Барометр фіцроя. Обговорення на LiveInternet - Російський Сервіс Онлайн-Щоденників

Жваво цікавлячись природними явищами, Фіцрой, вступивши на «Бігль», задався ідеєю побудувати пророкує зміни морської погоди прилад - досить компактний, щоб працювати на кораблі. І він його побудував.
Барометр фіцроя Фіцроя є герметично запаяну скляну колбу, всередині якої знаходиться суміш різних хімічних компонентів: дистильованої води (33 мл), етанолу (40 мл), нітрату калію (2,5 г), хлориду амонію (2,5 г) і камфори ( 10 г). Ця суміш за спостереженнями Фіцроя виявилася вкрай чутлива до змін температури, вологості, тиску. Свої спостереження за вмісті судини він описав в одній з наступних робіт (згодом Фіцрой став главою Департаменту метеорології і в 1862 році опублікував славнозвісну «Книгу про погоду»).

За спостереженнями Фіцроя поведінки суміші виглядало наступним чином:
- вона була чистою, прозорою і рідкою при світлій, сонячної, штильової погоді;
- вона мутнела, якщо погода була хмарної;
- в ній утворювалися окремі точки помутніння, якщо за бортом був туман;
- рідина була каламутною і з окремими точками застигання перед грозою;
- якщо точки застигання були в прозорої рідини, це віщувало сніг;
- великі кристалічні пластівці - до снігопаду;
- голчаті кристали віщували заморозки;
- каламутні нитки у дна обіцяли вітряний день.
До сих пір не доведена ні правота Фіцроя, ні його оману. Деякі характеристики барометр фіцроя підтверджуються сучасними дослідженнями, деякі - ні. Барометр фіцроя вже давно не потрібен, оскільки погоду ми навчилися передбачати більш точними приладами, і цей незвичайний прилад остаточно став історичним артефактом. Незалежно від того, на які конкретно погодні умови реагує склад фіцроевое суміші, виглядає це з боку дуже красиво.

Як виготовити такий прилад в домашніх умовах і що він буде показувати можна подивитися тут - https://geektimes.ru/post/278830/
А ось тут колекція рецептур для цього приладу - http://himiklab.org.ua/stormglass.shtml

джерела http://www.popmech.ru/history/361612-shtormglass-f...orologicheskiy-pribor-xix-veka
http://life.mosmetod.ru/index.php/item/shtormglass...cheskij-barometr-svoimi-rukami
http://himiklab.org.ua/stormglass.shtml

"Знаки барометр фіцроя або вікова загадка Фіцроя"
http://universe-tss.su/main/nepoz/29375-shtormglass-vekovaya-zagadka-ficroya.html

ТАЄМНИЧА ампули

Зовнішній вигляд «бароскопи»: зліва - скляна ампула з розчином, з якого час від часу випадає кристалічний осад; праворуч - термометр зі шкалою Реомюра.
У мене є старовинний термометр зі шкалою Реомюра, в який вправлений провісник погоди - «бароскопи». Це скляна запаяна ампула діаметром 1 см і 14 см завдовжки, наповнена майже доверху прозорою жовтуватою рідиною. Поруч з нею на дерев'яному корпусі написи по-німецьки: «Прозора рідина - хороша погода», «Каламутна рідина - змінно», «Кристалічний осад - туман або дощ». Внизу щось на зразок знака фірми, майже стертий вензель. Про походження цього приладу відомо лише, що в Росію його привезла чи з Німеччини, чи то зі Швейцарії родичка відомого астронома Бредихина і подарувала його моїй бабусі, яка служила у неї куховаркою. Це було в 80-х роках минулого століття.
Коли має бути тривале погіршення погоди, в ампулі випадають білі гіллясті кристали, які можуть заповнити її цілком. Їх випадання починається вгорі, на меніску; там вони утворюють грудочки, які потім відриваються і опускаються вниз. Рідина завжди залишається прозорою, і межа осаду видно чітко. Ампула не реагує на короткочасне зміна погоди, зате коли погода погіршується надовго, випадання кристалів починається приблизно за тиждень до цього і на два-три дні раніше, ніж починає падати тиск.
Хоч я за фахом фізик, я не уявляю, на який фізичний фактор реагує ця таємнича ампула. Шляхом експериментів вдалося встановити, що на неї не діють зміни атмосферного тиску в межах від 700 до 920 мм ртутного стовпа (сильніше міняти тиск я не ризикнув) і температури від +10 до +40 С. Ампула же знаходиться в кімнаті, і за весь час спостережень температура коливалася лише в межах від +18 до +24 С.
Але на що ж тоді реагує речовина ампули? Давним-давно я вичитав (на жаль, не пам'ятаю, де саме), що подібне пристрій, який називається «барометр фіцроя», нібито винайшов в минулому столітті англійський метеоролог Фіцрой.

