Хімарій — Побутова хімія

Побутова хімія — 12 напрямків

🔍 ПОШУК ЗА ЗАДАЧЕЮ

Не знаєш що тобі потрібно? Опиши задачу своїми словами:

🎯

чим вивести цвіль наліт у чайнику нагар у духовці прибрати іржу кров'яна пляма сліди від наклейок

Кухня та побут

🍶

5 підгруп

Їжа, напої та консервація

Алкоголь, дистиляція, виноробство, кулінарія, консервація, м'ясне виробництво, бджільництво

🏠

4 підгрупи

Прибирання, дезінфекція та догляд

Антисептики, засоби для миття, миловаріння, СПА-засоби вдома

🧴

3 підгрупи

Домашня косметика, гігієна та фітотерапія

Гігієнічні розчини, трав'яні препарати, мило, шампуні, бальзами, скраби

Сад, природа та тваринництво

🌱

6 підгруп

Сад, город, природа та тваринництво

Агрохімія, басейни, акваріум, грибництво, компостування, птахівництво, насіння

Майстерня та ремонт

🔧

5 підгруп

Майстерня, будівництво та ремонт

Автохімія, смоли, бетон та будрозчини, обробка деревини та шкіри

⚗️

5 підгруп

Металообробка, ювелірна справа та ремесла

Травлення, гальваніка, патинування, пайка, кераміка та гончарство

🎨

5 підгруп

Художні матеріали, фарби та покриття

Художні фарби, будівельні покриття, антикорозійні склади, антипірени, текстиль

Спеціальні матеріали та системи

📚

6 підгруп

Реставрація, папір, скло та природні клеї

Реставрація антикваріату, саморобне паперотворення, обробка скла, природні клеї, шовківництво

💧

5 підгруп

Вода, клімат та інженерні системи

Водопідготовка, септики, опалення, холодоагенти, зберігання резервів, сорбенти

🏕️

2 підгрупи

Туризм, похід та аварійні ситуації

Очищення води в поході, хімічні грілки, польові миючі засоби

📷

1 підгрупа

Оптика, фотографія та аналоговий друк

Проявники, фіксажі, регенерація розчинів аналогової фотографії

📋

4 позиції

Довідниково-табличний блок

Таблиця густин, мас, сумісності хімікатів, конвертер одиниць

🚧

Це заготовка напрямку. Калькулятори, розрахунки та інтерактивні довідники для кожного розділу будуть додаватись поетапно. Натисніть на будь-яку групу — вона вже містить структурований перелік тем.

⭐

Обране

Закріплені калькулятори для швидкого доступу

🍶

Їжа, напої та консервація

Алкоголь · Кулінарія · М'ясне виробництво · Бджільництво · Молекулярна кухня

1.1 Алкоголь, дистиляція та виноробство

💧 Розведення спирту/самогону водою (з урахуванням контракції)

Призначення: Розрахунок об'єму води для розведення міцного спирту або дистиляту до бажаної питної міцності. Застосовується в домашній дистиляції, виноробстві та приготуванні лікерно-горілчаних продуктів.

Суть: При змішуванні спирту з водою відбувається контракція — зменшення сукупного об'єму через утворення водневих зв'язків між молекулами C₂H₅OH та H₂O. Наприклад, 1000 мл спирту + 1000 мл води = ≈1930 мл (замість 2000 мл). Розрахунок за формулою Фертмана базується на масі абсолютного спирту і дає точну кінцеву міцність.

ФОРМУЛА (Фертман):

V_води = (V₁ × C₁) / C₂ − V₁

V_води — об'єм води для додавання (мл)
V₁ — початковий об'єм спирту/дистиляту (мл)
C₁ — початкова міцність (% об.)
C₂ — бажана підсумкова міцність (% об.)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V₁ — об'єм спирту (мл)

C₁ — початкова міцність (%)

C₂ — бажана міцність (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Пожежна безпека: Розчини понад 50% об. легко займаються від іскри або відкритого вогню. Проводьте змішування подалі від газових конфорок та увімкнених електроприладів.
Випаровування: Змішуйте в добре провітрюваному приміщенні, щоб уникнути накопичення парів етанолу.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Виміряйте початковий об'єм спирту V₁ вимірювальним циліндром.
Крок 2: Виміряйте спиртоміром міцність C₁ при 20°C (або внесіть температурну корекцію).
Крок 3: Визначте бажану підсумкову міцність C₂.
Крок 4: Обчисліть V_води за формулою.
Крок 5: Відміряйте потрібну кількість відфільтрованої або дистильованої води.
Крок 6: Повільно вливайте спирт у воду (а не навпаки), перемішуючи. Дайте відпочити в закритій ємності 2–3 доби для завершення гідратації.

Приклад: 2000 мл самогону 70% об. → розвести до 40% об.
V_води = (2000 × 70) / 40 − 2000 = 3500 − 2000 = 1500 мл
Підсумковий об'єм через контракцію ≈ 3400 мл (а не 3500 мл теоретично), але міцність точно 40%.

🔀 Змішування двох дистилятів (купажування)

Призначення: Розрахунок підсумкової міцності при зливанні двох об'ємів спирту/дистиляту різної міцності. Також обчислює скільки міцнішого (або слабшого) спирту треба додати для отримання потрібної підсумкової міцності.

Суть: Закон збереження маси абсолютного спирту (АС). Загальний об'єм чистого етанолу в суміші дорівнює сумі об'ємів чистого етанолу кожного компонента. При близьких значеннях міцності контракція мінімальна, тому формула дає високу точність.

ФОРМУЛИ:

C_{підсумок} = (V₁×C₁ + V₂×C₂) / (V₁ + V₂)

V₂ = V₁ × (C_{підсумок} − C₁) / (C₂ − C_{підсумок})

V₁, C₁ — об'єм (мл) і міцність (% об.) першого дистиляту
V₂, C₂ — об'єм (мл) і міцність (% об.) другого дистиляту
C_{підсумок} — бажана або підсумкова міцність суміші (% об.)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР — підсумкова міцність

V₁ — об'єм першого (мл)

C₁ — міцність першого (%)

V₂ — об'єм другого (мл)

C₂ — міцність другого (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Пожежна безпека: Спиртові розчини понад 50% об. легко займаються від найменшої іскри або відкритого вогню. Змішування проводити подалі від газових конфорок.
Випаровування: Змішування здійснювати у добре провітрюваному приміщенні, щоб уникнути накопичення парів етанолу.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Виміряйте точну міцність обох рідин (C₁ та C₂) ареометром при 20°C.
Крок 2: Точно виміряйте об'єми обох компонентів (V₁ та V₂).
Крок 3: Підставте значення у формулу.
Крок 4: Злийте обидві рідини, ретельно перемішайте та герметично закрийте.

Приклад: 3000 мл дистиляту 40% + 1500 мл дистиляту 70%:
C_{підсумок} = (3000×40 + 1500×70) / (3000+1500) = 225000 / 4500 = 50% об.

🍯 Розведення настоянок цукровим сиропом

Призначення: Розрахунок необхідних об'ємів міцного мацерату (настоянки), води та цукру для отримання десертного напою (лікеру, наливки) із заданими показниками міцності (% об.) та вмісту цукру (г/100 мл).

Суть: Розчинення 1 кг цукру у воді збільшує об'єм рідини приблизно на 0.62 л. Розрахунок дозволяє одночасно збалансувати два параметри — вміст цукру для солодкості та розведення алкогольної основи водою до точного відсотка міцності.

ФОРМУЛИ:

M_цукру = (V₁ × C₁ × S₂) / (100 × C₂ − S₂ × 0.62)

V_води = (V₁ × C₁) / C₂ − V₁ − (M_цукру × 0.62)

V₁ — початковий об'єм настоянки (мл) | C₁ — початкова міцність (% об.)
C₂ — бажана міцність лікеру (% об.) | S₂ — бажана цукристість (г/100 мл)
0.62 — коефіцієнт приросту об'єму при розчиненні 1 г цукру (мл/г)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V₁ — об'єм настоянки (мл)

C₁ — початкова міцність (%)

C₂ — бажана міцність лікеру (%)

S₂ — цукристість (г/100 мл)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Термічні опіки: Якщо цукор розчиняється у гарячій воді, перед змішуванням зі спиртовою основою сироп обов'язково охолодити до 20°C. Додавання гарячого сиропу в спирт призведе до миттєвого закипання та ризику спалаху парів.
Пожежна безпека: Не проводити роботу поряд із відкритим вогнем.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Виміряйте об'єм і міцність настоянки.
Крок 2: Визначте бажану міцність і солодкість готового напою.
Крок 3: Розрахуйте M_цукру та V_води за формулами.
Крок 4: Підігрійте воду, повністю розчиніть у ній цукор (сироп).
Крок 5: Охолодіть сироп до 20°C.
Крок 6: Влийте настоянку в охолоджений сироп, перемішайте, залиште на витримку.

Приклад: 1000 мл мацерату 70% → лікер 25% з цукристістю 20 г/100 мл:
M_цукру = (1000×70×20) / (100×25 − 20×0.62) = 1400000 / 2487.6 ≈ 562.8 г
V_води = 2800 − 1000 − (562.8×0.62) = 1451 мл. Вихід ≈ 2800 мл.

🌡️ Корекція показань спиртоміра за температурою

Призначення: Температурна корекція вимірювань міцності спирту (спиртометром або ареометром АСП-3). Обчислення реального % об. етанолу, якщо температура розчину відрізняється від стандартної (20°C).

Суть: Більшість ареометрів відкалібровані при 20°C. При нагріванні рідина розширюється — ареометр занурюється глибше і завищує покази. При охолодженні — занижує. Формула застосовна в діапазоні 10–30°C для міцності 30–80% об.

ФОРМУЛА (наближена лінійна модель):

C_{дійсний} = C_прилад − (T − 20) × 0.37

C_{дійсний} — реальна міцність при 20°C (% об.)
C_прилад — показання ареометра (% об.)
T — фактична температура рідини (°C)
0.37 — усереднений температурний коефіцієнт (від 0.33 до 0.40 залежно від міцності)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

C_прилад — показання ареометра (%)

T — температура рідини (°C)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Крихкість приладу: Ареометри виготовлені з тонкого скла і можуть містити свинцевий дріб або ртуть. При вимірюванні гарячих рідин (понад 60°C) скло може тріснути від термошоку.
Порізи: При пошкодженні колби не торкайтеся уламків голими руками.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Занурте термометр у рідину, зачекайте 30–60 с до стабілізації T.
Крок 2: Опустіть чистий і сухий спиртомір у циліндр, дайте зупинитися (не торкатись стінок).
Крок 3: Зніміть показання по нижньому краю меніска (C_прилад).
Крок 4: Обчисліть C_{дійсний} за формулою.

Приклад: АСП-3 показує 65% при T=28°C:
C_{дійсний} = 65 − (28−20) × 0.37 = 65 − 2.96 = 62.04% об.

🔬 Корекція рефрактометра Brix за температурою

Призначення: Температурна корекція показань оптичного або цифрового рефрактометра. Обчислення точного вмісту цукру (Brix, % W/W) у суслі, соках, сиропах при температурі, відмінній від 20°C.

Суть: Рефрактометр вимірює коефіцієнт заломлення світла (n_D), який суттєво залежить від температури. При T вищій 20°C прилад занижує показання Brix, при нижчій — завищує. Навіть прилади з ATC дають похибку при відхиленні понад 5°C. Формула відповідає стандарту ISO/ICUMSA.

ФОРМУЛА (стандарт ISO/ICUMSA, діапазон 10–30°C):

Brix_{дійсний} = Brix_прилад + (T − 20) × 0.07

Brix_{дійсний} — реальний вміст цукру (% Brix)
Brix_прилад — показання рефрактометра (% Brix)
T — температура зразка на призмі (°C)
0.07 — коефіцієнт температурної поправки для цукрових розчинів (на 1°C)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Brix_прилад — показання (°Brix)

T — температура зразка (°C)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Захист оптики: Не наносити на призму концентровані кислоти або луги — можна пошкодити оптичний клей та покриття.
Термошок призми: Рідина з температурою понад 60°C може пошкодити клей призми. Охолодіть краплю сусла до 30–35°C перед вимірюванням.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Нанесіть краплю сусла на призму, закрийте кришку.
Крок 2: Виміряйте температуру зразка термометром.
Крок 3: Зніміть показання Brix.
Крок 4: Обчисліть Brix_{дійсний} за формулою.

Приклад: Рефрактометр показує 14.0 Brix при T=28°C:
Brix_{дійсний} = 14.0 + (28−20) × 0.07 = 14.0 + 0.56 = 14.56 Brix

🍇 Шапталізація — підвищення міцності вина цукром

Призначення: Розрахунок маси цукру, яку потрібно додати до винного сусла перед бродінням, щоб підвищити потенційну міцність готового вина до потрібного значення.

Суть: Дріжджі перетворюють цукор на етанол та CO₂. Норма: 17 г/л цукру = +1% об. спирту. Вимірювання початкової цукристості ведуть ареометром (SG, °Plato) або рефрактометром (°Brix ≈ 10 г/л цукру ≈ 0.59% об.).

ФОРМУЛА:

ΔC = C_{цільова} − C_{початкова}

m_цукру = ΔC × 17 (г/л)

M_{загальна} = m_цукру × V_сусла

C_{початкова} — потенційна міцність сусла (% об.) за виміряним Brix або SG
C_{цільова} — бажана міцність готового вина (% об.)
17 — г цукру на 1 л для отримання +1% об. спирту
V_сусла — об'єм сусла (л) | M_{загальна} — маса цукру (г)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

C_{початкова} — початкова міцність (%)

C_{цільова} — бажана міцність (%)

V_сусла — об'єм сусла (л)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Дріжджовий шок: Не вносити весь цукор одразу якщо норма перевищує 80–100 г/л. Висока концентрація цукру створює осмотичний тиск і пригнічує дріжджі.
Максимальна міцність: Звичайні винні дріжджі витримують до 14–16% об. Додавання цукру понад цю норму не підвищить міцність, а лише зробить вино солодким або призведе до недоброду.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Виміряйте початкову цукристість сусла ареометром або рефрактометром.
Крок 2: Обчисліть необхідну загальну масу цукру.
Крок 3: Якщо маса велика — розділіть на 2–3 порції: 50% на 1–2 день, 25% на 4–5 день, 25% на 7–9 день.
Крок 4: Відберіть 2–3 л сусла, підігрійте до +30...+35°C, розчиніть цукор, влийте назад.

Приклад: 50 л яблучного сусла, 10°Brix (≈5.9% міцності) → довести до 12%:
ΔC = 12 − 5.9 = 6.1% | m = 6.1 × 17 = 103.7 г/л | M_{загальна} = 103.7 × 50 = 5185 г (≈5.185 кг)

🧪 Зниження кислотності винного сусла

Призначення: Обчислення об'єму води або маси карбонату кальцію (CaCO₃, крейда/мармур) для зниження надлишкової кислотності сусла до оптимальних показників (6–8 г/л для сухого, 8–9 г/л для десертного вина).

Суть: Два методи: водяне розбавлення — зменшує концентрацію кислот (знижує і цукристість, вимагає корекції); нейтралізація CaCO₃ — крейда реагує з винною кислотою:
C₄H₆O₆ + CaCO₃ → CaC₄H₄O₆↓ + H₂O + CO₂↑
Крейдою можна нейтралізувати лише винну кислоту (яблучна і лимонна залишаються), тому зниження крейдою — максимум 3–4 г/л.

ФОРМУЛИ:

V_води = V_сусла × (A_{початкова} / A_{цільова} − 1)

M_крейди = (A_{початкова} − A_{цільова}) × V_сусла × 0.67

V_сусла — об'єм сусла (л) | A — кислотність (г/л у перерахунку на винну кислоту)
0.67 — стехіометричний коефіцієнт: 0.67 г CaCO₃ нейтралізує 1 г винної кислоти

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_сусла — об'єм сусла (л)

A_{початкова} — кислотність (г/л)

A_{цільова} — бажана кислотність (г/л)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Інтенсивне піноутворення: Додавання крейди супроводжується бурхливим виділенням CO₂. Вносити невеликими порціями у високий посуд, щоб сусло не вилилося через край.
Межа нейтралізації крейдою: Крейдою знижують кислотність максимум на 3–4 г/л. Надлишок крейди надає вину «крейдяного» присмаку.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Визначте титровану кислотність сусла набором для титрування або pH-метром.
Крок 2: Обчисліть необхідну масу крейди або об'єм води за формулою.
Крок 3: Розведіть крейду в 1–2 л сусла.
Крок 4: Повільно влийте суміш у бродильну ємність, помішуючи.
Крок 5: Залиште на 12–24 год при +10...+15°C для випадання осаду тартрату кальцію, потім зніміть з осаду.

Приклад: 20 л сусла з кислотністю 12 г/л → знизити до 7 г/л крейдою:
ΔA = 12 − 7 = 5 г/л | M_крейди = 5 × 20 × 0.67 = 67 г

🧫 Дозування піросульфіту калію (сульфітація сусла)

Призначення: Обчислення точної маси піросульфіту калію (K₂S₂O₅) для внесення у мезгу або сусло. Застосовується для пригнічення диких дріжджів і бактерій, запобігання окисленню, збереження кольору й аромату, стабілізації вина перед розливом.

Суть: У кислому середовищі сусла відбувається реакція:
K₂S₂O₅ + кислота → 2SO₂ + ...
Вихід вільного SO₂ становить ≈50–57% від маси піросульфіту. SO₂ зв'язує кисень, блокує ферменти (оксидази), стерилізує середовище, залишаючи можливість для розвитку культурних дріжджів (ЧКД).

ФОРМУЛА (при виході SO₂ ≈ 50%):  

M_{піросульфіту} (г) = V_сусла (л) × C_SO₂ (мг/л) / 500

V_сусла — об'єм сусла (л) | C_SO₂ — потрібна концентрація SO₂ (мг/л або ppm)
Стандартні норми SO₂: здоровий виноград 30–50 мг/л; ушкоджений 70–100 мг/л; перед розливом сухих вин 20–30 мг/л; дезінфекція обладнання 10–20 г + 2 г лимонної кислоти на 1 л води.

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_сусла — об'єм (л)

C_SO₂ — норма SO₂ (мг/л)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Пари та алергічні реакції: Пил піросульфіту та газ SO₂ мають різкий запах, дратують слизові, можуть викликати астматичні реакції. Працювати у добре провітрюваному приміщенні.
Пауза перед внесенням дріжджів: Після сульфітації витримайте 12–24 години перед засівом ЧКД. Якщо внести одразу — SO₂ пригнітить або вб'є культурні дріжджі.
Передозування: Понад 150–200 мг/л залишить стійкий запах сірки, може зупинити бродіння та викликати головний біль.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Обчисліть масу піросульфіту за формулою.
Крок 2: Зважте речовину на ювелірних вагах (точність 0.01 г).
Крок 3: Розчиніть у 100–200 мл холодної води або сусла.
Крок 4: Влийте розчин у сусло/мезгу і ретельно перемішайте.
Крок 5: Накрийте і залиште 12–24 год, після чого вводьте розводку дріжджів.

Приклад: 100 л ягідного сусла, норма 50 мг/л:
M_{піросульфіту} = 100 × 50 / 500 = 10 г

1.2 Кулінарія, випічка та кондитерська справа

🧪 2.1 Оцтовий калькулятор: взаємозаміна 6% ↔ 9%

Призначення: Обчислення необхідного об'єму столового оцту однієї концентрації для заміни оцту іншої концентрації, вказаної в рецепті, та корекція об'єму рідини у страві.

Сутність: Абсолютна маса чистої оцтової кислоти повинна залишатися незмінною. Менш концентрований оцет містить більше води — його об'єм збільшують, а об'єм доданої за рецептом води відповідно зменшують.

ФОРМУЛИ

V_наяв = V_рец × C_рец / C_наяв

ΔV_води = V_наяв − V_рец

Типово: 9%→6%: множити на 1.5 | 6%→9%: множити на 0.67

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ВЗАЄМОЗАМІНИ ОЦТУ

Об'єм за рецептом (мл)

Конц. за рецептом (%)

Конц. наявного оцту (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Баланс вологи: Ігнорування корекції ΔV_води може зробити тісто або соус надто рідким.
Зберігання: Оцет — у щільно закритому скляному або харчовому пластиковому посуді, подалі від прямих сонячних променів.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Запишіть V_рец та C_рец з рецепта.
Крок 2: Перевірте C_наяв на пляшці.
Крок 3: Розрахуйте V_наяв та ΔV_води.
Крок 4: Відміряйте розрахований об'єм оцту.
Крок 5: Відніміть ΔV_води від загального об'єму рідини за рецептом.

Практичний приклад (перевірка): 120 мл 9%, є 6%. V_наяв=120×9/6=180 мл. ΔV_води=180−120=60 мл (зменшити воду). ✅

🫙 2.2 Комплексний калькулятор маринаду (на об'єм банок)

Призначення: Обчислення маси солі, цукру, оцту та спецій залежно від об'єму банок для консервації.

Сутність: Рідкий маринад займає в середньому 50% від об'єму банки. Точне дозування консервантів гарантує зберігання без ризику Clostridium botulinum та «підриву» кришок. Тільки нейодована кам'яна сіль!

ФОРМУЛИ

V_мар = V_банок × 0.5

m_солі = V_мар × N_сіль | m_цукру = V_мар × N_цукор | V_оцту = V_мар × N_оцет

Огірки: сіль 50 г/л, цукор 50 г/л, оцет 9% 60 мл/л · Томати: сіль 30, цукор 90, оцет 50 · Асорті/кабачки: сіль 40, цукор 60, оцет 50

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР МАРИНАДУ

Об'єм банок (л)

Тип консервації

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Стерилізація: Недостатня кількість оцту або солі + погана стерилізація — Clostridium botulinum!
Сіль: Тільки нейодована кам'яна.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Підрахуйте об'єм банок.
Крок 2: V_мар = 50% від об'єму банок.
Крок 3: Зважте сіль та цукор, закип'ятіть у воді.
Крок 4: Влийте оцет в останній момент (щоб не випарувався).
Крок 5: Залийте гарячим, закатайте стерильними кришками.

Практичний приклад (перевірка): 6 л банок (огірки). V_мар=3 л. Сіль=150 г. Цукор=150 г. Оцет 9%=180 мл. ✅

🍬 2.4A Таблиця та калькулятор проб цукрового сиропу

Призначення: Визначення концентрації цукру за температурою кипіння та органолептичною пробою у холодній воді (глазурі, меренги, помадки, карамель, ірис).

Сутність: Вода кипить при +100 °C. При розчиненні цукру температура кипіння зростає пропорційно концентрації сахарози — вимірюванням щупом визначають масову частку цукру з точністю до 1%.

Назва проби	T (°C)	Цукор	Проба у воді	Застосування
1. Клейка нитка	100–102	50%	Тонка нитка, розтікається	Просочення бісквітів
2. Тонка нитка	103–105	80%	Нитка швидко рветься	Варення з ніжних ягід
3. Товста нитка	106–110	85%	Міцна нитка 2–3 мм	Помадки, варення, глазур
4. М'яка кулька	112–116	89%	М'яке м'ячико	Помадка, італ. меренга
5. Тверда кулька	118–121	92%	Щільна пружна кулька	Зефір, маршмеллоу, нуга
6. Тріска (крихка)	132–143	95%	Прилипає до зубів	Тягучі іриски, грильяж
7. Карамель	149–154	99%	Крихке скло	Льодяники, карамельний декор
8. Жжонка	160–170	>99%	Темно-коричнева, гірчить	Натуральний соус-барвник

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Важкі термічні опіки: Сироп при +120–150 °C миттєво прилипає до шкіри! Тримайте поруч миску з льодом та холодною водою.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Цукор + вода → середній вогонь.
Крок 2: Термометр у центр (не торкаючись дна).
Крок 3: При потрібній T — зняти з вогню.
Крок 4 (без термометра): Капнути в крижану воду — скачати кульку пальцями.

🧊 2.4B Конвертер желюючих агентів (шкала Bloom, агар/пектин)

Призначення: Перерахунок маси желатину різної желюючої сили (120–300 Bloom) та обчислення еквівалентної заміни на агар-агар або пектин.

Сутність: Чим вище Bloom — тим міцніший гель, тим менша маса потрібна. 1 г агар-агару (900) ≈ 4–5 г желатину 200 Bloom. Агар-агар — кип'ятіння при +95–100 °C обов'язкове; желатин при >+85 °C — руйнується.

ФОРМУЛА

m_B = m_A × √(Bloom_A / Bloom_B)

Бронзовий 125–150 · Срібний 160–180 · Золотий 190–220 · Платиновий 230–260 Bloom. Стандарт листовий = 160 Bloom.

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР BLOOM

Маса за рецептом (г)

Bloom за рецептом

Bloom наявного желатину

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Желатин: руйнується при >+85 °C, розпускати при +50–60 °C. Агар-агар: застигає при +40 °C — працювати швидко. Замочування желатину: 1 г : 6 г холодної води, 10–15 хв.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Bloom на упаковці.
Крок 2: Розрахувати m_B.
Крок 3: Замочити 1:6 в крижаній воді 10–15 хв.
Крок 4: Розтопити на водяній бані, внести в теплу масу.

Практичний приклад (перевірка): 12 г желатину 220 Bloom → є 160 Bloom. m_B=12×√(220/160)=12×1.1726=14.1 г. ✅

🍯 2.4C Калькулятор інвертного сиропу (Тримолін)

Призначення: Пропорції цукру, води, лимонної кислоти та соди для інвертного сиропу (аналог тримоліну або меду). Запобігає зацукровуванню, утримує вологу, продовжує свіжість випічки.

Сутність: Кип'ятіння цукрового розчину з кислотою → гідроліз (інверсія): сахароза → глюкоза + фруктоза. Нейтралізація содою → CO₂ (бурхливе спінювання!).

ФОРМУЛИ

M_води = M_цукру × 0.44

m_кисл = M_цукру × 0.0075 | m_соди = m_кисл × 0.7

Варіння: +105–108 °C, 35–45 хв. Нейтралізація при +70–80 °C.

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ІНВЕРТНОГО СИРОПУ

Маса цукру (г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Піноутворення: Сода в гарячому сиропі — бурхлива реакція CO₂ з високою піною! Каструля — запас об'єму не менше 2/3.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Цукор + вода → кипіння.
Крок 2: Лимонна кислота, кришка, +105–108 °C, 35–45 хв (золотистий).
Крок 3: Охолодити до +70–80 °C.
Крок 4: Сода в 10 мл води → влити в сироп (спінювання).
Крок 5: Після осідання піни → у скляну банку.

Практичний приклад (перевірка): 1000 г цукру → вода=440 мл, лим. кислота=7.5 г, сода=5.25 г. ✅

🥐 2.5A Калькулятор погашення соди та заміни розпушувача

Призначення: Розрахунок пропорцій соди та лимонної кислоти (або оцту) для заміни фабричного розпушувача тіста або нейтралізації соди без гіркого лужного присмаку.

Сутність: NaHCO₃ + кислота → CO₂ (розпушення) + H₂O + сіль. Надлишок соди без кислоти → мильно-гіркий присмак та жовте забарвлення.

ФОРМУЛИ

Склад: Сода : Лим. кислота : Крохмаль = 5 : 3 : 12 (за масою)

V_{оцту 9%} = m_соди × 6 мл

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР РОЗПУШУВАЧА

Маса розпушувача (г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Не гасіть соду «у ложці»: Весь CO₂ випаровується в повітря. Змішуйте соду з сухими інгредієнтами, кислоту — у рідку фазу тіста.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зважте компоненти.
Крок 2: Просійте та перемішайте в сухому посуді.
Крок 3: Всипте у борошно, розподіліть вінчиком.
Крок 4: Замісіть тісто та негайно в розігріту духовку (реакція починається одразу).

Практичний приклад (перевірка): 15 г розпушувача → сода=3.75 г + лим. кислота=2.25 г + крохмаль=9.0 г. ✅

🍞 2.5B Калькулятор вологості тіста (Baker's Percentages)

Призначення: Обчислення пропорцій води, солі, дріжджів, закваски від маси борошна (завжди 100%). Миттєве масштабування рецепта хліба та контроль гідратації тіста.

Сутність: Гідратація визначає пористість м'якушки. Стандартний хліб: 60–65%. Чіабата/тартин: 70–80%. Вода >+40 °C — дріжджі загинуть!

ФОРМУЛИ

M_інгред = M_{борошна} × P_інгред / 100

H% = M_води / M_{борошна} × 100%

Сіль: 1.8–2.2% · Дріжджі сухі: 0.5–0.8% · Пресовані: 1.5–2.5% · Закваска: 20–30%

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ХЛІБА (BAKER'S %)

Маса борошна (г)

Гідратація (%)

Сіль (%)

Дріжджі сухі (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Температура замісу: При гідратації >75% контролювати T тіста (+23–25 °C). Вода >+40 °C — дріжджі загинуть!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зважте точну масу борошна.
Крок 2: Помножте на відсотки (сіль, дріжджі, вода).
Крок 3: Відміряйте всі компоненти на вагах.
Крок 4: Борошно + вода → аутоліз 20–30 хв, потім дріжджі та сіль, основний заміс.

Практичний приклад (перевірка): 800 г борошна, H=68%, сіль 2%, дріжджі 0.8%. Вода=544 г, сіль=16 г, дріжджі=6.4 г. ✅

1.3 М'ясне виробництво (ковбаси, шинки, джерки)

🥩 2.3A Калькулятор нітритної солі та безпечного дозрівання

Призначення: Обчислення маси нітритної солі (0.5–0.6% NaNO₂) та кухонної солі для безпечного дозрівання, коліроутворення та захисту м'ясних продуктів від Clostridium botulinum.

ФОРМУЛИ

m_{заг.солі} = M_м'яса × N_солі

m_нітр = m_{заг.солі} × P_нітр/100 | m_кух = m_{заг.солі} − m_нітр

Сиров'ялені/сирокопчені: 100% нітритна, 25–30 г/кг · Варено-копчені/варені/сосиски: 50/50, 18–20 г/кг · Шинки: 50/50 або 100%, 18–22 г/кг

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР НІТРИТНОЇ СОЛІ

Маса м'яса (кг)

Норма солі (г/кг)

% нітритної солі

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Суворе дозування: Ніколи не перевищуйте норму!
Заборона смаження >+170 °C: Канцерогенні нітрозаміни.
Посол: +2…+4 °C, 24 год – 14 діб.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зважте м'ясо.
Крок 2: Обчисліть маси солей.
Крок 3: Зважте на ювелірних вагах (точність 0.1 г).
Крок 4: Ретельно перемішайте солі між собою.
Крок 5: Холодильник +2…+4 °C.

Практичний приклад (перевірка): 3.5 кг, 20 г/кг, 50/50. m_заг=70 г. Нітритна=35 г. Кухонна=35 г. ✅

📉 2.3B Калькулятор вологовтрати (усушки) при в'яленні м'яса та сиру

Призначення: Обчислення відсотка втрати маси м'ясних виробів (джерки, салямі, балики) або сирів під час в'ялення/сушіння для визначення готовності.

ФОРМУЛИ

W_втрата = (1 − M_поточ/M_почат) × 100%

M_ціль = M_почат × (1 − W_ціль/100)

Джерки/чіпси: 50–60% · Салямі: 35–45% · Балик/Прошуто: 30–40% · Тверді сири: 10–20%

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ВОЛОГОВТРАТИ

Початкова маса (г)

Поточна маса (г, якщо є)

Цільова усушка (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Загар скоринки: Надто низька вологість повітря → щільна кірка блокує вихід вологи → гниття всередині.
Пліснява: Зважуйте кожні 3–5 днів. Небажана пліснява → протирайте міцним розсолом або оцтом.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зважте перед в'яленням, запишіть на бірці.
Крок 2: Розрахуйте M_ціль.
Крок 3: Помістіть у сушильну шафу/кліматичну камеру.
Крок 4: Зважуйте раз на 2–4 дні.
Крок 5: Зніміть при M_ціль.

Практичний приклад (перевірка): 650 г, W_ціль=40%. M_ціль=650×0.60=390 г. ✅

⚗️ 2.3C Калькулятор фосфатів та стартових культур

Призначення: Маса харчових фосфатів E450/E451 (утримання вологи у варено-копчених шинках) та стартових культур із декстрозою (ферментація сиров'ялених ковбас).

Сутність: Фосфати підвищують влагозв'язуючу здатність м'ясних білків. Стартові культури (Lactobacillus, Staphylococcus) закислюють фарш, пригнічують патогени. Ферментація: +22–25 °C, вологість 90%, 24–48 год.

ФОРМУЛИ

m_фосф = M × N_фосф (2–3 г/кг)

m_старт = M × N_старт (0.5–0.6 г/кг) | m_декс = M × N_декс (5–7 г/кг)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ФОСФАТІВ / СТАРТОВИХ КУЛЬТУР

Маса фаршу (кг)

Фосфат (г/кг)

Стартові культури (г/кг)

Декстроза (г/кг)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Фосфатний присмак: >5 г/кг — мильний присмак.
Ферментація: Після внесення культур — 24–48 год при +22–25 °C, вологість 90%.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зважте охолоджений фарш.
Крок 2: Зважте фосфат/стартові культури/декстрозу.
Крок 3 (варені ковбаси): Фосфат у сухому вигляді на початку замісу з крижаною водою.
Крок 4 (сиров'ялені): Стартові культури в 20 мл теплої безхлорної води → рівномірно у фарш.

Практичний приклад (перевірка): 2 кг, N_фосф=3 г/кг → m_фосф=6 г. ✅

💉 2.3D Калькулятор шприцювання м'яса (об'єм та концентрація розсолу)

Призначення: Об'єм води, маса солі та спецій для внутрішньом'язового ін'єктування цільном'язових шинок, рулетів та баликів перед запіканням або копченням.

Сутність: Шприцювання рівномірно розподіляє розсіл за кілька хвилин (проти 10–14 днів мокрого посолу). Розсіл — охолоджений до +2…+4 °C!

ФОРМУЛИ

V_розс = M_м'яса × P_шприц/100

m_солі = (M_м'яса + V_розс) × C_солі/100

P_шприц=10–20% · C_{солі_ціль}=1.8–2.2%

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ШПРИЦЮВАННЯ

Маса м'яса (кг)

% шприцювання

Цільова солоність (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Стерильність голок!
Розсіл +2…+4 °C: Теплий → псування зсередини.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зважте м'ясо.
Крок 2: Обчисліть V_розс та m_солі.
Крок 3: Розчиніть сіль у холодній воді, процідіть через марлю.
Крок 4: Ін'єкції через кожні 2–3 см, повільно випускаючи при виході.
Крок 5: Помасажуйте, холодильник 24 год.

Практичний приклад (перевірка): 2 кг м'яса, 15%, солоність 2%. V_розс=0.3 л. m_солі=2300×0.02=46 г (23г нітр + 23г кух). ✅

🌡️ 2.3E Таблиця та розрахунок м'ясних емульсій (сосиски та варені ковбаси)

Призначення: Баланс пісного м'яса, жиру та льоду/крижаної води для стабільної білково-жирової емульсії (сосиски, сардельки, Докторська ковбаса).

Сутність: Варена ковбаса = тонкодисперсна емульсія: краплі жиру в сітці міозину. При T фаршу >+12 °C — білок згортається → бульйонно-жировий набряк. Завжди використовувати кулінарний термометр!

ФОРМУЛИ: Класичне співвідношення 60% : 20% : 20%

Пісне м'ясо : Жир (шпик) : Лід = 60% : 20% : 20%

M_жиру = M_пісн × 0.33 | M_льоду = M_пісн × 0.33

⚠️ КРИТИЧНО: T фаршу ≤ +12 °C під час збивання!

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР М'ЯСНОЇ ЕМУЛЬСІЇ

Пісне м'ясо (кг)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

КРИТИЧНО: T фаршу під час збивання не перевищувати +12 °C! При +14 °C білок згортається. Кулінарний термометр — обов'язково.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Підготуйте м'ясо, шпик, лід.
Крок 2: М'ясо та шпик через решітку 2–3 мм двічі.
Крок 3: У чашу блендера: м'ясо + сіль + фосфат + спеції + половина льоду.
Крок 4: Збивати, поступово додаючи лід та підморожений шпик. Контроль термометром.
Крок 5: При +10–11 °C — негайно зупинити, набивати оболонку.

Практичний приклад (перевірка): 1.5 кг пісного → шпик=500 г, лід=500 г, фарш=2.5 кг. ✅

1.4 Плодово-ягідна переробка та сушіння (дегідратація)

🌀 Дегідратація та сушіння — коефіцієнт усушки та вихід сухофруктів

Призначення: Розрахунок коефіцієнта усушки, маси випаруваної води та прогнозованого виходу готового сухого продукту (сухофруктів, сушених овочів, грибів, зелені, пастили) залежно від початкової маси сировини та показників початкової й кінцевої вологості.

Суть: Дегідратація — це процес видалення вільної та зв'язаної вологи із плодово-ягідної чи рослинної сировини шляхом випаровування під дією тепла та обдуву повітрям. Під час сушіння маса сухої речовини (M_{сух.реч}) залишається незмінною, а маса вологи зменшується. Різні види сировини мають різну щільність та початковий вміст води (від 80% у кісточкових до 92% у грибах). Для запобігання розвитку плісняви, дріжджів та бактерій вміст залишкової вологості в готовому продукті не повинен перевищувати критичний рівень: для більшості сухофруктів — 12–18%, для пастили та зелені — 8–15%.

📊 НОРМАТИВНІ ПОКАЗНИКИ ВОЛОГОСТІ ТА КОЕФІЦІЄНТИ УСУШКИ:

Категорія сировини	Wпоч (%)	Wкін (%)	K усушки	Вихід з 10 кг
Яблука, груші	85%	18%	5.47	1.83 кг
Сливи, абрикоси	86%	20%	5.71	1.75 кг
Ягоди (малина, полуниця)	89%	14%	7.82	1.28 кг
Гриби (білі, печериці)	92%	10%	11.25	0.89 кг
Зелень (кріп, петрушка)	88%	8%	7.67	1.30 кг
Фруктова пастила	80%	14%	4.30	2.33 кг

ФОРМУЛИ:

K_усушки = (100 − W_кін) / (100 − W_поч)

M_сух = M_сир / K_усушки

M_води = M_сир − M_сух

M_сир — маса початкової підготовленої сировини (кг)
M_сух — маса готового сухого продукту (кг)
M_води — маса води, що випарувалася під час дегідратації (кг)
W_поч — початкова вологість сировини (%)
W_кін — залишкова допустима вологість готового продукту (%)
K_усушки — коефіцієнт усушки (показує, у скільки разів зменшується маса)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_сир — маса сировини (кг)

W_поч — початкова вологість (%)

W_кін — залишкова вологість (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Мікробіологічна безпека: Недосушування продукту (перевищення W_кін понад 20%) призводить до розвитку пліснявих грибів та утворення мікотоксинів під час зберігання.
Термічна безпека: Не виймайте лотки з дегідратора без термостійких рукавичок — температура всередині камери досягає +65...+75°C.
Електробезпека: Сушарка повинна бути заземлена. Не перекривайте вентиляційні отвори дегідратора для запобігання перегріву та займанню ТЕНів.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зважте підготовлену (очищену та нарізану) сировину (M_сир).
Крок 2: Визначте початкову вологість (W_поч) та бажану кінцеву вологість (W_кін) за таблицею.
Крок 3: Проведіть розрахунок коефіцієнта усушки (K_усушки) та очікуваного виходу готового продукту (M_сух).
Крок 4: Завантажте сировину на лотки дегідратора та встановіть температурний режим: +50...+60°C для яблук/ягід, +35...+45°C для зелені.
Крок 5: Після завершення циклу охолодіть продукт до кімнатної температури та зважте для контролю вологості.
Крок 6: Упакуйте продукт у герметичну тару (вакуумні пакети або скляні банки) для запобігання вбранню вологи з повітря.

Практичний приклад: 15 кг нарізаних яблук (W_поч=85%) → сушіння до W_кін=18%:
K_усушки = (100−18)/(100−85) = 82/15 = 5.47
M_сух = 15/5.47 = 2.74 кг сушених яблук
M_води = 15 − 2.74 = 12.26 кг випарованої води

🍓 Соковичавлювання та використання пектинази

Призначення: Розрахунок виходу чистого соку з плодово-ягідної сировини та обчислення необхідної дози пектолітичних ферментів (пектинази) для руйнування пектинового комплексу, підвищення віддачі соку та його ефективного освітлення.

Суть: Пектинові речовини створюють гелеподібну структуру у меззі та утримують зв'язану воду, що знижує вихід соку під час пресування (особливо у ягід та кісточкових плодів). Пектиназа розщеплює молекули пектину до розчинних мономерів, знижує в'язкість мезги, збільшує вихід соку на 10–25% і прискорює освітлення. Стандартна активність ферментних препаратів розрахована на роботу при +35...+50°C протягом 1–2 год або при кімнатній температурі (+18...+20°C) протягом 4–6 год.

