかりません。酢酸鉄(II)または酢酸鉄(III)のどちらが必要ですか?重要ですか?

手順

米国の温かい蒸留白家庭用酢1クォートを石工の瓶に入れました(5%、〜0.83 mol CH 3 COOH)。

2つの0000ワイヤーウールパッド(〜23g、0.41 mol Fe)を追加し、広げ、細片に切り、アセトンで洗浄し(保護油を除去するため)、乾燥させました。

石工を置きました。暑い太陽の下でバニラウェーバーバーベキューグリルの中に瓶を入れ、温度が少し上がると反応が速くなるかもしれないと考えました。

竹の串で内容物を1日に数回軽くかき混ぜ、泡を絞り出しました。ワイヤーウールに閉じ込められて、遊離したガス(おそらく水素)に浮かないようにします。

このプロセス全体を通して、液体は透明なままでした、ただし、メイソンジャーの口に赤みがかったクラッドが付着していました。

溶液の一部が蒸発したので、酢を補充しました。これは、1週間に2〜3回行われました。総添加量は最大4液量オンスでした。 (100ml)。

1週間ほど(おそらく8日)後、スチールウールはすべて消費されたように見え、石工の瓶の底に濃い灰色または黒いスラッジがありました。 、スチールウールの未反応の破片であった可能性があります。

上部に(主に)チャコールグレーの「泡」がいくつかありましたが、の明るい部分がありました。オレンジブラウンの斑点

液体をコーヒーフィルターでろ過して透明なプラスチック容器(洗い流された40オンスのリソルボトル)に入れました。

フィルタリング中、液体は暗く、はっきりとした green tinge

最後の数オンスはゆっくりとろ過されていたので(フィルターにたくさんの泥が入っていた)、数時間そのままにしました。 。

戻ったとき、ソリューションは緑色に見えませんでしたが、明確な紫色がかっていました(my g / fは「なぜ紫色ですか?」)

過去数日間で、溶液は紫色を失い、層状になりました。底に数ミリメートルの暗褐色の沈殿物があります(おそらく見た目ほどではありません)。 Lysolボトルの底が凹んでいるため)、液体の大部分はほぼ透明なオレンジがかった茶色で、上部から約35mmのところに狭いがはっきりとした暗い帯があり、その上では、曇っていてわずかに明るい色です。バルク。残念ながら、狭いバンドと上部の層は微妙すぎて写真では見ることができません。

ろ過した溶液で沈殿します

上部には、オレンジブラウンの堆積物があります。エッジと結晶フレークが表面に浮かんでいます。

数日後のろ過液の表面

ろ紙が乾燥し、赤褐色の細かい粉末が残ります。

乾燥ろ紙

ろ紙からの赤褐色の粉末

その他の観察

無色の液体ろ過前の石工の瓶は、予想よりもはるかに効果的でした。すべてのオンライン説明から、酢酸鉄は松のような低タンニンの木材にはそれほど効果的ではありませんが、スチールウールを石工の瓶に入れてからわずか数時間後、未処理の松のストリップに溶液を一滴垂らすと、非常に目立つ灰色になりました効果(最終結果から予想したように)、翌日、溶液は中間の灰色/茶色を生成し、数日後、暗褐色を生成しました。

未処理の松の溶液

お茶で処理した松では、最も弱いものを除いて、漆黒の色が生成されました。松がまだお茶で湿っている間に落とされた解決策(ねえ、私は焦ります)。

お茶で塗った松の溶液

前提条件

酢酸第一鉄(鉄II)は水溶性です。白色の結晶性固体です。その四水和物は薄緑色です。

酢酸第二鉄(鉄III)は水に溶けませんが、エタノールには溶けます。オレンジがかった茶色の固体です。

不純物の影響は無視できます。

蒸留酢には溶存酸素があまりありませんでした。

推測

メイソンジャーで、ワイヤーウールの鉄酢酸と反応し、主に酢酸第一鉄四水和物(および泡立ったばかりの水素)を生成しました。これは、ろ過中に観察された溶液の緑の色合いの原因でした。限られた溶存酸素の存在下で生成された酢酸第二鉄と表面で利用可能なものもありました。これは灰色のスラッジに沈殿し、ワイヤーウールの未反応の破片も含まれていました。表面の泡のオレンジ色の斑点は、おそらく酢酸第二鉄と(?)酸化第二鉄の水和物でした。

リソルボトル内:ろ過時に、大気中の酸素が溶液に導入され、酢酸第二鉄が酢酸第二鉄(経路?)に移行することができました。これが沈殿したものです。この鉄->第二鉄反応(?)は表面で続いています。沈殿物の一部はボトルの端の周りに堆積し、一部は結晶化して表面にフレークを形成しました。

ろ紙内、スラッジは、酢酸第一鉄と酢酸溶液で湿らせた、未反応のワイヤーウール、酢酸第二鉄、酸化第二鉄水和物の残留物でした。これらは反応し、乾燥して酢酸第二鉄と酸化第二鉄水和物の混合物になり、オレンジがかった茶色になります。

質問

  1. 上記の推測はおおむね正しいですか?