Коливання висоти осаду в «бароскопи» і атмосферного тиску (гір. Миколаїв) помітно пов'язані один з одним, а також зі змінами погоди.
«Штормові склянки»

З книги «Практична метеорологія контр-адмірала Фіцроя»,
вийшла в 1865 році в Санкт-Петербурзі
в перекладі Н. Тресковского, флоту капітан-лейтенанта.
Більш ніж за 100 років тому в Англії робилися «штормові склянки» (stormglass), винахідник яких невідомий [...]. З 1825 роки ми звичайно мали кілька цих склянок, скоріше у вигляді рідкості, ніж для дійсного вживання, тому що [...] полягає в склянці хімічна суміш змінювалася особливо зі зміною напрямку, але не сили вітру, хоча вона може також змінюватися (очевидно, тільки) від іншої причини, саме електричної напруги. Коли атмосферний протягом повертає на північ, йде або тільки наближається з полярного спрямування, то ця хімічна суміш, - якщо стежити за нею уважно, навіть в мікроскоп, - збільшується в об'ємі подібно листю сосни, тиса або папороті або подібно паморозі, або подібно великий, але ніжною кристалізації.
Коли ж вітер або велика маса повітря прагне з протилежного напрямку, то лінії або взагалі все правильні, тверді або кучеряві обриси поступово пом'якшуються і зменшуються, поки зовсім не зникнуть. Перед і в продовженні південних вітрів суміш повільно опускається вниз склянки, поки вона не втрачає абсолютно виду, подібно розтанув цукру.
Перед або в продовженні північного вітру (полярного течії) в суміші є чудові кристали (якщо тільки суміш зроблена правильно, склянка нерухома і добре поставлена); найменший рух рідини знищує їх.
Коли зустрічаються головні течії повітря і повертають на захід, виробляючи східні вітри, то зірки більш-менш численні в склянці і рідина робиться менш ясною. Коли ж ці течії з'єднуються через захід і виробляють західні вітри, то рідина абсолютно чиста і кристали ясно позначаються. [...]
Змішаний вид рідини з рухомими клоччасту плямами або зірками і менш чистим видом рідини означає південно-східний вітер, ймовірно сильний, до бурі. Чистота рідини з більшою або меншою мірою кристалізації супроводжує з'єднання або зустріч головних течій через захід і вельми чудові різниці у вигляді рідини, коли це з'єднання течій діє від заходу і коли з абсолютно протилежного напрямку, тобто зі сходу.
Склянку треба час від часу обтирати дочиста, а два або три рази на рік треба збовтати рідина, оборот склянку і злегка похитуючи.
Суміш складається з камфори, сірчанокислого калію (nitrate of potassium) 1 і нашатирю (sal ammoniac), частково розчинених в алкоголі з водою і з невеликою кількістю повітря, в герметично закупореній склянці. (1-Перекладач помилково називає сірчанокислим калієм калиевую селітру KNO3 - І.С.)
Багато є наслідувань цих склянок, більш-менш правильно зроблених [...], в яких в деяких невірно зроблена хімічна суміш, і вони далеко не так чутливі.
Що таке барометр фіцроя
Опис барометр фіцроя, дане адміралом Фіцроя, цікаво порівняти з аналогічними відомостями, почерпнутими з книги А. Деленіуса «30,000 тисяч новітніх відкриттів, рецептів, загальнокорисних практичних відомостей і сучасних досліджень по частині всіх знань, вироблених сучасними науками і мистецтвами ...» (М., 1885 , т. 2, с. 458) 2:
«Барометр цей, по суті досить чітко показує зміну погоди, вимагає наступних складів: 1/2 лота3 камфори, 1/8 лота селітри, 1/8 лота нашатирю. Кожен з цих предметів розпускається окремо у вині (хлібному) 4. Всі три предмети розчиняються у вині, тільки камфора розчиняється повільніше, а тому її потрібно для успіху розчинення злегка підігрівати на легкому вогні або ж опускають посудину в теплу воду. Коли все речовини розпущені, тоді всю масу потрібно змішати і злити в довгастий посудину з чистого прозорого скла, обережно закупорити і запечатати сургучем. Після цього потрібно склянку прикріпити біля вікна на відкритому повітрі, де вона може залишатися зимою і влітку, а погоду дізнаються по змінам, які відбуваються в рідині ». (2 Джерело розшукано Г.А. Балуєва. 31 лот дорівнює 12,797 грама. 4Хлебним вином за старих часів називали горілку.)
Ось як Деленіус описує ці зміни:
«Прозора рідина віщує ясну погоду, каламутна - дощ. Каламутна рідина з маленькими зірочками - грозу. Маленькі точки - туман, сиру погоду. Великі пластівці, для зими - сніг, влітку - покрите небо, важке повітря. Нитки в верхній частині рідини - вітер. Кристали на дні - густе повітря, мороз і зиму. Маленькі зірочки - взимку при ясній погоді - сніг на інший або на третій день. Чим вище взимку піднімаються кристали, тим сильніше буде холоднеча ».
У головних рисах опису Фіцроя і Деленіуса збігаються; їм не суперечать і спостереження Н.М. Безкоровайний. Однак залишається неясною важлива деталь: чи повинен барометр фіцроя бути неодмінно на відкритому повітрі або ж він діє і в закритому приміщенні з більш-менш постійною температурою. Бо єдиний мислимий фізичний фактор, здатний впливати на розчинність камфори (а швидше за все саме вона і випадає у вигляді кристалів різної форми), - це температура. Однак досліди Безкоровайний з навмисним зміною температури в досить широких межах не спричинили ні появи, ні зникнення пластівців або зірочок. Та й навряд чи мореплавці минулих століть, для яких прогноз погоди був часом справою життя або смерті, стали б надавати серйозного значення приладу, що реагує лише на перепади температури.