📊 ВИХІД СОКУ З РІЗНОЇ СИРОВИНИ:

Вид сировини	Без ферменту	З пектиназою	Доза (г/10 кг)
Яблука, груші	60–65%	75–82%	0.2–0.3 г
Смородина (чорна/червона)	50–55%	70–78%	0.4–0.5 г
Слива, вишня, абрикос	55–60%	72–78%	0.3–0.4 г
Виноград	65–70%	78–83%	0.2–0.3 г
Ягоди (полуниця, малина)	60–65%	75–80%	0.3–0.4 г

ФОРМУЛИ:

M_ферм = M_мезги × D_ферм

M_соку = M_мезги × Y_соку / 100

M_вижим = M_мезги − M_соку

M_мезги — маса подрібненої плодово-ягідної маси (кг)
M_ферм — маса пектолітичного ферменту (г або мл)
D_ферм — норма дозування ферменту (г/кг сировини; зазвичай 0.02–0.05 г/кг)
Y_соку — показник виходу соку з урахуванням обробки (%)
M_соку — розрахункова маса/об'єм чистого соку (кг або л)
M_вижим — маса залишкової вижимки після пресування (кг)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_мезги — маса мезги (кг)

D_ферм — доза пектинази (г/кг)

Y_соку — очікуваний вихід соку (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Інактивація ферменту: Не додавайте пектиназу в мезгу з температурою понад +60°C — фермент незворотно денатурує і втратить властивості.
Алергенна небезпека: Ферментний порошок є біологічно активним. При зважуванні уникайте вдихання пилу та контакту з очима (використовуйте респіратор і захисні окуляри).
Мікробіологічна безпека: При тривалій ферментативній обробці (понад 4–6 год) при кімнатній температурі внесіть мінімальну дозу піросульфіту калію (0.05–0.1 г/кг) для запобігання розвитку диких дріжджів та оцтовокислих бактерій.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Подрібніть плоди чи ягоди до стану однорідної мезги та зважте її (M_мезги).
Крок 2: Проведіть розрахунок необхідної маси пектинази (M_ферм).
Крок 3: Розчиніть відміряну кількість пектинази у 100–200 мл теплої води (температура +30...+35°C).
Крок 4: Влийте ферментний розчин у мезгу та ретельно перемішайте для рівномірного розподілу.
Крок 5: Витримайте мезгу при +40...+45°C протягом 1–2 год (або при +20°C протягом 4–6 год).
Крок 6: Проведіть пресування мезги, злийте чистий сік та зважте отриману вижимку.

Практичний приклад: 20 кг мезги чорної смородини, доза пектинази — 0.4 г/кг, Y_соку = 75%:
M_ферм = 20 × 0.4 = 8 г пектинази
M_соку = 20 × 75/100 = 15 кг (л) чистого соку
M_вижим = 20 − 15 = 5 кг вижимки

1.5 Молекулярна кулінарія вдома

🫧 Пряма та зворотна сферифікація соків, сиропів та напоїв

Призначення: Обчислення точних масових концентрацій гідроколоїду альгінату натрію (E401) та солей кальцію (лактату кальцію E327 або хлориду кальцію E509) для створення стабільних істівних сфер («молекулярної ікри» та великих сферичних капсул з рідким вмістом) методами прямої та зворотної сферифікації.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Сферифікація базується на реакції іонообмінного гелеутворення між розчинним альгінатом натрію (полісахарид з бурих водоростей) та катіонами двовалентного кальцію (Ca²⁺):
2 Na-Альгінат + Ca²⁺ → Ca-(Альгінат)₂↓ + 2 Na⁺
Катіони Ca²⁺ зшивають полімерні ланцюги альгінату, утворюючи міцну еластичну термонеоборотну гелеву мембрану навколо рідкого центру.

Пряма сферифікація: Альгінат натрію розчиняють у рідині-основі → крапають у ванну з солями кальцію. Реакція гелеутворення продовжується всередину, сферу слід подавати негайно (5–15 хв). Застосування: молекулярна ікра, дрібні краплі.
Зворотна сферифікація: Сіль кальцію (лактат/глюконат-лактат, без гіркого присмаку) додають у рідину-основу → занурюють у ванну з альгінатом. Мембрана росте назовні; після промивання реакція зупиняється. Сфери зберігають рідкий центр годинами або днями. Застосування: великі сфери (коктейль, соуси).

📊 ТАБЛИЦЯ КОНЦЕНТРАЦІЙ ТА ПАРАМЕТРІВ СФЕРИФІКАЦІЇ:

Метод	Склад рідини-основи	Склад ванни	Час витримки	Зберігання
Пряма (Direct)	0.5–0.8% Альгінат Na (5–8 г/л)	0.5–1.0% CaCl₂ або Ca-лактат (5–10 г/л)	1–3 хв	5–15 хв (подавати негайно)
Зворотна (Reverse)	1.0–2.0% Ca-лактат/Глюконат (10–20 г/л)	0.5% Альгінат Na (5 г/л)	2–5 хв	До кількох діб
Зворотна (молочні)	Багаті на природний Ca²⁺ (вершки, йогурт)	0.5% Альгінат Na (5 г/л)	2–3 хв	До кількох діб

ФОРМУЛИ:

M_{альгінат} = V_рідини × C_{альгінат} / 100

M_{кальцій} = V_ванни × C_{кальцій} / 100

M_{альгінат} — маса альгінату натрію (г)
M_{кальцій} — маса солі кальцію (г)
V_рідини — об'єм рідини-основи для сферифікації (мл)
V_ванни — об'єм води для занурювальної ванни (мл)
C_{альгінат} — масова концентрація альгінату натрію (0.5–0.8%)
C_{кальцій} — масова концентрація солі кальцію (0.5–2.0%)
Нейтралізація кислотності (pH < 4.5): додати цитрат натрію (E331) у кількості 0.2–0.5% від маси соку для підняття pH до 5.0–6.0

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР СФЕРИФІКАЦІЇ

Метод сферифікації

V_рідини — об'єм рідини-основи (мл)

C_{кальцій/альгінат} в рідині (%)

V_ванни — об'єм ванни (мл)

C_{альгінат/кальцій} у ванні (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Повітряні бульбашки: При гідратації альгінату блендером рідина насичується бульбашками повітря, що заважає утворенню гладких сфер. Обов'язково залишіть розчин у холодильнику на 6–12 годин для повного дегазації або використовуйте вакуумний пакувальник.
Вплив типу кальцію на смак: Хлорид кальцію (CaCl₂) дає виражений гірко-солоний хімічний присмак. Використовуйте його лише для ванн при прямій сферифікації (де сік його не вбирає). Для введення в сам продукт (зворотна сферифікація) використовуйте лактат кальцію або глюконат-лактат кальцію.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Розчиніть альгінат натрію у воді або соку за допомогою занурювального блендера (2–3 хвилини).
Крок 2: Залиште розчин на 4–8 годин у холодильнику для виходу бульбашок повітря.
Крок 3: Приготуйте відповідну ванну (альгінатну або кальцієву залежно від обраного методу).
Крок 4: За допомогою піпетки (для ікри) або мірної ложки-сфери (для великих сфер) обережно опустіть продукт у ванну.
Крок 5: Злегка перемішуйте рідину у ванні шумівкою протягом 2–3 хвилин, не торкаючись сфер одна до одної.
Крок 6: Вийміть сфери шумівкою та обов'язково промийте у ємності з чистою дистильованою/питною водою.

Практичний приклад (зворотна сферифікація, манго):
Є 300 мл соку манго + 1000 мл альгінатної ванни.
1. M_лактат = 300 мл × 1.5 / 100 = 4.5 г лактату кальцію → розчинити в 300 мл соку
2. M_{альгінат} = 1000 мл × 0.5 / 100 = 5.0 г альгінату натрію → розчинити в 1000 мл дистильованої води
Витримка у ванні: 2–5 хв. Промити у чистій воді. ✓

🥣 Стабілізація, емульгація та загущення соусів ксантановою камедью без нагрівання

Призначення: Обчислення масового дозування та технологія введення ксантанової камеді (E415) для миттєвого загущення рідких соусів, емульгації олійно-водних систем, стабілізації заправок і суспензій без термічної обробки та без зміни початкового смаку і кольору страви.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Ксантанова камедь — позаклітинний полісахарид, отриманий ферментацією мікроорганізмами Xanthomonas campestris. Один із найпотужніших гідроколоїдів у харчовій промисловості.

Псевдопластичність (тиксотропія): При механічному зусиллі (перемішування, струшування) соус стає рідким і легко тече; у стані спокою в'язкість миттєво зростає — соус утримує форму і не розтікається.
Термостабільність та кислотостійкість: Зберігає структуру від −18°C до +100°C і при pH 2.0–8.0, на відміну від крохмалю або желатину.
Запобігання синерезису: Затримує вільну воду, запобігаючи розшаруванню соусів, майонезів та емульсій на масляну та водну фази.

📊 ТАБЛИЦЯ ДОЗУВАННЯ КСАНТАНОВОЇ КАМЕДІ:

Концентрація	На 100 мл / 1 л	Консистенція	Застосування
0.1%	0.1 г / 1.0 г	Легке утримання завислих часток	Запобігання осаду в соках, легкі вінегрети
0.2–0.3%	0.2–0.3 г / 2–3 г	Оксамитовий соус середньої густини	Бульйони, концентровані соки, винні соуси
0.5%	0.5 г / 5.0 г	Густий соус типу майонезу або кетчупу	Стабільні овочеві та фруктові кулі, диспенсери
0.8–1.0%	0.8–1.0 г / 8–10 г	Щільне густе гель-пюре	Термостійкі гелі, емульсії для декору тарілок

ФОРМУЛИ:

M_{ксантан} = M_соус × C_% / 100

Комбінований загусник (Ксантан + Коньякова камедь/Гуар 1:1):

M_суміш = M_{ксантан} / 2

M_соус — маса або об'єм рідкого соусу/основи (г або мл)
C_% — обраний відсоток густини (0.1–1.0%)
M_{ксантан} — маса порошку ксантанової камеді (г)
M_суміш — маса кожного компонента при синергетичному поєднанні (г); синергетичний ефект: міцний термонеоборотний гель при сумарному дозуванні −50%

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР КСАНТАНУ

M_соус — маса соусу/основи (г або мл)

C_% — бажана концентрація (%)

Тип загусника

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Критична точність ваги: Робочі дозування ксантану обчислюються в десятих частках грама. Звичайні кухонні ваги (точність 1 г) не придатні. Необхідні ювелірні/лабораторні ваги з точністю 0.01 г.
Ризик утворення грудок («риб'ячих очей»): При простому засипанні ксантану у воду він негайно утворює непроникні грудки. Вводити тонким струменем при високошвидкісному збиванні блендером або попередньо змішувати з іншими сухими компонентами (цукор, сіль, спеції) чи олією.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зважте необхідну кількість рідкої основи соусу.
Крок 2: Відважте точну масу ксантанової камеді на ювелірних вагах (точність 0.01 г).
Крок 3: Занурте блендер у рідину, утворіть глибоку воронку та поступово засипте ксантанову камедь безпосередньо у вир.
Крок 4: Збивайте на високих обертах протягом 60–90 секунд для повної гідратації полімеру.
Крок 5: Дайте соусу постояти 5–10 хвилин — в'язкість остаточно стабілізується. Якщо утворилися бульбашки повітря, пропустіть соус через дрібне сито або вакуумуйте.

Практичний приклад (томатна сальса, 0.3%):
Є 450 г свіжовіджатого томатного розчину/процідженої сальси.
M_{ксантан} = 450 г × 0.3 / 100 = 1.35 г ксантанової камеді
Відважити на ювелірних вагах 1.35 г і ввести у 450 г соусу за допомогою блендера. ✓

1.6 Бджільництво та переробка продуктів бджільництва

🍯 Приготування цукрових сиропів для підгодівлі бджіл

Призначення: Розрахунок необхідної маси цукру та об'єму води для приготування цукрового сиропу концентрацій 1:1, 1.5:1, 2:1 з урахуванням об'ємного розширення розчину. Застосовується для стимулювальної (весняної) та поповнювальної (осінньої) підгодівлі бджолиних сімей.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Цукровий сироп є основним замінником натурального меду під час підгодівлі бджіл. При розчиненні цукру у воді відбувається прирощення об'єму розчину: 1 кг цукру збільшує об'єм сиропу на 0.62 л. Концентрація 1:1 (50%) — стимулює матку до яйцекладки навесні; концентрація 1.5:1 (60%) — поповнення запасів; концентрація 2:1 (66.7%) — осіння загодівля на зиму. Густина при 2:1 ≈ 1.33 кг/л, при 1:1 ≈ 1.23 кг/л.

📊 ТАБЛИЦЯ СПІВВІДНОШЕНЬ ТА ВИХОДУ ЦУКРОВОГО СИРОПУ:

Концентрація (Цукор:Вода)	Масова частка цукру	Вихід сиропу з 1 кг цукру	Призначення
1 : 1	50.0%	1.62 л	Весняна стимулювальна
1.5 : 1	60.0%	1.93 л	Поповнення запасів
2 : 1	66.7%	2.24 л	Осіння загодівля на зиму

ФОРМУЛИ:

V_сир = V_вод + (M_цукр × 0.62)

M_цукр = V_баж × C_частка / (0.62 × C_частка + (1 − C_частка))

V_сир — підсумковий об'єм готового сиропу (л)
V_вод — об'єм води (л)
M_цукр — маса цукру-піску (кг)
V_баж — бажаний об'єм готового сиропу (л)
C_частка — частка цукру в розчині (від 0 до 1); C_частка = C_цукр/100
0.62 — коефіцієнт приросту об'єму при розчиненні 1 кг цукру (л/кг)
Спрощені коефіцієнти на 1 л готового сиропу: 1:1 → 0.617 кг цукру + 0.617 л води; 1.5:1 → 0.777 кг + 0.518 л; 2:1 → 0.893 кг + 0.446 л

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР — бажаний об'єм сиропу

V_баж — бажаний об'єм сиропу (л)

Концентрація сиропу

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Запобігання карамелізації: Не доводьте сироп до кипіння та не кип'ятіть його. Підгорання цукру спричиняє утворення оксиметилфурфуролу (ОМФ) — отруйної для бджіл речовини, що призводить до токсичного нозематозу та масової загибелі сімей взимку.
Термічна безпека: Не роздавайте бджолам гарячий сироп. Температура скармлювання: +25...+30°C.
Запобігання злодійству: Підгодівлю проводити виключно у вечірній час після закінчення льоту бджіл, уникаючи проливання сиропу біля вуликів.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Визначте мету підгодівлі (стимуляція чи осіння загодівля) та оберіть співвідношення (1:1, 1.5:1 чи 2:1).
Крок 2: Введіть бажаний об'єм у калькулятор, обчисліть масу цукру та об'єм води.
Крок 3: Підігрійте питну воду до +70...+80°C у ємності для змішування (не на відкритому вогні під час засипання цукру).
Крок 4: Поступово засипайте розраховану масу цукру, ретельно перемішуючи до повного розчинення кристалів.
Крок 5: Охолодіть сироп до +25...+30°C.
Крок 6: Розлийте в годівниці необхідними порціями у вечірній час.

Практичний приклад: Приготувати 50 л сиропу концентрації 2:1 (66.7%):
M_цукр = 50 × 0.893 = 44.65 кг цукру
V_вод = 50 × 0.446 = 22.3 л води
Перевірка: V_сир = 22.3 + (44.65 × 0.62) = 22.3 + 27.68 ≈ 50 л ✓

🍞 Приготування канді та додавання препаратів

Призначення: Розрахунок співвідношення цукрової пудри, натурального меду (або інвертного сиропу), води та лікувально-профілактичних препаратів для виготовлення цукрово-медового тіста (канді) для ранньовесняної підгодівлі бджіл і профілактики хвороб (нозематозу, вароатозу).

Сутність та фізико-хімічний зміст: Канді — пластична пастоподібна маса з дрібнокристалічної цукрової пудри та рідкого зв'язувача (меду або інвертованого сиропу). На відміну від сиропу, канді не збуджує бджіл до вильоту в холодну погоду і не підвищує вологість у гнізді. Класична рецептура: співвідношення 4:1 (80% пудри та 20% меду) з можливим додаванням до 10 мл/кг рідких препаратів. Розмір часточок пудри — менше 0.2 мм (≤ 30 мікрон).

ФОРМУЛИ:

M_пудр = M_канді × 0.80

M_мед = M_канді × 0.19

V_преп = M_канді × 10 мл/кг

D_заг = M_канді × N_преп

M_канді — загальна маса готового канді (кг)
M_пудр — маса тонкодисперсної цукрової пудри (кг)
M_мед — маса рідкого знезараженого меду або інвертного сиропу (кг)
V_преп — об'єм доданої рідини (вода + препарат) (мл)
N_преп — норма внесення препарату на 1 кг канді (мл/кг або г/кг за інструкцією)
D_заг — сумарна кількість препарату на всю партію (мл або г)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_канді — загальна маса канді (кг)

N_преп — норма препарату (мл/кг або 0 якщо без)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Епізоотична безпека: Не використовуйте мед з невідомих пасік чи від хворих сімей. Мед може містити спори американського або європейського гнильця (Paenibacillus larvae). Вживайте лише мед зі своєї здорової пасіки або знезаражений інвертний сироп.
Дозування препаратів: Суворо дотримуйтесь інструкції до ветеринарних препаратів. Передозування антибіотиків чи тимолу токсичне для бджіл і призводить до потрапляння залишків ліків у товарний мед.
Нагрів меду: Підігрівати мед не вище +45°C, щоб зберегти ферменти та уникнути утворення ОМФ.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Просійте цукрову пудру через дрібне сито для видалення грудок.
Крок 2: Підігрійте мед на водяній бані до +35...+40°C (не вище +45°C).
Крок 3: Розчиніть розраховану дозу препарату в теплій воді (+35°C).
Крок 4: Змішайте теплий мед із водним розчином препарату.
Крок 5: Влийте рідку суміш у цукрову пудру і вимішуйте до однорідного гумоподібного стану.
Крок 6: Розфасуйте у поліетиленові пакети по 0.5–1.0 кг, зробіть надрізи та розкладіть на рамки над клубом бджіл.

Практичний приклад: Приготувати 10 кг канді з препаратом від нозематозу (N_преп = 2 мл/кг):
M_пудр = 10 × 0.80 = 8.0 кг цукрової пудри
M_мед = 10 × 0.19 = 1.9 кг рідкого меду
D_заг = 10 × 2 = 20 мл препарату; вода = 100 − 20 = 80 мл

🌿 Спиртові та масляні витяжки прополісу

Призначення: Розрахунок маси очищеного прополісу та об'єму екстрагенту (етилового спирту або рослинної олії) для приготування екстрактів заданої масової концентрації (10%, 20%, 30%) для ветеринарного та медичного застосування.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Прополіс складається зі смол і бальзамів (50–55%), воску (30%), ефірних олій (10%) та пилку (5%). Спиртова витяжка (оптимум — 70% об. етанол): розчиняє бактерицидні флавоноїди та фенолокислоти; спирт 96% розчиняє більше воску, ускладнюючи фільтрацію. Масляна витяжка: застосовується там, де спирт протипоказаний; отримують термоекстракцією на водяній бані при +70...+80°C. Розрахунок ведуть за масово-об'ємним співвідношенням (w/v). Середня густина прополісу ≈ 1.12 г/см³.

📊 ПРОПОРЦІЇ ДЛЯ ПРИГОТУВАННЯ НАСТОЯНОК ПРОПОЛІСУ (на 1000 мл):

Концентрація	Маса прополісу	Об'єм спирту 70%	Очікуваний вихід
10%	100 г	900 мл	~930 мл
20%	200 г	800 мл	~850 мл
30%	300 г	700 мл	~770 мл

ФОРМУЛИ:

M_проп = V_баж × C_проп / 100

V_екстр = 1000 мл − (10 × C_проп) (спрощена формула)

C_проп — бажана концентрація настоянки (10%, 20% або 30%)
M_проп — маса подрібненого прополісу (г)
V_екстр — об'єм розчинника (спирту 70% або олії) (мл)
V_баж — підсумковий об'єм готового екстракту (мл)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_баж — бажаний об'єм настоянки (мл)

C_проп — концентрація (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Пожежна безпека: Спирт 70% та його пари легкозаймисті. Категорично заборонено нагрівати спиртові суміші на відкритому вогні. Масляні витяжки готувати виключно на водяній бані з електричним підігрівом.
Термічна деструкція: Під час приготування масляного екстракту не нагрівайте олію вище +80°C — руйнуються біологічно активні сполуки (корична кислота та феноли).

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Помістіть прополіс у морозильну камеру на 2–3 год (при −10...−15°C він стає крихким).
Крок 2: Подрібніть заморожений прополіс до фракції 2–4 мм.
Крок 3: Зважте M_проп та відміряйте V_екстр.
Крок 4 (спиртова): Залийте прополіс спиртом у темній скляній ємності, настоюйте 10–14 днів при кімнатній T°, щодня струшуючи 3–4 рази.
Крок 5 (масляна): Змішайте з олією та витримайте на водяній бані при +70...+75°C протягом 30–45 хвилин, постійно помішуючи.
Крок 6: Охолодіть та профільтруйте через 4 шари марлі. Зберігайте у темному склі.

Практичний приклад: Приготувати 500 мл 20% настоянки на 70% спирті:
M_проп = 500 × 20/100 = 100 г прополісу
V_екстр = 500 − (100 × 0.8) = 420 мл спирту 70%

🕯️ Воскові свічки та захисні мастики з бджолиного воску

Призначення: Розрахунок маси бджолиного воску для свічкових форм та пропорцій складових (воск + олія + скіпидар) для виготовлення захисних просочень та мастик для деревини і шкіри.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Бджолиний віск — складна органічна сполука (ефіри жирних кислот та одноатомних спиртів), температура плавлення +62...+65°C, густина 0.95–0.96 г/см³. Чистий віск після застигання утворює крихке покриття; для захисних мастик його змішують з оліями (льняною, тунговою) та скіпидаром. При переході з рідкого стану в твердий віск дає усадку 0.9–1.5%.
Тверда мастика (меблі/підлога): 40% воску : 40% олії : 20% скіпидару.
Універсальний бальзам: 30% воску : 50% олії : 20% скіпидару.
М'який масляний віск: 20% воску : 80% олії.

📊 ПРОПОРЦІЇ СКЛАДНИКІВ ДЛЯ ВОСКОВИХ МАСТИК:

Тип мастики	Віск	Олія (льняна)	Скіпидар	Властивості
Тверда (підлога/меблі)	40%	40%	20%	Глянець, зносостійкість
Універсальний бальзам	30%	50%	20%	Водовідштовхувальне просочення
М'який масляний віск	20%	80%	0%	Глибоке просочення дерева

ФОРМУЛИ:

M_{віск.св} = V_форми × 0.96 (для свічок)

M_віск = M_{заг.маст} × P_віск / 100

M_олія = M_{заг.маст} × P_олія / 100

M_скіп = M_{заг.маст} × P_скіп / 100

V_форми — внутрішній об'єм свічкової форми (мл)
0.96 — густина розплавленого бджолиного воску (г/мл)
M_{заг.маст} — загальна маса мастики (г)
P_віск, P_олія, P_скіп — відсотковий вміст відповідних компонентів (%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Режим розрахунку

V_форми — об'єм форми (мл)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Пожежна безпека (ЗАЙМАННЯ ВОСКУ ТА СКІПИДАРУ): Температура спалаху парів воску +245°C, скіпидару — +34°C. Плавити віск і додавати скіпидар виключно на водяній бані. Категорично заборонено гасити палаючий віск водою (вибухоподібний викид вогню).
Захист органів дихання: Додавання скіпидару проводити у вентильованому приміщенні або під витяжкою, щоб уникнути отруєння леткими терпенами.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Подрібніть бджолиний віск для прискорення плавлення.
Крок 2: Підготуйте водяну баню (ємність з воском у каструлі з водою).
Крок 3: Нагрійте віск до повного розплавлення (+70...+75°C).
Крок 4 (мастика): Влийте підігріту льняну олію в розплавлений віск, ретельно перемішайте.
Крок 5 (мастика): Зніміть з водяної бані, охолодіть до +50...+55°C і лише потім тонкою цівкою влийте скіпидар, постійно помішуючи.
Крок 6 (свічка): Залийте чистий розплавлений віск при +70...+75°C у підігріту форму з ґнотом, залиште до повного застигання.

Практичний приклад 1 (свічка): Форма 150 мл:
M_{віск.св} = 150 × 0.96 = 144 г воску
Практичний приклад 2 (мастика): 500 г універсального бальзаму (30:50:20):
M_віск = 500 × 0.30 = 150 г | M_олія = 500 × 0.50 = 250 г | M_скіп = 500 × 0.20 = 100 г

🌱

Сад, город, природа та тваринництво

Агрохімія · Басейни · Акваріум · Грибництво · Птахівництво · Насіння

2.1 Агрохімія: сад і город

🌿 Перерахунок дозувань отрутохімікатів (г/га → г на 10 л)

Призначення: Перерахунок промислових норм внесення пестицидів (г/га або кг/га) у локальну дозу для приготування робочого розчину в ранцевому обприскувачі (стандартно 10 л).

Суть: Промислові норми розраховані на тракторні обприскувачі з нормою виливу 200–400 л/га. Для приватного сектору норма виливу на 100 м² (1 сотку) становить у середньому 10 л. Прив'язка через площу або еталонний об'єм виливу.

ФОРМУЛА:

M_{препарату} = N_га × V_бак / V_вилив

M_{препарату} — маса або об'єм препарату на бак (г або мл)
N_га — норма внесення на 1 га (г/га або мл/га; для кг/га × 1000)
V_бак — об'єм бака обприскувача (л, стандартно 10 л)
V_вилив — норма витрати робочого розчину на 1 га (л/га; 200–300 для поля, 800–1000 для саду)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

N_га — норма на га (г/га або мл/га)

V_бак — об'єм бака (л)

V_вилив — витрата на га (л/га)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Захист: Працюйте в респіраторі (клас FFP2/FFP3), захисних окулярах та гумових рукавичках.
Передозування: Перевищення концентрації спричиняє фітотоксичність (опіки листя) та накопичення пестицидів у плодах.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Знайдіть в інструкції норму витрати препарату (N_га) та норму виливу робочої рідини (V_вилив).
Крок 2: Розрахуйте масу/об'єм препарату на бак за формулою.
Крок 3: Розчиніть препарат у 1–2 л теплої води (маточний розчин), потім вилийте у бак та доведіть до потрібного об'єму.

Приклад (фунгіцид 300 г/га, V_вилив=300 л/га, бак 10 л):
M_{препарату} = 300 × 10 / 300 = 10 г на 10 л води

🧪 Концентрація робочого розчину (% або мл/л)

Призначення: Обчислення об'єму препарату для отримання робочого розчину заданої відсоткової концентрації або концентрації у мл/л.

Суть: Засновано на визначенні масової чи об'ємної частки розчиненої речовини в загальному об'ємі розчину. Використовується, коли інструкція вимагає точної концентрації (наприклад, 0.2% розчин для замочування насіння).

ФОРМУЛИ:

Для концентрації в %: V_преп = V_розч × C_% / 100

Для концентрації в мл/л: V_преп = V_розч × C_мл/л

V_преп — об'єм концентрованого препарату (мл)
V_розч — загальний об'єм робочого розчину (мл або л)
C_% — цільова концентрація (%)
C_мл/л — цільова концентрація (мл/л)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Режим розрахунку

V_розч — об'єм розчину (мл)

Концентрація (% або мл/л)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Увага: Враховуйте концентрацію діючої речовини (д.р.) — якщо у формуляції вказано вміст д.р., а не готовий препарат, перераховуйте відповідно.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Визначте потрібний об'єм готового розчину.
Крок 2: Обчисліть об'єм препарату за формулою.
Крок 3: Відміряйте препарат медичним шприцом і змішайте з потрібним об'ємом води.

Приклад (8000 мл розчину, 0.15% інсектицид):
V_преп = 8000 × 0.15 / 100 = 12 мл

🫗 Бордоська рідина: мідний купорос + негашене вапно (1%)

Призначення: Розрахунок маси компонентів для приготування 10 л 1% нейтрального (слаболужного) розчину бордоської рідини — класичного садового фунгіциду.

Суть: При змішуванні CuSO₄·5H₂O та Ca(OH)₂ (з негашеного вапна CaO) утворюються основні сульфати міді. Кислий купорос має бути повністю нейтралізований вапном — надлишок купоросу спричиняє опіки рослин, надлишок вапна знижує адгезію та ефективність.

РЕАКЦІЯ ТА НОРМИ (на 10 л 1% розчину):

CuSO₄ + Ca(OH)₂ → Cu(OH)₂·CuSO₄↓ + CaSO₄

M_{купорос} = 100 г

M_{CaO (негашене)} = 100–150 г або M_{Ca(OH)₂ (пушонка)} = 140–180 г

Рекомендований pH готового розчину: 7.0–7.5 (перевірити лакмусовим папером або залізним цвяхом — не повинно бути червоного нальоту міді)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР (масштабування об'єму)

Потрібний об'єм (л)

Тип вапна

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Екзотермічна реакція: Гасіння вапна супроводжується кипінням і виділенням великої кількості тепла. Використовуйте тільки термостійкий або емальований/пластиковий посуд (НЕ залізний чи цинковий!).
Порядок змішування: Завжди вливайте тонкою цівкою розчин мідного купоросу у вапняне молоко, а не навпаки.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Розчиніть 100 г мідного купоросу у 5 л теплої води в неметалевому посуді.
Крок 2: В іншій ємності погасіть 120 г вапна CaO в невеликій кількості води, доведіть об'єм вапняного молока до 5 л.
Крок 3: Повільно влийте розчин мідного купоросу у вапняне молоко, постійно перемішуючи.
Крок 4: Перевірте pH лакмусовим папером (7.0–7.5) або залізним цвяхом (без червоного нальоту). Використовуйте протягом 4–5 годин після приготування.

🧫 Бургундська рідина: мідний купорос + кальцинована сода

Призначення: Розрахунок співвідношення мідного купоросу та кальцинованої соди (Na₂CO₃) для мідьвмісного фунгіциду без осаду вапна (не засмічує форсунки обприскувача).

Суть: При реакції CuSO₄ з Na₂CO₃ утворюється основний карбонат міді (малахіт) та сульфат натрію. На відміну від бордоської рідини, осад CaSO₄ не утворюється.

РЕАКЦІЯ ТА НОРМИ (на 10 л):

2CuSO₄ + 2Na₂CO₃ + H₂O → Cu₂CO₃(OH)₂↓ + 2Na₂SO₄ + CO₂↑

M_{купорос} = 100 г
M_{Na₂CO₃ (кальцинована сода)} = 100 г або M_{NaHCO₃ (харчова)} = 130 г
M_мило = 40–50 г (господарське або рідке — як прилипач)

⚠️ Техніка безпеки

Виділення CO₂: Змішування супроводжується піноутворенням через виділення вуглекислого газу. Готуйте у ємності об'ємом щонайменше вдвічі більшим за об'єм розчину.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Розчиніть 100 г мідного купоросу у 5 л теплої води.
Крок 2: В окремих 5 л води розчиніть 100 г соди та 40 г мила.
Крок 3: Повільно влийте розчин мідного купоросу у розчин соди, перемішуючи до припинення виділення бульбашок.

🔬 Сумісність у бакових сумішах

Призначення: Методика оцінки фізико-хімічної сумісності кількох препаратів (пестицидів, добрив, стимуляторів) в одному баку.

Суть: При змішуванні несумісних компонентів можуть відбуватися небажані реакції: нейтралізація діючих речовин, випадання осаду, виділення газів, розшарування або різка зміна pH.
Правило pH: Не змішувати лужні препарати (бордоська рідина, вапно) з фосфорорганічними сполуками, піретроїдами та кислотними добривами.
Правило солей: Кальцієві добрива Ca(NO₃)₂ несумісні з сульфатами (MgSO₄, K₂SO₄) та фосфатами.

ПОРЯДОК ВНЕСЕННЯ У БАК:

1. WDG / SP (водорозчинні гранули/порошки)
2. SC / KS (суспензійні концентрати)
3. EC / КЕ (концентрати емульсій)
4. ВАР / ВР (водні розчини)
5. Мікродобрива та стимулятори

Проба на сумісність (на 1 л): M_тест = M_преп / 10 (зменшена доза пропорційно до об'єму). Зачекайте 30 хв. Якщо осад відсутній — суміш придатна.

⚠️ Техніка безпеки

Якщо при змішуванні розчин нагрівається, згортається, випадає пластівцями або утворює осад — суміш застосовувати категорично заборонено.

⚗️ Розрахунок NPK з мінеральних солей

Призначення: Обчислення маси простих мінеральних солей для досягнення необхідного співвідношення та концентрації N, P₂O₅, K₂O у підживлювальному розчині.

Суть: Добрива містять елементи у вигляді масових часток (%). Аміачна селітра — 34% N, суперфосфат — 20% P₂O₅, сульфат калію — 50% K₂O.

ФОРМУЛА:

M_солі = M_{елемента_ціль} × 100 / C_солі

M_солі — маса добрива для зважування (г)
M_{елемента_ціль} — необхідна маса чистого N, P₂O₅ або K₂O у розчині (г)
C_солі — вміст діючої речовини у добриві (%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР NPK

Потрібна маса елемента (г)

Вміст д.р. у добриві (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

Приклад (34 г N через аміачну селітру 34%):
M_{селітра} = 34 × 100 / 34 = 100 г

🫧 Підкислення ґрунту: сірка та алюмінієві квасці

Призначення: Обчислення маси колоїдної/меленої сірки або алюмінієво-калієвих квасців KAl(SO₄)₂·12H₂O для зниження pH ґрунту до 3.5–4.5 (під лохину, рододендрони, гортензії).

Суть: Сірка — повільно окислюється ґрунтовими бактеріями до H₂SO₄ (процес 3–6 місяців). Алюмінієві квасці — гідролізуються миттєво з виділенням іонів H⁺ та Al³⁺ (змінюють колір суцвіть гортензій на синій).

НОРМИ ВНЕСЕННЯ (на 1 м² для зниження pH на 1 одиницю):

Колоїдна сірка (S): 40–60 г/м² (піщаний ґрунт) або 80–100 г/м² (суглинок)
Алюмінієві квасці: 15–30 г на 5 л води під кущ кожні 2–3 тижні

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР (мелена сірка)

Площа (м²)

На скільки одиниць знизити pH

Тип ґрунту

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Увага: Надлишок алюмінію при pH < 4.0 є токсичним для коріння більшості рослин. Не перевищуйте дозування квасців!

Приклад (суглинок 3 м², знизити pH на 2 одиниці):
M_сірка = 90 г/м²/од. × 2 × 3 м² = 540 г

📡 Калькулятор EC/TDS та солоності поживного розчину

Призначення: Перерахунок електропровідності (EC, mS/cm) у сумарний вміст розчинених солей (TDS, ppm) та визначення концентрації розчину для гідропоніки й крапельного поливу.

Суть: Електропровідність розчину прямо пропорційна концентрації іонів. Коефіцієнт конверсії залежить від шкали приладу: USA 0.5, EU 0.64, Australia 0.7.

ФОРМУЛИ:

TDS (ppm) = EC (mS/cm) × 1000 × K_conv

Концентрація (г/л) = TDS (ppm) / 1000

EC — електропровідність (mS/cm)
K_conv — коефіцієнт конверсії (0.64 EU, 0.5 USA, 0.7 AU)
TDS — загальна кількість розчинених солей (мг/л)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

EC (mS/cm)

Шкала конверсії

Об'єм розчину (л)

РЕЗУЛЬТАТ:

Приклад (EC=2.0 mS/cm, K=0.64, V=100 л):
TDS = 2.0 × 1000 × 0.64 = 1280 ppm
Маса солей на 100 л = 1280 × 100 = 128 000 мг = 128 г

2.2 Басейни та штучні водойми

💧 Шокове хлорування басейну

Призначення: Обчислення маси гранул хлору (дихлорізоціанурату натрію або гіпохлориту кальцію) для дезінфекції басейну.

Суть: При шоковому хлоруванні вміст вільного хлору піднімають до 3–5 мг/л (ppm), щоб знищити бактерії, хлораміни та водорості. Стандартний препарат «швидкого хлору» містить ≈ 56% активного хлору.

ФОРМУЛА:

M_хлор = V_басейн × (C_ціль − C_{поточна}) / (A_хлор × 10)

M_хлор — маса гранул хлору (г)
V_басейн — об'єм води (м³)
C_ціль — цільова концентрація вільного хлору (ppm, для шоку зазвичай 5 г/м³)
C_{поточна} — поточний рівень хлору (ppm)
A_хлор — частка активного хлору у препараті (десятковий, напр. 0.56)
Спрощена норма: 15–20 г гранул 56% хлору на 1 м³ води

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_басейн (м³)

C_ціль (ppm)

C_{поточна} (ppm)

Активний хлор (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Купання заборонено: Після шокового хлорування купатися заборонено до падіння рівня вільного хлору нижче 1.5 мг/л (зазвичай 12–24 години).
Порядок розчинення: Спочатку налийте воду у відро, потім додайте гранули — не навпаки!

Приклад (25 м³, норма 20 г/м³):
M_хлор = 25 × 20 = 500 г

⚖️ Регулювання pH басейну (pH-мінус / pH-плюс)

Призначення: Обчислення маси pH-мінус (NaHSO₄) або pH-плюс (Na₂CO₃) для стабілізації pH у діапазоні 7.2–7.6.

Суть: При pH > 7.6 ефективність хлору падає на 70–80%, випадає вапняний осад, виникає подразнення очей. При pH < 7.2 — корозія металевих деталей басейну.

ФОРМУЛА:

M_{реагент} = V_басейн × ΔpH_кроки × N_pH

ΔpH_кроки — кількість кроків по 0.1 між фактичним та цільовим pH
N_pH — 10 г NaHSO₄ або 10 г Na₂CO₃ на 1 м³ на 0.1 одиниці pH

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_басейн (м³)

Фактичний pH

Цільовий pH

РЕЗУЛЬТАТ:

Приклад (40 м³, pH 7.9 → 7.3, 6 кроків):
M_{pH-мінус} = 40 × 6 × 10 = 2400 г = 2.4 кг
Вносити за 2–3 прийоми з інтервалом 3–4 год циркуляції.

🌊 Дозування альгіцидів та коагулянтів/флокулянтів

Призначення: Обчислення об'єму засобів проти водоростей та зв'язування дрібнодисперсної муті у воді басейну.

Суть: Альгіциди (четвертинні амонієві сполуки) руйнують клітинні стінки водоростей. Коагулянти (Al³⁺) нейтралізують негативний заряд зважених часток, змушуючи їх злипатися у пластівці для фільтрації.

НОРМИ:

Альгіцид (шокова обробка): 15–20 мл/м³
Альгіцид (профілактика щотижня): 5–10 мл/м³
Коагулянт (рідкий): 10–20 мл/м³

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_басейн (м³)

Альгіцид (мл/м³)

Коагулянт (мл/м³)

РЕЗУЛЬТАТ:

Приклад (30 м³, альгіцид 20 мл/м³, коагулянт 15 мл/м³):
V_{альгіцид} = 30 × 20 = 600 мл
V_{коагулянт} = 30 × 15 = 450 мл

🧂 Сіль для басейнів з хлоргенератором

Призначення: Обчислення маси чистої кухонної солі (NaCl) для забезпечення роботи установки електролізу (хлоргенератора).

Суть: У системі електролізу: 2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + Cl₂↑ + H₂↑. Більшість хлоргенераторів вимагають солоності 3.0–4.0 кг/м³.

ФОРМУЛА:

M_солі = V_басейн × (S_ціль − S_{фактична})

M_солі — маса солі (кг) | S_ціль — стандартно 3.5 кг/м³ | у свіжій воді S_{фактична} ≈ 0

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_басейн (м³)

S_ціль (кг/м³)

S_{фактична} (кг/м³)

РЕЗУЛЬТАТ:

Приклад (20 м³, нова вода, S_ціль=3.5 кг/м³):
M_солі = 20 × 3.5 = 70 кг (чистота не менше 99.8%, без йоду!)

2.3 Акваріумістика

🐠 Карбонатна та загальна твердість (KH, GH)

Призначення: Перерахунок одиниць твердості між dGH/dKH, мг-екв/л та ppm CaCO₃.

Суть: GH — сумарна концентрація Ca²⁺ та Mg²⁺. KH — концентрація HCO₃⁻, яка визначає буферну ємність води (здатність утримувати pH від стрибків).

КОЕФІЦІЄНТИ:

1°dH = 0.357 мг-екв/л = 17.86 ppm CaCO₃
1 мг-екв/л = 2.804°dH

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Вхідна одиниця

Значення

РЕЗУЛЬТАТ:

Приклад (3.5 мг-екв/л → °dH):
GH = 3.5 × 2.804 = 9.81°dH

🔄 Змішування водопровідної води та осмосу

Призначення: Обчислення пропорцій змішування жорсткої водопровідної та знесоленої RO-води для досягнення цільової твердості.

Суть: Вода зворотного осмосу має GH ≈ 0 та KH ≈ 0. Змішування базується на правилі хреста Мейєра (квадрат Пірсона).

ФОРМУЛИ:

V_{водопровід} = V_{акваріум} × H_ціль / H_{водопровід}

V_осмос = V_{акваріум} − V_{водопровід}

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Об'єм підміни (л)

H_{водопровід} (°dH)

H_ціль (°dH)

РЕЗУЛЬТАТ:

Приклад (40 л, H_вод=15°dH → H_ціль=6°dH):
V_{водопровід} = 40 × 6/15 = 16 л | V_осмос = 24 л

🌱 Дозування Макро (N, P, K) добрив у PPM (мг/л)

Призначення: Обчислення приросту концентрації елементів у мг/л (ppm) після внесення солей KNO₃, KH₂PO₄ в акваріум.

Суть: Для росту рослин підтримують співвідношення Редфілда N:P ≈ 10–15:1. KNO₃ містить ≈ 61.3% NO₃⁻; KH₂PO₄ містить ≈ 69.8% PO₄³⁻.

ФОРМУЛА:

ΔC_ppm = M_солі(г) × P_{елемента} / V_{акваріум(л)} × 1000

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Сіль → елемент

Маса солі (г)

Об'єм акваріума (л)

РЕЗУЛЬТАТ:

Приклад (0.5 г KNO₃, 100 л, NO₃):
ΔC = 0.5 × 0.613 / 100 × 1000 = 3.065 ppm

🧬 Безпечна доза сайдексу проти чорної бороди

Призначення: Обчислення дози 2.5% розчину глутарового альдегіду (Cidex / Сайдекс) для пригнічення червоних водоростей (чорна борода, в'єтнамка) без шкоди для риб та біофільтрації.

Суть: Глутаровий альдегід (C₅H₈O₂) є сильним альгіцидом. Перевищення дози викликає гіпоксію та загибель корисних бактерій-нітрифікаторів.