ワイヤーウールを酢に入れた結果、最終的に酢酸第二鉄(不溶性の沈殿物、エタノールに可溶)になった場合は、沈殿物をろ過して溶解するように指示されていないのはなぜですか。変性アルコールで?確かにそれはもっと理にかなっています。それが目標であるなら、なぜ通常のレシピは過酸化水素を必要としないのですか?

OTOH、望ましい結果(エボナイズ)が酢酸第一鉄である場合、なぜ「酸素の導入を避けるように指示しないのですか?エアロックで醸造するように指示しますか?酢酸第一鉄が酢酸第二鉄になって沈殿すると、溶液が最終的に「悪くなる」ことを警告しますか?それを維持するように指示します密閉容器に入れて、すばやく使用するなど。

  1. の色合いの原因は何ですか?

ろ過直後、溶液は紫色に見えた。これは、緑がかった酢酸第二鉄四水和物がオレンジがかった酢酸第一鉄に変わったときのオレンジ色と緑がかった色の混合物でしたか、それとも何か他のことが起こっていましたか?

  1. 水性の場合酢酸第一鉄の溶液は酢酸第二鉄になり、沈殿します。(これらの条件下で)最も可能性の高い反応/経路は何ですか?

「私は何かを解決できると確信していますが、私は」正しいかどうかわからない:)

  1. 実行できる簡単な診断テストはありますか?

非常にある可能性があります推測の一部を確認/反論したり、相対濃度を推定したりできる簡単な(裏庭/家庭用化学物質)テスト。「2滴のアンモニアに1滴落とすとバナナブルーになる」という考えに沿って考えています。 「アルゴン雰囲気の中でLudicrouslyExpensiveの試薬を入れたテストチューブに10mlを入れる」よりも。

コメント

  • 私自身の実験では反応かなりの温度です敏感。それは私の最小限に加熱された小屋(〜50F)ではほとんど進行せず(> 1週間ほとんどの羊毛は反応しませんでした)、屋内ではゆっくりと進み(〜67F)、 150Fのウォーターバス。このような古い質問にコメントして申し訳ありませんが、これが私のようにそれに出くわした次の人に役立つことを願っています!

回答

わかりました。実験的にすべてを実行することなく、化学を知って腰から撮影します。

(1)この色を使用すると、上にペイントが配置されることは望ましくありません。木材。

(2)鉄をセルロース繊維に吸い上げることが望まれます。

(3)酢酸鉄錯体は、鉄イオン(またはあなた塩化鉄を使用できます)。

ここでの要点は、鉄イオンが「遊離」イオンとして水溶液中に浮遊していないことです。実際には、原子に「結合」して「複合体」を形成する水分子があります。酢酸錯体は、おそらく全体的に帯電していないため、よりよく吸い上げる必要があります。したがって、基本的に$ \ ce {Fe ^ {2 +}} $を木材に吸い上げて、$ \ ce {Cl ^ {-}} $をそのままにすることはできませんソリューション。

(4)溶液のpHが低くなりすぎると、水酸化鉄が形成されます。

(5)スチールウールを溶解するための酢酸の全体的な反応は次のとおりです。$$ \ ce {Fe} + \ ce {H ^ +} \ ce {OAc ^ +} \ ce {- >} \ ce {Fe ^ {2 +}} \ ce {OAc ^ {-} _ 2} + \ ce {H_2} $$

要点(5)では、反応が$ \ ce {H ^ +} $を消費し、pHが上昇します(つまり、溶液の酸性度が低くなります)。

pHが低くなりすぎると、厄介なことが起こるのではないかと思います。家庭用酢の3%ではなく、酢酸10%の漬物を使いたいと思います。一貫性を保つために、余分なスチールウールを溶液中に永久に残したくない場合もあります。約75%の反応で数値を推測します。したがって、多くのスチールウールがすべての酢酸の75%と反応し、その量のスチールウールを使用することを理解してください。それはあなたがpptを乾かす過剰な酢酸を持っていることを保証します。