Що ж ще може викликати зміни в барометр фіцроя-бароскопи? Фіцрой пише про атмосферний електриці; на жаль, поки не вдалося знайти вказівок, що такі досліди дійсно ставилися. Але зовсім недавно було з'ясовано, що на кристалізацію деяких речовин (наприклад, антрацену) впливає інтенсивне світлове випромінювання ( «Naturwissenschaften», 1978, т. 65, с. 536). З іншого боку, багато атмосферні процеси, пов'язані зі зміною погоди, залежать від сонячної активності і спричинених нею геомагнітних збурень. Так може, ці обурення впливають і на камфару? Втім, перш ніж заявити, - чи може це бути або цього не може бути, тому що не може бути ніколи, - треба переконатися в реальності самого ефекту, перше знайомство з яким, природно, викликає сумніви. Потрібно точно знати склад барометр фіцроя і методику його виготовлення, лише тоді можна говорити про експериментальну перевірку. На жаль, в наведеному вище описі немає точного складу барометр фіцроя, можна лише сказати, що камфару, селітру і нашатир брали у ваговому співвідношенні 4: 1: 1 і розчиняли у водному спирті з концентрацією 40-60%, проте невідомо, в якій кількості. Кілька більш докладні відомості старовинної англійської «Енциклопедії практичних порад» ( «cooley's Cyclopaedia of Practical Receipts», London, 1880, v. II, p. Тисячу п'ятсот сімдесят одна), де йдеться про те, що до складу барометр фіцроя входять 2 драхми камфори, 1,5 драхми калієвої селітри, 1 драхма хлористого амонію і 2,25 рідких унцій водного спирту концентрації «proof»; цю суміш поміщали в скляну трубку завдовжки 12 і діаметром 3,4 дюйма.
Зауважте - відношення діаметра посудини до довжини приблизно таке ж, як в бароскопи, описаному Безкоровайний; однак кількості компонентів не ті, що у Деленіуса. І все ж в енциклопедії відомості найбільш докладні, і можна припустити, що саме цей рецепт ближче до істинного.
Спершу наведемо старовинні заходи в нинішні. Дюйм - це 2,54 см, рідка унція - 28,349 мл при 16,6 оС. Спирт концентрації «proof» можна приготувати змішанням 100,0 г абсолютного, тобто 100% -ного, етанолу та 103,1 г води. А чому дорівнює драхма? В енциклопедії сказано скорочено - «dr.». Це може бути або «dram» - британська міра ваги (1,772 г), або «drachms» - аптечна міра ваги (3,885 г). Перевірка показала, що якщо приймати драхму рівній 1,772 г, то всі речовини розчиняються повністю і утворюється однорідний розчин, з якого не випадає ніякого осаду протягом двох місяців.
Отже, треба брати аптечну драхму.
Деленіус радить розчиняти компоненти окремо, а потім їх змішувати (мабуть, краще розчиняти камфару в спирті, а солі - у воді). При цьому щось може випасти в осад, тому що розчинність речовин в суміші найчастіше менше їх розчинності в чистому вигляді через так званого сольового ефекту. Однак як би там не було, система при цьому відразу ж виявляється в рівноважному стані. Того ж можна досягти і іншим чином: приготувати ампулу потрібних розмірів, визначити її обсяг, розрахувати кількість компонентів, помістити їх в ампулу, залити водним спиртом, запаяти, нагріти в гарячій воді до повного розчинення (ОБЕРЕЖНО! Ампула може вибухнути через тиск парів спирту, і тому її треба загорнути в ганчірку), сильно збовтати і охолодити до повної кристалізації під струменем холодної води.
І ще один нюанс. У камфори два дзеркальних ізомери - D і L; існує і так званий рацемат - це суміш їх рівних кількостей. Один оптичний ізомер може вести себе не так, як інший, і не так, як рацемат ( «Хімія і життя», 1977, № 12, с. 4249). У минулому столітті була поширена D-камфора, що видобувається в Японії, і тому для виготовлення барометр фіцроя бажано користуватися саме цим изомером.
Маючи в своєму розпорядженні такими даними, важко було втриматися від спокуси зробити барометр фіцроя самому. Я приготував маленьку пробу і помістив її в баночку з-під пеніциліну, щільно закриту поліетиленовою пробкою. Довгі п'ять днів баночка спокійно стояла на шафі, і осад в ній повільно осідав. В лупу з семиразовим збільшенням виднілися дрібні прозорі кристали, схожі на цукровий пісок; при цьому складалося враження, що кристалики поступово укрупнюються. (В цьому немає нічого дивного: навіть при постійній температурі великі кристали мають тенденцію зростати за рахунок дрібних, так як при цьому зменшується вільна енергія системи.) Але потім на поверхні осаду стали відбуватися дивні явища (див. Малюнок): практично при постійній температурі кристали то виникали, то зникали. При цьому було помітно явне чергування характерних форм - спочатку швидко виникали кристали, схожі на соснові гілки, потім голки повільно танули, одночасно округляючись, на їх кінцях виникали лусочки, кромки лусочок швидко покривалися щетинками, з яких виростали нові соснові гілки. Цей процес періодично (приблизно кожні 5-7 днів) повторювався, в результаті чого на кордоні осаду утворилися химерні кристалічні освіти, схожі на листя папороті.