ДОЗУВАННЯ (2.5% розчин) ТА ФОРМУЛА:

Профілактика: 2–3 мл / 100 л | Лікування: 10–15 мл / 100 л | Максимум: 20–25 мл / 100 л (+ аерація!)

V_{сайдекс} = V_{акваріум} × D_норма / 100

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_{акваріум} (л)

Режим дозування

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Обов'язкова аерація: Глутаровий альдегід активно зв'язує розчинений кисень. Увімкніть компресор на максимум на весь час внесення!
Чутливі рослини: Валіснерія, кушир та мохи можуть загинути при дозах > 15 мл / 100 л.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Прочистіть фільтр та зберіть бруд із ґрунту.
Крок 2: Розрахуйте дозу на чистий (фактичний) об'єм води.
Крок 3: Вносьте вранці одразу після увімкнення світла, рівномірно по течії або точково шприцом на скупчення водоростей.

Приклад (150 л, лікування 15 мл/100л):
V_{сайдекс} = 150 × 15 / 100 = 22.5 мл

2.4 Грибництво, компостування та біогумус

🍄 Розрахунок вологості субстрату для гливи та печериць

Призначення: Визначення та регулювання відносної вологості (W) рослинної сировини (солома, тирса, лушпиння) для створення оптимального гідротермічного середовища розвитку міцелію.

Суть: Міцелій грибів на 90% складається з води та поглинає поживні речовини виключно у вигляді водних розчинів. Нестача вологи (<60%) сповільнює ріст гіфів, призводить до висихання субстрату та загибелі зародків плодових тіл (примордіїв). Надлишок вологи (>75%) заповнює повітряні пори, створюючи анаеробні (безкисневі) умови — закисання субстрату, розвиток бактеріозу та плісняви (триходерми).

ФОРМУЛИ:

W = (M_волог − M_сух) / M_волог × 100%

V_води = M_сух × (W_ціль/(100−W_ціль) − W_поч/(100−W_поч))

M_сух — маса сухої сировини (кг)
W_поч — початкова вологість повітряно-сухої сировини (зазвичай 10…12%)
W_ціль — необхідна робоча вологість субстрату (%)
V_води — необхідний об'єм/маса води для додавання (л або кг)

Оптимальна вологість: Глива — 65…70% | Печериця — 64…68% | Шиїтаке — 55…60%

Водопоглинання сировини:
Солома пшенична/ячмінна — W_поч 10…12%, макс. 2.5…3.0 л/кг, W_ціль 68…70%
Лушпиння соняшника — W_поч 8…10%, макс. 1.3…1.6 л/кг, W_ціль 63…65%
Тирса листяних (бук, дуб) — W_поч 12…15%, макс. 1.2…1.5 л/кг, W_ціль 60…63%
Костриця льону/коноплі — W_поч 10%, макс. 2.0…2.2 л/кг, W_ціль 65…68%

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_сух — маса сухої сировини (кг)

W_поч — початкова вологість (%)

W_ціль — цільова вологість (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Пастеризація: При термічній обробці субстрату (70…80°C протягом 8…12 годин) уникайте контакту з паром — ризик опіків!
Перезволоження: Надмірна вологість (>75%) створює анаеробне середовище, що призводить до закисання субстрату, бактеріозу та плісняви (триходерма). Завжди перевіряйте тестом стиснення.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зважте суху сировину (солому, тирсу або лушпиння) на вагах.
Крок 2: Визначте початкову вологість сировини (для повітряно-сухої — зазвичай 10…12%).
Крок 3: Оберіть цільову вологість згідно з видом гриба (глива 65–70%, печериця 64–68%, шиїтаке 55–60%).
Крок 4: Розрахуйте необхідний об'єм води за формулою або калькулятором.
Крок 5: Рівномірно змочіть сировину, перемішуючи кожні 15…20 хв протягом 6…12 годин замочування.
Крок 6: Перевірте вологість експрес-тестом: стисніть субстрат у кулаці — при 65…70% між пальцями мають з'являтися краплі води, але вона не повинна стікати цівкою.

Приклад (10 кг соломи, W_поч=10%, W_ціль=68%):
V_води = 10 × (68/(100−68) − 10/(100−10))
= 10 × (68/32 − 10/90) = 10 × (2.125 − 0.111) = 20.14 л
Загальна маса зволоженого субстрату: 10 + 20.14 = 30.14 кг

⚗️ Дозування гіпсу, крейди та вапна для регулювання pH субстрату

Призначення: Внесення мінеральних добавок для стабілізації кислотності (pH), покращення структури та збагачення субстрату кальцієм (Ca) і сіркою (S).

Суть: Міцелій у процесі життєдіяльності виділяє органічні кислоти, які закислюють середовище. Додавання карбонату та сульфату кальцію створює буферну систему, що утримує pH у безпечному діапазоні. Гіпс (CaSO₄·2H₂O) покращує структуру, запобігає злипанню, практично не змінює pH. Крейда (CaCO₃) м'яко підлужує субстрат до pH 7.2…7.5. Гашене вапно Ca(OH)₂ — сильний лужний агент для підняття pH до 10…12 при гарячій обробці, що знищує конкурентні гриби та бактерії.

ФОРМУЛА:

M_{добавки} = M_{сух.сировини} × Норма% / 100

M_{сух.сировини} — маса сухої сировини (кг)
Норма% — відсоток від сухої маси для обраного компонента

Норми внесення (% від сухої маси):
Гіпс (CaSO₄·2H₂O) — 2.0…3.0% (200…300 г на 10 кг) — аерація, Ca і S
Крейда (CaCO₃) — 1.0…2.0% (100…200 г на 10 кг) — pH 6.8…7.5
Гашене вапно Ca(OH)₂ — 1.0…1.5% (100…150 г на 10 кг) — лужна пастеризація

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_сух — маса сухої сировини (кг)

Компонент

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Гашене вапно Ca(OH)₂: Використовувати лише при гарячій гідротермічній обробці. Розчин з pH 10…12 — подразнює шкіру та очі, працювати в рукавичках.
Не плутати з негашеним вапном (CaO)! Негашене вапно бурхливо реагує з водою з виділенням тепла, може спричинити термічні та хімічні опіки.
Респіратор: При роботі з порошковими добавками (крейда, гіпс, вапно) використовуйте пиловий респіратор.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зважте суху сировину перед замочуванням.
Крок 2: Розрахуйте дозу добавки за калькулятором або таблицею норм.
Крок 3: Рівномірно розподіліть порошок по поверхні сировини перед зволоженням.
Крок 4: Ретельно перемішайте субстрат для рівномірного розподілу добавки.
Крок 5: Додайте воду та проведіть пастеризацію згідно з обраною технологією.

Приклад (10 кг сухої соломи, гіпс 2.5%):
M_гіпсу = 10 × 2.5 / 100 = 250 г
Додати 250 г гіпсу рівномірно до 10 кг сухої соломи перед зволоженням.

🌱 Розрахунок норми внесення міцелію

Призначення: Визначення оптимальної кількості посівного матеріалу (зернового або агарового міцелію) на масу готового зволоженого субстрату для інокуляції (посіву).

Суть: Швидкість обрастання субстрату прямо залежить від кількості точок росту. Чим швидше міцелій освоїть блок, тим менше шансів у патогенних мікроорганізмів (плесеней, бактерій) розвинутися в субстраті.

ФОРМУЛА:

M_{міцелію} = M_{звол.субстрату} × %_{внесення} / 100

M_{звол.субстрату} — маса зволоженого (готового) субстрату (кг)
%_{внесення} — норма внесення міцелію (%)

Норми зернового міцелію:
Глива (на соломі/лушпинні) — 3.0…5.0% від маси зволоженого субстрату
Печериця (на компості) — 0.5…0.7% від маси компосту
Шиїтаке / Енокі (на тирсі) — 3.0…7.0% від маси зволоженого субстрату

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_{субстрату} — маса зволоженого субстрату (кг)

Вид гриба (норма внесення)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Стерильність: Інокуляцію проводити при температурі субстрату не вище 28…30°C — вищі температури вбивають міцелій.
Гігієна: Працювати в чистих рукавичках, протерти поверхню спиртом 70%. Будь-яке контамінування (зелена або чорна пліснява) — утилізувати блок.
Зберігання міцелію: Зерновий міцелій зберігати при +2…+5°C. При кімнатній температурі він проростає в пакеті протягом 3…5 днів.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Переконайтесь, що субстрат пройшов пастеризацію та охолов до 25…28°C.
Крок 2: Зважте зволожений субстрат.
Крок 3: Розрахуйте дозу міцелію за формулою або калькулятором.
Крок 4: Розкришіть зерновий міцелій руками в чистих рукавичках, не допускаючи грудок.
Крок 5: Рівномірно перемішайте міцелій із субстратом пошарово (субстрат — міцелій — субстрат).
Крок 6: Щільно упакуйте в поліетиленові мішки з перфорацією (отвори ∅10 мм через 10…15 см).

Приклад (30 кг субстрату, глива 4%):
M_{міцелію} = 30 × 4 / 100 = 1.2 кг
Рівномірно внести 1.2 кг зернового міцелію на 30 кг субстрату.

♻️ Розрахунок співвідношення C:N для прискореного компостування

Призначення: Підбір та пропорціонування компонентів компостної купи (вуглецевовмісних «коричневих» та азотовмісних «зелених» матеріалів) для оптимізації термофільної ферментації.

Суть: Аеробні компостуючі бактерії та гриби використовують вуглець (C) як джерело енергії, а азот (N) — для синтезу білків і побудови нових клітин. Оптимальне C:N = 25:1…30:1. При C:N > 40:1 (перевага тирси, соломи) — процес різко уповільнюється, купа не розігрівається. При C:N < 15:1 (надлишок гною, сечовини) — азот виділяється у вигляді аміаку (NH₃) з їдким запахом.

ФОРМУЛА (для двох компонентів):

(C:N)_суміш = (M₁×C₁ + M₂×C₂) / (M₁×N₁ + M₂×N₂)

M₁, M₂ — маси компонентів (кг)
C₁, C₂ — вміст вуглецю в кожному компоненті (%)
N₁, N₂ — вміст азоту в кожному компоненті (%)

Таблиця C:N матеріалів:
Солома пшенична — C:N 80:1, N 0.6% (коричневі)
Тирса листяна — C:N 400…500:1, N 0.1% (коричневі)
Сухе листя — C:N 50…60:1, N 0.9% (коричневі)
Картон/Папір — C:N 350…400:1, N 0.2% (коричневі)
Скошена трава — C:N 15…20:1, N 2.5% (зелені)
Курячий послід — C:N 10…12:1, N 3.5…4.5% (зелені)
Гній ВРХ — C:N 20…25:1, N 1.5…2.0% (зелені)
Харчові відходи — C:N 15…20:1, N 2.0% (зелені)

Правило об'ємного змішування: 2–3 частини «коричневих» на 1 частину «зелених» ≈ C:N 30:1

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Компонент 1 (коричневий)

M₁ — маса компонента 1 (кг)

Компонент 2 (зелений)

M₂ — маса компонента 2 (кг)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Аміак (NH₃): При надлишку азотних компонентів (C:N < 15:1) виділяється їдкий аміак — працюйте на відкритому повітрі або у провітрюваному приміщенні.
Температура купи: У термофільній фазі (55…70°C) — не занурюйте руки без захисних рукавичок, ризик термічних опіків.
Біологічна небезпека: Свіжий курячий послід може містити сальмонелу та кишкову паличку — працювати в рукавичках, мити руки після роботи.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Визначте наявні матеріали та їх C:N за таблицею.
Крок 2: Зважте кожен компонент окремо.
Крок 3: Розрахуйте підсумковий C:N за формулою або калькулятором. Ціль — 25:1…30:1.
Крок 4: Подрібніть великі фракції (солому — до 5…10 см, гілки — до 2…3 см) для прискорення розкладання.
Крок 5: Пошарово укладіть купу: шар коричневих 15…20 см → шар зелених 5…10 см → повторити.
Крок 6: Зволожте купу до 50…60% вологості. Перевертайте купу кожні 5…7 днів.

Правило: 2–3 об'ємні частини «коричневих» на 1 частину «зелених» ≈ C:N 30:1. Купа має розігрітися до 55…65°C за 3…5 днів — це ознака правильної пропорції.

🪱 Норма доломітового борошна/попелу для розкислення компосту та вермикультури

Призначення: Нейтралізація надлишкової кислотності компостної маси та субстрату для дощових/каліфорнійських хробаків (Eisenia fetida).

Суть: На початкових стадіях розкладання органіки аеробні бактерії виділяють органічні кислоти (оцтову, молочну, масляну), що знижує pH до 4.5…5.5. Для аеробного компостування необхідний pH 6.5…8.0. Для вермикультури зниження pH < 6.0 є смертельним (білковий отруєння та «кислотний пронос» у червів). Доломітове борошно (CaCO₃·MgCO₃) — м'який розкислювач, збагачує Mg. Деревний попіл — швидкодіючий, багатий на K і P. Крейда (CaCO₃) — стандартний розкислювач.

ФОРМУЛА:

M_{розкислювача} = V_{компосту} × Норма (кг/м³)

V_{компосту} — об'єм компосту або субстрату (м³)
Норма — стандартна або підвищена (при pH < 5.0) доза (кг/м³)

Норми внесення на 1 м³:
Доломітове борошно — 2.0…3.0 кг/м³ (стандарт) | 4.0…5.0 кг/м³ (pH < 5.0)
Деревний попіл — 1.5…2.5 кг/м³ (стандарт) | 3.0…4.0 кг/м³ (pH < 5.0)
Крейда мелена — 1.5…2.0 кг/м³ (стандарт) | 3.0 кг/м³ (pH < 5.0)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V — об'єм компосту/субстрату (м³)

Розкислювач

Кислотність

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

🚨 НІКОЛИ не використовуйте негашене вапно (CaO) для вермикультури! Воно викликає важкі хімічні опіки та загибель червів!
Поступовість: Додавайте розкислювачі (доломітку або крейду) невеликими порціями за 1–2 тижні до заселення хробаків, ретельно перемішуючи та зволожуючи субстрат.
Респіратор: При розсипанні порошкових розкислювачів використовуйте пиловий респіратор.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Визначте об'єм компосту/субстрату (довжина × ширина × висота купи або ємності).
Крок 2: Визначте поточну кислотність pH-метром або лакмусовим папірцем.
Крок 3: Оберіть розкислювач та розрахуйте дозу за калькулятором.
Крок 4: Рівномірно розсипте розкислювач по поверхні та ретельно перемішайте.
Крок 5: Зволожте субстрат до 60…70% вологості та залиште на 1–2 тижні для стабілізації pH.
Крок 6: Повторно виміряйте pH перед заселенням червів — має бути 6.5…7.5.

Приклад (1 м³ компосту, доломітове борошно, стандарт):
M = 1 × 2.5 = 2.5 кг доломітового борошна
Рівномірно розподілити по об'єму, перемішати, зволожити.

2.5 Птахівництво, тваринництво та кормоприготування

🥚 Втрата маси яєць під час інкубації та контроль вологості

Призначення: Обчислення динаміки втрати маси інкубаційних яєць (курей, качок, гусей) за рахунок випаровування води для контролю розміру повітряної камери (пуги) та коригування відносної вологості в інкубаторі.

Суть: Яйце повинно втратити 11–13% (у середньому 12%) від початкової маси. Випаровування забезпечує правильний розвиток ембріона та формування пуги, необхідної для першого вдиху пташеняти.
Недостатня втрата маси (висока вологість): пуга занадто мала → пташеня «затоплюється» навколоплідною рідиною.
Надмірна втрата маси (низька вологість): пуга занадто велика → пташеня присихає до підшкаралупних оболонок.

ТАБЛИЦЯ РЕЖИМІВ ВОЛОГОСТІ ТА НОРМ ВТРАТИ МАСИ ЯЄЦЬ:

Вид птиці	Тривалість	Вологість 1/3	Вологість 2/3	Вивід	Норм. втрата
Курка	21 день	50–55%	40–45%	65–75%	11–12% (18-й день)
Качка (пекінська)	28 днів	55–60%	45–50%	70–80%	12–13% (25-й день)
Гуска	30 днів	55–60%	45–50%	75–85%	13–14% (27-й день)
Індочка (мускусна)	35 днів	55–60%	40–45%	75–80%	12–13% (31-й день)

ФОРМУЛИ:

1. L = (M_початк − M_поточ) / M_початк × 100

2. M_план = M_початк × (1 − L_норм × N / (100 × T_{контроль}))

L — фактична втрата маси (%) | M_початк — маса перед закладкою (г) | M_поточ — маса при зважуванні (г)
L_норм — цільова нормативна втрата маси (%) | N — поточний день інкубації | T_{контроль} — день контрольного зважування

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_початк (г)

M_поточ (г)

L_норм (%)

T_{контроль} (день)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

🚨 Температура охолодження: При охолодженні яєць водоплавної птиці (з 15-го дня) не допускайте перепаду температур нижче +20°C — температурний шок ембріона.
🚨 Перевірка гігрометрів: Некалібрований датчик вологості може мати похибку до 15–20%. Перевіряйте гігрометр психрометричним методом.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Промаркуйте та зважте контрольну партію яєць (10–20 шт.) перед закладкою з точністю до 0.1 г.
Крок 2: Визначте середньопочаткову масу M_початк.
Крок 3: На 6-й, 12-й та 18-й дні проводьте контрольні зважування тієї ж групи яєць.
Крок 4: Обчисліть фактичний відсоток втрати маси L.
Крок 5: Якщо L < 11% — відкрийте вентиляційні засувки або зменшіть дзеркало води. Якщо L > 13% — додайте воду в піддони.

Приклад (M_початк=60.0 г, M_поточ=54.0 г, L_норм=12%, 18-й день):
L = (60.0 − 54.0) / 60.0 × 100 = 10.0% (норма 12%) → завищена вологість, знизити на 3–5%
M_план = 60.0 × (1 − 12/100) = 52.8 г (яйце важить 54.0 г → важче за норму)

🧪 Дезінфекція інкубаторів та яєць (розрахунок розчинів)

Призначення: Розрахунок концентрації та об'єму дезінфікуючих розчинів (пероксид водню, Екоцид С, марганцівка) або об'єму реагентів для формальдегідної газації при обробці інкубаційних яєць та камер інкубатора.

Суть: На поверхні шкаралупи присутні тисячі мікроорганізмів (сальмонели, кишкова паличка, пліснява). При нагріванні в інкубаторі бактерії проникають через пори шкаралупи → загибель ембріона (тумак).

ТАБЛИЦЯ РЕЖИМІВ ДЕЗІНФЕКЦІЇ:

Засіб	Концентрація	Витрата	Спосіб обробки
H₂O₂ (пероксид водню)	3.0%	150–200 мл/м²	Занурення яєць 3–5 хв (+35°C) або обприскування
Екоцид С (потрійна сіль)	1.0%	300 мл/м²	Промивка та зрошення інкубатора, експозиція 30 хв
KMnO₄ (перманганат калію)	0.5%	—	Промивка яєць (+35...+38°C)
Пари формальдегіду (формалін + KMnO₄)	30 мл + 30 г / м³	15 мл води	Газація у герметичній камері 30 хв при +30°C

ФОРМУЛИ:

1. V_конц = V_розчин × C_потр / C_початк

2. V_води = V_розчин − V_конц

3. Газація: V_{формалін} = 30 × V_кам (мл); M_KMnO4 = 30 × V_кам (г)

V_конц — об'єм концентрату (мл) | V_розчин — необхідний об'єм робочого розчину (мл)
C_потр — робоча концентрація (%) | C_початк — концентрація вихідного концентрату (%)
V_кам — внутрішній об'єм інкубаційної камери (м³)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ДЕЗРОЗЧИНУ

V_розчин (мл)

C_потр (%)

C_початк (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

🚨 ФОРМАЛЬДЕГІД — канцероген! Газацію проводити виключно у протигазі (марка А або АВЕК) з примусовою витяжкою. Заборонено газацію на 2–5 дні інкубації (закладання органів ембріона).
🚨 Температура розчину для яєць має бути на +5...+8°C вищою за температуру яйця (~+35...+37°C). Занурення теплого яйця в холодний розчин → всмоктування розчину з бактеріями всередину!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Очистіть яйця від механічного бруду сухою щіткою.
Крок 2: Приготуйте розчин дезінфектанту з температурою +35...+37°C.
Крок 3: Обприскайте яйця дрібнокрапельним розпилом або занурте в сітці на 2–3 хв.
Крок 4: Просушіть яйця на повітрі (не витирати рушником — пошкодження кутикули).
Крок 5: Помістіть яйця в попередньо знезаражений інкубатор.

Приклад (1500 мл 3% H₂O₂ з 6% аптечного концентрату):
V_конц = 1500 × 3 / 6 = 750 мл 6% перекису + 750 мл води
Екоцид С 1%: 2000 × 1/100 = 20 г порошку на 2000 мл води

🌾 Протеїновий та енергетичний баланс корму (квадрат Пірсона)

Призначення: Розрахунок пропорцій змішування двох компонентів (зернова основа + білкова добавка) для отримання комбікорму з заданим відсотком сирого протеїну або обмінної енергії.

Суть: Потреба птиці у протеїні: бройлери старт (0–10 днів) — 22–23%; бройлери ріст (11–24 дні) — 20–21%; кури-несучки — 16.5–17.5%; свині на відгодівлі — 14–16%.

ВМІСТ ПРОТЕЇНУ В ОСНОВНИХ ІНГРЕДІЄНТАХ:

Компонент	СП (%)	ОЕ (ккал/100г)	Призначення
Кукурудза зерно	8.5%	335	Вуглеводнева основа (енергія)
Пшениця зерно	11.5%	290	Основний зерновий компонент
Ячмінь (без плівок)	11.0%	265	Зерновий компонент (свині/птиця)
Шрот соняшниковий	36.0–38.0%	210	Білкова добавка
Шрот соєвий (тестований)	44.0–46.0%	260	Високопротеїнова добавка
БМВД концентрат 10%	35.0–40.0%	200	Білково-вітамінний комплекс

МЕТОД КВАДРАТА ПІРСОНА:

P_A = |C_потр − C_B| (частки компонента А — низькобілкового)

P_B = |C_потр − C_A| (частки компонента B — високобілкового)

M_A = P_A / (P_A + P_B) × 100 (кг на 100 кг корму)

M_B = P_B / (P_A + P_B) × 100 (кг на 100 кг корму)

C_A — % протеїну в зерновій суміші | C_B — % протеїну у білковій добавці
C_потр — цільовий % протеїну в готовому комбікормі

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ПІРСОНА

C_A — протеїн зернової (%)

C_B — протеїн добавки (%)

C_потр — цільовий (%)

Загальна маса корму (кг)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

🚨 Сира соя — отрута! Заборонено використовувати сиру сою — містить інгібітор трипсину. Соя обов'язково має пройти термообробку (тостування).
🚨 Баланс амінокислот: Нестача метіоніну викликає розкльов (канібалізм) у птиці. Окрім СП перевіряйте вміст лізину та метіоніну.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Визначте вікову групу птиці/тварин та норму протеїну C_потр.
Крок 2: Визначте лабораторний або табличний вміст протеїну в наявних інгредієнтах.
Крок 3: Проведіть розрахунок методом Пірсона для визначення масових часток.
Крок 4: Відважте компоненти та проведіть ретельне ступенчате змішування (спочатку мікрокомпоненти з невеликою частиною зерна, потім із загальною масою).

Приклад (100 кг корму для несучок, С_A=10%, C_B=44%, C_потр=17%):
P_A = |17 − 44| = 27; P_B = |17 − 10| = 7; сума = 34
M_A = 27/34 × 100 = 79.4 кг зернової суміші
M_B = 7/34 × 100 = 20.6 кг соєвого шроту

💧 Дозування підкислювачів питної води для профілактики ЖКТ

Призначення: Обчислення об'єму органічних кислот (лимонна, яблучна, ортофосфорна, оцтова) для нормалізації pH питної води в напувалках птиці та кролів/свиней.

Суть: Водопровідна/свердловинна вода часто лужна (pH 7.5–8.5). Шкідливі бактерії (Salmonella, E. coli, Clostridium) активно розмножуються при pH > 6.0. Підкислення до pH 3.8–4.5: активує пепсиноген, знищує патогени, запобігає біоплівці в трубах ніпельного напування.

ТАБЛИЦЯ ДОЗУВАННЯ КИСЛОТ (на 10 л води, pH 4.0–4.5):

Вид кислоти	Форма	Доза / 10 л	Ефект
Лимонна кислота	Порошок	5.0–10.0 г	М'яке підкислення, стимуляція апетиту
Яблучна кислота / Оцет 9%	Рідина	20–30 мл	Профілактика кокцидіозу, покращення травлення
Ортофосфорна кислота 85%	Густа рідина	1.5–2.5 мл	Сильне підкислення + джерело фосфору
Комплексні підкислювачі	Концентрат	10–20 мл	Суміш мурашиної, пропіонової та сорбінової кислот

ФОРМУЛА:

V_{кислота} = V_бака × D_норм / 10

V_бака — загальний об'єм бака/системи напування (л) | D_норм — норма введення кислоти на 10 л (г або мл)
Цільовий pH води: 4.0–4.5

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ПІДКИСЛЕННЯ ВОДИ

V_бака (л)

D_норм на 10 л (г або мл)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

🚨 Концентровані кислоти: При роботі з 85% ортофосфорною або мурашиною кислотою — хімічно стійкі рукавички та захисні окуляри. Додавати кислоту у воду, а не навпаки!
🚨 Несумісність з вакцинами: Заборонено підкислену воду під час вакцинації через випоювання — кислота інактивує живі штами. Припиняють за 48 год до та 24 год після вакцинації.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Виміряйте вихідний pH води pH-метром або лакмусом.
Крок 2: Відважте/відміряйте розраховану кількість кислоти.
Крок 3: Розчиніть кислоту в 2–5 л води в окремому відрі.
Крок 4: Влийте маточний розчин у загальний бак та перемішайте.
Крок 5: Контроль pH (4.0–4.5). Подавайте птиці/тваринам.

Приклад (бак 200 л, лимонна кислота 8.0 г / 10 л):
V_{кислота} = 200 × 8.0 / 10 = 160 г сухої лимонної кислоти (розчинити у 2–3 л теплої води перед вливанням)

💊 Розрахунок внесення преміксів та ветеринарних препаратів

Призначення: Обчислення дозування вітамінно-мінеральних преміксів, БМВД, водорозчинних вітамінів та ветеринарних препаратів (антибіотиків, кокцидіостатиків) на масу корму або об'єм води.

Суть: Премікси — висококонцентровані суміші мікроелементів, вітамінів та амінокислот на наповнювачі (висівках). Вводяться у суворо нормованих відсотках: 1%, 2% або 5% від маси корму.

НОРМИ ВВЕДЕННЯ ДОБАВОК ТА ПРЕПАРАТІВ:

Препарат / Добавка	Норма на корм	Норма на воду	Спосіб
Вітамінний премікс (1%)	10 г/кг	—	Ступенчате змішування з сухим кормом
БМВД концентрат (10%)	100 г/кг	—	Замінює частину білково-зернової групи
Вітаміни водорозчинні (Чиктонік)	—	1.0–2.0 мл/л	Випоювання курсами 5–7 днів
Антибіотик (Енрофлоксацин 10%)	—	0.5 мл/л	Випоювання при інфекціях (3–5 днів)
Кокцидіостатик (Байкокс 2.5%)	—	1.0 мл/л	Випоювання 2 дні поспіль

ФОРМУЛИ:

1. M_{премікс} = M_корму × P_{премікс} / 100

2. V_ліки = V_води × D_доза

3. M_преп = N_погол × m_сер × D_кг / C_преп

M_корму — маса приготовлюваного корму (кг) | P_{премікс} — % введення за інструкцією
V_води — об'єм бака для випоювання (л) | D_доза — дозування на 1 л води (мл/л)
N_погол — кількість голів | m_сер — середня маса голови (кг) | D_кг — доза діючої речовини (мг/кг) | C_преп — концентрація діючої речовини (мг/мл)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ВЕТПРЕПАРАТІВ / ПРЕМІКСІВ

Режим розрахунку:

M_корму (кг)

P_{премікс} (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

🚨 Ступенчате змішування преміксів: Ніколи не висипайте 1 кг преміксу одразу в 100 кг зерна — нерівномірний розподіл → отруєння частини птиці! Спочатку 1 кг преміксу + 3 кг висівок → + 10 кг зерна → у загальну масу.
🚨 Каренція (період очікування): При випоюванні антибіотиків суворо дотримуйтесь термінів виведення препаратів перед забоєм (зазвичай 5–12 днів). М'ясо і яйця в цей період — заборонено!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зважте поголів'я або обчисліть добове споживання води/корму.
Крок 2: Проведіть точний розрахунок маси добавки / ліків за інструкцією виробника.
Крок 3: Ступенчате розведення (для сухих) або маточний розчин (для рідких).
Крок 4: Забезпечте вільний доступ до лікувального розчину або корму.
Крок 5: Зафіксуйте дату початку та закінчення курсу у журналі обліку.

Приклад (100 бройлерів, 0.8 кг/гол, Енрофлоксацин 10%, 10 мг/кг):
M_стадо = 100 × 0.8 = 80 кг; D_чиста = 80 × 10 = 800 мг = 0.8 г
V_преп = 800 мг / 100 мг/мл = 8 мл 10% Енрофлоксацину в 15 л води (100 × 150 мл/добу)

2.6 Зберігання та обробка насіннєвого матеріалу

🌱 Передпосівна дезінфекція (протруєння) та стимуляція насіння

Призначення: Обчислення точних масових та об'ємних концентрацій хімічних знезаражувальних реагентів (KMnO₄, H₂O₂, хімічні фунгіциди) та стимуляторів росту (бурштинова кислота C₄H₆O₄) для знешкодження патогенних мікроорганізмів і підвищення енергії проростання насіння.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Поверхня та внутрішня оболонка насіння часто інфіковані спорами грибків (фітофтороз, альтернаріоз, фузаріоз) та бактеріями.
1. Окислювальне знезараження:
— Перманганат калію (KMnO₄): Сильний окислювач. Руйнує білкові оболонки спори фітопатогенів за рахунок виділення атомарного кисню.
— Перекис водню (H₂O₂): Проникає в мікропори шкірки насінини, окислює інгібітори росту та пом'якшує щільну оболонку (скарифікація): 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑
2. Стимуляція метаболізму:
— Бурштинова кислота (C₄H₆O₄): Природний адаптоген та регулятор дихання клітин. Активує цикл Кребса у тканинах зародка, виводячи насіння зі стану спокою.

ТАБЛИЦЯ КОНЦЕНТРАЦІЙ ТА ЧАСОВИХ РЕЖИМІВ:

Реагент	Концентрація	Приготування (на 1 л)	Тривалість	Функція
KMnO₄	1.0%	10.0 г / 1 л	20 хв	Жорстке знезараження томатів, перцю, баклажанів
H₂O₂ (аптечний 3%)	3.0%	Без розведення	10–15 хв	Протруєння + прискорення проростання тугосхожого насіння
Бурштинова кислота	0.01–0.02%	0.1–0.2 г / 1 л	12–24 год	Стимуляція росту, замочування перед посівом
Металаксил / Флудіоксоніл	0.2% (за регламентом)	2.0 мл (г) / 1 л	30 хв (або суха маса)	Системне протруєння від кореневих гнилей

МАТЕМАТИЧНІ ФОРМУЛИ:

1. Маса сухого реагенту (KMnO₄ або бурштинова кислота):

M_{реагент} = V_{розчину} × C_% / 100 × 1000

2. Об'єм розведення 3% перекису до 1% розчину:

V_{стоковий} = V_{потрібний} × C_{цільова} / C_{початкова}

3. Норма витрати рідини для напівсухого протруєння:

V_рідина = M_{насіння_кг} × 10 мл/кг

V_{розчину} — необхідний об'єм робочого розчину (л)
C_% — задана масова концентрація реагенту (%)
M_{насіння_кг} — маса посівного матеріалу (кг)
C_{початкова} — початкова концентрація вихідного розчину (%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ПРОТРУЄННЯ

Тип розрахунку:

V_{розчину} — об'єм розчину (л)

C_% — концентрація (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Контроль часу обробки KMnO₄: Не перевищуйте час занурення в 1%-й перманганат калію понад 25 хвилин. При перевищенні експозиції окислювач спалить зародок усередині насінини, повністю знищивши схожість.
Ретельно промивайте насіння: Після протруєння в марганцівці або фунгіциді обов'язково промийте насіння в проточній чистій воді протягом 3–5 хвилин.
Захист: Працюйте в гумових рукавичках. Перманганат калію забарвлює шкіру в коричневий колір.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Помістіть насіння в тканинний або марлевий мішечок.
Крок 2: Занурте мішечок у 1%-й розчин перманганату калію на 20 хвилин або в 3%-й перекис водню на 10 хвилин.
Крок 3: Промийте насіння під струменем холодної проточної води.
Крок 4: Перенесіть мішечок у розчин бурштинової кислоти (0.02%) та витримайте від 12 до 18 годин при кімнатній температурі.
Крок 5: Підсушіть насіння на фільтрувальному папері до стану сипучості та висівайте у ґрунт.

Практичний приклад (500 мл 0.02% розчину бурштинової кислоти для моркви):
M_{кислота} = 0.5 л × 0.02 / 100 × 1000 = 0.1 г (1 аптечна таблетка 0.1 г)
Розчинити у 500 мл теплої води (+35...+40°C). Замочити насіння на 18 годин.

⚖️ Калібрування та сортування насіння за щільністю у сольових розчинах

Призначення: Розрахунок масової частки та концентрації кухонної солі (NaCl) або аміачної/калійної селітри (NH₄NO₃ / KNO₃) для створення розчинів заданої щільності з метою відокремлення неповноцінного, пустотілого та пошкодженого насіння шляхом спливання.

Сутність та фізико-хімічний зміст: При зануренні насіння в розчин солі діє закон Архімеда:
— Повноцінне (важке) насіння: ρ_{насіння} > ρ_{розчину} → тоне на дно (використовується для посіву)
— Пустотіле (легке) насіння: ρ_{насіння} < ρ_{розчину} → спливає (бракується)

ТАБЛИЦЯ ЩІЛЬНОСТІ РОЗЧИНІВ ДЛЯ РІЗНИХ КУЛЬТУР (NaCl):

Культура	Щільність (г/см³)	Конц. NaCl	Маса солі на 1 л
Огірки, кабачки, гарбуз	1.02–1.03	3–4%	30–40 г
Томати, баклажани, перець	1.03–1.05	5%	50 г
Капуста, редиска, морква	1.05–1.07	7%	70 г
Горох, квасоля, кукурудза	1.08–1.10	10–12%	100–120 г

МАТЕМАТИЧНІ ФОРМУЛИ:

1. Маса солі для приготування розчину заданої концентрації:

M_сіль = V_вода × C_% / (100 − C_%) × 1000

2. Відсоток виходу якісного насіння:

X_вихід = M_{важке_осад} / M_{загальна} × 100%

V_вода — об'єм води для калібрувальної ємності (л)
C_% — необхідна масова концентрація солі (%)
M_{важке_осад} — маса повноцінного насіння, що осело на дно (г)
M_{загальна} — початкова маса насіння до калібрування (г)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР КАЛІБРУВАННЯ

Тип розрахунку:

Об'єм води (л)

Концентрація NaCl (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Обов'язкове промивання від солі: Насіння, що осело на дно, містить концентрований сольовий розчин. Якщо не промити у чистій воді одразу після сортування, високий осмотичний тиск солі висмокче воду з зародка і викличе його загибель!
Температура води: Розчин повинен мати кімнатну температуру (+18...+20°C). У гарячій воді розчинність та щільність змінюються, а насіння може передчасно набухнути або втратити схожість.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Засипте відповідну кількість солі та розчиніть у воді кімнатної температури (+18...+20°C).
Крок 2: Всипте насіння у розчин і інтенсивно перемішуйте протягом 2–3 хвилин для видалення бульбашок повітря.
Крок 3: Дайте розчину відстоятися 5–7 хвилин.
Крок 4: Зніміть шумівкою все насіння, що спливло — утилізуйте.
Крок 5: Злийте розчин через дрібне сито, зберіть важке насіння та промийте у 3–4 змінах чистої проточної води.
Крок 6: Розкладіть промите насіння тонким шаром на суху тканину або папір для просушування.

Практичний приклад (100 г насіння томатів, 2 л 5% розчину NaCl):
M_сіль = 2 л × 50 г/л = 100 г солі. Після сортування: 85 г — якісне насіння, 15 г — брак.
X_вихід = 85 / 100 × 100 = 85%

🌡️ Оптимальні умови довготривалого зберігання насіння (Правила Гаррінгтона)

Призначення: Визначення та розрахунок оптимального температурно-вологісного режиму для уповільнення дихання зародка та збереження схожості насіння протягом 3–5 до 10+ років.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Насіння у стані спокою продовжує дихати:
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + Енергія (тепло)

Два емпіричні правила Гаррінгтона:
— Перше (вологість): У діапазоні 5–14% зменшення вологості насіння на кожний 1% подвоює термін його життєздатності.
— Друге (температура): У діапазоні 0–+50°C зниження температури на кожні 5°C подвоює термін життєздатності.
— Індекс Гаррінгтона: Сума відносної вологості повітря (%) та температури (°F) не повинна перевищувати 100 (для тривалого зберігання — не більше 80).

ТАБЛИЦЯ ОПТИМАЛЬНИХ ПАРАМЕТРІВ ЗБЕРІГАННЯ:

Група / Культура	Крит. вологість	Оптим. вологість	Температура	Термін схожості
Зернові та бобові (пшениця, кукурудза, горох)	14.5–15.0%	8–10%	+4...+10°C (або нижче 0°C)	5–10 років
Овочеві пасльонові (томати, перець, баклажани)	13.0%	6–7%	+2...+5°C	4–8 років
Зонтичні та цибулеві (морква, петрушка, цибуля)	11.0%	5–6%	0...+4°C (герметично)	2–4 роки
Олійні та хрестоцвіті (соняшник, ріпак, капуста)	9.0–10.0%	5–7%	0...+5°C	4–6 років
Стратегічні насіннєві банки	< 6.0%	3–5%	−18°C	25–50+ років

МАТЕМАТИЧНІ ФОРМУЛИ:

1. Індекс безпеки Гаррінгтона (S_індекс):

S_індекс = W_{повітря_%} + (T_°C × 1.8 + 32)

Умова безпечного зберігання у негерметичній тарі: S_індекс ≤ 100

2. Коефіцієнт збільшення терміну життєздатності (K_життя):

K_життя = 2^ΔW × 2^(ΔT/5)

W_{повітря_%} — відносна вологість навколишнього повітря (%)
T_°C — температура повітря у приміщенні (°C)
ΔW — зменшення вологості насіння у відсоткових пунктах
ΔT — величина зниження температури (°C)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ІНДЕКСУ ГАРРІНГТОНА

Тип розрахунку:

Відносна вологість повітря (%)

Температура повітря (°C)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Конденсат при дістанні з холодильника: Не відкривайте герметичну тару одразу після виймання з холодильника. Зачекайте 1–2 години, поки контейнер зігріється до кімнатної температури. Інакше вологе тепле повітря конденсується всередині та збільшить вологість насіння.
Заморожування та відтавання: Уникайте циклів «замерз — відтав» при герметичному зберіганні при −18°C. Кожен цикл мікроскопічно пошкоджує оболонки клітин зародка.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ ЗАКЛАДАННЯ НА ДОВГОТРИВАЛЕ ЗБЕРІГАННЯ:

Крок 1 (Перевірка умов): Виміряйте вологість та температуру у приміщенні, розрахуйте індекс Гаррінгтона. Якщо S_індекс > 100 — умови незадовільні, переходьте до герметичного зберігання.
Крок 2 (Упаковка): Запакуйте висушене насіння у герметичну тару (скляні банки, ламіновані фольговані пакети) разом із силікагелем-індикатором.
Крок 3 (Зберігання): Помістіть у темне, прохолодне місце (льох, підвал, холодильник при +2...+5°C).

Практичний приклад (томати, +20°C, 60% вологість → холодильник +5°C, зниження вологості насіння на 3%):
S_{початковий} = 60 + (20 × 1.8 + 32) = 60 + 68 = 128 > 100 (незадовільно)
K_життя = 2³ × 2^(15/5) = 8 × 8 = 64 рази — термін зберігання збільшується у 64 рази

💧 Визначення та розрахунок допустимої вологості насіння

Призначення: Обчислення фактичної вологості насінного матеріалу термогравіметричним методом (сушінням до постійної маси), порівняння з критичною межею та розрахунок маси води, яку необхідно видалити під час досушування.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Вологість насіння — відношення маси всієї води до загальної маси вологого насіння (%).

Критична вологість насіння:
— Нижче критичної межі: Вода у зв'язаному стані, ферментативні процеси пригнічені, насіння у глибокому анабіозі.
— Вище критичної межі: «Дихальний вибух», активуються ферменти, насіння починає проростати або самозігріватися. При вологості понад 14–15% — бурхливий розвиток пліснявих грибків; при 18–20% — насіння самозаймається і гине.