染色液はおそらく不安定なので、使用したいものを「短い」時間内に混ぜるだけです。

「密封された」容器に保管した場合、乾燥した固体は安定している必要があります。

コメント

  • pHが逆方向に変化する方向があります。反応は$ \ ce {H +} $を消費します。これは、pHが低下するのではなく、上昇することを意味します。 高い pHでは、鉄(II)イオンの鉄(III)イオンへの酸化がより容易に起こります。 高い pHでは、鉄(III)の溶解度ははるかに低く、鉄(水)酸化物が形成されます。しかし、解決策は過剰な酢を使用することであると言うとき、あなたは正しいです。これにより、pHが低く保たれます。

回答

tl; dr。しかし、酢プロセスの目的は、タンニン酸第二鉄に反応する可溶性鉄(III)を生成することです。 (タンニン酸鉄はより溶けやすいです。ウィキペディアの没食子インク、さびコンバーターなどを参照してください)。家庭用化学薬品でそれを行う最も簡単な方法は酢です。タンニンはポリフェノール化合物の大きなファミリーです。それらの色は、オレンジから茶色、黒、紫、ほぼ青(たとえばネイビーブルー)の範囲です。これが工業的に行われた場合、酢酸鉄の代わりに硫酸鉄が使用されると思います(鉄(III)塩の溶解度を確認してください。ほとんどの場合、Fe(III)は(環境条件下で)より安定しています。より溶解性の高いFe(II)塩を使用して、Feが酸化するのを待つことができるように、Fe(II)。これには数分、数時間、数日、数年かかる場合があります。IDK。硫酸塩で心配することの1つはタンニン酸鉄が沈殿した後に残された硫酸塩の運命…酢酸塩は木材に非常に穏やかになるでしょう….おそらく酢酸塩が実際に最良の選択です… IDK。

回答

化学に関する私の知識が存在しないため、質問に対する正確な回答を提供できませんが、必要なすべてのデータが揃っていると思います。私自身、何が起こっているのかを理解することに興味があるので、有能な人々が私の発見を解釈してくれることを期待して、ここでそれらを共有します。純粋な形で。どうやって手に入れたのか説明させてください。

まず第一に、私が持っている反応は、あなたや私がウェブ上で見た他のすべてのものよりもはるかにきれいです。これはおそらく、私が白酢ではなく、いわゆる「酢のエッセンス」を使用しており、ヨーロッパ中、そしておそらく十分な場所にあるほとんどの「ロシアの食料品店」から入手できるという事実によるものです。ロシア人。ラベルには、酢酸の25%溶液であると記載されています。反応のすべての段階で、液体は透明で透明です(キラキラ光る水を連想させる泡は別として)。層も濁りもありません。スチールウールが完全に溶解した後、少し黒い沈殿物が残ります。日が経つにつれて、溶液は弱い紅茶の色から強い紅茶の色に暗くなり(お茶と視覚的に区別できなくなります)、表面に黒い結晶が成長します。初めてこの染みを作ったとき、これは鋼からの炭素だと思いました。

補足として、他の人たちはいくつかの誤解を表明しました。木の最終色が常に同じであるということは完全に真実ではありません。より希釈された溶液はより明るい灰色を与え、すべてのタンニンが反応するまで後続のコーティングが適用されるとさらに暗くなります。ただし、同じ最終レベルの暗さを提供する、より濃縮された溶液は、茶色がかった色になります。私は純粋な灰色を求めていたので、プロポーションの実験に時間を費やしました。最終的なものは次のとおりです。1枚のスチールウールを250mlの25%酢酸に溶解しました。溶解するのに数日かかりましたが、ろ過する前にさらに1週間放置しました。得られた濃縮物を10部の水で希釈した。それは約4のpHを持っています。私の経験では、他の人が示唆したように、最終的な解決策は「悪くなる」ことはありません。 3年間、外観も効果も変わりませんでした。しかし、私はそれを使い果たしそうになりました。私はこのプロセスを繰り返すことにしました、そしてここで面白いことが起こりました。

ろ過する前に濃縮物をほぼ4週間放置したことを除いて、私は手紙のレシピに従いました。ろ過した濃縮物のサンプルを採取し、10部の水で希釈したところ、新しい溶液の色は古い溶液よりもはるかに薄く、木材への影響ははるかに弱いことがわかりました。別のサンプルを取り、古い溶液の色と一致するまで希釈しました(これを実現するために、水を2部だけ追加しました)。それに対応して、それはまったく同じ木の色を生み出しました。どういうわけか私は活性物質の多くを失ったことが明らかになりました。