Явіща, что спостерігаліся в барометр фіцроя, виготовлення 1 лютого тисячі дев'ятсот сімдесят дев'ять (висота шару Рідини 28 мм); годину вказано в лівому верхньому кутку (1 година = 1 діб); температура - у верхньому правому куті.
а - до 5 лютого кристалики, схожі на крупинки цукри, Повільно осідають и кілька укрупнюються;
б - 5 лютого, з 16:00 до 20:00, на кордоні облогу віростають кристали, схожі на соснові Гілки;
в - з 5 по 10 лютого межа облогу Повільно опускається, а соснові Гілки частково розчіняються, превратилась в голки;
г - 11 лютого, про о 8:00, на оплівшіх кінцях Голокосту почінають рости плоскі лусочкі;
д - 12 лютого, про о 8:00, зростання лусочок пріпіняється, а на їх кромках вінікають щетинки;
е - 12 лютого, о 20:00, деякі щетинки превращаются в соснові Гілки;
ж - з 12 по 13 лютого соснові Гілки продолжают рости, на їх голка віростають щетинки, а на кордоні облогу з'являються Нові кристали;
з - 15 лютого, о 8:00, великі кристали починають розчинятися і одночасно на кордоні осаду формуються товсті голки;
і - з 15 по 17 лютого на кінцях залишилися голок виникають лусочки, на їх кромках виростають щетинки, з яких утворюються нові соснові гілки.
Це явище можна було б пояснити також, як укрупнення великих кристалів за рахунок дрібних: прагненням системи перейти в стан з мінімумом вільної енергії. Але дивно, що в даному випадку процес мав явно виражений періодичний характер. Ще більш дивно, що за сто років, що минули з моменту приготування барометр фіцроя, за яким спостерігав Безкоровайний, рівновагу так і не настало. Більш того, в барометр фіцроя, приготованому за всіма правилами, осад взагалі то розчинявся, то виникав, а це значить, що при постійній температурі змінювалася розчинність! Так може бути, дійсно барометр фіцроя реагує на якийсь зовнішній вплив, про який ми не здогадуємося?
Це явище в будь-якому випадку заслуговує на серйозну увагу, так як в науковій літературі нічого подібного не описано. Однак не переконавшись остаточно в існуванні ефекту, не варто намагатися за допомогою барометр фіцроя передбачати погоду: адже кожна людина по своєму власному досвіді знає, що після хорошої погоди, як правило, настає негода, і навпаки. Так що і без всяких приладів можете сміливо прогнозувати хорошу погоду на найближчу суботу: з відомою ймовірністю ваш прогноз виправдається ...
В. Жвірбліс