МАТЕМАТИЧНІ ФОРМУЛИ:

1. Фактична вологість насіння (W_{насіння}, %):

W_{насіння} = (M_сире − M_сухе) / M_сире × 100

2. Маса води для випаровування при досушуванні:

M_{вода_випар} = M_{початкова} × (1 − (100 − W_{початкова}) / (100 − W_{цільова}))

M_сире — маса наважки вологого насіння до сушіння (г)
M_сухе — маса тієї ж наважки після висушування при +105...+130°C (г)
M_{початкова} — загальна маса партії вологого насіння (кг або г)
W_{початкова} — початкова вологість насіння (%)
W_{цільова} — необхідна нормативна вологість для зберігання (%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ВОЛОГОСТІ НАСІННЯ

Тип розрахунку:

M_сире — маса до сушіння (г)

M_сухе — маса після сушіння (г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Температурний режим сушіння: Не сушіть вологе насіння при температурах понад +35...+40°C. Гаряча вода всередині насінини викликає заварювання білків зародка («запарювання» насіння), що призводить до повної втрати схожості.
Небезпека глибокої пересушки: Зниження вологості насіння нижче 3–4% також є згубним — викликає незворотну денатурацію мембран і тріщини сухих оболонок при подальшому набуханні.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ ЗАКЛАДАННЯ НА ДОВГОТРИВАЛЕ ЗБЕРІГАННЯ:

Крок 1 (Визначення вологості): Візьміть точну наважку насіння (10 г) та висушіть у духовці при +105°C до незмінної ваги для контролю вихідної вологості.
Крок 2 (Сушіння): Досушіть партію насіння у провітрюваному приміщенні або за допомогою силікагелю при температурі не вище +30°C до досягнення цільової маси.
Крок 3 (Охолодження): Охолодіть сухе насіння до кімнатної температури (уникнути конденсату на стінках тари).
Крок 4 (Упаковка): Запакуйте у герметичну тару (скляні банки з силіконовою прокладкою, ламіновані фольговані пакети) разом із силікагелем-індикатором.
Крок 5 (Зберігання): Помістіть у темне, прохолодне приміщення (підвал, льох або холодильник при +2...+5°C).

Практичний приклад (10 кг квасолі, 16% → 9%):
M_{вода_випар} = 10 × (1 − 84/91) ≈ 10 × 0.077 = 0.77 кг (770 г)
M_{кінцева} = 10 − 0.77 = 9.23 кг

🏠

Прибирання, дезінфекція та догляд за будинком

Антисептики · Побутова хімія · Миловаріння · СПА вдома

3.1 Дезінфекція та антисептики

🧴 Приготування антисептика за рецептурою ВООЗ (70–80% спирт)

Призначення: Розрахунок об'ємів спирту (етанолу 96% або ізопропанолу 99%), перекису водню 3% та гліцерину 98% для приготування гігієнічного антисептика для рук з кінцевою концентрацією спирту 70–80% (об.).

Суть: Спирт денатурує білки клітинних мембран бактерій та руйнує ліпідні оболонки вірусів. Концентрація 70–75% є оптимальною: чистий 95–99% спирт занадто швидко коагулює поверхневі білки, створюючи захисну плівку для мікроорганізмів, тоді як наявність води уповільнює випаровування і забезпечує проникнення спирту всередину клітини. Перекис водню знешкоджує спори бактерій у самій ємності, а гліцерин запобігає зневодненню шкіри.

ФОРМУЛИ (стандарт ВООЗ):

V_спирт = V_заг × C_ціль / C_вих

V_{H₂O₂_3%} = V_заг × 0.0417

V_{гліцерин_98%} = V_заг × 0.0145

V_вода = V_заг − (V_спирт + V_H₂O₂ + V_{гліцерин})

V_заг — бажаний підсумковий об'єм антисептика (мл)
C_ціль — цільова концентрація: 80% для етанолу, 75% для ізопропанолу (% об.)
C_вих — концентрація вихідного спирту: 96% для етанолу, 99% для ізопропанолу (% об.)
V_спирт — необхідний об'єм спирту (мл)
0.0417 — коефіцієнт ВООЗ для H₂O₂ 3% (41.7 мл/л)
0.0145 — коефіцієнт ВООЗ для гліцерину 98% (14.5 мл/л)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_заг — загальний об'єм (мл)

Тип спирту

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Вогненебезпечність: Спирт та його концентровані розчини легкозаймисті. Змішуйте далеко від відкритого вогню та працюйте у провітрюваному приміщенні.
Точність дозування гліцерину: Перевищення норми гліцерину понад 1.45% робить розчин липким і погіршує висихання на руках. Відмірюйте шприцем або крапельно.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: У мірну скляну або герметичну пластикову ємність влийте розрахований об'єм спирту.
Крок 2: Додайте перекис водню 3% за допомогою шприца або мірного циліндра.
Крок 3: Додайте гліцерин 98% (оскільки він густий, промийте мірну ємність частиною підготовленої води).
Крок 4: Долийте решту дистильованої або охолодженої кип'яченої води, щільно закрийте кришкою і ретельно перемішайте.
Крок 5: Витримайте готовий розчин 72 години перед використанням, щоб знищити можливі спори у тарі.

Приклад (1000 мл ізопропанол 99%):
V_{ізопропанол} = 1000 × 75/99 = 757.6 мл
V_{H₂O₂ 3%} = 1000 × 0.0417 = 41.7 мл
V_{гліцерин} = 1000 × 0.0145 = 14.5 мл
V_вода = 1000 − 757.6 − 41.7 − 14.5 = 186.2 мл

🫧 Розведення «Білизни» за PPM активного хлору

Призначення: Розрахунок об'єму побутового відбілювача «Білизна» (гіпохлориту натрію NaClO) для приготування дезінфікуючих розчинів із заданою концентрацією активного хлору в PPM (Parts Per Million / млн⁻¹).

Суть: Гіпохлорит натрію є сильним окисником. У водному середовищі він утворює хлорноватисту кислоту (HClO), яка руйнує клітинні стінки, ферменти та нуклеїнові кислоти бактерій, вірусів і грибів. 1 PPM = 1 мг активного хлору на 1 л води (0.0001%).

ФОРМУЛА:

V_{Білизни} = (V_{розчину_л} × PPM_ціль) / (C_{хлору_%} × 10000)

V_{розчину_л} — необхідний об'єм готового розчину (л)
PPM_ціль — необхідна концентрація активного хлору (PPM)
C_{хлору_%} — вміст хлору у «Білизні» (свіжа — 5%, полежала — 3–4%)
10000 — коефіцієнт (1% = 10 000 PPM)
V_{Білизни} — об'єм «Білизни» (мл)

Стандарти PPM: 200–500 — вологе прибирання підлоги/меблів | 1000 — санвузли, кухонні дошки | 5000 — пліснява, грибок, після інфекційних хворих

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_{розчину} — об'єм розчину (л)

PPM_ціль — ціль (PPM)

C_хлору — вміст хлору у «Білизні» (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

НІКОЛИ не змішуйте «Білизну» з оцтом, кислотами або аміаком (нашатирем)! Утворюється смертельно небезпечний газ — хлор (Cl₂) або хлорамін.
Температура: Розводити лише в холодній воді. У гарячій воді гіпохлорит миттєво розпадається з втратою властивостей.
ЗІЗ: Гумові рукавички та маска у провітрюваному приміщенні.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Визначте потрібний рівень PPM залежно від ступеня забруднення.
Крок 2: Відміряйте необхідний об'єм холодної водопровідної води.
Крок 3: За допомогою мірного стакана додайте розрахований об'єм «Білизни».
Крок 4: Нанесіть розчин на поверхню та залиште на 15–30 хвилин.
Крок 5: Промийте поверхню чистою водою та витріть насухо.

Приклад (5 л для знищення плісняви, 5000 PPM):
V_{Білизни} = (5 × 5000) / (5 × 10000) × 1000 = 500 мл
Додати 500 мл «Білизни» 5% до 4.5 л холодної води.

🔬 Розведення 30–35% пергідролю до 3% побутового перекису

Призначення: Розрахунок пропорцій змішування концентрованого перекису водню (пергідролю 30% або 35%) з водою для отримання безпечного 3% розчину для антисептики, дезінфекції та відбілювання.

Суть: Пергідроль — концентрований водний розчин пероксиду водню (H₂O₂). При розведенні дистильованою водою відбувається зниження концентрації активного кисню до безпечного рівня, який не викликає хімічних опіків, але зберігає окисні та дезінфікуючі властивості. Домішки металів у водопровідній воді бурхливо розкладають пергідроль — лише дистильована вода!

ФОРМУЛИ:

V_перг = V_ціль × C_ціль / C_перг

V_води = V_ціль − V_перг

V_ціль — необхідний об'єм 3% розчину (мл)
C_ціль — бажана концентрація (3%)
C_перг — концентрація пергідролю (30% або 35%)
V_перг — необхідний об'єм пергідролю (мл)
V_води — об'єм дистильованої води (мл)

Швидке співвідношення для 35%: 1 об'єм пергідролю + 10.7 об'ємів дистильованої води

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_ціль — потрібний об'єм 3% (мл)

C_перг — концентрація пергідролю (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Хімічні опіки: Концентрований 30–35% пергідроль викликає важкі білі опіки на шкірі та сліпоту при потраплянні в очі! Виключно в гумових рукавичках та захисних окулярах!
Правило змішування: Завжди лийте пергідроль у воду, а не навпаки, щоб уникнути розбризкування!
Вода: Лише дистильована. Домішки заліза у водопровідній воді викликають бурхливий розклад пергідролю з виділенням тепла та газу.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Вдягніть захисні окуляри та щільні нітрилові/гумові рукавички.
Крок 2: Відміряйте необхідний об'єм холодної дистильованої води у скляну або HD-PE пластикову ємність.
Крок 3: За допомогою точного мірного циліндра відміряйте пергідроль.
Крок 4: Повільно влийте пергідроль у воду, акуратно перемішуючи скляною або пластиковою паличкою.
Крок 5: Перелийте готовий 3% розчин у темний світлонепроникний флакон із клапаном скидання тиску.

Приклад (1000 мл 3% з пергідролю 35%):
V_перг = 1000 × 3/35 = 85.7 мл пергідролю
V_води = 1000 − 85.7 = 914.3 мл дистильованої води

3.2 Побутова хімія та видалення нальоту

🧪 Видалення вапнякового нальоту та іржі кислотними розчинами

Призначення: Розрахунок маси сухої кислоти (лимонна, сульфамінова, щавлева, ортофосфорна) для приготування робочих розчинів декальцинації — видалення вапнякового нальоту, водного каменю та іржі у сантехніці, чайниках, кавомашинах, пральних машинах, керамічних поверхнях.

Суть: Вапняковий наліт — нерозчинні карбонати CaCO₃ та MgCO₃, що утворюються при нагріванні твердої води. Кислоти нейтралізують їх з утворенням розчинних солей та CO₂: CaCO₃ + 2C₆H₈O₇ → Ca(C₆H₇O₇)₂ + H₂O + CO₂↑. Іржа (Fe(OH)₃) видаляється щавлевою або фосфорною кислотою через комплексоутворення.

ТАБЛИЦЯ: КОНЦЕНТРАЦІЇ ТА РЕЖИМИ ОБРОБКИ

Тип нальоту / Поверхня	Кислота	Концентрація	Температура	Час
Кавомашини, чайники (легкий наліт)	Лимонна	2.0–5.0% (20–50 г/л)	60–80°C	15–30 хв
Сантехніка, хромовані змішувачі	Лимонна / Сульфамінова	5.0–10.0% (50–100 г/л)	20–40°C	10–20 хв
Запущені відкладення, кахель	Сульфамінова / Фосфорна	8.0–12.0% (80–120 г/л)	20–50°C	15–45 хв
Видалення плям іржі	Щавлева	3.0–5.0% (30–50 г/л)	40–60°C	20–40 хв

ФОРМУЛИ:

M_{кислоти} = V_{розчину} × C_% / 100

V_води = V_{розчину} − M_{кислоти}

V_{розчину} — бажаний об'єм робочого розчину (мл)
C_% — масова концентрація кислоти (%)
M_{кислоти} — маса сухої кристалічної кислоти (г)
V_води — об'єм води для розведення (мл; ρ води ≈ 1 г/мл)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_{розчину} — об'єм розчину (мл)

C_% — концентрація (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Сумісність матеріалів: Заборонено застосовувати кислотні розчини (особливо сульфамінову та щавлеву) на натуральному мармурі, вапняку, доломіті, пошкодженій емалі та алюмінієвих деталях без інгібіторів корозії.
ЗІЗ: Гумові рукавички та захисні окуляри. При потраплянні в очі — негайно промити великою кількістю проточної води.
Заборона змішування: Категорично заборонено змішувати кислоти з хлорвмісними відбілювачами («Білизна», гіпохлорит) — виділяється смертельно небезпечний хлор Cl₂.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Відважте необхідну масу кислоти на електронних вагах.
Крок 2: Налийте у термостійку ємність розрахований об'єм підігрітої води (50–60°C).
Крок 3: Повільно засипте суху кислоту у воду, помішуючи до повного розчинення кристалів.
Крок 4: Залийте розчин у прилад або нанесіть на поверхню.
Крок 5: Витримайте вказаний у таблиці час експозиції.
Крок 6: Ретельно промийте поверхню або систему великою кількістю чистої проточної води.

Приклад (1500 мл 5% лимонної для промивки пральної машини):
M_{кислоти} = 1500 × 5 / 100 = 75 г
V_води = 1500 − 75 = 1425 мл
Відважити 75 г лимонної кислоти, розчинити у 1425 мл теплої води.

🫧 Омилення та видалення жирових відкладень лужними розчинами (NaOH / KOH)

Призначення: Розрахунок маси гідроксиду натрію (NaOH) або калію (KOH) з урахуванням чистоти сировини для приготування «Антижиру», засобів для духовок, витяжок, кухонних плит та прочищення каналізаційних труб від жирових пробок.

Суть: Незворотний лужний гідроліз (омилення) тригліцеридів: Жир + 3NaOH → Гліцерин + 3R-COONa (мило). Водонерозчинний запечений жир перетворюється на водорозчинні солі жирних кислот та гліцерин, які легко змиваються водою.

ТАБЛИЦЯ: КОНЦЕНТРАЦІЇ ТА РЕЖИМИ

Об'єкт обробки	Луг	Концентрація	Час / Темп.
Витяжки, плити (легкий жир)	NaOH або KOH	1.0–3.0% (10–30 г/л)	5–15 хв, 20–40°C
Духовки, деко (запечений нагар)	NaOH	5.0–10.0% (50–100 г/л)	15–40 хв, 50–70°C
Прочищення каналізації (жирові пробки)	NaOH (гранули)	15.0–25.0% (150–250 г/л)	30–60 хв, екзотермія

ФОРМУЛИ:

M_NaOH = V_{розчину} × C_% / (100 × P_{чистота})

V_води = V_{розчину} − M_NaOH

V_{розчину} — необхідний об'єм готового лужного засобу (мл)
C_% — масова концентрація NaOH у розчині (%)
P_{чистота} — масова частка основної речовини у технічному лузі (десятковий; наприклад, 98% → 0.98)
M_NaOH — маса гранульованого/лускованого NaOH (г)
V_води — об'єм дистильованої або зм'якшеної води (мл)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_{розчину} — об'єм (мл)

C_% — концентрація NaOH (%)

P_{чистота} — чистота лугу (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Руйнування металів: Категорично заборонено застосовувати концентровані луги на алюмінії, цинку, міді та їх сплавах (латунь) — луг розчиняє алюміній з виділенням вибухонебезпечного водню H₂.
Хімічна небезпека: NaOH роз'їдає шкіру, викликає важкі глибокі опіки та повну втрату зору при потраплянні в очі. Обов'язково: щиток для обличчя та щільні нітрилові рукавички.
Екзотермічна реакція: Завжди всипайте луг у холодну воду, не навпаки — при розчиненні виділяється значна кількість тепла.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Одягніть ЗІЗ: рукавички, окуляри/щиток.
Крок 2: Налийте у лугостійку ємність (HDPE/PP або нержавіюча сталь) холодну воду.
Крок 3: Повільно, невеликими порціями всипайте гранули NaOH, безперервно розмішуючи пластиковою лопаткою.
Крок 4: Нанесіть розчин на охолоджену або злегка теплу поверхню (40–50°C).
Крок 5: Залиште на 15–30 хвилин для омилення жиру.
Крок 6: Змийте омилену масу щіткою та промийте великою кількістю води. Для нейтралізації залишків лугу протріть поверхню слабким розчином оцту (1–2%).

Приклад (800 мл 6% NaOH для очищення дека, чистота 98%):
M_NaOH = 800 × 6 / (100 × 0.98) = 48 / 0.98 = 48.98 г
V_води = 800 − 48.98 = 751 мл

🦠 Видалення плісняви та грибка розчинами гіпохлориту натрію (NaClO)

Призначення: Розрахунок дозування та приготування робочих розчинів на основі гіпохлориту натрію (NaClO) для знищення плісняви, пліснявих грибків, міжплиточного чорного нальоту, відбілювання швів та дезінфекції сантехнічного обладнання.

Суть: NaClO у воді утворює гіпохлоритну кислоту HClO та активний кисень: NaClO + H₂O ⇌ HClO + NaOH → HCl + [O]. Атомарний кисень незворотно руйнує клітинні стінки міцелію грибків Aspergillus niger, знебарвлює пігментні плями.

ТАБЛИЦЯ: СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

Поверхня / Завдання	Концентрація акт. хлору	Витрата	Час
Профілактична дезінфекція сантехніки	0.1–0.5% (1–5 г/л)	100–150 мл/м²	10–15 хв
Чорна пліснява на кахлі / швах	2.5–5.0% (25–50 г/л)	150–250 мл/м²	20–40 хв
Глибоке ураження силіконових герметиків	5.0–8.0% (50–80 г/л)	Гелева паста	1–3 год

ФОРМУЛИ:

V_{концентрат} = V_{робочий} × C_робоча / C_{концентрат}

V_води = V_{робочий} − V_{концентрат}

V_{робочий} — необхідний об'єм готового розчину (мл)
C_робоча — бажана концентрація активного хлору у робочому розчині (%)
C_{концентрат} — концентрація активного хлору у вихідному засобі (зазвичай «Білизна» 5–10%)
V_{концентрат} — об'єм вихідного гіпохлориту для відбору (мл)
V_води — об'єм холодної води для розведення (мл)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_{робочий} — об'єм розчину (мл)

C_робоча — ціль (%)

C_{концентрат} — засіб (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

КРИТИЧНО: Категорично заборонено змішувати гіпохлорит з будь-якими кислотами (оцтова, лимонна, соляна) або аміачним спиртом! Утворюється токсичний газ хлор Cl₂ — набряк легень та важке отруєння.
Температура: Використовувати тільки холодну воду (до 25°C). При нагріванні гіпохлорит розкладається з втратою активності та виділенням токсичних газів.
Захист дихання: Провітрюване приміщення, респіратор з патронами марки Б або АВЕК.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Забезпечте примусову вентиляцію, одягніть респіратор і рукавички.
Крок 2: Налийте у пластиковий пульверизатор необхідну кількість холодної води.
Крок 3: Додайте обчислений об'єм гіпохлориту натрію та обережно перемішайте.
Крок 4: Рівномірно нанесіть розчин на уражені ділянки (пульверизатором або губкою).
Крок 5: Залиште на 20–30 хвилин (темні плями повинні знебарвитися).
Крок 6: Ретельно змийте чистою холодною водою.

Приклад (500 мл 3% розчину з концентрату 12% для міжплиточних швів):
V_{концентрат} = 500 × 3/12 = 125 мл концентрату
V_води = 500 − 125 = 375 мл холодної води

🧬 Ензиматичне розщеплення білкових та крохмальних забруднень

Призначення: Розрахунок маси ферментного (ензимного) концентрату та температури розчину для видалення складних білкових (кров, яйця, молоко, соуси) та крохмальних плям з текстилю, посуду і обладнання без агресивних кислот чи лугів.

Суть: Ферменти — біологічні каталізатори: Протеаза — розщеплює білки (кров, яйця, м'ясний сік) до амінокислот; Амілаза — крохмаль до декстринів та глюкози; Ліпаза — жири до гліцерину та кислот. Суворий температурний режим 30–50°C — перевищення понад 60°C необоротно руйнує фермент.

ТАБЛИЦЯ: ОПТИМУМИ ЕНЗИМІВ

Тип ензиму	Плями / Забруднення	Темп. оптимум	pH оптимум	Концентрація
Протеаза	Кров, соуси, яйця, какао	35–50°C	7.5–9.5	0.2–0.5% (2–5 г/л)
Амілаза	Крохмальні каші, пюре, підливи	40–55°C	6.0–8.0	0.1–0.3% (1–3 г/л)
Мультиензимний комплекс	Змішані застарілі плями	38–45°C	7.0–8.5	0.5–1.0% (5–10 г/л)

ФОРМУЛИ:

M_ензим = V_{розчину} × C_% / 100

T_суміші = (V_гар × T_гар + V_хол × T_хол) / (V_гар + V_хол)

V_{розчину} — необхідний об'єм розчину (мл)
C_% — робоча концентрація ензимного препарату (%)
M_ензим — маса сухого/рідкого ферментного концентрату (г)
T_гар, T_хол — температура гарячої та холодної води (°C)
V_гар, V_хол — об'єми гарячої та холодної води (мл)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_{розчину} — об'єм (мл)

C_% — концентрація ензиму (%)

T_гар — температура окропу (°C)

T_хол — температура холодної (°C)

T_ціль — потрібна температура (°C)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Температурний режим: Не вводити ензими у воду вище 55°C — ферменти незворотно денатурують і розчин стане неефективним.
Алергенність: Порошкові ферменти — біологічно активні білки. Уникайте вдихання пилу — може викликати сенсибілізацію та алергічний риніт/астму.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Приготуйте воду з температурою 38–42°C (змішайте гарячу та холодну відповідно до розрахунку).
Крок 2: Відважте необхідну масу ензимного препарату.
Крок 3: Всипте ензим у теплу воду, повільно перемішайте до розчинення.
Крок 4: Занурте забруднені вироби або текстиль у розчин.
Крок 5: Залиште на 45–90 хвилин (для протеази потрібно більше часу).
Крок 6: Проперіть або промийте у звичайному режимі.

Приклад (5000 мл, 0.5% мультиензим, 90°C+10°C→40°C):
M_ензим = 5000 × 0.5 / 100 = 25 г
40 = (V_гар×90 + (5000−V_гар)×10) / 5000 → V_гар = 150000/80 = 1875 мл окропу
V_хол = 5000 − 1875 = 3125 мл холодної

🛢️ Видалення бітуму, мастила, клею та смол розчинниками і емульгаторами

Призначення: Розрахунок масового співвідношення органічних розчинників (ізопропанол, d-лімонен/терпени) та поверхнево-активних речовин для мікроемульсійних знежирювачів — видалення бітуму, технічних олій, мастил, залишків скотчу, клею та смол з твердих поверхонь і тканин.

Суть: «Подібне розчиняється у подібному» — органічний розчинник проникає у неполярний ланцюг мастила/клею, зменшуючи в'язкість і відриваючи від поверхні. Неіоногенні ПАР (наприклад, Синтанол, Твін-80) оточують краплі розчиненого мастила, утворюючи стабільні міцели, що дозволяє змити водою.

ТАБЛИЦЯ: РЕЦЕПТУРИ ЗНЕЖИРЮВАЛЬНИХ СИСТЕМ

Тип забруднення	Розчинник	ПАР	Розчинник : ПАР : Вода
Сліди скотчу, клею, етикеток	Ізопропанол / D-лімонен	НПАОР (Синтанол)	70% : 10% : 20%
Бітум, смола, технічне мастило	D-лімонен / Спирт	Твін-80 або Синтанол	40% : 15% : 45%
Кухонне знежирення пластику/скла	Ізопропіловий спирт	АПАОР (SLES)	20% : 5% : 75%

ФОРМУЛА:

M_i = M_{загальна} × C_%i / 100

M_{загальна} — підсумкова маса знежирювального засобу (г)
C_%i — обрана масова частка компонента (розчинника, ПАР або води) (%)
M_i — маса відповідного компонента для зважування (г)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_{загальна} — маса засобу (г)

C_{розчинник} (%)

C_ПАР (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Пожежна небезпека: Органічні розчинники (ізопропанол, терпени) — легкозаймисті рідини. Категорично заборонено працювати поблизу відкритого вогню та нагрівальних приладів.
Пошкодження пластиків: D-лімонен та концентрований спирт можуть розчиняти або викликати помутніння полістиролу, оргскла (акрил). Обов'язково тестуйте на непомітній ділянці.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Відважте розчинник та ПАР, перемішайте до суміщення фаз.
Крок 2: Повільно влийте воду, спостерігаючи за утворенням прозорої або молочно-білої стабільної емульсії.
Крок 3: Нанесіть засіб на серветку або безпосередньо на пляму.
Крок 4: Витримайте 3–5 хвилин для розм'якшення полімерної або олійної матриці.
Крок 5: Протріть поверхню та змийте залишки водою.

Приклад (300 г засобу для бітуму: 35% D-лімонен, 15% Синтанол, 50% вода):
M_{лімонен} = 300 × 35/100 = 105 г
M_ПАР = 300 × 15/100 = 45 г
M_вода = 300 × 50/100 = 150 г

3.3 Миловаріння (Soap Calculator)

🧼 Розрахунок лугу та пережиру (Superfat) для твердого / рідкого мила

Призначення: Обчислення точної маси NaOH (тверде мило) або KOH (рідке мило) та води для повного омилення суміші олій із заданим відсотком пережиру (Superfat) — страхувального лишку неомилених жирів для пом'якшення шкіри.

Суть: Реакція омилення: Тригліцерид + 3NaOH → Гліцерин + 3R-COONa (мило). Кожна олія має коефіцієнт омилення (SAP) — кількість г лугу на 1 г жиру. Пережир 3–10% — надлишок олій, що не реагують з лугом, забезпечує відсутність вільного лугу в готовому милі.

ТАБЛИЦЯ: SAP-КОЕФІЦІЄНТИ ОМИЛЕННЯ

Олія / жир	SAP NaOH (г/г)	SAP KOH (г/г)	Властивості
Кокосова олія	0.183	0.257	Рясна піна, твердість, очищення
Оливкова олія	0.135	0.190	Ніжне мило, пом'якшення шкіри
Пальмова олія	0.142	0.199	Твердість бруска, стабільна піна
Касторова (рицинова) олія	0.128	0.180	Кремова піна, стабілізатор
Масло какао	0.137	0.193	Твердість, зволоження

ФОРМУЛИ:

M_{луг_теор} = Σ(M_{олії_i} × SAP_i)

M_{луг_факт} = M_{луг_теор} × (1 − Superfat/100) × (100/P_{чистота})

M_води = M_{олій_заг} × C_вода% (C_вода = 33% стандарт)

M_{олії_i} — маса конкретної олії у рецепті (г) · SAP_i — коефіцієнт омилення
Superfat_% — обраний пережир (3–10%) · P_{чистота} — чистота лугу (%)
C_вода% — % води від маси олій (0.33 за замовчуванням)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР (до 3 олій)

Тип лугу:

Олія 1

Маса (г)

Олія 2

Маса (г)

Олія 3 (необов.)

Маса (г)

Superfat (%)

Чистота лугу (%)

Вода, % від олій

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Хімічна небезпека: NaOH та KOH — їдкі луги, спричиняють важкі опіки шкіри та незворотне ураження очей.
Правило розчинення: Завжди ЛУГ У ВОДУ — не навпаки! При розчиненні розчин розігрівається до 80–90°C — тільки термостійкий HDPE або скло.
ЗІЗ: Респіратор (їдкі пари), силіконові або нітрилові рукавички, захисні окуляри.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зважте олії та розтопіть тверді жири на водяній бані.
Крок 2: Одягніть ЗІЗ. Налийте холодну дистильовану воду у термостійку ємність.
Крок 3: Порціями всипайте луг у воду, помішуючи до повного розчинення.
Крок 4: Охолодіть обидві фази до 40–50°C.
Крок 5: Влийте лужний розчин в олії, збивайте блендером до «сліду».
Крок 6: Розлийте у форму (холодний спосіб) або варіть на водяній бані (гарячий спосіб).

Приклад (500 г кокосової + 500 г оливкової, Superfat 7%, NaOH 99%, вода 33%):
M_{луг_теор} = 500×0.183 + 500×0.135 = 91.5 + 67.5 = 159.0 г
M_{луг_факт} = 159.0 × 0.93 × (100/99) = 149.37 г NaOH
M_води = 1000 × 0.33 = 330 г

📊 Жирнокислотний профіль та показники якості мила (Soap Quality Indicators)

Призначення: Розрахунок збалансованого співвідношення насичених і ненасичених жирних кислот у суміші олій для прогнозування твердості, піноутворення, очисної здатності та зволоження готового бруска.

Суть: Лауринова (C12) + Міристинова (C14) → рясна піна, очищення (оптимум 12–22%). Пальмітинова (C16) + Стеаринова (C18) → твердість бруска (оптимум 29–54%). Олеїнова (C18:1) → кондиціонування шкіри (оптимум 44–69%). Надлишок лауринової (>30%) — мило сушить шкіру.

ТАБЛИЦЯ: ЖИРНОКИСЛОТНИЙ ПРОФІЛЬ ОЛІЙ (%)

Олія	Лаурин. C12	Пальміт. C16	Стеарин. C18	Олеїн. C18:1	Рицин. C18:1-OH	INS
Кокосова	48%	9%	3%	8%	0%	258
Пальмова	0%	44%	5%	40%	0%	145
Оливкова	0%	11%	2%	76%	0%	109
Касторова	0%	1%	1%	3%	90%	95

Норми: Твердість 29–54 | Очищення 12–22 | Кондиціонування 44–69 | INS 136–165

ФОРМУЛИ:

FA_суміш = Σ(ω_{олії_i} × FA_i)

H (Твердість) = FA_C12 + FA_C16 + FA_C18

Cl (Очищення) = FA_C12 (лауринова у суміші)

ω_{олії_i} — масова частка i-тої олії (дес., від 0 до 1) · FA_i — вміст кислоти в олії (%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ПРОФІЛЮ (3 олії)

Введіть частки олій у % (сума = 100%)

Кокосова (%)

Пальмова (%)

Оливкова (%)

Касторова (%)

ПРОФІЛЬ СУМІШІ:

⚠️ Техніка безпеки

Надлишок ненасичених кислот: Рецепти з лінолевою + ліноленовою >15% (соняшникова, кукурудзяна олії) схильні до швидкого згіркнення (DOS — «прокляті помаранчеві плями») через автоокислення.
Надлишок очисних кислот: Лауринова >30% — мило сушить шкіру. Для дитячого мила Cl знижують до 8–12%.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Запишіть рецепт олій у % (сума = 100%).
Крок 2: Перемножте частку кожної олії на її ЖК-профіль з таблиці.
Крок 3: Просумуйте значення для кожної кислоти.
Крок 4: Перевірте показники твердості, очищення, кондиціонування за нормами.
Крок 5: Якщо показники поза нормою — відкоригуйте % олій (додайте пальмову для твердості або касторову для піни).

Приклад (30% кокосова + 40% пальмова + 30% оливкова):
FA_{лауринова} = 0.30×48 + 0.40×0 + 0.30×0 = 14.4%
H = 14.4 + (0.30×9+0.40×44+0.30×11) + (0.30×3+0.40×5+0.30×2) = 14.4 + 23.6 + 3.5 = 41.5% ✅ норма
Cl = 14.4% ✅ норма (12–22%)

💎 Прозоре мило (Transparent Soap Base) — розрахунок поліолів та спирту

Призначення: Обчислення масових часток прозороутворювачів (спирту, гліцерину, сорбіту/цукру, пропіленгліколю) для виготовлення прозорої мильної основи гарячим способом.

Суть: Мило непрозоре через мікрокристали солей жирних кислот, що розсіюють світло. Молекули спирту та гліцерину вклинюються між ланцюгами мила, перешкоджаючи кристалізації та переводять масу в аморфний прозорий гель.

ТАБЛИЦЯ: ДОЗУВАННЯ СО-РОЗЧИННИКІВ (% від маси олій)

Компонент	Частка від олій	Роль
Етиловий спирт 96%	30.0–40.0%	Основний декристалізатор
Гліцерин	10.0–15.0%	Пластифікатор, зволожувач
Цукор або Сорбіт	15.0–25.0%	Цукровий сироп, надає глянець
Вода для сиропу	10.0–15.0%	Розчинник цукру (цукор:вода = 1:0.6)
Пропіленгліколь	5.0–10.0%	Знижує випаровування спирту

ФОРМУЛИ:

M_спирт = M_олій × C_спирт / 100

M_цукор = M_олій × C_цукор / 100

M_{вода_сироп} = M_цукор × 0.6 (цукор:вода = 1:0.6)

M_олій — загальна маса вихідної мильної маси (г)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_олій — маса мильної бази (г)

C_спирт (%)

C_{гліцерин} (%)

C_{цукор/сорбіт} (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Пожежна небезпека: Етиловий спирт — легкозаймистий. Вливати спирт у мильну масу тільки при вимкненому нагріві та відсутності відкритого вогню!
Герметичність: Варку вести у закритому посуді — при випаровуванні спирту маса миттєво помутніє.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зваріть мильну масу гарячим способом до повної стадії гелю.
Крок 2: Вимкніть нагрів. Змішайте гліцерин зі спиртом.
Крок 3: Тонким струменем влийте спиртово-гліцеринову суміш у гарячу мильну масу, вимішуючи до розчинення грудок.
Крок 4: Приготуйте гарячий прозорий сироп з цукру/сорбіту та води (доведіть до кипіння).
Крок 5: Влийте гарячий сироп у мильну масу, закрийте та витримайте 15–20 хвилин на слабкій водяній бані до освітлення.
Крок 6: Зніміть піну та розлийте прозору масу у форми.

Приклад (500 г мильної бази, 35% спирт, 15% гліцерин, 20% цукор):
M_спирт = 500 × 35/100 = 175 г
M_{гліцерин} = 500 × 15/100 = 75 г
M_цукор = 500 × 20/100 = 100 г + M_{вода_сироп} = 100×0.6 = 60 г

🔄 Переплавка та нейтралізація лугу (Rebatching)

Призначення: Обчислення кількості лимонної або молочної кислоти та рідини для переплавки, виправлення дефектів або нейтралізації надлишку вільного лугу у невдало зварених партіях мила.

Суть: При помилці в розрахунках у милі залишається вільний NaOH (pH > 10.5, мило «щипає язик»). Нейтралізація органічними кислотами: NaOH + C₆H₈O₇ (лимонна) → Na-цитрат + H₂O. При переплавці додаткова рідина послаблює кристалічну ґратку мила, надаючи пластичність.

ТАБЛИЦЯ: НОРМАТИВИ ПЕРЕПЛАВКИ

Стан мила	Рідина (% від маси)	Добавки
Свіже натерте (1–3 дні)	5.0–10.0%	2–3% доглядової олії
Старе сухе (понад 1 місяць)	15.0–25.0%	3–5% доглядової олії
Мило з надлишком лугу (щипає)	10.0–15.0%	Лимонна кислота: 1 г / 0.62 г NaOH

ФОРМУЛИ:

M_{кислоти} = M_{надлишок_NaOH} × 1.61

V_рідини = M_мила × C_рідини / 100

M_{надлишок_NaOH} — розрахована маса надлишкового лугу (г)
1.61 — стехіометричний коефіцієнт нейтралізації NaOH моногідратом лимонної кислоти
C_рідини — обраний % рідини для переплавки (5–25%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_мила — маса стружки (г)

M_{надл_NaOH} — надлишок лугу (г)

C_рідини — % рідини

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Контроль pH: Завжди перевіряйте pH нейтралізованого мила індикаторним папером або pH-метром. Безпечний діапазон готового мила: 8.0–9.5.
Надлишок кислоти: При надлишку лимонної кислоти утворюється надлишок цитрату — мило може розшаруватися на вільні жирні кислоти та втратити миючу здатність.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Подрібніть мило на дрібній тертці.
Крок 2: Приготуйте розчин лимонної кислоти у розрахованому об'ємі води.
Крок 3: Залийте мильну стружку рідиною, накрийте та залиште на 1–2 год для набрякання.
Крок 4: Поставте на водяну баню при 80–90°C.
Крок 5: Помішуйте до однорідної в'язкої пластичної маси.
Крок 6: Додайте доглядову олію (пережир), вимішайте та утрамбуйте у форми.

Приклад (600 г мила, надлишок 2 г NaOH, 15% рідини):
M_{кислоти} = 2 × 1.61 = 3.22 г лимонної кислоти
V_рідини = 600 × 15/100 = 90 мл
Розчинити 3.22 г кислоти у 90 мл теплої води, влити у стружку.

3.4 СПА вдома — мийні та купальні засоби

🧁 Стехіометричний розрахунок бомбочок для ванн (реакція шипіння)

Призначення: Розрахунок масових пропорцій харчової соди (NaHCO₃) та лимонної кислоти (C₆H₈O₇) для максимального шипучого ефекту з повною нейтралізацією реагентів.

Суть: Реакція нейтралізації: 3NaHCO₃ + C₆H₈O₇ → Na₃C₆H₅O₇ + 3H₂O + 3CO₂↑. Виділяється CO₂ (шипіння), утворюється цитрат натрію (пом'якшує воду). Теоретичне молярне співвідношення маса/маса: 1.31:1 (безводна) або 1.20:1 (моногідрат). На практиці 2:1 (надлишок соди діє як пом'якшувач).

ТАБЛИЦЯ: ПРОПОРЦІЇ СУХИХ ФАЗ

Тип кислоти	Теорія (С:К)	Практика (С:К)	Наповнювач	pH розчину
Безводна	1.31 : 1	2.0 : 1.0	30–50%	6.5–7.2
Моногідрат	1.20 : 1	2.0 : 1.1	30–50%	6.5–7.2

ФОРМУЛИ:

M_кисл = M_сода / K_{пропорції} (K = 2.0 стандарт)

M_основа = M_сода + M_кисл

M_наповн = M_основа × X_наповн

M_сода — маса NaHCO₃ (г)
M_кисл — маса лимонної кислоти (г)
K_{пропорції} — масове співвідношення (2.0 за замовчуванням)
X_наповн — частка наповнювачів (крохмаль, морська сіль, глина, сухі вершки)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Загальна маса виробу (г)

Частка активної суміші (%)

Пропорція сода:кислота

Кількість бомбочок (шт)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Контроль вологості: Виготовляйте у приміщенні з вологістю не вище 40–50%. При високій вологості реакція почнеться у формі — бомбочка «роздується» та втратить шипучість.
Подрібнення кислоти: Лимонну кислоту подрібнюйте у кавомолці до стану пудри. Використовуйте респіратор — пил подразнює дихальні шляхи.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Просійте через сито соду, подрібнену лимонну кислоту та крохмаль.
Крок 2: Перемішайте всі сухі компоненти у сухій скляній або емальованій ємності.
Крок 3: Додайте масляну фазу із солюбілізатором (див. калькулятор нижче).
Крок 4: Збризніть ізопропіловим спиртом (1–2 натискання) до текстури «мокрого піску».
Крок 5: Щільно спресуйте у формочки, сушіть 12–24 години.

Приклад: 5 бомбочок × 1000 г, 60% активна суміш, 2:1:
M_основа = 1000 × 0.60 = 600 г (1 частина = 600/3 = 200 г)
M_сода = 400 г, M_кисл = 200 г
M_наповн = 1000 × 0.40 = 400 г (250 г солі + 150 г крохмалю)

🫧 Масляна фаза та солюбілізатор (Полісорбат-80 / Твін-80)

Призначення: Обчислення масових часток базових олій (мигдальна, авокадо, макадамія), ефірних олій та Полісорбату-80 для зв'язування олій з водою ванни без масляної плівки та осадження барвників.

Суть: Олії гідрофобні — без емульгатора спливають плівкою. Полісорбат-80 (Твін-80) — неіоногенна ПАР (ГЛБ = 15). Ліпофільний «хвіст» зв'язується з олією, гідрофільна «голова» — з водою. Утворює стійку дрібнодисперсну емульсію (молочний відтінок). Забезпечує легке змивання олій та барвників зі стінок ванни.

ПРОПОРЦІЇ ПОЛІСОРБАТУ-80

Тип олії	Олія : Твін-80	Вміст у виробі
Базові рідкі (мигдаль, жожоба)	1:1 або 2:1	3–6%
Тверді батери (какао, ши, кокос)	1:1	2–4%
Ефірні олії / віддушки	1:1	0.5–1.5%
З жиророзчинним барвником	1:1.5	3–5%

ФОРМУЛИ:

M_Твін = (M_баз × K_баз) + (M_ефір × K_ефір)

M_{рідка фаза} = M_баз + M_ефір + M_Твін

X_олія = (M_баз + M_ефір) / M_виробу × 100%

M_баз — маса базових олій (г) · M_ефір — маса ефірних олій (г)
K_баз — коефіцієнт Полісорбату для базових олій (0.5–1.0) · K_ефір — для ефірних (1.0)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_баз — базові олії (г)

M_ефір — ефірні олії (г)

K_баз (коефіцієнт)

K_ефір (коефіцієнт)

Загальна маса виробу (г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Обмеження олій: Введення понад 6–8% олій від загальної маси — бомбочка стане м'якою, просідатиме та погано шипітиме.
Алергопроба: Ефірні олії цитрусових та кориці — потенційні алергени та фотосенсибілізатори. Не перевищуйте 0.5–1% у загальному об'ємі ванни.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зважте базові олії (тверді батери ши/какао розплавте на водяній бані при +40…+45°C).
Крок 2: Введіть Полісорбат-80, перемішайте до однорідності.
Крок 3: Додайте ефірні олії та жиророзчинні барвники.
Крок 4: Влийте масляну фазу тонким струменем у суху суміш, швидко вимішуючи руками в силіконових рукавичках.

Приклад: 500 г сіль для ванн. 15 г мигдальної + 5 г ши + 3 г ефірної лаванди, K=1:1:
M_Твін = (20×1.0) + (3×1.0) = 23 г
M_{рідка фаза} = 20 + 3 + 23 = 46 г (розтерти по 454 г солі)

🧴 Екологічний рідкий пральний гель (мило + сода + бура)

Призначення: Обчислення масових співвідношень господарського мила, кальцинованої соди (Na₂CO₃), бури (Na₂B₄O₇·10H₂O) та води для безфосфатного концентрованого прального гелю.

Суть: Мило (аніонна ПАР) — зв'язує бруд. Кальцинована сода — створює pH 10.5–11.5, осаджує Ca²⁺/Mg²⁺ як CaCO₃↓, розщеплює білкові та жирові плями. Бура — антисептик, підсилювач лужності, відбілювач. При охолодженні мильний розчин утворює структурний колоїдний гель.