そして、最後のバッチで、表面に成長する黒い結晶がはるかに多く生成され、炭素であると誤って想定し、最初に廃棄したことに気付きました。おそらく濃縮物が座っていたためです。まだ1週間ではなく4週間。顕微鏡で見ると、結晶は十分な大きさの塊になっている場合にのみ黒く見えます。小さいときは、ビール瓶のガラスのように茶色で透明です。いくつか取って水に入れ、溶けないことを確認しました。しかし、私は間違っていて、約30分後に完全に溶解しました(エタノールに溶けないことも判明しました)。得られた溶液は、私の古い溶液と同じ色でした(ちょうど十分な水にちょうど十分な結晶を入れるという純粋なチャンスによって)。私はそれで木片を覆い、古い染みが生成するのと同じ色になりました。

それで、見よ、これらの結晶が仕事をする物質です。それらを取得する方法が明確であることを願っています:私の手順に従って、濃縮物の表面でそれらを成長させます(あなたの投稿の2番目の画像で私はそれらを見る-あなたが言ったように「結晶フレーク」-表面に浮かんでいます) 。私は一枚のスチールウールからそれらをたくさん手に入れました(画像を参照)。結晶はすぐに溶けないので、水ですすぎ、酢酸を含まない最終溶液を作るのは簡単です。水の匂いがするので、作業するのは間違いなく良いです。

最初に尋ねた質問に加えて、この結晶性物質とは何か、なぜそれが表面で成長するのかを知りたいです(結晶は攪拌すると実際に沈み、上部が乾いている場合にのみ浮きます) )。お役に立てれば。

(モデレーターへ:ガイドラインを読み、厳密に言えば違反していることを理解していますが、提供された情報が違反を上回っていると判断しました。そうでない場合は申し訳ありません)

クリスタル

これは1リットルの瓶です。これらの結晶はすべて、1枚のスチールウールから成長しました

回答

さびた鉄くず(ほとんどが釘)はすぐには消えないので、5%の白ワインビネガーを入れた石工の瓶に入れました。しかし、爪にほこりや油などの汚染物質があった可能性があります。

私が作った溶液は、ゆっくりとしかし着実に透明からオレンジブラウンに変わり、残ったものの上に白い粉が形成されました。爪。開始の最初の数時間は約30分ごとに、その後は毎日2、3回ソリューションをチェックしていましたが、ソリューションが緑色または紫色に変わることはありませんでした。私のソリューションは、フィルタリングを試みる前に約1週間前のものでした。その時点で、両方のソリューションは濃いオレンジ/茶色のままで、「クラスト」のように見えたものが上に形成され始めました。

ソリューションを配置しましたクラストを捕らえたコーヒーフィルターを通して、しかし数週間後、溶液は色を変えませんでした。代わりに、上部に新しいダークブラウンのクラストを形成しました。この新しいクラストの層は、水位が下がるにつれて厚くなるように見えますが、クラストの一部が水位があった瓶の側面に残っているため、どれだけの厚さかはわかりません。ろ過された溶液は内部にありました。セットアップのこの部分で別の石工の瓶。

酢酸鉄(II)について読んだところによると、水和物は酸化第一鉄または水酸化第一鉄と酢酸との反応によって作ることができます。

水酸化鉄(II)は、過酸化水素を酸および鉄と混合することで作成できます。これにより、緑色の溶液が生成され、過剰な酢酸と反応して酢酸鉄(II)が形成されます。私は、より簡単な鉄の使用方法を採用しました。酸素と水の存在下で時間の経過とともに酸化しました。使用した釘が亜鉛メッキされたとは思いませんが、亜鉛の一部が発生し、釘の一部に錆が発生した可能性があります。

酢酸鉄(II)がほとんどだったら、少し緑色になるかもしれないと思っていたので、多分多分酢酸鉄(III)を水に懸濁させ、なんとかフィルターを通過させました。たぶん、酢酸鉄(II)は、時間の経過や適切な条件下で酢酸鉄(III)に変化しますか?