Хімія і життя, 1979, №6
http://www.nkozyrev.ru/bd/016.php

Погода в маленькому флаконі

«Яка буде погода?» - кожен день ЦІМ харчування задаються мільярді жителей Землі на всех континентах. Відповідь на него не так-то простий. Навіть сьогодні, в ХХI столітті, незважаючи на всі досягнення науки, отримати достовірний прогноз погоди - дуже складне завдання. Для її вирішення задіяні найпотужніші суперкомп'ютери, запущені в космос десятки супутників і зондів, по всій планеті побудована мережа наземних метеорологічних станцій. А 100-200 років тому прилади для визначення погоди були набагато простіше. Правда, принцип дії деяких з них не може пояснити навіть сучасна наука. Один з таких приладів - барометр фіцроя. Ви можете стати справжнім метеорологом, якщо зробите прилад своїми руками і почнете вести спостереження. Заняття це дуже захоплююче.

У перекладі з англійської «шторм-глас» означає «штормові склянки». Історія не зберегла ім'я винахідника цього приладу. Одним з дере его описавши англійський навчань, гідрограф, соратник Чарльза Дарвіна, Засновник и керівник Британського метеорологічного департаменту, контр-адмірал Роберт Фіцрой. Під его командуванням корабель гідрографічної Експедиції «бігль» скоїв п'ятірічне кругосвітнє плавання. У 1 862 году Фіцрой опублікував «Книгу про погоду». У ній, среди Іншого, ВІН описавши и барометр фіцроя, Яким користувався в кругосветке и других МОРСЬКИХ дорожче. З легкої руки Адмірала барометр фіцроя часто стали назіваті барометром Фіцроя.
Барометр фіцроя (від англ. Storm - буря і glass - скло) - хімічний метеорологічний прилад, який представляє собою герметично закриту скляну колбу або ампулу. Прозорий посудину заповнений спиртовим розчином, в якому в певних пропорціях розчинені камфора, нашатир і калійна селітра. При різних погодних умовах рідина в посудині може бути різною мірою каламутній або прозорою, в ній випадає кристалічний осад, виникають візерунки різних форм і розмірів. Станом рідини на основі багаторічних спостережень можна передбачати погоду.
Можна припустити, що єдиний фактор, що може впливати на кристалізацію камфори в барометр фіцроя, - температура. Але мореплавці навряд чи довіряли б приладу, який прогнозує погоду тільки по одному фактору. Фіцрой, наприклад, писав про вплив атмосферної електрики, але досліди такі, схоже, не ставилися. А ось вплив на кристалізацію деяких речовин інтенсивного світлового випромінювання підтверджено експериментально. Швидше за все, до таких речовин відноситься і камфора. Крім того, багато атмосферні процеси тісно пов'язані з сонячною активністю і що викликаються нею геомагнітними збуреннями. Від яких з цих факторів більшою мірою залежить механізм роботи барометр фіцроя, поки не відомо.
Зміни стану рідини в приладі, помічені й описані Фіцроя, багато в чому збігаються з спостереженнями А. Деленіуса, які він виклав у книзі «30 000 новітніх відкриттів, рецептів, загальнокорисних практичних відомостей і сучасних досліджень по частині всіх знань, вироблених сучасними науками і мистецтвами» , виданої в 1885 році (їх ми наведемо нижче).
У ХХ столітті з розвитком інших, більш зрозумілих і передбачуваних технологій вивчення погоди і складання прогнозів барометр фіцроя практично забули, і лише 20-30 років тому до нього знову виник інтерес. Експеріментаторі шукають Різні рецептури Рідини, намагають внести Щось своє в технології виготовлення приладнати, а головне, прагнуть все-таки розібратіся в прінціпі его Дії.
вибираємо реагенти
Сьогодні в інтернеті можна знайти з десяток рецептур робочої рідини для барометр фіцроя. Оскільки я виготовив кілька таких приладів, хочу поділитися власним досвідом. Відтворити старовинний прилад для визначення погоди дуже просто. Він не містить небезпечних або отруйних речовин. Його можуть зробити навіть учні молодших класів, звичайно, під наглядом дорослих. В першу чергу вам знадобляться хімічні реактиви. Я вибрав наступну рецептуру, яка, судячи з відгуків, вважається однією з найбільш ефективних:
вода - 33,0 мл; камфора - 10,0 г; етиловий спирт - 40,0 мл; нітрат калію - 2,5 г; хлорид амонію - 2,5 м
Розглянемо докладніше кожен з реагентів.
Вода (Н2О). Найкраще використовувати дистильовану воду. Її можна купити або в аптеці, або в автомагазині (потрібна для доливання в автомобільні акумулятори).
Камфора (С10Н16О). Існує три види камфори - два ізомери і їх суміш. Натуральний d-ізомер, або японська камфора (отримують з смоли і деревини камфорного лавра), і напівсинтетичний l-ізомер (виробляється з ялицевої олії) трохи відрізняються за фізичними властивостями. Синтетичну суміш d- і l-ізомерів отримують шляхом переробки скипидару. Для виготовлення барометр фіцроя можна використовувати будь-яку з трьох видів камфори, хоча вважається, що d-ізомер краще.
У продажу важко знайти кристалічну камфору, але її легко отримати самим. Візьміть невелику кількість звичайного медичного 10% -ного камфорного спирту, який продається в будь-якій аптеці. Змішайте його з дистильованою водою, і ви побачите, що камфора, яка дуже погано розчиняється у воді, виділиться у вигляді пухкого білого осаду (води потрібно налити більше, ніж спирту). Далі відокремте камфору від рідини. Я це зробив так: у великій лоток поклав пачку паперових серветок, зверху накрив серветки чистої щільною тканиною і на неї акуратно вилив отриману суміш. Рідина просочилася вниз, а грудка камфори залишився на тканині. Я загорнув у неї твердий осад і сильно притиснув до пачці іншими серветками.
Після кількох замін мокрих серветок на сухі камфора стала злегка вологою і розсипчастою. В принципі, цього достатньо. Порада: замість серветок краще використовувати фільтрувальну папір; вона щільніше і не розповзається в воді.
Етиловий спирт, або етанол, (С2Н5ОН). Оскільки знайти цей реагент нелегко, одне з рішень - використати той же медичний 10% -ний камфорний спирт, який виготовляють на основі етилового спирту. Цей реагент вже містить камфору, правда в недостатній кількості. Залишається лише додати в нього ще трохи камфори. Скільки? Це ми підрахуємо. Врахуйте, що не всі виробники камфорного спирту вказують на етикетці вміст в ньому етанолу і вид камфори. Тому, якщо у вашому розпорядженні є етиловий спирт, краще використовувати його. На етикетці мого камфорного спирту, купленого в найближчій аптеці, було зазначено і те й інше, так що я просто додав в спирт відсутню кількість камфори.
Нітрат калію (КNО3). Це звичайна калієва селітра. Купити її можна в магазинах хімічних товарів (в тому числі по інтернету), і коштує вона зовсім не дорого. Калієва селітра продається і в магазинах для садівників в якості добрива. Але цей вид селітри краще не використовувати, тому що в ній чимало домішок і забруднень, через що барометр фіцроя, можливо, буде гірше працювати.
Хлорид амонію (NН4Сl). Цей реагент всім відомий як нашатир. Він теж продається в магазинах хімічних товарів.
Що ще потрібно? Ваги для зважування реактивів. Я купив недорогі електронні ваги. Щоб відміряти потрібну кількість спирту та води, найкраще використовувати скляну мірну піпетку. До речі, набагато зручніше працювати з піпеткою за допомогою шприца з гумовою трубкою. Замість піпетки підійде невеликий інсуліновий шприц з градуюванням в частках мілілітра. Правда, через невеликий обсяг відміряти їм рідина доведеться кілька разів. Для очищення розчинів від забруднень знадобляться невелика скляна воронка і фільтрувальна папір. Їх можна замінити звичайною пластмасовою лійкою і ватяними дисками (після фільтрування диски слід трохи віджати, інакше втрати розчину будуть дуже великі). Піпетку, воронку і фільтрувальну папір також можна придбати в магазині хімічних товарів.
Ще потрібен флакон або бульбашка достатнього обсягу, куди ми наллємо готову суміш. Ця посудина має бути з прозорого скла і з герметичною кришкою. Можна використовувати і звичайну скляну колбу. Я вибрав порожній флакон з-під духів об'ємом 50 мл.