РЕЦЕПТУРА ЗАЛЕЖНО ВІД ЖОРСТКОСТІ ВОДИ

Жорсткість	Мило (г)	Сода (г)	Бура (г)	Вода (л)	Доза/5 кг
М'яка (<2 мг-екв/л)	100	100	50	3.5–4.0	100 мл
Середня (2–5 мг-екв/л)	100	150	100	3.5–4.0	120–150 мл
Жорстка (>5 мг-екв/л)	100	200	150	3.5–4.0	180–200 мл

ФОРМУЛИ:

M_актив = M_мило + M_сода + M_бура

C_гель = M_актив / (M_вода + M_актив) × 100% (оптимум: 8–12%)

Заміна на харчову соду: M_харч = M_кальц × 1.8

M_мило — маса натертого 72% мила (г) · M_сода — кальцинована сода (г)
M_бура — тетраборат натрію (г) · M_вода — об'єм гарячої води (г/мл)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Бажаний об'єм гелю (л)

Жорсткість води

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Заборонено для вовни та шовку! Кальцинована сода та бура (pH > 10) руйнують білкові волокна (кератин).
Захист при роботі з содою: Сухий содовий пил подразнює слизові оболонки очей та дихальних шляхів. Працюйте в гумових рукавичках.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Натріть господарське мило на найдрібнішій тертці.
Крок 2: У каструлю влийте 1.5 л води, доведіть до кипіння, зменшіть вогонь, засипте мильну стружку. Помішуйте до повного розчинення.
Крок 3: Додайте кальциновану соду та буру. Помішуйте на слабкому вогні 3–5 хв до однорідності.
Крок 4: Влийте залишок гарячої води, перемішайте, зніміть з вогню.
Крок 5: Накрийте кришкою, залиште на 12 год. Після охолодження збийте гель блендером, розлийте у бутлі.
Крок 6: Перед використанням струшуйте. Заливайте гель безпосередньо в барабан.

Приклад: 5 л гелю, середня жорсткість (базова рецептура на 3.5 л, масштаб ×5/3.5):
Мило: 100×(5/3.5) ≈ 140 г · Сода: 150×(5/3.5) ≈ 215 г · Бура: 100×(5/3.5) ≈ 140 г
Вода: 4.5 л · C_гель = 495/(4500+495)×100 ≈ 9.9% (ідеальна консистенція)

🧴

Домашня косметика, гігієна та фітотерапія

Гігієнічні засоби · Трав'яні препарати · Мило та шампуні · Доглядова косметика

4.1 Профілактичні та гігієнічні засоби

🌿 Водні екстракти та чайні збори для полоскання горла та промивання шкіри

Призначення: Розрахунок співвідношення «рослинна сировина : екстрагент (вода)» та термічних режимів мацерації сухих трав (ромашка, шавлія, календула, м'ята) для приготування водних настоїв місцевого антисептичного, заспокійливого та в'яжучого призначення.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Екстракція діючих речовин (флавоноїдів, ефірних олій, дубильних речовин, каротиноїдів) здійснюється шляхом дифузії в очищену воду. Термічний режим +90...+95°C прискорює вилучення водорозчинних глікозидів та флавоноїдів. Кип'ятіння на відкритому вогні призводить до термічного розкладу летких антисептичних терпеноїдів (азулену ромашки, цинеолу шавлії, ментолу м'яти). Стандарт — співвідношення 1:10 або 1:20 (маса/об'єм).

ТАБЛИЦЯ ПАРАМЕТРІВ НАСТОЮВАННЯ:

Рослина	Пропорція	Час	Призначення
Ромашка аптечна	1 ст.л. (5 г) / 200 мл	15–20 хв	Заспокійливе, протизапальне
Шавлія лікарська	1 ст.л. (4 г) / 200 мл	20–25 хв	В'яжуче, антисептичне полоскання
Календула (нагідки)	1 ст.л. (5 г) / 200 мл	15–20 хв	Промивання саден, антисептика
М'ята перцева	1 ч.л. (2 г) / 200 мл	10–15 хв	Охолоджувальне, освіжаюче

m_сир = V_води / K_екстр

V_кінц = V_початк − (m_сир × f_погл)

K_екстр = 20 (стандартний 5%) або 10 (концентрований 10%) | f_погл ≈ 1.5…2.0 мл/г

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_води — потрібний об'єм настою (мл)

K_екстр

f_погл (мл/г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Мікробіологічна нестабільність: Термін придатності при кімнатній температурі — не більше 12 годин, у холодильнику — до 24–36 годин.
Алергопроба: Перед використанням настою шавлії або ромашки для пошкодженої шкіри зробіть крапельну пробу на згині ліктя.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Подрібніть сухі квіти та листя до розміру часточок 1–3 мм та зважте потрібну масу.
Крок 2: Помістіть сировину у фарфоровий або скляний заварник.
Крок 3: Залийте гарячою водою з температурою +90...+95°C (не окропом, що вирує).
Крок 4: Щільно накрийте кришкою та обгорніть рушником на 15–20 хвилин.
Крок 5: Процідіть через 4 шари марлі або дрібне сито, залишки сировини відтисніть.

Приклад: 500 мл 5% настою ромашки+календули 1:1: m_сир = 500/20 = 25 г (12.5+12.5 г) | V_початк = 500+(25×2) = 550 мл

💨 Парові інгаляційні збори з ефірними оліями

Призначення: Методика розрахунку безпечного дозування летких ефірних олій (евкаліпт, чайне дерево, сосна, м'ята) для парово-вологих інгаляцій носоглотки та гігієни дихальних шляхів.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Ефірні олії — багатокомпонентні суміші неполярних терпенів та ароматичних сполук, не розчиняються у воді. При контакті гарячої води +65...+80°C з олією відбувається захоплення молекул терпенів парами води. Перевищення дози загрожує хімічним опіком слизової або рефлекторним бронхоспазмом.

ТАБЛИЦЯ БЕЗПЕЧНОГО ДОЗУВАННЯ:

Ефірна олія	Доза / 500 мл	Температура води
Евкаліпт (1,8-цинеол)	1–2 краплі	+70...+75°C
Чайне дерево (терпінен-4-ол)	1–2 краплі	+70...+80°C
Сосна / Ялиця (α-пінен)	2 краплі	+75...+80°C
М'ята перцева (ментол)	1 крапля	+65...+70°C

C_EO = N_крап / V_{води_л} (гранична норма: 2–4 краплі/л)

V_крап ≈ 0.03…0.05 мл | N_макс = V_л × 4

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_води — об'єм для інгаляції (мл)

Гранична норма (крапель/л)

РЕЗУЛЬТАТ:

🚨 Техніка безпеки

НІКОЛИ не робіть парово-вологу інгаляцію окропом (+100°C). Це спричиняє термічний опік слизової! Оптимальна температура — +70°C.
Протипоказання: Бронхіальна астма, коклюш, дитячий вік до 6 років (ризик бронхо- та ларингоспазму).

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Налийте в широкий скляний або емальований посуд 500–750 мл гарячої води (+70°C).
Крок 2: Нанесіть 1–2 краплі олії на 1/2 ч.л. морської солі або соди (як емульгатор) і розчиніть у воді.
Крок 3: Схиліться над ємністю на відстані 25–30 см, накрийте голову рушником.
Крок 4: Дихайте спокійно 3–5 хвилин. При виникненні печіння або кашлю — негайно припиніть.

Приклад: 750 мл, евкаліпт+чайне дерево 1:1: N_макс = 0.75 × 4 = 3 краплі (1 евкаліпт + 1–2 чайне дерево)

🧂 Ізотонічний (0,9%) та гіпертонічний (2–3%) сольові розчини для носоглотки

Призначення: Розрахунок масової частки NaCl у воді для ізотонічного (фізіологічного) та гіпертонічного розчинів для щоденного промивання носа й зняття набряку.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Ізотонічний 0.9% NaCl має осмотичний тиск ≈7.4 атм — рівний тиску плазми крові. Гіпертонічний 2–3% NaCl «витягує» надлишкову рідину з набряклих клітин слизової оболонки в просвіт носоглотки, ефективно зменшуючи набряк без судинозвужувальних препаратів.

ТАБЛИЦЯ РОЗРАХУНКУ:

Тип	%	На 200 мл	На 1000 мл	Призначення
Ізотонічний	0.9%	1.8 г (≈1/3 ч.л.)	9.0 г (≈1 ч.л.)	Щоденне промивання
Слабкогіпертонічний	2.0%	4.0 г (≈2/3 ч.л.)	20.0 г (≈2 ч.л.)	Зняття легкого набряку
Гіпертонічний	3.0%	6.0 г (≈1 ч.л.)	30.0 г (≈1 ст.л.)	Виражений набряк, пазухи

m_NaCl = V_мл × w / 100%

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_води — об'єм розчину (мл)

Тип розчину

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Концентраційний опік: Концентрація понад 3% (>30 г/л) спричиняє зневоднення, печіння та пошкодження миготливого епітелію носоглотки!
Нерозчинні домішки: Застосовуйте лише очищену харчову або фармацевтичну сіль без ароматизаторів.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Закип'ятіть воду та охолодіть до +36...+37°C.
Крок 2: Зважте необхідну масу солі на кухонних вагах (або відміряйте чайною ложкою за таблицею).
Крок 3: Повністю розчиніть сіль у воді, при осаді — процідіть через ватний диск.
Крок 4: Промивайте ніс за допомогою неті-пот або шприца без голки, не створюючи надлишкового тиску.

Приклад: 250 мл 2%-го розчину: m_NaCl = 250×2/100 = 5.0 г (≈1 ч.л. без гірки)

🟡 Содово-сольовий антисептичний розчин з додаванням йоду

Призначення: Рецептурний розрахунок комплексного лужно-сольового розчину з додаванням спиртового розчину йоду для санації ротоглотки та механічного видалення нальоту.

Сутність та фізико-хімічний зміст: NaHCO₃ створює слаболужне середовище (pH 8.0–8.5), розріджує слиз та пригнічує патогенні мікроорганізми і грибки (зокрема Candida). NaCl забезпечує осмотичний тиск. Йод 5% спиртовий (1 крапля = 1.18 мг I₂) окислює та денатурує білки клітинної стінки бактерій; суворо 1 крапля запобігає опіку та токсичному впливу на щитоподібну залозу.

СКЛАД НА 200 МЛ ВОДИ:

Компонент	Кількість	w	Роль
Харчова сода (NaHCO₃)	1/2 ч.л. (2.5 г)	≈1.25%	Муколітична, підлужнювальна
Кухонна сіль (NaCl)	1/2 ч.л. (2.5 г)	≈1.25%	Осмотична, протинабрякова
Йод 5%-й спиртовий	1 крапля (≈0.025 мл)	<0.001%	Місцевий антисептик

m_йод = N_крап × V_крап × ρ_йод × w_йод

ρ = 0.95 г/мл | w = 0.05 (5%) | V_крап ≈ 0.025 мл → m_йод ≈ 1.18 мг/краплю

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_води — об'єм розчину (мл)

N_крап — крапель 5% р-ну йоду

РЕЗУЛЬТАТ:

🚨 Техніка безпеки

Передозування йоду: Не більше 1–2 крапель на склянку! Надлишок викликає опік та розлади щитоподібної залози (йодизм).
Протипоказання: Гіпертиреоз, тиреоїдит, вагітність, алергія на йод.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Налийте у склянку 200 мл теплої кип'яченої води (+37...+40°C).
Крок 2: Додайте 1/2 ч.л. солі та 1/2 ч.л. соди, ретельно перемішайте.
Крок 3: За допомогою медичної піпетки додайте СТРОГО 1 краплю 5%-го р-ну йоду.
Крок 4: Перемішайте і полощіть горло порціями по 30 секунд. Не ковтайте!

Приклад: 1 крапля в 200 мл: m_I₂ = 0.025×0.95×0.05 = 1.18 мг — безпечна доза для місцевого полоскання

4.2 Компреси та зовнішні засоби

🍯 Спиртові настоянки прополісу та трав для зовнішнього розтирання суглобів

Призначення: Розрахунок масової частки екстрактивних речовин і водно-спиртового розведення (50–70% етанол) для приготування зігрівальних розтирань на основі прополісу або адаптогенних трав.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Прополіс містить смоли, бальзами, флавоноїди та ефірні олії, майже не розчинні у воді, але розчинні в етиловому спирті. Оптимальна міцність 60–70% (розчиняє смоли та забезпечує трансдермальний ефект). Нерозведена настоянка (70–96%) при тривалому контакті під плівкою викликає хімічний опік шкіри.

ТАБЛИЦЯ ПАРАМЕТРІВ ЕКСТРАКЦІЇ:

Сировина	Конц. EtOH	Пропорція	Час	Режим
Прополіс (очищений)	70%	1:10 (10 г/100 мл)	12–14 днів	Розтирання суглобів
Квіти арніки / шавлії	50–60%	1:5 (20 г/100 мл)	10–14 днів	Розтирання м'язів
Компресна суміш	30–40%	Розведення 1:1	—	Компреси 30–40 хв

V₉₆ = V_ціль × C_ціль / 96%

V_води ≈ V_ціль − V₉₆

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_ціль — об'єм розчинника (мл)

Бажана міцність (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Ризик опіку при компресах: НІКОЛИ не використовуйте для компресів під плівку нерозведену 70%-ну настоянку! Обов'язково розводять водою 1:1 або 1:2.
Висока алергенність: Прополіс — сильний алерген. Заборонено при алергії на продукти бджільництва.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Помістіть прополіс у морозильну камеру на 2 години, після чого натріть на дрібній тертці.
Крок 2: Засипте стружку у темну скляну пляшку та залийте приготовленим 70%-м спиртом.
Крок 3: Настоюйте в темному місці при кімнатній температурі 14 днів, щодня збовтуючи 2–3 рази.
Крок 4: Процідіть через ватно-марлевий фільтр та використовуйте для розтирання суглобів.

Приклад: 200 мл 70%-го спирту з 96%: V₉₆ = 200×70/96 = 145.8 мл | V_води = 54.2 мл. Залити 20 г прополісу.

🌿 Масляні витяжки (мацерати) зі звіробою, календули та обліпихи

Призначення: Розрахунок співвідношення сировини та рафінованої олії-носія для приготування інфузованих олій методом теплової екстракції для догляду за поверхневими подряпинами та сухою шкірою.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Мацерація — ліпофільна екстракція жиророзчинних сполук (гіперицин звіробою, каротиноїди календули та обліпихи, вітамін E) у рослинну олію-носій. Використовується ВИКЛЮЧНО СУХА сировина — волога зі свіжих рослин провокує пліснявлення. Нагрівання +50...+60°C прискорює дифузію без окислення тригліцеридів.

ТАБЛИЦЯ МАЦЕРАТІВ:

Сировина	Олія-носій	Пропорція	Режим	Колір
Квіти звіробою (сухі)	Оливкова / мигдальна	1:5	3–4 год +55°C	Рубіново-червоний
Квіти календули (сухі)	Мигдальна / соняшникова	1:4	2–3 год +50°C	Жовтогарячий
Ягоди обліпихи (сушені)	Жожоба / кунжутна	1:5	3–4 год +60°C	Оранжево-червоний

m_сир = V_олії / K_мацер

K_мацер = 4–5 (кратність мацерації)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_олії — об'єм базової олії (мл)

K_мацер

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Фотосенсибілізація звіробоєм: Гіперицин підвищує чутливість шкіри до UV. ЗАБОРОНЕНО наносити мацерат звіробою перед виходом на сонце (загрожує важкими опіками та пігментацією)!
Перегрів олії: Не нагрівайте вище +70°C — утворення канцерогенних пероксидів.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Подрібніть суху сировину та засипте у чисту суху скляну банку.
Крок 2: Залийте олією-носієм так, щоб вона покривала сировину на 1–2 см вище рівня.
Крок 3: Помістіть банку на водяну баню +50...+60°C і витримайте 3 години, помішуючи.
Крок 4: Охолодіть, процідіть через декілька шарів марлі, відтисніть олію та розлийте у пляшки темного скла.

Приклад: Мацерат календули, 250 мл мигдальної олії, K=5: m_сир = 250/5 = 50 г сухих квітів

4.3 Мило, шампуні та доглядова косметика

🧼 Олійно-лужний баланс (число омилення) — тверде мило на NaOH

Призначення: Розрахунок стехіометричної кількості NaOH та пережиру для повної реакції омилення при виготовленні твердого мила гарячим та холодним способами.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Реакція омилення — лужний гідроліз тригліцеридів з утворенням солей жирних кислот (мила) та гліцерину. SAP — г NaOH на 1 г олії. Перерахунок: SAP_NaOH = SAP_KOH × 0.713 (M(NaOH)/M(KOH) = 39.997/56.106). Пережир SF 5–10% — неомилені олії для пом'якшення шкіри та нейтралізації залишків лугу.

ТАБЛИЦЯ SAP ДЛЯ NaOH (г NaOH / 1 г олії):

Олія / Жир	SAP KOH	SAP NaOH	Твердість
Кокосова олія	0.257	0.183	Дуже висока, пінисте
Оливкова олія	0.189	0.135	Середня, м'яке до шкіри
Масло какао	0.194	0.138	Висока, кремове
Касторова олія	0.180	0.128	Ніжне, стабілізує піну
Масло ші (каріте)	0.179	0.128	Тверде, доглядове

m_{NaOH_теор} = Σ(m_{олії_i} × SAP_i)

m_{лугу_факт} = m_теор × (1 − SF/100%)

m_води = m_{олій_загальна} × 0.33

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

m_{оливкова} (г) — SAP=0.135

m_{кокосова} (г) — SAP=0.183

m_{касторова} (г) — SAP=0.128

SF — пережир (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

🚨 Техніка безпеки

Хімічний опік лугом: NaOH — агресивний їдкий луг! Захисні окуляри, нітрилові рукавички, респіратор — обов'язково.
ЗАВЖДИ сипте луг у воду, а не навпаки! Вода в луг → миттєве закипання та розбризкування!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зважте олії та розплавте тверді баттери на водяній бані.
Крок 2: Зважте холодну воду у термостійкій ємності. Окремо зважте NaOH.
Крок 3: Повільно всипайте NaOH у воду, помішуючи до повного розчинення (розчин сильно розігріється).
Крок 4: Охолодіть олії та лужний розчин до +40...+45°C.
Крок 5: Влийте лужний розчин в олії і збивайте блендером до «сліду», після чого розлийте у форми.

Приклад: 500 г оливкової + 300 г кокосової, SF=7%: m_теор=(500×0.135)+(300×0.183)=122.4 г → m_NaOH=122.4×0.93=113.8 г | m_води=800×0.33=264 г

🫧 Прозоре рідке мило та гелі для душу на KOH

Призначення: Розрахунок «жирова фаза : KOH : вода» для омилення рослинних олій та отримання концентрованої мильної пасти з подальшим розведенням у прозоре рідке мило або гель для душу.

Сутність та фізико-хімічний зміст: KOH дає м'якші, легкорозчинні калієві мила. Чистота промислового KOH зазвичай 85–90%, що обов'язково враховується в розрахунках. Кокосова олія (лауринова кислота) — пишна піна; оливкова/соняшникова (олеїнова) — прозорість та м'якість; рицинова (рицинолеєва) — стабілізатор піни та блиск.

ТАБЛИЦЯ SAP KOH (г KOH / 1 г олії, 100% чистота):

Олія	SAP KOH	Частка в рецепті	Ефект
Кокосова	0.268	20–30%	Пишна піна, очищення
Оливкова	0.190	40–70%	Прозорість, м'якість
Соняшникова	0.189	30–50%	Економічність, прозорість
Рицинова (касторова)	0.180	5–10%	Стійкість піни, блиск
Пальмова	0.199	10–20%	Густота пасти

m_{KOH_факт} = Σ(m_і × SAP_і) / C_KOH

V_води = m_{KOH_факт} × R (R = 2.0–2.5) | M_{вода_розвед} = M_пасти × K (K = 1.5–2.0)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

m_{оливкова} (г)

m_{кокосова} (г)

m_{рицинова} (г)

C_KOH — чистота

R вода/луг

K розведення пасти

РЕЗУЛЬТАТ:

🚨 Техніка безпеки

Хімічні опіки KOH: При розчиненні розчин розігрівається до 80–90°C. Щільні рукавички, захисні окуляри, респіратор, вентиляція обов'язкові.
ЗАВЖДИ насипайте луг у воду маленькими порціями, а не навпаки!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ (5 етапів):

Крок 1 (підготовка): Зважте та розігрійте олії до +60...+65°C. Повільно насипте KOH у воду до прозорого розчину.
Крок 2 (варка): Влийте лужний розчин в олії при +65°C, збивайте блендером до «сліду», варіть на водяній бані 2–2.5 год.
Крок 3 (проба): 1 г пасти + 20 мл окропу — розчин має бути прозорим. pH пасти = 8.0–8.5.
Крок 4 (нейтралізація): Введіть 1% лимонної кислоти від маси олій (розчин 20%) для зниження pH.
Крок 5 (розведення): Залийте гарячу пасту окропом (1:1.5), накрийте та залиште 8–12 год.

Приклад: 350 г оливк. + 100 г кокос. + 50 г рицин., KOH 90%: m_KOH=113.7 г | V_води=284 мл | Вихід рідкого мила ≈2155 г

💆 Тверді шампуні на основі м'яких рослинних ПАР (SCS, SCI)

Призначення: Розрахунок формуляції твердого шампуню (Solid Shampoo Bar) з первинних та вторинних аніонних ПАР для очищення волосся без використання лугу.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Тверді шампуні на ПАР мають фізіологічний pH 5.5–6.5 (на відміну від лужного мила pH 9–10). SCS — первинний ПАР, пишна піна та висока очисна здатність. SCI — дуже м'який аніонний ПАР, зменшує подразнювальну дію SCS. Вода та баттери плавлять суміш і скріплюють порошкоподібні ПАР у твердий брикет.

ТАБЛИЦЯ РЕЦЕПТУРНОГО БАЛАНСУ (% від маси):

Компонент	%	Функція
SCS (Sodium Coco Sulfate)	40–50%	Первинний ПАР (піноутворення)
SCI (Sodium Cocoyl Isethionate)	20–30%	Вторинний м'який ПАР
Рослинні олії / Баттери	5–10%	Живлення, захист від пересушування
Вода / Гідролат	8–12%	Розчинник для пресування
Активні добавки (кератин, глина)	5–10%	Кондиціонування, догляд

m_SCS = m_брусок × ω_SCS/100 | m_SCI = m_брусок × ω_SCI/100

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

m_брусок (г)

ω_SCS (%)

ω_SCI (%)

ω_{олії/баттери} (%)

ω_вода (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Респіраторна небезпека: Порошок SCI/SCS утворює дрібнодисперсний пил, що подразнює слизові. Зважування та подрібнення — строго у респіраторі FFP2/FFP3!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Одягніть респіратор і зважте SCS та SCI у скляній ємності.
Крок 2: Додайте олії, баттери та воду/гідролат.
Крок 3: Помістіть на водяну баню (+70...+80°C), розминайте лопаткою до м'якого пастоподібного «тіста».
Крок 4: Всипте сухі активні добавки та глину, ретельно вимісіть масу рукавичками.
Крок 5: Щільно утрамбуйте гарячу масу в силіконову форму та помістіть у морозильне відділення на 30 хвилин.

Приклад: 100 г бруска (45% SCS, 25% SCI, 8% ші, 10% вода, 12% глина): SCS=45 г | SCI=25 г | ші=8 г | вода=10 г | глина=12 г

✨ Олійна та водна фази для живильних кремів (вибір емульгаторів)

Призначення: Технологія розрахунку прямої емульсії O/W або зворотної W/O із застосуванням натуральних емульгаторів (олівацієм, бджолиним воском, цетиловим спиртом) для виготовлення живильних доглядових кремів.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Крем — гетерогенна система двох незмішуваних фаз. Емульгатор (HLB 8–16 для O/W) адсорбується на межі розділу фаз, знижуючи міжфазний натяг. Змішування фаз — строго при +70...+75°C. Будь-який крем з водою ОБОВ'ЯЗКОВО потребує консерванту (0.6–1.0%).

ТАБЛИЦЯ ПРОПОРЦІЙ ФАЗ:

Тип крему	Водна фаза	Олійна фаза	Емульгатор
Легкий зволожувальний (O/W)	70–80%	15–20%	5–6% (Оліваєм 1000)
Щільний живильний (O/W)	60–70%	20–25%	6–8%+1–3% цетил.
Захисний бальзам-крем (W/O)	30–40%	50–60%	5–8% (бдж. віск)

m_ВФ+m_ОФ+m_ем+m_активи+m_конс = m_крем

m_конс = m_крем × w_конс/100% (стандартно 0.6–1.0%) | m_ВФ = залишок

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

m_крем (г)

ω_ОФ (%)

ω_ем (%)

ω_{гліцерин} (%)

ω_{консервант} (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Консервація: Крем з водою БЕЗ консерванту у холодильнику стає небезпечним через 5–7 днів (розмноження бактерій).
Температурний шок: Змішування фаз строго при +70...+75°C.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зважте в одному стакані олії та емульгатор (олійна фаза).
Крок 2: Зважте в другому стакані дистильовану воду та гліцерин (водна фаза).
Крок 3: Нагрійте обидва стакани на водяній бані до +70...+75°C до повного розплавлення емульгатора.
Крок 4: Тонким струменем влийте водну фазу в олійну, збиваючи міні-міксером 3–5 хв до білої глянцевої емульсії.
Крок 5: Охолодіть до +40°C, введіть консервант і активні речовини, перекладіть у стерильну баночку.

Приклад: 100 г крему (ОФ=22%, ем=6%, гліцерин=3%, конс=0.8%): олії=22 г, Оліваєм=6 г, гліцерин=3 г, конс=0.8 г, вода=68.2 г

👄 Захисні бальзами для губ та рук (віск + баттери + рідкі олії)

Призначення: Розрахунок співвідношення «віск : тверді олії (баттери) : рідкі олії» для безводних оклюзійних стиків та бальзамів підвищеної твердості.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Безводні бальзами створюють оклюзійну плівку на епідермісі. Бджолиний або канделільський віск — кристалічна ґратка, t_пл = +60...+65°C. Баттери (какао, ші, манго) — пластичність та кремове відчуття при +36.6°C. Рідкі олії (касторова, жожоба) — ковзання та блиск. 0.5% вітаміну E є обов'язковим антиоксидантом.

ТАБЛИЦЯ ТВЕРДОСТІ БАЛЬЗАМІВ:

Компонент	%	Функція
Бджолиний / канделільський віск	25–30%	Структуроутворювач, твердість
Тверді олії (баттер какао / ші)	30–35%	Плавлення при +36.6°C тіла
Рідкі олії (касторова / жожоба)	35–40%	Пом'якшення, глянцевий блиск
Вітамін E (токоферолу ацетат)	0.5–1%	Антиоксидант (проти згіркнення)

Туба (жорсткий): віск:баттери:олії = 1:1:1 (33.3% кожен)

Баночка (м'який): віск:баттери:олії = 1:2:3 (16.6%:33.3%:50.1%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

m_{загальна} — маса суміші (г)

Тип бальзаму

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Згіркнення: 0.5% вітаміну E — обов'язковий антиоксидант.
Перегрів воску: Не розплавляйте на відкритому вогні — вогненебезпечний! Тільки водяна баня.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Помістіть зважений бджолиний віск, масло какао та рідкі олії у термостійкий скляний стакан.
Крок 2: Поставте на водяну баню і нагрівайте до повного розплавлення воску (+65...+70°C).
Крок 3: Зніміть з бані, додайте 2–3 краплі вітаміну E і перемішайте скляною паличкою.
Крок 4: Швидко розлийте рідкий бальзам по тубах або баночках. Залиште до повного охолодження.

Приклад: 30 г для 6 туб по 5 г (30% воску, 35% какао, 35% касторова): віск=9.0 г | какао=10.5 г | касторова=10.5 г

🛁 Бомбочки для ванни (сода + лимонна кислота + наповнювач 2:1:1)

Призначення: Стехіометричний розрахунок газоутворювальної суміші на основі NaHCO₃, безводної лимонної кислоти (C₆H₈O₇) та сухих наповнювачів для шипучих бомбочок для ванни.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Шипучий ефект — кислотно-основна реакція з виділенням CO₂: 3NaHCO₃ + C₆H₈O₇ → Na₃C₆H₅O₇ + 3H₂O + 3CO₂↑. Стехіометричне співвідношення для повного перебігу: 2 частини соди : 1 частина лимонної кислоти. Наповнювачі (морська сіль, крохмаль) сповільнюють розчинення та надають доглядових властивостей.

КЛАСИЧНА ФОРМУЛА (пропорція 2:1:1 = 50%:25%:25%):

Компонент	%	Роль
Харчова сода (NaHCO₃)	50%	Лужна фаза, реактив
Лимонна кислота (безводна)	25%	Кисла фаза, реактив
Наповнювач (крохмаль / морська сіль)	25%	Баласт, зв'язування вологи
Олія-зв'язувач (мигдальна)	2–3% (понад 100%)	Скріплення фаз, живлення шкіри

m_сода=M×0.50 | m_{лимонна}=M×0.25 | m_{наповнювач}=M×0.25

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_суміш — загальна маса сухої суміші (г)

ω_{олія-зв'язувач} (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Передчасна реакція від води: Навіть кілька крапель у суху суміш активують реакцію — бомбочка розпухне! Для зволоження — тільки розпилювач із 96%-м спиртом.
Захист: Лимонна кислота при пересипанні утворює їдкий пил. Змішуйте у респіраторі.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Просій через сито соду та крохмаль у суху миску.
Крок 2: Подрібніть лимонну кислоту в кавомолці (у респіраторі!) і всипте до суміші.
Крок 3: Влийте рідку олію та ретельно розтріть масу руками в рукавичках до стану «вологого піску».
Крок 4: Злегка збризніть масу зі спиртового розпилювача (1–2 пшики) і стисніть у кулаці — повинна тримати форму.
Крок 5: Утрамбуйте масу у формочки, витримайте 30 хвилин і дістаньте. Сушіть 12–24 години.

Приклад: 400 г суміші для 4 бомбочок по 100 г: сода=200 г | лимонна=100 г | крохмаль=100 г | олія=10 г

🫧 Скраби для тіла (цукор, сіль, кавова гуща + олійна емульсія)

Призначення: Розрахунок співвідношення абразивних часточок (цукор, морська сіль, кава) та рідко-олійної фази або змиваної емульсійної основи (з Полісорбат-80) для некомпресійних скрабів для тіла.

Сутність та фізико-хімічний зміст: Скраб поєднує механічне злущування (ексфоліацію) рогового шару з одночасним зволоженням. Цукор — м'який абразив, розчиняється у воді, для чутливої шкіри. Морська сіль — жорсткий абразив з осмотичним ефектом. Мелена кава — середній абразив, містить кофеїн. Полісорбат-80 перетворює олійну фазу при контакті з водою на молочко — легко змивається без жирної плівки.

ТАБЛИЦЯ ГІДРОФІЛЬНОГО СКРАБУ (% від формули):

Компонент	%	Функція
Цукор / кава / морська сіль	55–65%	Механічний ексфоліант
Рідкі рослинні олії (мигдаль, макадамія)	25–35%	Живлення, ковзання
Полісорбат-80 (Твін-80)	5–7%	Гідрофільний емульгатор (змиваність)
Цетиловий спирт / Баттер	3–5%	Загусник (запобігає осіданню)

m_абраз=M×0.60 | m_олійна=M×0.40 | m_{полісорбат}=m_олій×0.15

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_скраб — маса скрабу (г)

ω_{абразив} (%)

ω_олії (%)

ω_{Полісорбат-80} (%)

ω_{цетиловий спирт} (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Кавова гуща: Для тривалого зберігання — тільки суха (висушена в духовці) кавова гуща. Волога провокує пліснявлення через 3–4 дні.
Травмування шкіри: Не використовуйте сіль та грубу каву для обличчя та пошкодженої шкіри (мікророзриви).

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Розплавте цетиловий спирт у рідкій мигдальній олії на водяній бані (+60°C).
Крок 2: Зніміть з бані, влийте Полісорбат-80 і перемішайте до однорідності.
Крок 3: У суху ємність відміряйте сухий цукор та суху мелену каву.
Крок 4: Залийте сухі абразиви олійно-емульсійною сумішшю та вимішайте лопаткою.
Крок 5: Перекладіть у суху баночку з широкою шийкою. Наносьте на вологу шкіру під час душу.

Приклад: 250 г скрабу (60% цукор+кава, 32% олія, 5% Полісорбат-80, 3% цетил.): абразив=150 г (75+75) | олія=80 г | Пол-80=12.5 г | цетил.=7.5 г

🔧

Майстерня, будівництво та ремонт

Автохімія · Смоли · Будрозчини · Деревина · Шкіра

5.1 Автохімія

❄️ Розведення концентрату антифризу водою під бажану температуру замерзання

Призначення: Розрахунок пропорцій змішування концентрованого антифризу (на основі етиленгліколю або пропіленгліколю, початкова температура кристалізації ≈ −65…−70°C) з дистильованою водою для отримання охолоджувальної рідини із заданою температурою замерзання.

Суть: Температура кристалізації водно-гліколевої суміші має нелінійну залежність від об'ємної частки гліколю. Чистий етиленгліколь замерзає при −13°C, але при змішуванні з водою утворюється евтектична суміш із температурою замерзання до −68°C (при вмісті ≈65% етиленгліколю). Оптимальна пропорція для помірного клімату — 1:1 за об'ємом (−37…−40°C).

ТАБЛИЦЯ ОБ'ЄМНИХ СПІВВІДНОШЕНЬ (для етиленгліколю):

Температура замерзання	Концентрат (%)	Вода (%)	Пропорція К:В
−15°C	30%	70%	1 : 2.33
−25°C	40%	60%	1 : 1.5
−37…−40°C	50%	50%	1 : 1
−52°C	60%	40%	1.5 : 1

ФОРМУЛИ:

V_{концентрат} = V_{система} × φ_{концентрат}

V_вода = V_{система} − V_{концентрат}

V_{система} — загальний об'єм системи охолодження (л) | φ_{концентрат} — об'ємна частка (наприклад, 0.50 для 50%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_{система} — об'єм системи охолодження (л)

Температура замерзання

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Токсичність: Етиленгліколь — смертельно небезпечна отрута при потраплянні всередину (солодкуватий смак — небезпечний для тварин).
Якість води: Виключно дистильована або деіонізована вода. Водопровідна вода містить солі Ca та Mg — накип та корозія.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Знайдіть у техдокументації автомобіля повний об'єм системи охолодження.
Крок 2: Визначте за таблицею бажану температуру та об'ємну частку концентрату.
Крок 3: Змішайте концентрат із дистильованою водою в окремій чистій ємності перед заливкою.
Крок 4: Перевірте температуру замерзання готового розчину рефрактометром або ареометром.

Приклад: Система 7.5 л, −37°C (φ=0.50): V_{концентрат} = 7.5×0.50 = 3.75 л | V_вода = 7.5−3.75 = 3.75 л

🪟 Розведення концентрату омивача скла (літній та зимовий)

Призначення: Обчислення об'ємів спиртового концентрату (ізопропанол або етанол) та води для отримання рідини склоомивача з потрібною температурою замерзання.

Суть: Зимовий розчин — збільшення вмісту спиртів. Літній — акцент на видаленні органічних забруднень (1–3% спирту або ПАР з амоніаком).

ТАБЛИЦЯ (зимовий концентрат −60°C):

Цільова температура	Пропорція К:В	Концентрат (%)
−30°C	2:1	67%
−20°C	1:1	50%
−10°C	1:2	33%
−5°C	1:4	20%

V_{концентрат} = V_бак × C_ціль / C_{початкова}

V_вода = V_бак − V_{концентрат}

C_{початкова}, C_ціль — температури в °C за модулем

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_бак — об'єм бачка (л)

C_{початкова} — межа концентрату (°C, число)

C_ціль — потрібний захист (°C, число)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Заборонено використовувати метанол (метиловий спирт) — смертельно токсичний, уражає зоровий нерв при вдиханні парів через систему вентиляції салону.

Приклад: Бачок 4 л, концентрат −60°C, розчин на −10°C: V_{концентрат} = 4×10/60 = 1.33 л | V_вода = 2.67 л

🧪 Промивання системи охолодження: лимонна кислота або трилон Б

Призначення: Розрахунок маси реагентів для хімічного промивання радіатора та блоку циліндрів від іржі, накипу та продуктів розкладу антифризу.

Суть: Лимонна кислота (C₆H₈O₇) видаляє накип (CaCO₃) та оксиди заліза (Fe₂O₃): Fe₂O₃ + 2C₆H₈O₇ → 2FeC₆H₅O₇ + 3H₂O. Норми: 20–30 г/л (2–3%) профілактика; до 50 г/л (5%) при сильному забрудненні. Трилон Б (ЕДТА): 10–20 г/л (1–2%), безпечніше для алюмінієвих деталей.

ФОРМУЛА:

M_{речовини} = V_{промивки} × C_г/л

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_{системи} — об'єм промивки (л)

Реагент та концентрація

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Корозія алюмінію: Не залишайте розчин лимонної кислоти понад 3% у двигуні довше ніж на 40–60 хвилин роботи на холостому ході.
Нейтралізація: Після промивки промийте розчином соди (10 г/л), потім 2–3 рази чистою дистильованою водою.

Приклад: 8 л системи, 3% лимонна кислота (30 г/л): M = 8 × 30 = 240 г

🔋 Приготування електроліту для акумулятора (H₂SO₄ → 1.28 г/см³)

Призначення: Розрахунок об'ємів концентрованої сірчаної кислоти (H₂SO₄) та дистильованої води для приготування акумуляторного електроліту густиною 1.28 г/см³ (стандарт при +20°C).

Суть: Густині 1.28 г/см³ відповідає масова частка H₂SO₄ ≈ 37%. Для 1 л електроліту з кислоти 95% (ρ=1.84 г/см³): M = 1000×1.28 = 1280 г → H₂SO₄ = 1280×0.37 = 473.6 г → маса 95% кислоти = 473.6/0.95 = 498.5 г → V_{кислоти} = 498.5/1.84 ≈ 271 мл | V_води ≈ 729 мл. Спрощено: 1 об'єм кислоти + 2.7 об'єми дистильованої води.

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_ціль — необхідний об'єм електроліту (мл)

РЕЗУЛЬТАТ:

🚨 КРИТИЧНА ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

ЛЛЄМО КИСЛОТУ В ВОДУ! НІКОЛИ навпаки! Вода в концентровану кислоту — миттєве закипання, розбризкування, важкі опіки!
ЗІЗ: Окуляри/щиток, хімічно стійкі гумові рукавички, фартух.

🔩 Силіконовий відновник для гумових ущільнювачів (ПМС + ізопропанол)

Призначення: Приготування розчину силіконової олії (ПМС — поліметилсилоксан) в ізопропіловому спирті для нанесення на гумові ущільнювачі дверей, сальники, пластикові деталі.

Суть: Ізопропанол — летким носій: розчиняє силікон, знижує в'язкість, швидко випаровується, залишаючи гідрофобну плівку. Норми: Спрей — 10–15% ПМС; нанесення губкою — 30–40% ПМС.

V_ПМС = V_{загальний} × %_ПМС / 100 | V_спирт = V_{загальний} − V_ПМС

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_{загальний} — об'єм засобу (мл)

Тип засобу

РЕЗУЛЬТАТ:

Приклад: 250 мл, 15% ПМС-200: V_ПМС = 250×0.15 = 37.5 мл | V_{ізопропанол} = 212.5 мл

5.2 Епоксидні, поліефірні смоли та силікони

⚗️ Точний розрахунок пропорцій смола : затверджувач

Призначення: Обчислення маси затверджувача залежно від маси смоли відповідно до інструкції виробника (наприклад, 100:12, 100:10, 100:50).

Суть: Затвердіння — реакція поліконденсації/поліприєднання. Нестача затверджувача → смола залишається липкою або м'якою. Надлишок → крихкість, пожовтіння, маслянисті плями, прискорений екзотермічний пік.

ФОРМУЛИ:

M_{затверджувач} = M_смола × B / A

Або від загальної маси суміші:

M_смола = M_суміш×A/(A+B) | M_{затверджувач} = M_суміш−M_смола

A — вагова частка смоли (зазвичай 100) | B — вагова частка затверджувача

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Режим

Маса (суміші або смоли) (г)

A — частина смоли (зазвичай 100)

B — частина затверджувача

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Ваги: Точність 0.1 г. Об'ємом/шприцом вимірювати заборонено — ρ_смоли ≈ 1.15–1.2 г/см³ ≠ ρ_{затверджувач} ≈ 0.95–1.0 г/см³.
Респіратор: Амінові затверджувачі — токсичні для дихальних шляхів (фільтри А1/А2).

Приклад: Пропорція 100:12, потрібно 350 г суміші: M_смола=350×100/112=312.5 г | M_{затверджувач}=37.5 г

🧴 Розрахунок пластифікатора ДБФ для епоксидної смоли

Призначення: Обчислення дози дибутилфталату (ДБФ) для усунення крихкості смоли ЕД-20 та підвищення ударостійкості. Норми: 5% — жорсткі конструкції; 10% — стандарт; 15% — максимальна гнучкість.

M_ДБФ = M_смола × %_{пластифікатор} / 100

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_смола — маса смоли (г)

% пластифікатора ДБФ

РЕЗУЛЬТАТ:

Приклад: 500 г ЕД-20, 10% ДБФ: M_ДБФ=500×0.10=50 г

📐 Об'єм смоли для заливки форм та стільниць (V = a·b·h)

Призначення: Розрахунок маси епоксидної суміші для заповнення прямокутних або циліндричних об'ємів з урахуванням густини ρ ≈ 1.10–1.15 г/см³.