しばらくして(1か月強)、ろ過した溶液の石工の瓶に戻りました。コーヒーかすのような茶色の粉末を見つけました。私はそれを粉に砕き、水道水を少し加えました。私の火薬は吸収されるか、少なくとも水に懸濁しているように見えました。手持ちの木材に少量の溶液を注ぎました(木材はトウヒだったと思います)。溶液にはいくつかの浮遊粒子がありましたが、ほとんどが液体のようでした。木は目に見えて1分で色が変わり始めました。数分後、トウヒはクルミとほぼ同じ色になりました。両方のタイプが互いに並んで形成されたか、あるいは単に水に懸濁されただけの酢酸鉄IIIしか持っていなかったが、酢酸鉄が素晴らしい木材を黒化するのを助けたと思います(申し訳ありませんが、これの写真はありません)。

結論として、この調査の私の変更されたバージョンは、緑色のソリューションと紫色のソリューションの両方を生成できませんでした。紫色がどこから来たのか知っていたらいいのにと思います。私はその点で完全に困惑しています。いずれにせよ、酢酸鉄IIまたはIII酢酸鉄が作成されたかどうかに関係なく、酢酸鉄は機能しました。また、鉄の供給源が何であるかは問題ではないようです。私のさびた釘は素晴らしく機能し、無料でした。

これは簡単な解決策でした。これからは古い釘と酢を使って自家製の染みを作ります。

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回答

検索:鉄バフ、ウッドビネガーとスチールウールの染み、ギグルジュース(私が見つけた塗料を追加しようとしている人が男らしいものを見つけた)、黒檀の木。

目標:酢酸鉄II (ろ過後の色は赤みがかっており、色を得るには数日かかる場合があります)

歴史:鉄のバフは3つの主要な化学汚れの1つです。1890年代に使用されていました。ターンメイプルガンは、フリントロックガンに鉄バフが適用され、1960年代まで一般的に使用された後、熱処理によってゴールドをグリップします。

ブリューイング:方法については多くのアイデアがありますが、明確なことは何ですかガラスまたはプラスチックの1qtジャーが最適で、上部がプラスチックであるか、錆びないものが最適です。石工のジャーの蓋を使用する必要がある場合は、大したことではありません。酢の酸と羊毛の鉄の化学反応によって生成される水素ガスに対して、蓋を気密にすることはできません。これは、私の理解と経験から100 +°の温度にもなります。酸素も酸化に役立ちます。1つ酢(白蒸留が最適)からスチールウール1個(細かいほど良い、または速い)のqt。また、スチールウールをすすいで、毛羽立った、または切り刻まれた保護油をきれいにすることができます。これにより、醸造もスピードアップします。醸造時間はさまざまですが、平均は24時間から1週間です(信頼できる結果を得るための推奨温度として、室温で制御された環境、私がサイトで見た魔女を信じています)。また、それらのサイトは加熱について話していません。酢または過酸化物の追加。コーヒーフィルターまたはチーズクロスでろ過し、残ったスチールウールを取り出して醸造を停止します。ろ過後にアップルサイダーの色が出て、サイダーが一晩または赤みがかるまで密封されたままになっている場合は赤みがかっています(紫は大丈夫ですが、焦げそうです。はい、時間が経つと溶液が悪くなるので反応を完全に止める方法はありません。はい、もっとろ過することはできますが、多くのろ過が必要であることがわかりました。

注:長時間醸造することで溶液を燃焼させることができます。色は次のようになります。黒。今、過酸化物を加えることで溶液を更新できることを読みました。しかし、どれだけかはわかりません。

オプションの添加剤:過酸化水素を使用して醸造をスピードアップできます。(その他、またはなぜ、私はそれを知りませんし、決して調べませんでした)。酢を温めて醸造をスピードアップすることもできます。

追加情報:全体として、実際に何をしても、最終的な色は同じであることがわかりました。紅茶と鉄のバフを使っていたプロジェクトサイトでさえ、最終的には同じ色になり、松ができたのを見つけました。私が見つけたのは、木に塗ったときに明るすぎる場合は、1〜2日待ってから、クリアコートを塗ったときに暗くなることです。太陽の下で色あせないので、屋内でも屋外でも適しています。今では、家で物を使って木材を熟成させる方法はたくさんあります。ストーブクリーナーは木を灰色にするのに最適だと聞いているので、さまざまな質問をすることもできますが、それはどのように作成するか、そして求める結果にかかっています。

背景:私数年前に私の仕事の解決策を作るのに役立ちました。一度に約30ガロンを作ります。それ以来、部門を移動したので、もう遊んでいませんが、最近、もう一度実験を始めて、いつもそれについてもっと学ぶことを楽しんでいます。

まだ作業している場合は、これが役立つことを願っています。

コメント

  • 問題は木材の黒化ではなく、’化学を次のように理解することです。可能な限り徹底的に。

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