Всі комплектуючі та реагенти для виготовлення барометр фіцроя зібрані. Можна приступати до роботи
Хімічна лабораторія в дії
Отже, складний етап підготовки позаду - всі необхідні компоненти куплені. Тепер потрібно розрахувати їх кількість. Щоб не вникати в тонкощі хімічних розрахунків, я скористався спеціальним онлайн-калькулятором. Вказавши в таблиці обсяг судини, який збирався заповнити - 50 мл, - я отримав розрахунок всіх компонентів для обраної рецептури (вона позначена як №3):
вода - 14,14 мл; камфора - 5,97 г; етиловий спирт (70% -ний) - 32,43 мл; нітрат калію - 1,49 г; хлорид амонію - 1,49 м
Згідно етикетці, куплений в аптеці камфорний спирт виготовлений з 70% -ного етилового спирту (концентрація приведена в об'ємних відсотках). Для простоти розрахунку я допустив, що в 100 мл камфорного спирту міститься приблизно 100 мл етилового 70% -ного спирту. Насправді через наявність камфори етилового спирту буде трохи менше. Але для виготовлення приладу це не настільки важливо, так як камфора розчиняється в спирті без значного збільшення обсягу суміші. Крім етанолу в 100 мл камфорного спирту міститься 10 г камфори. Відповідно в 32,43 мл спирту буде 3,24 г камфори. Таким чином, в суміш потрібно додати ще 2,73 г камфори. Але з огляду на, що і піпетка і ваги мають певну похибку, а сама рецептура дозволяє округлити необхідні значення компонентів до десятих часток, нам знадобляться:
вода - 14,1 мл, камфора - 2,7 г, камфорний спирт (10% -ний) - 32,4 мл, нітрат калію - 1,5 г, хлорид амонію - 1,5 м
Після того як всі розрахунки виконані, можна приступати безпосередньо до виготовлення приладу. Насамперед потрібно налити необхідну кількість спирту в окрему пляшку і розчинити в ньому відсутню камфору. Суміш треба профільтрувати і перелити в підготовлений флакон. Далі слід розчинити в дистильованої воді нітрат калію і хлорид амонію і, профільтрувати, також залити у флакон. Щоб солі розчинилися швидше, воду краще попередньо трохи підігріти. У флаконі тут же утворюються білі пластівці камфори. Не хвилюйтеся, так і повинно бути.
Тепер флакон необхідно герметично закупорити. Звичайно, найкращий спосіб - запаяти шийку. Але далеко не всі можуть це зробити. Я запечатав флакон за допомогою пластикового ковпачка від авторучки, після чого для повної герметизації капнув на пробку і шийку кілька крапель «суперклеєм». У нього є чудова властивість - проникати навіть в найменші порожнечі і щілини і дуже швидко полимеризоваться.
Ще один спосіб герметизації - використовувати поліетиленову пробку. Потрібно надягти її на флакон і обмазати пробку і шийку флакона епоксидним клеєм. Можна пустити в хід і інші підручні матеріали, але тільки не гуму і не силіконові герметики: від гумової пробки розчин жовтіє, а герметик пропускає пари спирту. У мене був такий сумний досвід - я використовував для герметизації декількох барометр фіцроя силіконовий герметик, і через пару років рівень рідини в приладах знизився майже на третину. Природно, прилади вийшли з ладу.
перетворення починаються