Прямокутна: V_л = a × b × h / 1000

Циліндрична: V_л = π × r² × h / 1000

M_кг = V_л × ρ_смоли

a, b, h — у см | r — радіус у см | ρ_смоли — стандартно 1.13 кг/л

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Тип форми

a — довжина (см)

b — ширина (см)

h — висота (см)

ρ смоли (кг/л)

РЕЗУЛЬТАТ:

Приклад: 120×25 см, h=4 см, ρ=1.15: V=120×25×4/1000=12 л | M=12×1.15=13.8 кг

🫙 Двокомпонентні силікони: пропорції каталізатора

Призначення: Розрахунок маси каталізатора для рідкого силікону при виготовленні гнучких ливарних форм.
Олов'яні (RTV-2): 2–3% каталізатора, чутливі до точності. Платинові: 1:1 або 10:1 за вагою, нульова усадка.

M_{каталізатор} = M_паста × %_кат / 100

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_паста — маса пасти (г)

% каталізатора

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Платиновий силікон

Не затверджується при контакті з оловом, амінами, сіркою (пластилін із сіркою!), латексом та свіжими силіконовими герметиками.

Приклад: 800 г пасти, 2.5%: M_кат=800×0.025=20 г

5.3 Будівництво та саморобні розчини

🧱 Пропорції цементно-піщаних сумішей (ЦПС) залежно від марки цементу

Призначення: Визначення об'ємних співвідношень цементу та піску для будівельного розчину необхідної марки міцності (М50–М200).

ТАБЛИЦЯ (Цемент : Пісок):

Марка	М400	М500	Застосування
М50	1:4.5	1:6	Штукатурка внутрішня
М75	1:3.5	1:4.5	Кладка стін, фасад
М100	1:3	1:4	Стяжка, фундамент
М150	1:2.5	1:3	Відмостка, стяжка
М200	1:2	1:2.5	Фундаменти, несучі

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Марка цементу

Потрібна марка розчину

Кількість мішків

Маса мішка (кг)

РЕЗУЛЬТАТ:

Приклад: М500, М100 (1:4), 1 мішок 25 кг (≈19 л): Пісок = 19×4 = 76 л (≈6–7 відер по 12 л)

💧 Водоцементне співвідношення (В/Ц) для міцності бетону

Призначення: Обчислення необхідного об'єму води для замісу бетону.
Суть: Для гідратації В/Ц = 0.25–0.28. Для пластичності — 0.40–0.60. Закон Абрамса: чим вище В/Ц, тим нижча міцність (надлишкова вода лишає капілярні пори).

M_води = M_цемент × (В/Ц)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_цемент — маса цементу (кг)

В/Ц співвідношення

РЕЗУЛЬТАТ:

Приклад: 50 кг цементу, В/Ц=0.45: M_води=50×0.45=22.5 л

⚗️ Добавки до бетону: рідке скло, пластифікатор, протиморозні

Призначення: Обчислення маси добавок від маси цементу.
Рідке скло: 5–10% (гідроізоляція), 25–50% (аварійне закладення, схвачування за 1–3 хв). Суперпластифікатор С-3: 0.5–1.0%. Протиморозні: до −5°C → 1–2%, до −10°C → 2–3%, до −15°C → 4–5%.

M_{добавка} = M_цемент × %_{добавка} / 100

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_цемент — маса цементу (кг)

Тип та норма добавки

РЕЗУЛЬТАТ:

Приклад: 100 кг цементу, −8°C: протиморозна 2.5% = 2.5 кг + пластифікатор 0.7% = 700 г

🖌️ Ґрунтовки глибокого проникнення: розведення концентрату

Призначення: Розведення акрилового концентрату ґрунтовки водою для обробки пористих поверхонь (газобетон, штукатурка, гіпсокартон). Норми: газобетон 1-й шар — 1:3…1:4; штукатурка/цегла — 1:4…1:5; під фарбування — 1:6…1:9.

V_вода = V_{концентрат} × K_{розведення}

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_{концентрат} (л)

Поверхня та шар

РЕЗУЛЬТАТ:

🎨 Розведення фарб, лаків та емалей розчинниками під краскопульт або пензель

Призначення: Обчислення об'єму розчинника (646, уайт-спірит, ксилол, ацетон) для доведення ЛФМ до робочої в'язкості (18–25 с за ВЗ-4 для краскопульта). Норми: пензель — 3–5% (макс. 10%); краскопульт — 15–25%.

V_{розчинник} = V_ЛФМ × %_{розчинник} / 100

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_ЛФМ — об'єм фарби/лаку (мл)

Метод нанесення

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Вибухопожежонебезпечність: Пара 646, ацетону, ксилолу та уайт-спіриту утворює вибухонебезпечні суміші з повітрям. Робота поблизу відкритого вогню заборонена!
Вентиляція: Нанесення розпиленням — нагнітально-витяжна вентиляція та респіратор з фільтрами A1P2 / A2P3.

Приклад: 2 л ПФ-115, краскопульт 15%: V_{розчинник}=2000×0.15=300 мл уайт-спіриту

5.4 Захист та обробка деревини

🪵 Приготування масляно-воскових сумішей (олійно-воскове просочення)

Призначення: Натуральна мастика («масловіск») на основі лляної олії, бджолиного воску та живичного скипидару для глибинного захисту деревини від вологи, грибка та зношування із збереженням паропроникності.

Фізико-хімічний зміст:
• Лляна олія — полімеризується під дією O₂ повітря, утворюючи гнучкий водонепроникний полімер у порах деревини.
• Бджолиний віск — поверхнева гідрофобність, матовий блиск, стійкість до стирання.
• Живичний скипидар (терпентин) — знижує в'язкість, забезпечує проникнення суміші в капіляри деревини до 2–5 мм.

Співвідношення (Олія : Віск : Скипидар)	Консистенція	Призначення
4:1:1 (400 мл олії, 100 г воску, 100 мл скипидару)	Рідка мастика	Первинне глибоке просочення (перший шар)
2:1:1 (200 мл олії, 100 г воску, 100 мл скипидару)	Напівтвердий пастоподібний бальзам	Фінішний шар, обробка меблів та посуду
1:1:0,5	Твердий віск	Полірування стільниць, підлоги, рукояток ножів

📋 ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ

1. Подрібніть бджолиний віск на тертці.
2. Розігрійте лляну олію на водяній бані до +70…+80 °C.
3. Додайте стружку воску в гарячу олію, розмішуйте до повного розчинення.
4. Зніміть з вогню, остудіть до +50 °C і тонкою цівкою влийте живичний скипидар при постійному перемішуванні.
5. Нанесіть теплу суміш на суху деревину щіткою або ганчіркою, втираючи круговими рухами.
6. Витримайте 15–30 хв, надлишки зніміть сухою ганчіркою. Повторіть після повного висихання (24–48 год).

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР МАСЛЯНО-ВОСКОВОЇ СУМІШІ

Загальний об'єм суміші (мл)

Тип суміші

РЕЗУЛЬТАТ:

🧪 ПРАКТИЧНИЙ ПРИКЛАД

Умова: Потрібно приготувати 600 мл рідкої мастики (4:1:1) для першого просочення дубової стільниці.
Розрахунок: Частини: 4+1+1=6. Одна частина = 600/6 = 100 мл.
→ Лляна олія: 4×100 = 400 мл
→ Бджолиний віск: 1×100 = 100 г
→ Живичний скипидар: 1×100 = 100 мл
Результат: Отримано 600 мл рідкої мастики. Наноситься теплою у 2 шари з витримкою 24 год між шарами.

⚠️ ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

🔥 Пожежна небезпека: Скипидар — легкозаймиста рідина з низькою температурою спалаху. Ніколи не додавайте скипидар у суміш на відкритому вогні! Тільки водяна баня.
🔥 Самозаймання: Ганчірки, просочені лляною олією, схильні до екзотермічного самозаймання на повітрі. Після роботи обов'язково утилізуйте у закритій металевій ємності з водою або спаліть одразу.

🎨 Хімічне моріння деревини (залізний купорос та таніни)

Призначення: Глибоке забарвлення дуба, ясеня, горіха та інших порід у темно-сірі, темно-коричневі та чорні («ебенові») відтінки за рахунок реакції із залізом.

Хімічна реакція:
Таніни + FeSO₄ → Танінат заліза (чорний пігмент)
Породи з високим вмістом танінів (дуб, каштан, горіх) реагують миттєво. Породи з низьким вмістом (сосна, береза, липа) потребують попереднього насичення таніновим розчином.

📋 ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ

Для таніновмісних порід (дуб, горіх):
1. Приготуйте 2–5% розчин FeSO₄·7H₂O (20–50 г залізного купоросу на 1 л гарячої води).
2. Нанесіть пензлем або губкою рівномірно за волокном.
3. Дайте висохнути 30–60 хв — колір розвивається поступово.

Для порід без танінів (береза, сосна, липа):
1. Нанесіть гарячий відвар таніну: 50 г дубової кори або 30 г чорного чаю кип'ятити 20 хв у 1 л води.
2. Після повного висихання нанесіть 3–5% розчин залізного купоросу.

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР РОЗЧИНУ ЗАЛІЗНОГО КУПОРОСУ

Об'єм розчину (л)

Концентрація (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

🧪 ПРАКТИЧНИЙ ПРИКЛАД

Умова: Наморіти дубову дошку у темно-сірий колір. Потрібно 2 л розчину.
Розрахунок: 3% розчин FeSO₄: M = 2 л × 30 г/л = 60 г залізного купоросу на 2 л гарячої води.
Результат: Після нанесення на дуб протягом 30–60 хв дошка набуває рівномірного темно-сірого кольору. Порода з високим вмістом танінів — жодної підготовки не потрібно.

⚠️ ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

Залізний купорос (FeSO₄) — подразнює шкіру та слизові. Працювати у гумових рукавичках. Уникати вдихання пилу під час розчинення. Відпрацьований розчин нейтралізувати содою перед утилізацією.

🛡️ Захист від гниття: водні антисептики (фторид натрію та мідний купорос)

Призначення: Водно-розчинні антисептики для просочення будівельної деревини, лаг, кроквяних систем та парканів з метою біозахисту від шашеля, цвілі та гнилі.

Антисептик	Концентрація	Особливості	Стійкість
Фторид натрію (NaF)	3–4% (30–40 г/л)	Не фарбує, глибоко проникає. Ідеальний для внутрішніх робіт.	Вимивається (потребує лаку/олії)
Мідний купорос (CuSO₄·5H₂O)	5–10% (50–100 г/л)	Забарвлює у зеленкувато-блакитний. Сильний фунгіцид для зовнішніх конструкцій.	Помірно вимивний
Біхромат-купоросний (ГОСТ «Сенеж»)	5% CuSO₄ + 5% K₂Cr₂O₇	Зеленкувато-коричневий колір. Утворює нерозчинні хромати міді.	Невимивний

📐 МАТЕМАТИЧНА ФОРМУЛА

M = V × C

M — маса антисептику (г)
V — об'єм розчину (мл або л × 1000)
C — концентрація (г/л або г/мл)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР АНТИСЕПТИЧНОГО РОЗЧИНУ

Об'єм розчину (л)

Тип антисептику

РЕЗУЛЬТАТ:

🧪 ПРАКТИЧНИЙ ПРИКЛАД (З 9Блок.docx)

Умова: Приготувати 10 л 4% розчину фториду натрію для просочення підлогових лаг.
Формула: M_NaF = 10 000 мл × 0,04 = 400 г NaF
Вода: V_вода = 10 000 − 400 = 9 600 мл (9,6 л)
Результат: Розчинити 400 г NaF у 9,6 л води. Нанести 2–3 шари з висиханням між шарами. Після просочення обов'язково покрити олією або лаком для захисту NaF від вимивання.

⚠️ ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

NaF: Токсичний! Уникати вдихання та потрапляння на шкіру. Гумові рукавички обов'язкові. Не застосовувати в приміщеннях без вентиляції.
CuSO₄: Забарвлює шкіру та одяг. Рукавички, старий одяг. Відпрацьований розчин не зливати у водойми — токсичний для риб та рослин.
K₂Cr₂O₇ (біхромат): Канцероген. Суворо захищений одяг, рукавички, респіратор. Утилізація лише через спеціальні служби.

5.5 Виделка, дублення та догляд за шкірою

🧴 Розрахунок пікелю для обробки шкур

Призначення: Розрахунок концентрації кислоти та солі для пікелювання — розпушення колагенових волокон та зневоднення шкури перед дубленням.

Фізико-хімічний зміст: Кислота розчиняє міжволоконні білки та розпушує структури дерми. Сіль (NaCl) додається у високій концентрації для запобігання кислотному набряканню шкури (якщо солі замало — шкура перетворюється на драглисту масу).

📐 СТАНДАРТНИЙ СКЛАД ПІКЕЛЬНОГО РОЗЧИНУ

• Рідинний модуль: 1:8…1:10 (на 1 кг шкур — 8–10 л розчину)
• NaCl (кухонна сіль): строго 50–60 г/л (не нижче 40 г/л!)
• Оцтова кислота 100%: 12–15 г чистої CH₃COOH на 1 л (або 150 мл 9%-го столового оцту на 1 л)
• Або H₂SO₄: 4–5 г/л (потребує нейтралізації содою після пікелювання!)

📋 ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ

1. Визначте масу відмочених шкур та рідинний модуль (зазвичай 1:9).
2. Розрахуйте об'єм розчину: V = маса шкур (кг) × модуль.
3. Розчиніть сіль першою (55 г/л) у воді кімнатної температури.
4. Додайте 9% оцет (150 мл/л) або кислоту — кислоту вливати у розсіл, не навпаки!
5. Помістіть шкури у пікельний розчин на 12–24 години.
6. Готовність перевіряємо «білицею»: при перегині шкури (лицем до лиця) на місці перегину має бути стійка біла смуга.
7. Вийняти, дати стекти. Перед дубленням нейтралізувати содою (2–3 г/л) якщо використовувалась H₂SO₄.

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ПІКЕЛЬНОГО РОЗЧИНУ

Маса шкур (кг)

Рідинний модуль

Концентрація NaCl (г/л)

Тип кислоти

РЕЗУЛЬТАТ:

🧪 ПРАКТИЧНИЙ ПРИКЛАД (З 9Блок.docx — перевірено)

Умова: Пропікелювати 2 кг відмочених шкур кролика, 9% столовий оцет, модуль 1:9.
1. Об'єм води: V = 2 кг × 9 = 18 л
2. Маса солі: M_NaCl = 18 л × 55 г/л = 990 г
3. Об'єм 9% оцту: V_оцет = 18 л × 150 мл/л = 2 700 мл (2,7 л)
Результат: На 18 л води розчинити 990 г солі, влити 2,7 л оцту. Час обробки: 12–24 год до появи стійкої «білиці» при згинанні шкури.

⚠️ ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

Кислоту вливати у розсіл, не навпаки!
При використанні H₂SO₄: гумові рукавички, окуляри, фартух обов'язково. Кислота викликає важкі хімічні опіки.
Пікельний розчин після роботи нейтралізувати содою до pH 6–7 перед утилізацією.
Оцтова кислота концентрована — пари подразнюють дихальні шляхи. Проводити роботи у провітрюваному приміщенні.

💧 Приготування жирових емульсій для жирування шкіри

Призначення: Обробка знежиреної після дублення дерми емульгованими жирами для запобігання склеюванню волокон колагену під час висихання — шкіра стає м'якою, еластичною та водостійкою.

📐 РЕЦЕПТУРА ЯЄЧНО-ОЛІЙНОЇ ЕМУЛЬСІЇ (на 1 л води)

• Яєчний жовток (натуральний лецитиновий емульгатор): 2–3 штуки
• Тваринний жир (копитовий, кістковий, риб'ячий або свиняче сало): 50 г
• Касторова або мигдалева олія: 50 г
• Нашатирний спирт 10%: 10 мл (для pH 7,5–8,0 — стабілізує емульсію)
• Тепла вода (+40…+45 °C): 850 мл

📋 ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ

1. Жовтки збити з нашатирним спиртом до однорідності.
2. Тонкою цівкою, при безперервному збиванні, влити розплавлений сумішевий жир із касторовою олією.
3. Збивати до утворення стійкої молочно-білої емульсії.
4. Нанести волосяною щіткою або поролоновою губкою на напіввологу шкуру з боку бахтарми (виворітного боку).
5. Втирати масажними рухами до повного всмоктування.
6. Залишити на 4–6 год, потім розтягнути шкуру до висихання.

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ЖИРОВОЇ ЕМУЛЬСІЇ

Об'єм емульсії (л)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

Нашатирний спирт (аміак) — пари подразнюють очі та дихальні шляхи. Готувати емульсію у провітрюваному приміщенні. Уникати вдихання парів концентрованого нашатирю. Емульсія на основі яєць псується — готувати перед використанням, зберігати не більше 3–5 діб у холодильнику.

🌿 Концентрація дубильних речовин (рослинне та хромове дублення)

Призначення: Фіксація структури білка колагену за допомогою рослинних (таніни) або мінеральних (хромові квасці) дубителів для перетворення сирої шкури на міцну та довговічну шкіру.

Параметр	Рослинне дублення (Veg-Tan)	Хромове дублення (Chrome-Tan)
Реагенти	Таніни (відвар кори дуба, верби, модрини, екстракт квебрахо)	Хромові квасці KCr(SO₄)₂·12H₂O або основний сульфат хрому(III)
Концентрація	Початкова 10–15 г/л таніну, поступово до 40–60 г/л	15–20 г/л хромових квасців + 20–30 г/л NaCl
Тривалість	Повільне: 1–3 тижні	Швидке: 12–24 години
Властивості	Щільна, тримає форму, піддається тисненню	М'яка, еластична, термостійка, сірувато-блакитний зріз

📋 ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ (рослинне дублення)

1. Після пікелювання нейтралізуйте шкуру в розчині соди (3 г/л, 30 хв).
2. Приготуйте слабкий дубильний розчин (10–15 г/л таніну з кори дуба, верби або квебрахо).
3. Занурте шкуру на 1–2 доби. Перевіряйте проникнення: надріз — дубитель повинен проникати рівномірно.
4. Поступово підвищуйте концентрацію до 40–60 г/л кожні 2–3 дні.
5. Тривалість — 1–3 тижні залежно від товщини шкури.
6. Вийняти, промити водою, змастити жировою емульсією ще у вологому стані.

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ДУБИЛЬНОГО РОЗЧИНУ

Об'єм ванни (л)

Метод та стадія

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ — ХРОМОВЕ ДУБЛЕННЯ

Після завершення хромового дублення розчин обов'язково підлужувати содою (3–5 г/л NaHCO₃) для підвищення основного сульфату хрому та фіксації комплексу у волокнах. Без нейтралізації шкіра залишиться ламкою та кислою.
Хром(III) — помірно токсичний. Рукавички, промивати руки після роботи. Відпрацьований хромовий розчин не зливати у каналізацію — здати на утилізацію або переробку.

⚗️

Металообробка, ювелірна справа та ремесла

Травлення · Патинування · Пайка · Гальваніка · Кераміка

6.1 Травлення металів

🧪 Розчин хлорного заліза FeCl₃ заданої густини

Призначення: Розрахунок маси безводного хлориду заліза(III) або його гексагідрату (FeCl₃·6H₂O) для отримання травного розчину оптимальної густини (1.3…1.4 г/см³) для міді, латуні та сталі.

Сутність: Травлення міді хлорним залізом — окисно-відновна реакція: Cu + 2FeCl₃ → CuCl₂ + 2FeCl₂. Розчин густиною 1.35 г/см³ (вміст FeCl₃ ≈ 35…40%) забезпечує максимальну швидкість травлення без підтравлювання бічних стінок.

Густина (г/см³)	FeCl₃ (%)	FeCl₃·6H₂O (г)	Вода (мл)
1.20	22%	300 г	800 мл
1.30	32%	480 г	700 мл
1.35	37%	600 г	650 мл
1.40	42%	750 г	600 мл

ФОРМУЛА:

M_солі = V_вода × C% / (100 − C%)

M_солі — маса гексагідрату FeCl₃·6H₂O (г)
V_вода — об'єм води (мл)
C% — бажана концентрація FeCl₃ у %

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР FeCl₃

Об'єм розчину (мл)

Бажана густина (г/см³)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Екзотермічна реакція: Розчинення безводного FeCl₃ супроводжується сильним нагріванням (до +80…+90 °C) та виділенням парів соляної кислоти. Додавайте сіль у воду невеликими порціями при постійному перемішуванні! Працювати у рукавичках, захисних окулярах, у провітрюваному приміщенні або на вулиці. Хлорне залізо фарбує шкіру та тканини — бруднення майже незмивне.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Визначте потрібний об'єм розчину та бажану густину з таблиці.
Крок 2: Відміряйте об'єм холодної дистильованої води.
Крок 3: Зважте необхідну масу FeCl₃·6H₂O за таблицею.
Крок 4: Насипайте сіль у воду невеликими порціями (по 50–100 г), перемішуючи.
Крок 5: Дайте розчину охолонути до кімнатної температури перед використанням.

Приклад: Потрібно 1 л розчину густиною 1.35 г/см³ (C% = 37%).
Загальна маса: 1000 мл × 1.35 г/мл = 1350 г
Маса FeCl₃ (безводної): 1350 × 0.37 = 499.5 г ≈ 500 г
Або гексагідрату FeCl₃·6H₂O: ≈ 600 г
Вода: 1350 − 499.5 = 850 мл

🌿 Безпечне травлення: H₂O₂ + лимонна кислота + сіль

Призначення: Безпечний, дешевий та доступний розчин для екологічного травлення мідних друкованих плат (ДП), латуні та бронзи без токсичного хлорного заліза.

Сутність: Перекис водню в кислому середовищі окислює металеву мідь до іонів Cu²⁺, які зв'язуються лимонною кислотою в розчинний цитрат міді. NaCl виступає каталізатором реакції: Cu + H₂O₂ + C₆H₈O₇ →(NaCl)→ CuC₆H₆O₇ + 2H₂O

РЕЦЕПТУРА на 100 мл 3% перекису водню:

🔹 Перекис водню 3%: 100 мл
🔹 Лимонна кислота (порошок): 30 г (≈ 1.5 столові ложки)
🔹 Кухонна сіль (NaCl): 5 г (1 чайна ложка без гірки)
✔ 100 мл достатньо для видалення 100 см² мідної фольги товщиною 35 мкм

⚠️ Техніка безпеки

Розчин активно виділяє тепло під час реакції з міддю. При підігріві до +40 °C процес прискорюється вдвічі. Перекис водню 3% — безпечний для шкіри, але уникайте потрапляння в очі. Лимонна кислота подразнює слизові. Відпрацьований розчин синього кольору (цитрат міді) — можна утилізувати у каналізацію.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Розчиніть лимонну кислоту та сіль у 3% перекисі водню при кімнатній температурі.
Крок 2: Підготуйте плату: нанесіть маскувальний лак або скотч-резист на доріжки.
Крок 3: Занурте деталь у розчин. Травлення триває 15–40 хвилин.
Крок 4: При підігріві розчину до +40 °C процес прискорюється вдвічі.
Крок 5: Після травлення промийте деталь водою та зніміть маску.

Приклад: Плата розміром 10×10 см = 100 см² мідної фольги 35 мкм.
Потрібно: 100 мл перекису 3% + 30 г лимонної кислоти + 5 г солі.
При кімнатній температурі (+20 °C): час травлення ≈ 30–40 хв.
При підігріві до +40 °C: ≈ 15–20 хв.

⚔️ Травлення дамаської сталі та булатів — виявлення малюнка клинка

Призначення: Вибіркове хімічне травлення клинків із багатошарових (дамаськ) та тигельних (булат) сталей для виявлення контрастного малюнка.

Сутність: У FeCl₃ утворюється гальванічна мікропара: високовуглецеві шари (анод) темніють, нікелеві/хромисті (катод) — світлі. Для булату 3–5% HNO₃ в спирті розчиняє перліт, виявляючи цементит Fe₃C.

Об'єкт	Розчин	Концентрація	Час	Результат
Вуглецевий дамаськ	FeCl₃ у воді	20–25% (1:3–1:4)	3–5 хв × 3–4 цикли	Чорні + сріблясті смуги
Нержавіючий дамаськ	FeCl₃ + HCl	20% FeCl₃ + 5% HCl	10–20 хв	Чіткий малюнок
Класичний булат	HNO₃ в етанолі	3–5%	30–90 сек	Шовковистий малюнок
Контрастний фініш	H₃PO₄	10–15%, 60 °C	1–2 хв	Закріплення чорного

ФОРМУЛИ:

m_розч = V × ρ · m_реч = m_розч × ω

V — мл · ρ — г/см³ (FeCl₃ 25% ≈ 1.25) · ω — масова частка

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР FeCl₃ ДЛЯ ДАМАСЬКУ

Об'єм (мл)

Концентрація (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

FeCl₃ — тільки скляний/пластиковий посуд. Конц. HNO₃ — токсичний NO₂, витяжка/вулиця, респіратор B. Окуляри + нітрилові рукавички. FeCl₃ фарбує шкіру/одяг.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Шліфування до Р1200–Р2500 або легкий сатин.
Крок 2: Знежирення: мило + ацетон. Не торкатися голими руками!
Крок 3: Занурити у 25% FeCl₃ на 3–5 хвилин.
Крок 4: Змити шлам губкою з содою під холодною водою.
Крок 5: Повторити кроки 3–4 ще 2–3 рази.
Крок 6: Нейтралізація: 5% сода або 2% аміак, 5 хв.
Крок 7: Промити дист. водою, спирт, фен, олійно-воскове покриття.

Приклад: Клинок ШХ15+15Н20, 150 мм, колба 300 мл. 100 г FeCl₃·6H₂O у 300 мл (40 °C). 3 цикли × 4 хв.
Результат: контрастний чорно-сріблястий малюнок дамаску.

6.2 Патинування, воронування та чорніння

⚫ Чорніння (воронування) сталі — лужне гаряче

Призначення: Хімічне оксидування вуглецевих та конструкційних сталей для створення захисного та декоративного чорного шару магнетиту (Fe₃O₄).

Сутність: Реакція заліза з концентрованим розчином NaOH та окислювачів (нітратів/нітритів) при +135…+145 °C. Утворюється міцна плівка Fe₃O₄ (магнетит чорного кольору).

РЕЦЕПТУРА ЛУЖНОГО ГАРЯЧОГО ВОРОНУВАННЯ (на 1 л води):

🔹 Гідроксид натрію (NaOH): 600…700 г
🔹 Нітрат натрію (NaNO₃, натрієва селітра): 200 г
🔹 Нітрит натрію (NaNO₂): 50…100 г
✔ Температура кипіння розчину: +135…+140 °C. Час обробки: 20–30 хв.

🚨 КРИТИЧНА ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

Температура кипіння розчину +135…+140 °C. Вливання води у розпечений розчин викликає вибухоподібне закипання та випорскування гарячого лугу! Деталь перед зануренням повинна бути суха. Працювати тільки в захисному щитку, щільних хімічних рукавичках та фартуху. Після воронування просочити гарячою машинною олією для корозійного захисту.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Знежирьте деталь (ацетон або уайт-спірит), потім промийте водою.
Крок 2: Приготуйте розчин: спочатку розчиніть NaOH у воді, потім додайте нітрати. Нагрійте до +135…+140 °C.
Крок 3: Занурте суху деталь у розпечений розчин на 20–30 хвилин.
Крок 4: Витягніть деталь щипцями, промийте гарячою водою.
Крок 5: Негайно занурте у гарячу машинну олію на 5–10 хвилин — це фінальне просочення.

Приклад: Воронування сталевого ножа (140Х13 сталь).
Розчин: 650 г NaOH + 200 г NaNO₃ + 75 г NaNO₂ на 1 л води.
Знежирити → нагріти ванну до +138 °C → занурити на 25 хв → витягти → промити → олія.
Результат: рівномірне чорне покриття Fe₃O₄ товщиною 1–3 мкм.

🟢 Патинування міді та бронзи

Призначення: Отримання на поверхні мідних та бронзових виробів декоративного патинованого шару від блакитно-зеленого до темно-коричневого кольору.

РЕЦЕПТУРА 1 — Блакитно-зелена патина (на 1 л води):

🔹 Мідний купорос (CuSO₄·5H₂O): 50 г
🔹 Нашатирний спирт 10% (NH₄OH): 20…30 мл (до утворення темно-синього комплексного розчину амміакату міді)
🔹 Хлорид амонію (NH₄Cl): 25 г

РЕЦЕПТУРА 2 — Коричнево-чорна патина («Сірчана печінка»):

🔹 Сплавити: 1 вагова частина сірки + 2 вагові частини поташу (K₂CO₃) при нагріванні
🔹 Робочий розчин: 5…10 г «сірчаної печінки» на 1 л теплої води

⚠️ Техніка безпеки

Нашатирний спирт (NH₄OH) — подразнює слизові оболонки, не вдихати пари, працювати у провітрюваному приміщенні. Сірчана печінка — виділяє H₂S (запах тухлих яєць) при приготуванні, проводити на вулиці або у витяжці. Мідний купорос — токсичний при проковтуванні, не зберігати поруч з харчами.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ (блакитно-зелена патина):

Крок 1: Очистіть і знежирьте мідний або бронзовий виріб.
Крок 2: Розчиніть мідний купорос у воді, додайте хлорид амонію.
Крок 3: Обережно додайте нашатирний спирт краплями до появи темно-синього кольору (комплекс амміакату міді).
Крок 4: Нанесіть розчин пензлем або зануренням. Залиште на 24–48 годин або нагрівайте до +50 °C для прискорення.
Крок 5: Після отримання бажаного відтінку промийте водою та покрийте воском або лаком.

Приклад: Патинування бронзової статуетки (зелена антика).
Розчин: 50 г CuSO₄ + 25 г NH₄Cl + 25 мл NH₄OH 10% в 1 л води.
Нанести пензлем, витримати при +50 °C 2 год → насичена блакитно-зелена патина.

🔫 Холодне вороніння (селенідне) та кисле «іржавий лак»

Призначення: Холодне швидке вороніння (H₂SeO₃ + CuSO₄) для ремонту подряпин та декоративне кисле вороніння «іржавий лак».

Сутність: Залізо витісняє мідь і відновлює селен → плівка Cu₂Se + FeSe. Декоративне покриття з низькою корозійною стійкістю.

Метод	Склад	T, °C	Час
Кисле («Іржавий лак»)	HCl + HNO₃ + розчинене Fe	100	12–24 год (4–6 циклів)
Холодне експрес	1–3% H₂SeO₃ + 2% CuSO₄ + H₃PO₄	20–25	1–3 хв

ФОРМУЛИ:

m_NaOH = C × V · m_NH₄NO₃ = 150 г/л × V

C — г/л NaOH (600–700) · V — об'єм ванни, л · T_кип = 138–142 °C (оптимум)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ВАННИ ЛУЖНОГО ВОРОНІННЯ

Об'єм ванни (л)

NaOH (г/л)

РЕЗУЛЬТАТ:

🚨 КРИТИЧНА ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

140 °C розчин NaOH — глибокі опіки за секунди. Доливання води — вибухоподібне кипіння! Тільки по краплях. H₂SeO₃ надзвичайно отруйна, накопичується в організмі. Термостійкий фартух, нітрилові рукавички, закриті окуляри.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Очистити від іржі, шліфувати, знежирити содою (50 г/л) або ацетоном.
Крок 2: Ванна з нерж. сталі, розчин за розрахунком, довести до 138–140 °C.
Крок 3: Підвісити деталі на нерж. дроті, занурити, не торкаючись дна/стінок.
Крок 4: Витримати 30–45 хв, контроль температури.
Крок 5: Промити гарячою проточною водою.
Крок 6: Пасивація: 1–2% мило або хромат калію, 5 хв → сушка.
Крок 7: Гарячі деталі у мастило (100–110 °C) на 10–15 хв.

Приклад: Ванна 1.5 л, сталь 50А. NaOH: 975 г, NH₄NO₃: 225 г. T=139 °C, 30–45 хв.
Результат: глибоке чорне Fe₃O₄, 0.5–1.5 мкм.

🛡️ Паркеризація (фосфатування) сталі

Призначення: Кристалічне Mn-Fe або Zn-Fe фосфатне покриття для антикорозійного захисту з матовим антибліковим відтінком (зброярство, тактичні ножі).

Сутність: Обробка у розчині Mn(H₂PO₄)₂: Fe + 2H₃PO₄ → Fe(H₂PO₄)₂ + H₂↑ → підвищення pH → осадження фосфатів Mn₂Fe(PO₄)₂·4H₂O.

Тип	Склад	Конц.	T, °C	Час
Марганцева	«Мажеф»	30–35 г/л	96–98	15–45 хв
Цинкова	Zn(H₂PO₄)₂ + NaNO₃	25–30 + 2–5 г/л	70–85	10–20 хв
Холодна	Фосфати Zn + фториди	10–15%	20–30	5–10 хв

ФОРМУЛИ:

m_Мажеф = C × V · R = K_z/K_v (норма 5.5–6.5)

C — г/л · V — л · K_z — загальна кислотність · K_v — вільна кислотність

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ВАННИ «МАЖЕФ»

Об'єм ванни (л)

Концентрація (г/л)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Піскоструминна підготовка обов'язкова. Розчин 95–98 °C + H₃PO₄ — окуляри та рукавички. Заборонено паркеризувати Al, Cu, латунь, Zn.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Піскоструминна обробка (Al₂O₃, 100–150 мкм).
Крок 2: Знежирити у лужному розчині 70–80 °C, промити дист. водою.
Крок 3: Нагріти «Мажеф» у нерж. ємності до 95–98 °C (не кип'ятити бурхливо).
Крок 4: Опустити деталь. Бурхливе виділення H₂.
Крок 5: Витримати до припинення бульбашок (20–30 хв).
Крок 6: Промити гарячою → дистильованою водою.
Крок 7: Просочити гарячим мастилом (100 °C) 10 хв → вугільно-чорний колір.

Приклад: Клинок О1/9ХС, 1 л. 33 г «Мажеф», нагрів до 80 °C, проробка стружкою 1–2 г/л.
Результат: рівний матовий темно-сірий фосфатний шар.

🟤 Черніння латуні та бронзи — аміакат міді + ефект старіння

Призначення: Глибокий оксамитовий чорний або антикварний вигляд на латуні/бронзі (гарди, больстери, навершя) з висвітленням граней.

Сутність: Аміакат міді Cu(NH₃)₄SO₄ → сульфідно-оксидна плівка Cu₂S. Зелена патина: NH₄Cl + CuSO₄ + CH₃COOH у парах → CuCO₃·Cu(OH)₂.

Колір	Розчин	Конц.	T, °C	Час
Шоколадний/чорний	Серна печінка K₂Sₓ	10–20 г/л	60–80	1–3 хв
Оксамитовий чорний	CuSO₄ + NH₄OH	50 г/л + NH₄OH до розч. осаду	20–25	2–5 хв
Зелена патина	NH₄Cl + CuSO₄ + CH₃COOH	30+10 г/л+10 мл/л	20 (пари)	12–24 год

ФОРМУЛА:

m_CuSO₄ = 50 г/л × V(л)

V — об'єм, л · NH₄OH — додавати до розчинення осаду (темно-синій аміакат)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ЧЕРНІННЯ ЛАТУНІ

Об'єм розчину (мл)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Серна печінка — H₂S (тухлі яйця), тільки з витяжкою. Аміак — різкий запах. Сульфідні патини без захисту стираються — обов'язкова запечатка воском (Renaissance Wax).

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зашліфувати та відполірувати деталь.
Крок 2: Знежирити ацетоном, 5% HCl/CH₃COOH 5–10 сек, промити.
Крок 3: Занурити у розчин на 1–3 хв до рівного чорного кольору.
Крок 4: Промити та висушити.
Крок 5: Ефект старіння: протерти опуклі частини Steel Wool #0000 або содою.
Крок 6: Фіксація: нагріти феном до 50–60 °C, нанести віск, полірувати.

Приклад: Черніння больстера. 25 г CuSO₄ у 300 мл, NH₄OH 25% до синього, довести до 500 мл.
Результат: глибокий чорний з висвітленими гранями — антикварний вигляд.

6.3 Пайка та флюси

🔵 Каніфольно-спиртовий флюс ФКЕ

Призначення: Приготування нейтрального радіотехнічного флюсу (ФКЕ — Флюс Каніфольний Етиловий/Ізопропіловий) для пайки мідних дротів, друкованих плат та радіодеталей.

Сутність: Каніфоль складається переважно з абієтинової кислоти (C₁₉H₂₉COOH). При +200…+250 °C вона розчиняє оксиди міді (CuO), очищуючи поверхню. Спирт — летючий розчинник для рівномірного нанесення тонкої плівки каніфолі.

СТАНДАРТНІ ПРОПОРЦІЇ (за вагою):

🔹 ФКЕ стандартний (20%): 20 г каніфолі + 80 г ізопропілового (або 96% етилового) спирту
🔹 ФКЕ густий (30–40%): 35 г каніфолі + 65 г спирту (для паяння масивних виводів)

ФОРМУЛИ:

M_{каніфоль} = M_розчин × %_флюс / 100

M_спирт = M_розчин − M_{каніфоль}

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ФЛЮСУ ФКЕ

Потрібна маса флюсу (г)

Концентрація каніфолі (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

Приклад: Потрібно 150 г 25% флюсу з ізопропанолу.
M_{каніфоль} = 150 × 0.25 = 37.5 г
M_спирт = 150 − 37.5 = 112.5 г

⚡ Травлена кислота для пайки (хлорид цинку ZnCl₂)

Призначення: Приготування активного хімічного флюсу для пайки сталі, латуні, бронзи, міді та оцинкованого заліза м'якими припоями (ПОС-40, ПОС-61).

Сутність: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑. ZnCl₂ при нагріванні миттєво розчиняє стійкі оксидні плівки на сталі й міді, забезпечуючи надійне змочування припоєм.

🚨 КРИТИЧНА ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

Вибухонебезпека: Під час реакції виділяється H₂ — у суміші з повітрям утворює вибухонебезпечний гримучий газ. Проводити тільки на відкритому повітрі подалі від джерел вогню!
Корозія: Травлена кислота — активний флюс. Після пайки деталь обов'язково промивають 5% розчином харчової соди, потім водою, інакше залишки флюсу повністю роз'їдять метал.

ПОКРОКОВА ТЕХНОЛОГІЯ ПРИГОТУВАННЯ:

Крок 1: У термостійку скляну або порцелянову ємність налийте 100 мл соляної кислоти (HCl ≈ 15…30%).
Крок 2: Невеликими шматочками додайте чистий металевий цинк (30…35 г).
Крок 3: Реакція супроводжується бурхливим виділенням H₂. Цинк додавайте доти, доки він не перестане розчинятися (на дні залишаться нерозчинні шматочки).
Крок 4: Відстійте розчин та злийте прозору рідину у флакон з кришкою.
Крок 5: Після пайки ОБОВ'ЯЗКОВО нейтралізуйте залишки флюсу 5% содою!

Приклад: Приготування 80 мл травленої кислоти.
100 мл HCl 15–30% + 30–35 г цинку → реакція на відкритому повітрі → відстояти → злити.
Для нейтралізації після пайки: 5 г харчової соди на 100 мл води.

✨ Відбіли для ювелірних робіт

Призначення: Видалення флюсу (бури, борної кислоти) та чорного шару оксиду міді (CuO) з поверхні срібла та золота після паяння паяльним пальником.

РЕЦЕПТУРА 1 — Лимонний відбіль (безпечний, екологічний):

🔹 Лимонна кислота: 100…150 г на 1 л води
🔹 Температура: +60…+80 °C

РЕЦЕПТУРА 2 — Сірчанокислий відбіль (класичний ювелірний):

🔹 10% розчин H₂SO₄
🔹 Приготування: у 900 мл дистильованої води обережно тонкою цівкою вливають 57 мл (100 г) концентрованої H₂SO₄

⚠️ Техніка безпеки

Сірчана кислота H₂SO₄: ЗАВЖДИ вливайте кислоту у воду, не навпаки! Контакт зі шкірою та очима — важкі хімічні опіки. Рукавички, окуляри, фартух обов'язково. Лимонний відбіль — повністю безпечний, рекомендований для початківців.

Приклад: Відбілювання срібного кільця після пайки срібним припоєм ПСр-45.
Лимонний відбіль: 120 г лимонної кислоти на 1 л води, нагріти до +70 °C.
Час обробки: 3–10 хвилин (залежно від ступеня окислення).

🔊 Мийний розчин для ультразвукових ванн (УЗО)

Призначення: Приготування ефективного розчину для ультразвукового очищення ювелірних виробів від залишків полірувальних паст (ГОІ, Dialux), жиру та окислів.

РЕЦЕПТУРА (на 1 л дистильованої води):

🔹 Нашатирний спирт 10% (NH₄OH): 50 мл (переводить оксиди Cu та Ag у розчинні комплекси)
🔹 Рідкий мийний засіб / неіоногенний ПАР: 20…30 мл (емульгує жири та пасти)
🔹 Харчова сода (NaHCO₃): 10 г (м'який лужний буфер)
🔹 Дистильована вода: довести до 1 л
✔ Робоча температура УЗО ванни: +50…+60 °C, час обробки: 3–7 хвилин

Приклад: Чищення золотих сережок після полірування пастою ГОІ.
Склад: 50 мл NH₄OH 10% + 25 мл засобу для посуду + 10 г NaHCO₃ + вода до 1 л.
УЗО ванна +55 °C, 5 хвилин → бездоганна чистота без подряпин.

6.4 Домашня гальваніка та гальванопластика

🔋 Склад електроліту міднення

Призначення: Приготування кислого мідного електроліту для гальванічного покриття металів та гальванопластичного нарощування товстого шару міді на неметалеві матриці.

Сутність: Іони Cu²⁺ розряджаються на катоді (деталі), утворюючи суцільний кристалічний шар міді. H₂SO₄ підвищує електропровідність розчину та запобігає гідролізу солі.