Барометр фіцроя почне працювати не відразу, а через кілька тижнів. За цей час суміш досягне рівноважного стану, камфора осяде на дно флакона і поступово, у міру зміни погоди, в приладі почнуть рости дендрити (складні кристалічні освіти деревовидної ветвящейся структури), стануть з'являтися і зникати невеликі сніжинки і кристали з камфори.

готовий барометр фіцроя

Барометр фіцроя через добу після виготовлення

Барометр фіцроя через три тижні після виготовлення

Нарешті можна проводити спостереження і прогнозувати зміни погоди. Як це робити? Найкоротша і лаконічний варіант - щодня спостерігати за станом рідини в барометр фіцроя, докладно записувати побачене в журнал погоди і порівнювати свої спостереження з уже відомими, виробленими за багато років характеристиками з книги «30 000 новітніх відкриттів, рецептів, загальнокорисних практичних відомостей ...» А. Деленіуса:
«Прозора рідина віщує ясну погоду, каламутна - дощ.
Каламутна рідина з маленькими зірочками - грозу.
Маленькі точки - туман, сиру погоду.
Великі пластівці для зими - сніг, влітку - покрите небо, важкий повітря.
Нитки в верхній частині рідини - вітер.
Кристали на дні - густе повітря, мороз.
Маленькі зірочки - взимку при ясній погоді - сніг на інший або третій день.
Чим вище взимку піднімаються кристали, тим сильніше буде холоднеча ».

Барометр фіцроя, виготовлені автором в різний час
На закінчення порада з книги Фіцроя: «Склянку треба час від часу обтирати дочиста, а два або три рази на рік треба збовтати рідина, оборот склянку і злегка похитуючи». І ще Фіцрой відзначав, що, якщо неточно зроблена хімічна суміш, прилад стає не таким чутливим. Дуже скоро ви зрозумієте, що зміни в приладі можуть відбуватися і за кілька годин, і за два-три дні до очікуваної зміни погоди. Щоб спостереження були більш достовірними, потрібно зробити не один, а хоча б три-чотири прилади з одних і тих же реагентів по одній і тій же рецептурі. Ще краще зробити кілька комплектів приладів з використанням різних рецептур. Можливо, у вашому випадку оптимальним буде зовсім інше співвідношення реагентів. Для порівняння реальну погоду можна дізнатися з прогнозів, переданих по радіо, телебаченню і в інтернеті. А можна купити домашню метеостанцію. Коштує вона недорого. Тоді виготовлення і спостереження за барометр фіцроя стануть справжнім науковим експериментом.
Олег Мамаєв
«Наука і життя» №6, 2015
Що "показує" барометр фіцроя
Журнал формує напрями Науки. номер 9 (3), стор. 6-12, 2015
http://www.unconv-science.org/pdf/9/kuznetsov-ru.pdf