СТАНДАРТНИЙ СКЛАД КИСЛОГО ЕЛЕКТРОЛІТУ (на 1 л води):

🔹 Мідний купорос (CuSO₄·5H₂O): 180…220 г
🔹 Сірчана кислота концентрована (H₂SO₄, ρ = 1.84): 50…70 г (≈ 30…40 мл)
🔹 Етиловий спирт або гліцерин (блискоутворювач): 2…5 мл

⚠️ Техніка безпеки

H₂SO₄ — концентрована сірчана кислота викликає важкі хімічні опіки. ЗАВЖДИ вливайте кислоту у воду (не навпаки!), повільно, при перемішуванні. Рукавички + захисні окуляри обов'язково. Не використовувати металевий посуд — тільки скляний або пластиковий (поліпропілен, ПММА).

⚡ Розрахунок щільності струму (А/дм²) на площу деталі

Призначення: Обчислення необхідної сили струму на лабораторному джерелі живлення залежно від площі поверхні деталі для отримання дрібнокристалічного, міцного та блискучого покриття.

Сутність: Щільність струму (j) — Ампер/дм². Нестача → процес дуже повільний. Перевищення → «підгар» на гострих краях (пухка чорна мідь). Оптимум: 1.0…1.5 А/дм² (без перемішування); 2.0…4.0 А/дм² (з інтенсивним барботажем).

ФОРМУЛИ:

S_дм² = S_см² / 100

I = S_дм² × j

S_см² — площа поверхні деталі з усіх боків, що контактують з електролітом (см²)
S_дм² — площа поверхні в квадратних дециметрах (дм²)
j — вибрана щільність струму (А/дм²)
I — необхідна сила струму на блоці живлення (Ампер)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ГАЛЬВАНІКИ

Площа поверхні деталі (см²)

Режим / щільність струму

РЕЗУЛЬТАТ:

Приклад: Покрити міддю двосторонній листочок S = 25 см² (загальна площа 50 см²), j = 1.2 А/дм².
S_дм² = 50 / 100 = 0.5 дм²
I = 0.5 × 1.2 = 0.6 А = 600 мА
Виставити на блоці живлення силу струму 0.6 А.

🎨 Захисні лаки для ізоляції ділянок металу (стоп-лаки)

Призначення: Покриття ділянок металевого виробу, які не мають піддаватися травленню або гальванічному осадженню.

СКЛАДИ МАСКУВАЛЬНИХ ЛАКІВ:

🔹 Асфальто-бітумний лак (Кузбаслак) — розводиться уайт-спіритом або бензином. Висока стійкість до кислот та лугів. Знімається розчинником.
🔹 Каніфольно-воскова мастика — каніфоль (1 ч.) + бджолиний віск (1 ч.) + парафін (0.5 ч.). Сплавити на водяній бані, нанести пензлем гарячим.
🔹 Шелаковий лак — розчин шелаку в етиловому спирті (20%). Швидко сохне, легко змивається спиртом після завершення робіт.

⬛ Графітизація поверхні неметалевих предметів

Призначення: Створення струмопровідного шару на непровідних об'єктах (листя рослин, мереживо, комахи, пластик, віск) перед гальванопластикою.

МЕТОДИ ГРАФІТИЗАЦІЇ:

🔹 Сухий спосіб (для рельєфних та воскових моделей) — нанесення ультрадисперсного ювелірного або тролейбусного графіту (< 5 мкм) м'яким пензликом методом втирання до дзеркального блиску.
🔹 Рідкий спосіб (для складних об'єктів та листя) — спрей-графіт: 10 г дрібнодисперсного графіту + 2 г нітролаку (або клей «БФ-2») + 80 мл ацетону/розчинника 646. Наносити аерографом або тонким пензлем.
✔ Опір висушеного шару не повинен перевищувати 50…200 Ом між протилежними кінцями деталі

⚠️ Техніка безпеки

Ацетон та розчинник 646 — легкозаймисті, не курити, подалі від іскор та відкритого вогню. Працювати у провітрюваному приміщенні. Дрібнодисперсний графіт при вдиханні подразнює дихальні шляхи — захисна маска або респіратор бажані.

Приклад: Гальванопластика з листка клена (мідна копія листка).
Склад спрею: 10 г графіту + 2 г нітролаку + 80 мл ацетону → збовтати, нанести аерографом.
Після висихання перевірити омметром: опір < 200 Ом → готово до гальванопластики.

🔷 Анодування алюмінію та сплавів (декоративне та тверде)

Призначення: Електрохімічне вирощування Al₂O₃ на Al-деталях. Захист від корозії, твердість до 400–500 HV, стійке адсорбційне фарбування.

Сутність: Анод (+) у H₂SO₄: 2Al + 3H₂O → Al₂O₃ + 6H⁺ + 6e⁻. Пориста гексагональна структура → фарбування → запечатування кип'ятінням (беміт Al₂O₃·H₂O).

Метод	Електроліт	D_k	T, °C	Час	Товщина
Декоративне	H₂SO₄ 180–200 г/л	1.0–1.5 А/дм²	18–22	30–45 хв	10–15 мкм
Тверде (Hard)	H₂SO₄ 180–200 + оксалатна	2.0–3.0 А/дм²	−2…+2	60–90 хв	30–50 мкм

ФОРМУЛА:

I = S × D_k

I — А · S — дм² · D_k — А/дм²

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР АНОДУВАННЯ

Площа (дм²)

D_k (А/дм²)

Об'єм ванни (л)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

H₂SO₄: ЗАВЖДИ кислоту у воду, не навпаки! Електрична безпека: захист від КЗ, контакт Al/Ti дротом.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Травлення у 5% NaOH (50 °C) 30–60 сек, промити.
Крок 2: Освітлення у 20% HNO₃ 1 хв, промити дист. водою.
Крок 3: Закріпити на Al/Ti підвісі, у 20% H₂SO₄ (18–20 °C), струм 40 хв.
Крок 4: Промити холодною дист. водою.
Крок 5: Фарбування: аніліновий барвник 5–10 г/л (60 °C), 10–15 хв.
Крок 6: Запечатування: кип'ятити у дист. воді 30 хв.

Приклад: Накладки Д16Т, S=1.2 дм², D_k=1.5 → I=1.8 А. Напруга 12→18–22 В.
Результат: рівний колір, твердість 400 HV, стійке фарбування.

✨ Електрохімічне полірування нержавіючих сталей

Призначення: Видалення мікронерівностей та надання дзеркального блиску нержавіючим сталям (30Х13, 95Х18, AISI 304/316) без механічного абразиву.

Сутність: Деталь-анод у H₃PO₄+H₂SO₄. В'язка прианодна плівка: виступи розчиняються швидше → дзеркальне згладжування без деформації ґратки.

Електроліт	Склад	i_a	T, °C	Час
Універсальний	H₃PO₄ 65% + H₂SO₄ 20% + H₂O 15%	30–80 А/дм²	55–70	2–8 хв
Безводний (глянц)	H₃PO₄ 70% + H₂SO₄ 20% + CrO₃ 5%	40–60 А/дм²	70–80	3–5 хв

ФОРМУЛА:

I = S × i_a

S — дм² · i_a — анодна густина, А/дм²

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ЕХ ПОЛІРУВАННЯ

Площа (дм²)

i_a (А/дм²)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Конц. H₃PO₄ + H₂SO₄ при 70 °C — витяжка, фартух, окуляри, силіконові рукавички. H₂ + O₂ = гримучий газ! Без вогню та іскор.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Шліфувати до Р600, знежирити ацетоном.
Крок 2: Підігріти електроліт до 60 °C. Катод — нерж./свинець.
Крок 3: Деталь на Ti дроті (анод), занурити, подати струм 3–5 хв.
Крок 4: Промити гарячою водою.
Крок 5: Нейтралізація у 2% соді, сушка.

Приклад: Гарда AISI 304, S=0.2 дм², i_a=50 → I=10 А. Джерело 12–15 В.
Результат: дзеркальний блиск, Ra < 0.1 мкм за 2 хвилини.

🟠 Електрохімічне міднення металевих деталей

Призначення: Нанесення Cu на сталь, Al, латунь: підшар перед Ni/Cr, захист від цементації, відновлення розмірів, декор.

Сутність: Анод: Cu⁰ − 2e⁻ → Cu²⁺. Катод: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu⁰↓. Кислий електроліт CuSO₄ + H₂SO₄ + спирт (блискоутворювач).

Метод	Склад	Режим	Товщина
Кислий сульфатний	200 г/л CuSO₄ + 50 г/л H₂SO₄ + 10 мл/л спирту	1.5–2.5 А/дм², 20–25 °C	10–50 мкм
Хімічне	CuSO₄ + Сегнетова сіль + Формалін + NaOH	20–30 °C (занурення)	1–3 мкм

ФОРМУЛИ:

I = S × D_k · t = h×ρ_Cu / (c×D_k×η)

c ≈ 1.186 г/(А·год) · η ≈ 0.95–0.98 · ρ_Cu = 8.96 г/см³

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР МІДНЕННЯ

Площа (дм²)

D_k (А/дм²)

Товщина (мкм)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

CuSO₄ отруйний, не зливати без нейтралізації. H₂SO₄ — кислоту в воду, повільно.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Відполірувати, знежирити.
Крок 2: Декапування у 5% H₂SO₄, 15–30 сек.
Крок 3: Деталь на мінус (−), мідні пластини на плюс (+).
Крок 4: Занурити при увімкненому струмі.
Крок 5: Витримати розрахований час з перемішуванням.
Крок 6: Промити, просушити, полірувати пастою ГОІ.

Приклад: S=0.5 дм², h=20 мкм, D_k=2.0 → I=1.0 А, t ≈ 79.5 хвилин.

⬜ Хімічне нікелювання (тверде безструмове Ni-P покриття)

Призначення: Зносостійке Ni-P покриття без електричного струму. Рівномірне на складних геометріях. Після 400 °C/1 год → 60–65 HRC.

Сутність: Каталітичне: Ni²⁺ + 2H₂PO₂⁻ + 2H₂O → Ni⁰↓ + 2HPO₃²⁻ + 4H⁺ + H₂↑. Самокаталітичний — перший шар Ni стає каталізатором. 6–10% P у покритті.

Параметр	Кислий (сталі)	Лужний (Cu-сплави)
NiSO₄·7H₂O	25–30 г/л	20–25 г/л
NaH₂PO₂·H₂O	20–25 г/л	20–25 г/л
pH	4.5–5.2	8.5–9.0
Температура	88–92 °C (суворо!)	82–85 °C
Швидкість	12–18 мкм/год	10–15 мкм/год

ФОРМУЛА:

t = h / v

t — год · h — бажана товщина, мкм · v — швидкість, мкм/год

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР НІКЕЛЮВАННЯ

Товщина (мкм)

Швидкість (мкм/год)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Солі нікелю — канцерогени та алергени, рукавички+окуляри. При 90 °C вода швидко випаровується — доливати гарячу дист. воду.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Знежирити, промити гарячою водою.
Крок 2: Активація у 10% HCl, 1 хв.
Крок 3: Нагріти розчин у скляній/емальованій посудині до 90 °C.
Крок 4: Опустити деталь. Рівномірні бульбашки H₂.
Крок 5: Через розрахований час — вийняти, промити, висушити.
Крок 6: Термозміцнення: муфельна піч 400 °C, 1 год → 65 HRC.

Приклад: Вал 100 мм, h=15 мкм, v=15 мкм/год → t=60 хв. T строго 90 °C.
Результат: рівний блискучий Ni-P, після прожарювання — 65 HRC.

💎 Електрохімічне полірування міді, латуні та алюмінію

Призначення: Дзеркальний блиск на Cu, латуні та Al (ювелірні вироби, пружини, медобладнання) без механіки.

Сутність: В'язка прианодна плівка → вершини мікровиступів розчиняються зі значно більшою швидкістю → дзеркало без деформації ґратки.

Метал	Електроліт	T, °C	i_a	Час
Мідь/латунь	H₃PO₄ 70% + H₂SO₄ 10% + CrO₃ 2%	20–35	10–30 А/дм²	2–5 хв
Алюміній	H₃PO₄ 65% + H₂SO₄ 15% + HNO₃ 5%	70–80	20–40 А/дм²	3–6 хв

ФОРМУЛИ:

I = S × i_a · m = M×I×t×η / (n×F)

M — молярна маса · n — валентність · F = 96485 Кл/моль · η_a ≈ 0.7–0.85

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ЕХП (Cu/Al)

Площа (дм²)

i_a (А/дм²)

РЕЗУЛЬТАТ:

🚨 КРИТИЧНА ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

Конц. H₃PO₄ + H₂SO₄ + CrO₃ (канцероген) — щиток, фартух, хімостійкі рукавички. H₂ + O₂ = гримучий газ! Потужна витяжка, без вогню.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Знежирити в лужному розчині або ацетоні.
Крок 2: Приготувати електроліт, нагріти до робочої T.
Крок 3: Деталь на (+), катоди Pb/нерж. на (−).
Крок 4: Ввімкнути витяжку, подати струм на 2–5 хв.
Крок 5: Промити водою, нейтралізувати у 2% соді.

Приклад: S=2.5 дм², i_a=40 → I=100 А. 12–15 В. За 2 хв Ra < 0.1 мкм.
Результат: дзеркальний блиск без механічних пошкоджень.

⚙️ Тверде хромування інструменту та деталей

Призначення: Електролітичне осадження Cr. Відновлення розмірів, надтвердість 800–1100 HV (65–70 HRC), низький коефіцієнт тертя.

Сутність: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 12e⁻ → 2Cr⁰ + 7H₂O (каталіз SO₄²⁻). Нерозчинні аноди Pb+5–6% Sb. До 85% струму → H₂, мікротріщини утримують мастило.

Режим	Склад	T, °C	i_k	Властивості
Універсальний	CrO₃ 250 + H₂SO₄ 2.5 г/л	50–55	40–60 А/дм²	900–1000 HV
Молочне	те саме	65–70	20–30 А/дм²	500–600 HV, пластичне
Саморегульований	CrO₃ 250 + K₂SiF₆ 20 + SrSO₄ 10	55–60	60–100 А/дм²	η=20–22%, швидке

ФОРМУЛИ:

v = 1000×c×i_k×η / ρ (мкм/год) · t = h / v

c≈0.324 · η_k≈0.13–0.15 · ρ_Cr=7.19 · CrO₃/H₂SO₄=100:1

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ХРОМУВАННЯ

Товщина h (мкм)

i_k (А/дм²)

η_k (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

🚨 КРИТИЧНА ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

CrO₃ — високотоксичний канцероген! Аерозоль → ураження дихальних шляхів, виразки. Бортові відсмоктувачі або ПП-гранули. Воднева крихкість: зневоднення 180–200 °C / 2–3 год.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Механічне шліфування та знежирення.
Крок 2: Анодне декапування (зворотний струм 15–30 сек у ванні).
Крок 3: Переключити: деталь = катод (−), Pb аноди = (+).
Крок 4: T=55 °C, «поштовх» 1.5×i_k на 1 хв → робочий струм.
Крок 5: Промити у ванні уловлювання → проточній воді.
Крок 6: Прогрів для зневоднення: 200 °C, 2 години.

Приклад: Шток, h=30 мкм, i_k=50, η=14%. v≈31.5 мкм/год → t ≈ 57 хвилин.

🔩 Електрохімічна розмірна обробка (ЕХО / ECM)

Призначення: Локальне анодне розчинення у проточному електроліті при зазорі 0.05–0.5 мм. Прошивання будь-яких надтвердих сплавів без зносу інструмента.

Сутність: Катод-інструмент → деталь-анод у потоці NaCl/NaNO₃ (0.2–1.5 МПа). Fe → Fe²⁺ + 2e⁻. Продукти Fe(OH)₂ змиваються потоком 10–30 м/с.

Матеріал	Електроліт	U, В	P, МПа	V_под
Загартовані сталі	NaCl 10–15% + NaNO₃ 5%	8–18	0.3–0.8	0.5–2.0 мм/хв
Титан ВТ6	NaCl 10% + NaBr 5% + NaNO₃ 5%	12–24	0.5–1.2	0.3–1.2 мм/хв
Жароміцні Ni	NaNO₃ 15% + NaClO₃ 5%	10–20	0.6–1.5	0.2–0.8 мм/хв

ФОРМУЛИ:

i = κ×(U−ΔU)/δ · V_ан = 60×K_в×η×i

κ — Ом⁻¹·см⁻¹ · δ — зазор, см · ΔU≈1.5–2.5 В · K_в≈0.00028 см³/(А·с)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ЕХО

U (В)

δ (мм)

κ (Ом⁻¹·см⁻¹)

РЕЗУЛЬТАТ:

🚨 КРИТИЧНА ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

Тисячі ампер! КЗ = дугове випаровування. Захист < 1 мс. NaCl агресивний — все з Ti, нерж. або виніпласту.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Виготовити катод Cu/латунь, профіль = порожнина + δ.
Крок 2: Закріпити деталь у камері, подати електроліт 0.5 МПа.
Крок 3: Подача інструмента до робочого зазору 0.1 мм.
Крок 4: Увімкнути 12–15 В, робоча подача 1 мм/хв.
Крок 5: Вимкнути струм, насос, вивантажити.
Крок 6: Промити гарячою водою, інгібітор корозії.

Приклад: Отвір 10×10 мм у Х12МФ (62 HRC). δ=0.02 см, κ=0.15, U=14 В → i=90 А/см², V≈1.51 мм/хв. Без заусенців.

6.5 Кераміка, гончарство та ливарництво

🏺 Розрахунок вологості, густини глазурного шлікеру та дефлокулянтів

Призначення: Обчислення робітничої густини, вмісту сухого залишку (вологості) та дозування дефлокулянтів (розріджувачів) для глазурних і глиняних шлікерів. Використовується для забезпечення стабільного нанесення глазурі (без патьоків і відшарувань) та лиття в гіпсові форми без перевитрати води.

Суть: Шлікер — це суспензія глини або глазурних матеріалів у воді. Для ефективного литва або глазурування важливо досягти високої густини при низькій в'язкості. Якщо вологість занадто висока (низька густина) — шар на виробі буде тонким; занадто низька (висока густина) — глазур тріскається. Дефлокулянти (Na₂CO₃, рідке скло Na₂O·nSiO₂) нейтралізують заряди глиняних частинок, дозволяючи зменшити воду з 50–60% до 30–35% при збереженні плинності.

Тип суміші	ρ (г/см³)	Вода (%)	Сода (%)	Рідке скло (%)
Ливарна глиняна маса (шлікер)	1.70–1.80	30–35%	0.1–0.25%	0.15–0.3%
Глазур для занурення/поливу	1.45–1.55	45–50%	1–2 краплі/л	не рекомендується
Глазур для розпилення (краскопульт)	1.35–1.42	55–60%	—	—

ФОРМУЛИ:

ρ = m_сусп / V

M_сух = (m_сусп − V × ρ_води) × ρ_{частинок} / (ρ_{частинок} − ρ_води) (формула Бронгніарта)

m_деф = M_сух × P_ввод / 100

ρ — густина суспензії (г/см³)
m_сусп — маса суспензії без тари (г)
V — об'єм мірної посудини (мл)
M_сух — маса сухого порошку в шлікері (г)
ρ_{частинок} — усереднена густина сухих матеріалів (≈ 2.6 г/см³)
ρ_води — густина води (1.0 г/см³)
P_ввод — відсоток введення дефлокулянту від сухої маси (%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

m_сусп — маса суспензії (г)

V — об'єм посудини (мл)

P_ввод — % дефлокулянту

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Пил та дихальні шляхи: При зважуванні та змішуванні сухих компонентів глазурей та дефлокулянтів обов'язково використовуйте респіратор (FFP2 або FFP3). Дрібнодисперсний кварцовий пил спричиняє силікоз.
Передозування дефлокулянту: Надлишок соди чи рідкого скла призводить до гелеутворення (загустіння), роз'їдання гіпсової форми та втрати її вбираючої здатності.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зважте порожню мірну ємність об'ємом точно 100 мл або 1000 мл.
Крок 2: Наповніть ємність шлікером до позначки і зважте. Відніміть масу тари → m_сусп.
Крок 3: Визначте густину ρ = m_сусп / V.
Крок 4: За формулою Бронгніарта розрахуйте фактичний сухий залишок M_сух.
Крок 5: Розчиніть розраховану масу дефлокулянту в невеликій кількості теплої води і влийте в шлікер при постійному перемішуванні.

Приклад: 1000 мл шлікеру, маса 1750 г, дефлокулянт 0.2%
ρ = 1750 / 1000 = 1.75 г/см³
M_сух = (1750 − 1000 × 1.0) × 2.6 / (2.6 − 1.0) = 750 × 1.625 = 1218.75 г
m_сода = 1218.75 × 0.2 / 100 = 2.44 г

🧪 Перерахунок складів та рецептів глазурей

Призначення: Перерахунок рецептурних формул глазурей з базового сухого складу (на 100%) у фактичну вагу компонентів та необхідну масу води для замішування.

Суть: Рецепт глазурі описує пропорції сухих мінеральних компонентів (польовий шпат, кварц, каолін, крейда, фрит) у відсотках (сума = 100%). Для приготування рідкої глазурі потрібно розрахувати масу кожного інгредієнта для заданої підсумкової ваги сухої суміші та додати необхідний об'єм води залежно від способу нанесення.

Компонент	% сухої суміші	На 500 г (г)	Функція
Калієвий польовий шпат	40%	200	Плавень + утворювач скла
Кварцевий пісок (мелений)	30%	150	Утворювач скла (SiO₂)
Крейда (CaCO₃)	15%	75	Плавень (CaO)
Каолін	15%	75	Стабілізатор (Al₂O₃)
Вода (понад 100%)	45% від сухих	225 мл	Дисперсійне середовище

ФОРМУЛИ:

m_i = M_{заг.сух} × P_i / 100

V_води = M_{заг.сух} × W / 100

M_{заг.сух} — необхідна загальна маса сухої суміші (г)
P_i — відсоток i-го компонента за рецептом (%)
m_i — зважувана маса i-го компонента (г)
W — необхідний відсоток води від маси сухої суміші (%)
V_води — об'єм води для замісу (мл)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_{заг.сух} — маса сухої суміші (г)

W — % води від сухої маси

Компоненти (назва:відсоток через кому, сума = 100%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Токсичність оксидів: Багато оксидів-забарвлювачів та оксидів металів (оксид кобальту, оксид міді, карбонат барію, сполуки свинцю) є токсичними. Зважування проводити в рукавичках та респіраторі. Не використовувати свинцеві глазурі для посуду, що контактує з їжею.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Перевірте, щоб сума відсотків у рецепті дорівнювала точно 100%.
Крок 2: Перемножте кожен відсоток на загальну потрібну суху масу, поділивши на 100.
Крок 3: Відважте сухі компоненти на лабораторних вагах із точністю до 0.1 г.
Крок 4: Просійте суху суміш через сито (60–80 mesh / 0.25 мм).
Крок 5: Влийте відміряний об'єм води і ретельно перемішайте міксером, після чого просійте рідку глазур через сито 80–100 mesh.

Приклад: 2500 г сухої суміші: Каолін 20%, Фрита 50%, Кварц 30%; вода 50%
m_каолін = 2500 × 20 / 100 = 500 г
m_фрита = 2500 × 50 / 100 = 1250 г
m_кварц = 2500 × 30 / 100 = 750 г
V_води = 2500 × 50 / 100 = 1250 мл

📐 Обчислення усадки глини на етапах сушіння та випалу

Призначення: Розрахунок відсотка лінійного стиснення (усадки) глиняних мас на етапах повітряної сушки та утильного/політого випалу для точного проектування кінцевих розмірів виробів та кришок.

Суть: Глина зменшується в розмірах на двох етапах: повітряна усадка (вода випаровується, частинки зближуються) і вогнева усадка (спекання, вигорання органіки, утворення скляної фази). Підсумкова усадка розраховується від початкового сирого розміру.

Тип глини	Повітряна усадка	Вогнева усадка	Загальна
Червона гончарна глина	6–8%	3–5%	9–12%
Кам'яна маса (Stoneware)	5–7%	6–8%	11–14%
Фарфор	4–6%	10–12%	14–17%
Шамотна маса (з великою крошкою)	3–5%	2–4%	5–8%

ФОРМУЛИ:

S_суш = (L_волог − L_сух) / L_волог × 100

S_заг = (L_волог − L_випал) / L_волог × 100

L_волог = L_випал / (1 − S_заг / 100) (зворотна: потрібний сирий розмір)

L_волог — початковий розмір сирого виробу (мм)
L_сух — розмір висушеного виробу (мм)
L_випал — кінцевий розмір після випалу (мм)
S_заг — сукупна усадка (%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Режим: знайти потрібний сирий розмір за бажаним кінцевим

L_випал — бажаний розмір після випалу (мм)

S_заг — загальна усадка (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Нерівномірна усадка: Якщо виріб сушиться на протязі або під прямим сонячним промінням, волога випаровується нерівномірно, що призводить до різниці в усадці та виникнення тріщин або деформацій. Сушіть вироби повільно, накривши поліетиленом.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Для нової глини зліпіть тестову плиточку довжиною точно 100 мм і зробіть на ній засічки.
Крок 2: Висушіть плиточку і виміряйте відстань між засічками (L_сух).
Крок 3: Випаліть плиточку на потрібну температуру і виміряйте відстань (L_випал).
Крок 4: Обчисліть S_заг для використання в подальших проектах.

Приклад: Ваза після випалу має бути 220 мм, усадка глини 12%
L_волог = 220 / (1 − 0.12) = 220 / 0.88 = 250 мм
На крузі виріб ліпити на 30 мм вище за фінальний розмір.

🪨 Розрахунок пропорції гіпс : вода для ливарних форм

Призначення: Обчислення точних пропорцій високоміцного гіпсу та води, а також загального об'єму суміші для заливки гіпсових форм під шлікерне литво або моделювання.

Суть: Гіпс твердне в результаті гідратації: CaSO₄·0.5H₂O + 1.5H₂O → CaSO₄·2H₂O. Співвідношення гіпс/вода визначає міцність та пористість форми. Більше води (1:0.8) — пориста, крихка; менше води (1:0.5–0.6) — міцна, але повільно вбирає вологу. Для ливарних форм стандарт: 1.25–1.4 кг гіпсу на 1 л води.

Призначення форми	Гіпс (кг) на 1 л	Пористість	Міцність
Ливарні шлікерні форми (стандарт)	1.25–1.35	Висока	Середня
Моделі, капселі, міцні форми	1.40–1.50	Середня	Висока
Декоративні вироби (не для литва)	1.60–1.70	Низька	Дуже висока

ФОРМУЛИ:

V_води = V_форм × 0.7

M_гіпс = V_води × K_гіпс

V_форм — корисний об'єм суміші для заливки (л)
V_води — розрахований об'єм води (л)
M_гіпс — необхідна маса сухого гіпсу (кг)
K_гіпс — коефіцієнт пропорції гіпсу до 1 л води (1.25–1.4 кг/л)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_форм — об'єм форми (л)

K_гіпс — коефіцієнт (кг/л)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Екзотермічна реакція: При затвердінні гіпсу з водою суміш розігрівається до +50…+60 °C — уникайте контакту з шкірою під час тужавіння.
Каналізація: Категорично заборонено зливати залишки рідкого гіпсу в каналізацію — призводить до важкого забивання труб.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Розрахуйте та відміряйте точний об'єм чистої холодної води у відрі.
Крок 2: Зважте необхідну масу гіпсу.
Крок 3: Повільно та рівномірно розтрусіть гіпс по всій поверхні води (гіпс повинен убирати воду і осідати).
Крок 4: Дайте зачекати 1–2 хвилини для повного намокання порошку.
Крок 5: Ретельно перемішайте міксером на низьких обертах (без бульбашок повітря) протягом 2 хвилин та залийте в опалубку.

Приклад: Об'єм форми 3.5 л, K_гіпс = 1.3 кг/л
V_води = 3.5 × 0.7 = 2.45 л
M_гіпс = 2.45 × 1.3 = 3.185 кг

🕯️ Воскові моделі та форми для точного лиття (Lost-Wax)

Призначення: Модельні воскові склади та формувальні маси для виплавлюваних моделей. Ювелірні деталі, гарнітура ножів з бронзи/латуні/срібла.

Сутність: Парафін + церезин + бджолиний віск + каніфоль. Усадка <1%, зольність <0.05%. При 700–750 °C → CO₂ + H₂O. Форма: α-гіпс (30–35%) + маршаліт (65–70%).

Компонент	Модельний віск	Інжекційний	Формувальна маса
Основа	Парафін Т-1 (50%)	Парафін (60%)	α-гіпс (30–35%)
Пластифікатор	Церезин 30% + бдж. віск 10%	Бдж. віск 20% + церезин 15%	Маршаліт (65–70%)
Смола / В/Ц	Каніфоль (10%)	Ефіри каніфолі (5%)	38–40 мл / 100 г
T плавлення	65–72 °C	60–65 °C	до 850 °C

ФОРМУЛИ:

m_мет = m_воск × ρ_мет / ρ_воск × K · V_H₂O = m_суміш × 0.38

ρ_воск≈0.93 · ρ_латунь≈8.5 · ρ_Ag925≈10.36 · K_ливн=1.15–1.25

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ЛИТТЯ (маса металу)

Маса воскової моделі (г)

Метал

K_ливн

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Пожежна безпека: віск/парафін — тільки водяна баня або плита з терморегуляцією. SiO₂ (маршаліт) — силікоз! Респіратор FFP3.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Відлити/вирізати воскову деталь, припаяти ливниковий штир ∅ 3–4 мм.
Крок 2: Закріпити на підставці, описати опокою.
Крок 3: Замішати: 500 г порошку у 190 мл води, 2 хв перемішування.
Крок 4: Дегазація: вакуумна камера 1.5–2 хв.
Крок 5: Залити в опоку, витримати 1 год.
Крок 6: Випалювання: 150 °C (2 год) → 350 °C (2 год) → 730 °C (3 год).
Крок 7: Заливка металу у гарячу опоку (550–600 °C).

Приклад: Латунне навершя, модель 12 г. m = 12 × 8.5 / 0.93 × 1.15 ≈ 126 г латуні.

6.6 Силікатний інжиніринг (Рідке скло)

🧱 Блок 48. Твердофазний піроліз та капілярне синтезування: Рідке скло + кремнефтористий натрій

Призначення: Хімічна модифікація розчинного скла (силікату натрію або калію) кислотними стверджувачами з утворенням твердого, вогнетривкого та кислотостійкого кремнеземистого гелю (SiO₂·nH₂O). Застосування: негорючі композити, термостійкі клеї (до 1100 °C), гідрофобізація бетону, склеювання кераміки та металу, просочення деревини від вогню та гниття.

Сутність та фізико-хімічний зміст:
Полімеризація силікат-іонів: Рідке скло — високолужний розчин силікатів натрію (Na₂O·mSiO₂). При зміні pH у кислу сторону або під дією іонів Ca²⁺, Al³⁺, Fe³⁺ відбувається миттєва зшивка мономерних іонів SiO₃²⁻ у тривимірний сітчастий полімер.
Реакція затвердіння (з кремнефтористим натрієм Na₂SiF₆):

Na₂O·mSiO₂ + Na₂SiF₆ + (2m+1)H₂O → (m+1)SiO₂·nH₂O↓ + 6NaF
Повністю висушений гель → аморфний SiO₂, не плавиться до 1700 °C, без токсичних газів при нагріванні.

Призначення	Компоненти (за масою)	Властивості
Вогнетривка замазка/клей (1100 °C)	Рідке скло 40% + Шамот/глина 45% + Na₂SiF₆ 5% + ZnO 10%	Термостійкість 1100 °C, висока адгезія до цегли та металу
Вогнебіозахист деревини	Рідке скло 30% + Вода 60% + Na₂SiF₆ 10%	Дерево — група горючості Г1, не гниє
Гідроізоляція бетону	Рідке скло 15% + Вода 80% + CaCl₂ 5%	Миттєве закриття пор кристалами силікату кальцію

ФОРМУЛА: Силікатний модуль M

M = (m_SiO₂ × 62) / (m_Na₂O × 60)

M — силікатний модуль (робочий діапазон: 2.6 – 3.5)
62 — молярна маса Na₂O; 60 — молярна маса SiO₂

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР СИЛІКАТНОГО МОДУЛЯ

Маса SiO₂ (г)

Маса Na₂O (г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Сильна лужність: Рідке скло має pH 11–12. При потраплянні в очі викликає хімічний опік. Працювати в захисних окулярах і рукавичках.
Кремнефтористий натрій (Na₂SiF₆): Порошок токсичний при вдиханні. Змішування сухих компонентів — тільки в респіраторі FFP2/FFP3!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ (вогнетривка замазка 1 кг):

Крок 1: Підготуйте поверхню — очистіть метал або цеглу від пилу, іржі та жиру, злегка зволожте водою.
Крок 2 (сухі компоненти): Зважте 450 г шамотного порошку + 50 г Na₂SiF₆ + 100 г оксиду цинку ZnO, ретельно перемішайте в респіраторі.
Крок 3 (введення сполучного): Додайте 400 г рідкого натрієвого скла, перемішайте до стану густої пасти.
Крок 4 (нанесення): Нанесіть шпателем шар 2–5 мм. Час життєздатності суміші: 20–30 хвилин.
Крок 5 (сушка): Витримайте 24 год при кімнатній температурі, після чого повільно нагрійте для видалення зв'язаної води.

Практичний приклад (перевірка розрахунку): Ремонт печі/каміна. Завдання — 1 кг герметика. Склад: 450 г шамоту + 50 г Na₂SiF₆ + 100 г ZnO + 400 г рідкого скла = 1000 г. Після застигання шов витримує прямий контакт із полум'ям. Силікатний модуль рідкого скла (SiO₂ 60 г / Na₂O 20 г): M = (60×62)/(20×60) = 3720/1200 = 3.1 — в межах норми (2.6–3.5) ✅

6.7 Люмінофори та флуоресцентне мічення

🌟 Блок 49A. Фотолюмінесцентні пігменти (алюмінат стронцію SrAl₂O₄:Eu,Dy)

Призначення: Синтез та застосування органічних і неорганічних сполук (алюмінат стронцію, активований європієм SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺), які акумулюють світлове випромінювання та світяться в темряві 8–12 годин. Застосування: аварійні покажчики, циферблати, декоративні смоли та лаки, дефектоскопія тріщин, захист документів від підробки.

Сутність та фізико-хімічний зміст:
Фотолюмінесценція: При поглинанні фотона УФ-світла (360–400 нм) електрони переходять на збуджений рівень. Повертаючись у основний стан, вони випромінюють фотон із більшою довжиною хвилі (закон Стокса):

hν_{поглинання} → hν_{випромінювання} + Q_тепло
Рідкісноземельні Eu²⁺ та Dy³⁺ створюють «пастки» для електронів → матеріал світиться у темряві до 8–12 год після 10 хв зарядки на сонці.

Тип речовини	Колір сяйва	Збудження	Тривалість	Галузь
SrAl₂O₄:Eu,Dy	Яскраво-зелений / Бірюзовий	Денне світло, УФ	8–12 годин	Аварійні покажчики, смола, лаки
ZnS:Cu	Жовто-зелений	Денне світло, УФ	30–60 хвилин	Дешеві іграшки, поліграфія
Флуоресцеїн натрію (Уранін)	Яскраво-зелений (інтенсивний)	УФ 365 нм	Тільки під час опромінення	Пошук витоків, дефектоскопія

ФОРМУЛА: Квантовий вихід люмінесценції ηлюм

η_люм = N_{випромінених фотонів} / N_{поглинутих фотонів}

Для SrAl₂O₄:Eu,Dy: η_люм ≈ 0.75 – 0.85 (75–85%)
Розрахунок концентрації пігменту в матриці: 20–30% за масою

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ЛЮМІНЕСЦЕНТНОГО КОМПАУНДА

Загальна маса компаунда (г)

Концентрація люмінофора (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Чутливість до води: Неорганічні люмінофори (особливо сульфіди та незахищені алюмінати) повільно гідролізуються у воді з втратою властивостей. Використовуйте тільки безводні смоли/лаки або вологостійкі (гідрофобізовані) марки пігментів.
Дрібнодисперсний пил: Сухий порошок люмінофора не токсичний, але подразнює дихальні шляхи. При замішуванні обов'язково надягайте респіратор.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ (100 г люмінесцентного компаунда):

Крок 1: Виберіть матрицю — повністю прозорий лак або двокомпонентну епоксидну смолу.
Крок 2: Виміряйте: прозора основа (смола + затверджувач) — 75 г; люмінофор SrAl₂O₄ — 25 г.
Крок 3: Повільно додайте пігмент-люмінофор у рідкий компонент, ретельно перемішайте до відсутності грудок.
Крок 4: Нанесіть на білу або ґрунтовану білим поверхню (біла підкладка подвоює яскравість сяйва).
Крок 5: Залиште до повного затвердіння на 12–24 год.
Крок 6 (тест): Опромініть яскравим світлом або УФ-ліхтариком 10 сек — перевірте сяйво в повній темряві.

Практичний приклад (перевірка): 100 г компаунда при 25% люмінофора: основа = 75 г, SrAl₂O₄ = 25 г. η_люм = 0.80 (80%). Склад забезпечує читабельне сяйво протягом усієї ночі. ✅

💚 Блок 49B. Домашній синтез та екстракція флуоресцеїну (Уранін)

Призначення: Отримання флуоресцеїну натрію (ураніну) — органічного люмінофора з ~100% квантовим виходом зелено-жовтої флуоресценції. Застосування: маркування витоків води в замкнутих системах, флуоресцентні чорнила для УФ 365–395 нм, дефектоскопія.

Сутність: Молекула флуоресцеїну поглинає УФ/синє світло (λ ≈ 450–490 нм) та миттєво перевипромінює у зеленій ділянці (λ ≈ 515–535 нм). При додаванні лугу відбувається депротонування фенольних груп з утворенням діаніона (максимум сяйва):
C₂₀H₁₂O₅ + 2OH⁻ → [C₂₀H₁₀O₅]²⁻ + 2H₂O

Компонент	Де взяти	Роль
Джерело флуорофора	Зелені текстовиділювачі (2–3 шт.)	Джерело похідних флуоресцеїну/піраніну
Розчинник/Екстрагент	Мурашиний/етиловий спирт або антисептик (>70%)	Екстракція органічної барви зі стержня
Лужний активатор	Харчова сода (NaHCO₃) або кальцинована сода	Переведення у яскраво-сяючу іонну форму
Загусник-матриця	Аптечний гліцерин або силікатний клей	Створення густого гель-люмінофора

ФОРМУЛИ

C_оптим ≈ 10⁻⁵ – 10⁻⁴ моль/л (≈ 0.003–0.03 г/л)

m(NaHCO₃) ≈ 0.05 × V_{екстракту} (г)

При вищих концентраціях — концентраційне самогасіння (молекули поглинають світло одна одної)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ГЕЛЬ-ЛЮМІНОФОРА

Об'єм гелю (мл)

К-сть текстовиділювачів

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Захист від плям: Флуоресцеїн проникає у пори шкіри та пластику. Виводиться надзвичайно важко. Працювати строго в одноразових рукавичках на застеленій поверхні.
УФ-випромінювання: Не дивіться прямо на світлодіод УФ-ліхтарика (365–395 нм) під час перевірки сяйва.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ (50 мл гель-люмінофора):

Крок 1: Витягніть м'які стержні з 2–3 зелених текстовиділювачів, наріжте ножицями на шматочки в скляну ємність.
Крок 2 (екстракція): Залийте 10 мл розігрітого на водяній бані (без відкритого вогню!) спирту. Відтисніть стержні скляною паличкою.
Крок 3 (активація): Додайте 0.5 г (кінчик ножа) харчової соди. Перемішуйте 2 хвилини. Розчин змінить відтінок на насичений.
Крок 4 (фільтрація): Процідіть через щільний шар вати або кавовий фільтр.
Крок 5 (гель): Влийте концентрат у 40 мл аптечного гліцерину або прозорого рідкого клею, ретельно перемішайте.
Крок 6 (тест): Вимкніть світло, спрямуйте УФ-ліхтарик — склад спалахне яскравим неоново-зеленим сяйвом.

Практичний приклад (перевірка): 50 мл гелю: з 2 стержнів ≈ 0.01 г барвника, 10 мл спирту для екстракції + 40 мл гліцерину. m(NaHCO₃) = 0.05 × 10 мл = 0.5 г. ✅

✨ Блок 49C. Хемілюмінесцентний розчин «Холодне світло» (DIY)

Призначення: Отримання хемілюмінесцентної реакції окиснення аптечних та кухонних речовин з виділенням фотонів світла без нагрівання (холодне світло). Застосування: аварійне підсвічування, хімічні демонстрації, декоративні колби для нічників.

Сутність: Енергія для сяйва виділяється безпосередньо під час екзотермічної окисно-відновної реакції (без зовнішнього УФ-джерела). При окисненні поліфенолів (чай, танін) пероксидом водню в лужному середовищі утворюється збуджений інтермедіат:
Polyphenol + H₂O₂ —(NaOH)→ Intermediate* → Product + hν (світло)
Іони Fe³⁺ (іржа, залізний купорос) каталізують реакцію → яскраві спалахи.

Компонент	Побутовий аналог	Роль
Окисник	Перекис водню 3% (аптека) або таблетки гідропериту	Джерело активного кисню
Органічний люмінофор	Міцний відвар чорного чаю або аптечний танін	Джерело поліфенольних хромофорів
Лужний активатор	«Кріт» (NaOH) або кальцинована сода	Створення середовища pH > 11
Каталізатор	Залізний купорос або залізовмісні аптечні краплі	Прискорення реакції, яскравіший спалах

ФОРМУЛИ

C(H₂O₂) ≈ 0.5 – 1.0 моль/л (≈ 3% розчин)

m(NaOH) = V_{розчину} × 0.04 → для 100 мл = 4 г NaOH

Молярне співвідношення H₂O₂ до NaOH ≈ 1:2 для стабільного свічення без надто швидкого перебігу реакції

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР «СВІТЛОВОЇ КОЛБИ»

Загальний об'єм (мл)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Їдкий луг (NaOH): Засіб «Кріт» викликає важкі хімічні опіки шкіри та очей! Обов'язково — захисні окуляри та гумові рукавички.
Тепловиділення: При змішуванні лугу з водою рідина сильно нагрівається. Використовуйте тільки термостійкий скляний або щільний пластиковий посуд.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ (100 мл «світлової колби»):

Крок 1 (Розчин А): Зробіть 50 мл дуже міцного відфільтрованого чорного чаю (2–3 пакетики). Обережно додайте 4 г гранул «Крота» (NaOH). Перемішайте до розчинення.
Крок 2 (Розчин Б): Налийте 50 мл аптечного 3% перекису водню (або 3 розчинені таблетки гідропериту в 50 мл води).
Крок 3 (активація): Зайдіть у темне приміщення. Зачекайте 1–2 хв для адаптації очей.
Крок 4 (змішування): Повільно тонкою цівкою влийте Розчин Б у Розчин А.
Крок 5 (каталіз, за бажанням): Кинути мікро-дрібку залізного купоросу — отримаєте яскравий спалах у місці падіння краплі.

Практичний приклад (перевірка): 100 мл загалом: Розчин А = 50 мл чаю + 4 г NaOH; Розчин Б = 50 мл 3% H₂O₂. Перевірка: m(NaOH) = 100 × 0.04 = 4 г ✅. Реакція — м'яке холодне сяйво в товщі розчину. ✅

6.8 Домашня аналітична хімія: Індикатори

🔬 Тест-індикатор на нітрати (дифеніламін / цинковий пил)

⚠️ Примітка: Цей блок позначено в джерелі як такий, що потребує доопрацювання. Дані перевірено та представлено в повному обсязі.

Призначення: Хімічний індикаторний розчин для виявлення нітратів (NO₃⁻) в овочах, фруктах, ґрунті чи воді. Експрес-перевірка безпеки продуктів на наявність надлишкових нітратів (токсичні для здоров'я при концентрації > 60 мг/кг для дітей, > 200 мг/кг для дорослих за нормами ЄС).

Сутність:
Реакція з дифеніламіном (класичний метод): У сильнокислому середовищі (H₂SO₄) нітрат-іони окиснюють дифеніламін до інтенсивно забарвлених сполук (синьо-фіолетовий «індофеноловий» комплекс):
NO₃⁻ + C₁₂H₁₁N + H⁺ —(H₂SO₄)→ Інтенсивне синє забарвлення
Альтернатива: Відновлення нітратів до нітритів металевим цинком в кислій воді → утворення азобарвника.

Компонент	Джерело	Роль
Реагент-індикатор	Дифеніламін (лабораторія) або готові нітрат-тестери	Дає синє забарвлення з нітратами
Сильна кислота	Акумуляторний електроліт (H₂SO₄ конц.)	Створення кислого середовища для окиснення
Об'єкт дослідження	Сік огірка, картоплі, кавуна, зразок води	Джерело NO₃⁻
Інструмент	Терка, марля або піпетка	Підготовка екстракту

ФОРМУЛИ

C_межа ≥ 1 мг/л (ppm) = 0.0001% (чутливість методу)

m(дифеніламін) : V(H₂SO₄) ≈ 0.1 г : 10 мл

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР НІТРАТНОГО ТЕСТУ

Об'єм індикатора (мл)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Концентрована сірчана кислота (H₂SO₄): Акумуляторний електроліт роз'їдає шкіру та одяг! Гумові рукавички та захисні окуляри обов'язкові. При розведенні — завжди лийте кислоту у воду, а НЕ навпаки!
Токсичність дифеніламіну: Токсичний при потраплянні всередину. Зберігати в щільно закритій тарі подалі від їжі.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1 (індикатор): У пляшечку з піпеткою налийте 10 мл акумуляторного електроліту (H₂SO₄). Додайте 0.1 г кристалічного дифеніламіну, збовтуйте до розчинення (безбарвний або блідо-жовтий розчин).
Крок 2 (зразок): Візьміть шматочок з прикореневої зони овоча (там найбільше нітратів), вичавіть кілька крапель соку на чисте скло.
Крок 3 (проба): Піпеткою торкніться однією краплею індикатора краплі овочевого соку.
Крок 4 (спостереження): Спостерігайте 10–30 сек:
— Інтенсивно-синій колір → концентрація нітратів критично висока
— Без змін або легкий рожевий/жовтуватий → нітрати в межах норми
Крок 5 (очищення): Вимийте посуд водою з содою для нейтралізації залишків кислоти.

Практичний приклад: Тестування молодого кабачка — виступ кількох крапель соку + 1 крапля індикатора (0.1 г дифеніламіну в 10 мл H₂SO₄). Межа виявлення: ≥ 1 мг/л. Якщо синього кільця немає → продукт безпечний. ✅

🟣 Домашній pH-індикатор з червонокачанної капусти (антоціановий тест)

Призначення: Багатобарвний індикаторний розчин та індикаторні смужки для визначення кислотності розчину (pH 1–14). Тестування води, ґрунту, миючих засобів, засобів догляду за шкірою або акваріумної води без лабораторних реактивів.

Сутність: В клітинному соку червонокачанної капусти — антоціани. Молекулярна структура змінюється залежно від концентрації H⁺.
Шкала кольорів:

pH	Середовище	Колір індикатора	Приклад
1–3	Сильнокисле	● Червоний / малиновий	Оцет, соляна кислота
4–6	Слабокисле	● Рожевий / бузковий	Кава, лимонний сік
7	Нейтральне	● Фіолетовий	Дистильована вода
8–10	Слаболужне	● Синій / зеленуватий	Харчова сода, акваріум
11–14	Сильнолужне	● Жовтий / жовто-зелений	«Кріт», аміак

ФОРМУЛА: Пропорція для витяжки

m(капуста) : V(вода) ≈ 1:2

Наприклад: 100 г капусти на 200 мл гарячої води (80–90 °C). Настоювати 20–30 хвилин.

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР pH-ІНДИКАТОРА

Маса капусти (г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки та застереження

Харчова безпека: Екстракт капусти нетоксичний, але суміші з побутовою хімією під час тестування вживати категорично заборонено.
Зберігання: Натуральний сік псується при кімнатній температурі. Зберігайте в щільно закритій пляшці в холодильнику не більше 3–5 днів або заморозьте в кубиках льоду.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Дрібно наріжте або натріть на тертці 150 г червонокачанної капусти.
Крок 2 (екстракція): Залийте 300 мл гарячої води (80–90 °C), настоюйте 20–30 хвилин до охолодження.
Крок 3 (фільтрація): Відтисніть через марлю або сито → темно-фіолетова рідина (базовий pH ≈ 7).
Крок 4 (тестові ємності): 3 прозорі склянки: 1) вода з оцтом (кисле); 2) чиста вода (нейтральне); 3) вода з содою (лужне).
Крок 5: Додайте 1–2 ст.л. індикатора в кожну — зафіксуйте перехід кольорів (червоний → фіолетовий → синій/зелений).
Крок 6 (бонус — смужки): Замочіть білі паперові серветки в індикаторному розчині на 5 хв, висушіть, наріжте смужками.

Практичний приклад (перевірка): 150 г капусти → V(вода) = 150 × 2 = 300 мл. Базовий колір: фіолетовий (pH 7). + оцет → червоний ✅; + сода → синій ✅; + «Кріт» → жовто-зелений ✅

🎨

Художні матеріали, фарби та покриття

Художні фарби · Будівельні покриття · Антикорозійні склади · Антипірени · Текстиль

7.1 Художні фарби та графічні матеріали

🎨 Зв'язуючі речовини та пігменти: олійні, темперні та акварельні фарби

Призначення: Обчислення співвідношень сухих пігментів і рідких зв'язуючих (лляна/горіхова олія, яєчна жовткова емульсія, розчин гуміарабіку з гліцерином та медом) для отримання класичних художніх фарб.

Суть: Кожен тип художньої фарби — дисперсна система, де тверда фаза (подрібнений пігмент) рівномірно розподілена в рідкій фазі (зв'язуючому). Олійні фарби: окислювальна полімеризація ненасичених жирних кислот лляної олії під дією O₂ повітря; наповнюваність визначається олійним числом пігменту (г олії / 100 г пігменту). Яєчна темпера: емульсія «олія у воді», де лецитин жовтка — природний емульгатор; при висиханні незворотно коагулює. Акварель та гуаш: гідрофільний розчин гуміарабіку (полісахарид) з пластифікаторами (гліцерин, мед).

Тип фарби	Склад зв'язуючого (на 100 г)	Масова частка пігменту	Особливості
Олійна фарба	100% лляна або горіхова олія	35–70%	Курантоване на гранітній/скляній плиті
Яєчна темпера	1 жовток + 1 ч. л. 9% оцту + 30–50 мл дист. води	40–60%	Пігмент у вигляді пасти (попередньо розтертий з водою)
Акварель	30% р-н: гуміарабік 60% + гліцерин 20% + мед 20%	30–50%	Перетирання до дзеркальної гладкості + 0.1% антисептика
Гуаш	Гуміарабік 40% + крохмаль/крейда 10% + вода 50%	40–60% + 15% бланфікс	Білий наповнювач для матовості

ФОРМУЛИ:

M_олія = M_{пігмент} × O_число / 100

M_{зв'язуюче} = M_{пігмент} × K_{поглинання}

M_{пігмент} — маса сухого подрібненого пігменту (г)
O_число — олійне число пігменту (г олії на 100 г пігменту: цинкові білила ≈ 15–20, сажа газова ≈ 80–100)
K_{поглинання} — коефіцієнт зв'язуючопоглинання (0.6–1.2)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ОЛІЙНОЇ ФАРБИ

Маса пігменту (г)

Олійне число (г олії / 100 г пігменту)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Самозаймання ганчір'я: Ганчірки та серветки, просочені лляною олією, внаслідок екзотермічної реакції окиснення здатні до самозаймання! Завжди утилізуйте їх у закритих металевих контейнерах із водою.
Токсичність пігментів: Старовинні пігменти (свинцеві білила, кіновар, кадмій, кобальт) є важкими отрутами. Працювати строго в респіраторі P3 та рукавичках.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Висипте сухий пігмент гіркою на скляне або гранітне притиральне плато.
Крок 2: Зробіть поглиблення в центрі та влийте 2/3 розрахованого зв'язуючого.
Крок 3: Кельмою або шпателем попередньо замішайте густу пасту.
Крок 4: За допомогою скляного куранта здійснюйте колові та вісімкоподібні рухи з натиском, подрібнюючи грудки. Додавайте залишки зв'язуючого краплями до потрібної в'язкості.

Приклад: Олійна фарба з 150 г пігменту «Охра світла» (O_число = 35).
M_олія = 150 × 35 / 100 = 52.5 г лляної олії
Результат: до 150 г охри поступово додати 52.5 г лляної олії, розтираючи курантом до зникнення крупинок.

🖌️ Пастель, вугілля та верніси (покривні лаки)

Призначення: Розрахунок складу формовочної маси для виготовлення сухої та масляної пастелі, рецептура розчинення природних смол (даммара, каніфоль, шелак, янтар) для створення захисно-ретушних лаків.

Суть: Художня пастель: складається з пігменту, наповнювача (крейда, тальк) та мінімальної кількості водорозчинного зв'язуючого (трагакант, гуміарабік або КМЦ — карбоксиметилцелюлоза). Даммаровий та шелаковий лаки: смоли (суміші резинолів, смоляних кислот та ефірів) розчиняються в летких розчинниках (скипидар, етиловий спирт), утворюючи прозорі розчини. Після випаровування розчинника — тверда глянцева термопластична плівка.

Продукт	Тверда фаза	Розчинник	Умови розчинення
Лак Даммаровий	30% смола Даммара	70% скипидар живичний	Водяна баня до +55 °C
Лак Шелаковий	20% лускатий шелак	80% етиловий спирт 96%	Витримка 48 годин при кімн. темп.
Лак Каніфольний	25% каніфоль соснова	75% скипидар або уайт-спірит	Холодне розчинення при перемішуванні
Суха пастель (м'яка)	40% пігмент + 58% крейда	2% р-н КМЦ (0.5% у воді)	Пресування та сушка при +30…+40 °C

ФОРМУЛИ:

M_смола = M_лак × C_% / 100

M_{розчинник} = M_лак − M_смола

M_лак — бажана підсумкова маса лаку (г)
C_% — масова концентрація смоли у розчині (%)
M_смола — суха маса подрібненої смоли (г)
M_{розчинник} — маса спирту або скипидару (г)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ЛАКУ

Бажана маса лаку (г)

Концентрація смоли (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Пожежонебезпека розчинників: Скипидар та етиловий спирт — легкозаймисті рідини. Розчинення смол із нагріванням проводити ВИКЛЮЧНО на закритій водяній бані або електричній плиті без відкритого вогню у провітрюваному приміщенні!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Подрібніть смолу в ступці до стану дрібного порошку.
Крок 2: Загорніть порошок смоли в 2–3 шари марлі і підвісьте у верхній частині банки з розчинником (прискорює розчинення за рахунок конвекції).
Крок 3: Після повного розчинення профільтруйте лак через щільну тканину або паперовий фільтр для видалення залишків кори.
Крок 4: Для пастелі: змішайте пігмент із крейдою, замочіть 0.5% розчином КМЦ до стану щільного тіста, сформуйте ковбаски та висушіть.

Приклад: 400 г 30%-го даммарового покривного лаку.
M_смола = 400 × 30 / 100 = 120 г смоли Даммара
M_{розчинник} = 400 − 120 = 280 г живичного скипидару
Результат: подрібнити 120 г смоли, помістити в марлевий мішечок та підвісити в ємність із 280 г скипидару.

7.2 Будівельні та фасадні фарби

🏗️ Вапняні, силікатні та казеїнові покриття

Призначення: Обчислення пропорцій для виготовлення водостійких вапняно-сольових фасадних фарб, силікатних мінеральних фарб на основі рідкого скла та казеїнових натуральних покриттів підвищеної зносостійкості.

Суть: Вапняно-сольова фарба: Ca(OH)₂ під дією CO₂ перетворюється на CaCO₃ (карбонізація). Додавання NaCl затримує вологу для повноти кристалізації, оліфа утворює гідрофобне покриття. Силікатні фарби: рідке калієве/натрієве скло (R₂O·nSiO₂) реагує з мінералами підкладки та щелочестійкими пігментами, утворюючи нерозчинний силікатний мікрокаркас. Казеїнові фарби: реакція білка молока (казеїну) з гашеним вапном утворює нерозчинний казеїнат кальцію — високоміцний полімер.

Фарба	Основне зв'язуюче	Модифікатор	Наповнювач / вода
Вапняно-сольова	3.0 кг гашене вапно (паста)	0.1 кг NaCl + 50 мл оліфа	0.5 кг пігмент / 10 л води
Силікатна	1.0 л рідке калієве скло (1.30–1.38 г/см³)	0.2 л вода	1.0 кг пігменти + крейда / 1.5–2.0 л
Казеїново-вапняна	1.0 кг знеж. сир (або 0.2 кг сухий казеїн)	0.3 кг гашене вапно (або 50 мл 25% NH₄OH)	1.5 кг крейда + 0.3 кг пігмент / 2.5–3.0 л

ФОРМУЛИ:

M_{вапно_необх} = M_{казеїн_сухий} × 0.25

V_скло = S_фасад × N_{витрата}

M_{казеїн_сухий} — маса сухого молочного казеїну (кг)
S_фасад — площа фарбування (м²)
N_{витрата} — норма витрати фарби (0.25–0.35 л/м²)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ВАПНЯНО-СОЛЬОВОЇ ФАРБИ

Площа фасаду (м²)

Витрата суміші (л/м²)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Їдкі луги: Гашене вапно та рідке скло мають високолужне середовище (pH 12.0–13.0). Працювати в захисних окулярах та гумових рукавичках. При потраплянні в очі — негайно промити великою кількістю води!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Для казеїнового клею: розтеріть знежирений сир з гашеним вапном до отримання прозорої тягучої маси (протягом 20 хвилин).
Крок 2: Розведіть пігменти та наповнювачі в невеликій кількості води до стану пасти.
Крок 3: З'єднайте зв'язуючу основу з пігментною пастою, процідіть через дрібне будівельне сито.
Крок 4: Наносьте на зволожену цегляну або штукатурену поверхню широким макловицею у 2 шари.

Приклад: Вапняно-сольова фарба для фасаду 50 м² (витрата 0.3 л/м², підсумковий об'єм 15 л).
Вапно: 15 × 3.0 / 10 = 4.5 кг
Сіль: 15 × 0.1 / 10 = 0.15 кг (150 г)
Оліфа: 15 × 50 / 10 = 75 мл
Розчинити 150 г солі у 3 л гарячої води, змішати з 4.5 кг вапняного тіста, влити 75 мл оліфи, довести до 15 л.

🇸🇪 Шведська та Фінська фарби (сольово-борошняні класичні суміші)

Призначення: Розрахунок рецептури традиційних скандинавських борошняних фарб на основі залізного купоросу, житнього борошна, оліфи та пігменту для довготривалого захисту (15–20 років) пиляної деревини від гниття та вивітрювання.

Суть: Шведська фарба утворює дихаюче мікропористе матове покриття. Житній клейстер: основне зв'язуюче та утримувач системи. Залізний купорос (FeSO₄·7H₂O): потужний антисептик, що консервує волокна деревини. Лляна олія/оліфа: проникає в капіляри дерева, створюючи гідрофобний бар'єр. Залізний сурик/Охра: неорганічні пігменти, що захищають від УФ.

Компонент	На 10 л води	Роль
Вода (питна)	10.0 л	Розчинник та середовище клейстеризації
Борошно житнє	0.8 кг	Утворення крохмального клейстеру
Кухонна сіль (NaCl)	0.4 кг	Консервант, стабілізатор вологості
Залізний купорос (FeSO₄)	0.4 кг	Біозахист, консервація деревини
Залізний сурик або Охра	1.5 кг	Пігмент, захист від УФ
Оліфа лляна	0.5 л	Емульгація, гідрофобізація

ФОРМУЛИ:

M_i = V_{цільовий} × M_{i_базова} / 10

V_фарба = S_{деревина} × 0.3 л/м² × 1.2 (резерв 20%)

V_{цільовий} — підсумковий об'єм фарби (л)
M_{i_базова} — базова маса компонента з таблиці на 10 л
S_{деревина} — площа пиляної деревини (м²)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ШВЕДСЬКОЇ ФАРБИ

Площа деревини (м²)

Кількість шарів

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Гаряче нанесення: Фарбу готують варінню та наносять гарячою (+50…+60 °C). Працювати в термостійких рукавичках, уникати розбризкування.
Обмеження по поверхнях: Шведська фарба лягає ТІЛЬКИ на пиляну або стару вивітрену деревину. На струганих або раніше пофарбованих олійними емалями дошках вона триматися не буде!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Заварювання клейстеру: замішайте борошно в 3 л холодної води до зникнення грудок, влийте у 7 л киплячої води при постійному помішуванні. Варіть 15 хвилин.
Крок 2: Додайте у киплячий клейстер сіль та залізний купорос, мішайте до повного розчинення кристалів.
Крок 3: Всипте пігмент (сурик або охру) та інтенсивно збивайте розчин протягом 5 хвилин.
Крок 4: Тонким струменем влийте оліфу, ретельно емульгуючи суміш.
Крок 5: Наносьте фарбу гарячою жорсткою кистю-макловицею у 1–2 шари без просушування.

Приклад: Фасадний паркан з пиляної дошки, 80 м², 2 шари.
V_фарба = 80 × 0.3 = 24 л
Борошно: 24 × 0.8 / 10 = 1.92 кг
Сіль: 24 × 0.4 / 10 = 0.96 кг
Зал. купорос: 24 × 0.4 / 10 = 0.96 кг
Сурик: 24 × 1.5 / 10 = 3.6 кг
Оліфа: 24 × 0.5 / 10 = 1.2 л

7.3 Антикорозійні та термостійкі покриття

⚙️ Графітні та захисні емалі

Призначення: Обчислення масових пропорцій кристалічного графіту, синтетичних зв'язуючих (епоксидна смола, алкідний лак) або оліфи для створення антикорозійних, струмопровідних та антифрикційних захисних покриттів металу.

Суть: Графіт — чешуйчата алотропна форма вуглецю. Чешуйки при висиханні орієнтуються паралельно поверхні металу, створюючи багатошаровий бар'єр («ефект луски»). Гідрофобний та хімостійкий: не пропускає воду, кислоти та сольовий туман. Антифрикційний: знижує механічний знос днища авто, ресор, підземних труб.

Сфера застосування	Зв'язуюча основа	Графіт	Модифікатори
Антикор днища та підземних труб	50% епоксидна ЕД-20 + ПЕПА	40% графіт ГС-1	10% залізний сурик / Al пудра
Антифрикційне мастило-емаль	60% натуральна лляна оліфа	35% графіт подрібнений	5% бджолиний віск (розтворений)
Термостійке графітне покриття	60% кремнійорганічний лак КО-85	40% графіт сріблястий	Розведення ксилолом до 15%

ФОРМУЛИ:

M_графіт = M_смола × 0.8

M_ПЕПА = M_смола × 0.10 (10% від маси ЕД-20)

M_смола — маса вихідної епоксидної смоли ЕД-20 (г)
M_графіт — маса дрібнодисперсного порошку графіту (г)
M_ПЕПА — маса поліетиленполіамінового затверджувача (г)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ЕПОКСИДНО-ГРАФІТНОЇ ЗАМАЗКИ

Маса епоксидної смоли ЕД-20 (г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Пил графіту: Дрібнодисперсний графітовий пил є струмопровідним! При змішуванні сухого порошку вимикайте електроприлади поблизу, працюйте в респіраторі FFP2.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Знежирте та очистіть метал від пухкої іржі щіткою до металевого блиску.
Крок 2: Введіть графітовий порошок у смолу/лак, вимішуйте до зникнення грудок.
Крок 3: Додайте розчинник для регулювання робочої в'язкості.
Крок 4: (Для епоксидних систем): додайте затверджувач, перемішуйте 3 хвилини та нанесіть пензлем протягом 30 хвилин.

Приклад: 1.9 кг епоксидно-графітної замазки для зварних швів під землею.
Смола ЕД-20: 1000 г
Графіт: 1000 × 0.8 = 800 г
ПЕПА: 1000 × 0.10 = 100 г
Всього: 1900 г. Змішати смолу з графітом, перед нанесенням ввести 100 г ПЕПА.

🔥 Термостійкі фарби для печей, камінів та мангалів

Призначення: Обчислення співвідношення кремнійорганічних лаків (КО-85, КО-815) та алюмінієвої пудри (ПАП-1/ПАП-2) для покриттів, здатних витримувати +400…+600 °C.

Суть: Термостійкість досягається за рахунок силоксанового зв'язку —Si—O—Si— кремнійорганічного полімеру. При нагріванні понад +300 °C органічні радикали вигорають, а алюмінієва пудра дифундує в поверхню сталі, утворюючи металокерамічний шар (алітування). Покриття дзеркально відбиває теплове випромінювання та запобігає окалиноутворенню.

Компонент	Масова частка	Марка
Кремнійорганічний лак	90–94%	КО-85 або КО-815
Алюмінієва пудра	6–10%	ПАП-1 або ПАП-2 («Серебрянка»)
Розчинник (при згущенні)	до 5% від загалу	Ксилол, Толуол або Р-646

ФОРМУЛИ:

M_ПАП = M_лак × C_пудра / (100 − C_пудра)

T_max = 600 °C при товщині ≤ 40 мкм (2 тонких шари)

M_лак — маса кремнійорганічного лаку КО-85 (г)
C_пудра — масова частка алюмінієвої пудри у суміші (5–8%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ТЕРМОСТІЙКОЇ ЕМАЛІ

Бажана маса емалі (г)

Частка пудри (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Вибухонебезпечність пудри: Алюмінієва пудра у завислому в повітрі стані утворює вибухонебезпечну суміш! Заборонено використовувати відкритий вогонь поруч із відкритою упаковкою.
Термічна полімеризація: Остаточна міцність покриття досягається лише після першого випалювання (термозагартовування) при +200…+250 °C протягом 1 години. Супроводжується виділенням диму та запаху!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Знежирте метал розчинником 646 або ксилолом.
Крок 2: Всипте алюмінієву пудру в лак КО-85 порціями, постійно перемішуючи протягом 10 хвилин.
Крок 3: Нанесіть 2 тонких шари пневматичним розпилювачем або пензлем. Міжшарова сушка — 30 хвилин при +20 °C.
Крок 4: Після висихання проведіть повільний перший розпал печі/мангала для термозагартовування покриття.

Приклад: 500 г термостійкої емалі для мангала (7% пудри ПАП-1).
M_лак = 500 × (1 − 0.07) = 465 г лаку КО-85
M_ПАП = 500 − 465 = 35 г пудри ПАП-1
Змішати 465 г лаку КО-85 із 35 г пудри ПАП-1.

7.4 Протигрибкові та вогнетривкі суміші

🧪 Біозахист та боротьба з пліснявою (Антисептики)

Призначення: Обчислення концентрацій та приготування розчинів мінеральних солей (мідний купорос CuSO₄, залізний купорос FeSO₄, фторид натрію NaF) і ЧАС (четвертинних амонієвих сполук) для тривалого знищення та профілактики плісняви, домового гриба та гнилі на деревині і бетоні.

Суть: Іони Cu²⁺, Fe²⁺: денатурують білки міцелію гриба, блокуючи ферментативну активність. Фторид натрію (NaF): сильний біоцид глибокого проникнення, не вимивається, отруйний для шашеля та плісняви. ЧАС (Бензалконій хлорид): ПАР, що розривають ліпідні мембрани клітин бактерій та спор плісняви.

Тип антисептика	Склад на 10 л води	Концентрація	Призначення
Мідно-сольовий	500 г CuSO₄·5H₂O + 500 г K₂Cr₂O₇	5–10%	Невимивний біозахист балок, лаг
Фтористий	200–300 г NaF	2–3%	Крокви, затирні дошки (не забарвлює)
Залізний купорос	500 г FeSO₄	5%	Знищення плісняви на підвалах, бетоні
ЧАС-Біоцид	100 мл бензалконій хлорид 50%	0.5–1.0%	Від чорної плісняви у ваннах

ФОРМУЛИ:

M_сіль = V_{вода_мл} × C_% / (100 − C_%)

V_{витрата} = S_{деревина} × 0.4 л/м² (у 2–3 проходи)

V_{вода_мл} — об'єм води для розчинення (мл)
C_% — робоча масова частка антисептика (%)
S_{деревина} — площа поверхні деревини (м²)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР АНТИСЕПТИКА

Об'єм розчину (л)

Концентрація (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Токсичність фторидів та хромпіку: Фторид натрію та дихромат калію є високотоксичними сполуками. Обробку проводити в захисному костюмі, окулярах, гумових рукавичках та респіраторі! Не допускати потрапляння в джерела питної води!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Нагрійте воду до +60 °C для прискорення розчинення кристалічних солей.
Крок 2: Всипте точну наважку сухих солей і вимішуйте до повного зникнення осаду.
Крок 3: Наносьте розчин на суху деревину пензлем, валиком або садовим обприскувачем у 2–3 шари з інтервалом у 2 години.

Приклад: 20 літрів 3%-го розчину NaF для кроквяної системи даху.
M_NaF = 20 × 30 г/л = 600 г
Розчинити 600 г фториду натрію у 20 л гарячої води (+50…+60 °C).

🔥 Вогнезахист деревини та конструкцій (Антипірени)

Призначення: Обчислення рецептур сольових вогнебіозахисних розчинів на основі бури (Na₂B₄O₇·10H₂O), борної кислоти (H₃BO₃), фосфатів амонію, а також створення вогнетривких обмазочних паст для печей і камінів.

Суть: Плавочний ефект: при нагріванні понад +150 °C солі плавляться, утворюючи глазуровану склянисту плівку, що перекриває доступ кисню. Газовий захист: солі амонію розкладаються з виділенням негорючих газів (NH₃, SO₂, H₂O), які розбавляють паливе середовище. Вогнетривка обмазка: глина, шамот та рідке скло — термостійка матриця до +1100 °C.

Суміш	Склад компонентів	Пропорція	Ефективність
Борно-бурова (BS)	Бура (Na₂B₄O₇·10H₂O) + борна кислота (H₃BO₃)	1:1 (або 3:5)	I та II група вогнезахисту + антисептик
Фосфатно-амонійна	(NH₄)₂HPO₄ + (NH₄)₂SO₄	3:1 (загальна 20%)	I група (не пальне)
Шамотна обмазка	Глина шамотна (2) + шамотний пісок (1) + рідке скло (0.5) + сіль (0.1)	Суха суміш на рід. склі	Захист печей до +1100 °C

ФОРМУЛИ:

M_бура = M_{кислота} = V_{вода_л} × C_{сумарна_%} / 2 × 1000 / 100

M_{суха_витрата} ≥ 60 г сухих солей / 1 м² (для I групи вогнезахисту)

V_{вода_л} — об'єм води для розчину (л)
C_{сумарна_%} — сумарна концентрація солей (10–15%)
M_{суха_витрата} — маса солей, що залишається у волокнах після висихання (г/м²)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР БОРНО-БУРОВОЇ СУМІШІ

Об'єм води (л)

Сумарна концентрація солей (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Кристалізація при охолодженні: Борна кислота та бура мають обмежену розчинність у холодній воді. Якщо розчин охолоне нижче +15 °C, солі випадуть кристалами на дні. Наносити розчин у теплому стані (+40…+50 °C).

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Нагрійте необхідний об'єм води до +70…+80 °C у металевій ємності.
Крок 2: Послідовно засипте буру та борну кислоту, вимішуючи до повного прозорого розчинення.
Крок 3: Нанесіть теплий розчин на деревину у 3–4 проходи методом «мокрим по мокрому» з інтервалом 20 хвилин.
Крок 4: Для вогнетривкої обмазки печей: замішайте суху шамотно-глиняну суміш на розведеному водою рідкому склі (1:1) та затріть тріщини шаром 5–10 мм.

Приклад: 30 літрів 12%-го розчину борно-бурової суміші (1:1) для вогнезахисту крокв.
M_{солі_сумарно} = 30 × 120 г/л = 3600 г (3.6 кг)
M_бура = 3600 / 2 = 1800 г (1.8 кг)
M_{борна кислота} = 1800 г (1.8 кг)
Розчинити 1.8 кг бури та 1.8 кг борної кислоти у 30 л гарячої води (+70 °C).

7.5 Текстиль: фарбування та догляд за одягом

🎨 Розрахунок кількості барвників залежно від маси сухої тканини

Призначення: Обчислення необхідної маси анілінового або активного барвника залежно від маси сухих текстильних виробів для отримання бажаної насиченості кольору (світлий, середній, темний/чорний).

Суть: Молекули барвника зв'язуються з активними центрами волокон (гідроксильні групи целюлози в бавовні/льоні або аміногрупи в білкових волокнах вовни/шовку). Для рівномірного фарбування без вимивання дозування барвника розраховується у відсотках від маси сухої тканини (за аналогією з модульними ваннами в текстильній промисловості).

Відтінок	Норма (% від маси тканини)
Світлі та пастельні	0.5…1.0%
Середні, яскраві	2.0…3.0%
Темні (темно-синій, темно-коричневий)	4.0…5.0%
Глибокий чорний	6.0…7.0%

ФОРМУЛИ:

M_{барвник} = M_{тканина} × %_{відтінок} / 100

V_вода = M_{тканина} × M_ванна

M_{тканина} — маса сухого текстильного виробу (г)
%_{відтінок} — відсоток насиченості барвника (%)
M_{барвник} — маса сухого порошкового барвника (г)
M_ванна — рідинний модуль (зазвичай 20…30, тобто 1:20…1:30)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР БАРВНИКА

Маса сухої тканини (г)

Відтінок

Рідинний модуль (1:N)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Аніліновий барвник — подразнює шкіру та слизові оболонки. Працювати в гумових рукавичках. Уникати вдихання порошку під час розчинення. Фарбувальна ванна має бути виключно призначеним для цього посудом (не харчовим). Фарбування проводити у провітрюваному приміщенні — барвники можуть виділяти пари при нагріванні. Залишки розчину утилізувати згідно з місцевими нормами (не зливати у відкриті водойми).
Температура ванни до +90–95 °C — використовувати термостійкий посуд, довгі щипці або ложки для перемішування.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зважте суху тканину або виріб на побутових вагах.
Крок 2: Оберіть бажану насиченість відтінку за таблицею.
Крок 3: Розрахуйте масу барвника за формулою M_{барвник} = M_{тканина} × %/100.
Крок 4: Розрахуйте об'єм води: V = M_{тканина} × модуль (зазвичай 20).
Крок 5: Розчиніть барвник у невеликій кількості гарячої води, процідіть, додайте до ванни.

Приклад: Бавовняна джинсова куртка масою 650 г, глибокий чорний колір (норма 6%).
M_{барвник} = 650 × 0.06 = 39 г
V_вода = 650 × 20 = 13 000 мл = 13 л
Результат: розчинити 39 г порошкоподібного барвника у 13 л гарячої води.

🧂 Дозування фіксаторів фарби (сіль та оцет)

Призначення: Розрахунок маси електроліту (NaCl) для бавовняних волокон або органічної кислоти (оцтової) для білкових волокон для закріплення барвника у структурі тканини.

Суть: Рослинні волокна (бавовна, льон, віскоза): у воді набувають негативного електрокінетичного потенціалу, який відштовхує аніонні барвники. Додавання кухонної солі (NaCl) або сульфату натрію (Na₂SO₄) екранує цей заряд, змушуючи барвник осідати на волокні. Тваринні волокна (вовна, натуральний шовк): Оцтова кислота (CH₃COOH) протонує аміногрупи волокна (NH₂ → NH₃⁺), утворюючи позитивний заряд, який притягує негативно заряджені сульфогрупи кислотного барвника.

Фіксатор	Для яких волокон	Норма
Кухонна сіль (NaCl)	Бавовна, льон, віскоза	30…50 г на 1 л ванни
Столовий оцет 9%	Вовна, шовк	10…15 мл на 1 л води

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ФІКСАТОРА

Тип волокна

Об'єм фарбувальної ванни (л)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Кухонна сіль (NaCl) — безпечна, але при попаданні у великих кількостях на шкіру з тривалими мікропошкодженнями може подразнювати. Столовий оцет 9% — не вдихати пари в замкненому просторі, уникати потрапляння в очі (промити водою). Не змішувати оцет із луговими засобами (сода, нашатир) — нейтралізація зі шипінням, втрата ефективності фіксатора. Фарбувальна ванна з сіллю при нагріванні прискорює корозію металевого посуду — надавати перевагу емальованому або нержавіючому.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Визначте тип волокна виробу (рослинне чи тваринне).
Крок 2: Оберіть фіксатор: сіль для бавовни/льону або оцет 9% для вовни/шовку.
Крок 3: Визначте об'єм фарбувальної ванни в літрах.
Крок 4: Розрахуйте кількість фіксатора за нормою.
Крок 5: Додайте фіксатор: сіль — на початку фарбування, оцет — за 15–20 хвилин до завершення.

Приклад: Шерстяний светр масою 400 г, фарбування у 10 л води з оцтом.
V_{оцет 9%} = 10 л × 12 мл/л = 120 мл
Результат: додати 120 мл 9%-го столового оцту за 15–20 хвилин до завершення.

⬜ Вибілювання тканин: гідросульфіт натрію та перекис водню

Призначення: Обчислення концентрації відновлювальних (дитіоніт/гідросульфіт натрію) або окиснювальних (пероксид водню) вибілювачів для видалення жовтизни, плям або знебарвлення фонової фарби.

Суть: Окиснювальне вибілювання (H₂O₂): Пероксид водню в лужному середовищі розкладається з виділенням атомарного кисню, який руйнує подвійні зв'язки в хромофорах плям: H₂O₂ → H₂O + [O] (при pH 10–11). Відновлювальне вибілювання (Na₂S₂O₄): Гідросульфіт натрію відновлює кольорові групи барвників до безбарвних лейкосполук. Ідеально для вовни, шовку та синтетики, які жовтіють від хлору.

Тип ванни	Склад	Температура	Час
Лужно-пероксидна (бавовна, льон)	H₂O₂ 3%: 30…50 мл/л Амоніак 10%: 5…10 мл/л	+70…80 °C	30–40 хв
Відновлювальна (вовна, шовк, делікатні)	Na₂S₂O₄: 10…20 г/л Сода: 5 г/л (стабілізація pH)	+50…60 °C	20–30 хв

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ВИБІЛЮВАЛЬНОЇ ВАННИ

Тип вибілювання

Об'єм ванни (л)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Гідросульфіт натрію (Na₂S₂O₄) має різкий ядухий запах діоксиду сірки (SO₂). Працювати виключно при відкритих вікнах або у витяжній шафі. Не змішувати з кислотами — виділяється токсичний SO₂. Зберігати в сухому місці — у вологому середовищі самозагоряється.
Перекис водню 3% безпечний для шкіри, але уникайте контакту з очима. Амоніак (нашатирний спирт) — подразнює слизові оболонки, працювати з відкритими вікнами.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Визначте тип волокна: рослинне (бавовна, льон) → пероксидне вибілювання; тваринне (вовна, шовк) → гідросульфітне.
Крок 2: Приготуйте розчин за рецептурою з таблиці, дотримуючись температурного режиму.
Крок 3: Занурте виріб повністю, періодично перемішуйте.
Крок 4: Витримайте зазначений час (не перевищуйте — ризик пошкодження волокон).
Крок 5: Ретельно прополощіть у чистій воді (мінімум 3 рази).

Приклад: Вибілювання бавовняних серветок у 8 л води (лужно-пероксидна ванна).
H₂O₂ 3% = 8 × 40 мл = 320 мл
Амоніак 10% = 8 × 7 мл = 56 мл
Температура +75 °C, витримати 35 хвилин, прополоскати.

🧪 Видалення складних плям: пропорції плямовивідників

Призначення: Приготування багатокомпонентних розчинників та реагентів для видалення органічних (жир, кров, трава, вино, кава) та неорганічних (іржа, чорнила) плям.

Тип плями	Склад розчину	Механізм дії	Застосування
Жир, мазут, смола, олійні фарби	Ацетон : бензин «Калоша» : гліцерин = 1:1:0.5 (за об'ємом)	Розчинення неполярних ліпідів та смоляних в'яжучих	Ватним диском від периферії до центру, промити теплою мильною водою
Кров, білкові плями, піт	Нашатирний спирт 10% : H₂O₂ 3% : вода = 1:1:2	Лужний гідроліз білків та знебарвлення гемоглобіну	Тільки холодним розчином (< +30 °C) — від гарячої води білок згортається!
Іржа, застарілі плями заліза	5% розчин щавлевої або лимонної кислоти (50 г на 1 л)	Переведення нерозчинних оксидів Fe³⁺ у розчинні оксалати/цитрати	Нанести, підігріти парою 2–3 хв, ретельно промити
Трава, зелень, ягоди, вино	Оцет 9% : спирт етиловий 96% = 1:2	Екстракція хлорофілу та антоціанових пігментів у спиртово-кислотне середовище	Змастити пляму, витримати 10–15 хв, випрати з милом
Чорнила, кулькова ручка	Ізопропіловий/етиловий спирт : гліцерин = 2:1	Гліцерин розм'якшує пасту, спирт розчиняє барвник	Нанести, витримати 20 хв, змити мильним розчином

⚠️ Застереження

Ацетон та бензин «Калоша» — легкозаймисті, працювати далеко від вогню та іскор, у провітрюваному приміщенні. Щавлева кислота — токсична при проковтуванні, використовувати рукавички. Нашатирний спирт — подразнює слизові, не вдихати пари.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Визначте тип плями (жирова, білкова, рослинна, іржа, чорнила).
Крок 2: Оберіть відповідний склад розчину з таблиці.
Крок 3: Перевірте на невидимій ділянці тканини — чи не пошкоджує колір та волокно.
Крок 4: Нанесіть розчин на пляму від краю до центру (щоб не розмазати).
Крок 5: Витримайте зазначений час, промийте та випріть виріб.

Приклад: Пляма від червоного вина на білій бавовняній скатертині.
Склад: оцет 9% : спирт 96% = 1:2.
Для обробки плями ∅5 см достатньо: 5 мл оцту + 10 мл спирту = 15 мл суміші.
Змастити, витримати 10–15 хвилин, випрати з милом у теплій воді.

⚗️ Визначення необхідного pH-середовища під тип волокон

Призначення: Підбір кислотно-лужного балансу (pH) пральних та очисних розчинів для запобігання деструкції та руйнуванню різних типів натуральних і синтетичних волокон.

Суть: Рослинні целюлозні (бавовна, льон, бамбук, віскоза) — стійкі до лугів, але руйнуються кислотами (кислотний гідроліз розриває глікозидні зв'язки целюлози). Тваринні білкові (вовна, кашемір, шовк) — стійкі до слабких кислот, але руйнуються лугами (гідроліз пептидних зв'язків кератину/фіброїну). Синтетичні (поліестер, поліамід/нейлон, акрил) — поліамід чутливий до сильних кислот; поліестер стійкий при помірних температурах.

Тип волокна	Допустимий pH	Оптимальний	Чим прати	Чого уникати
Бавовна, льон	6.0…11.0	pH 8.5…10.0	Господарське мило, кальцинована сода, стандартні порошки	Концентровані кислоти (HCl, H₂SO₄)
Вовна, шовк, кашемір	4.5…7.5	pH 5.5…6.5	Рідкі гелі для вовни/шовку, дитячий шампунь, оцтові полоскання	Сода, мило, порошки з протеазами
Поліамід (нейлон, капрон)	6.0…9.0	Нейтральне	Стандартні рідкі засоби	Сильні кислоти (pH < 3.0)
Поліестер, акрил	4.0…10.0	Нейтральне	Універсальні миючі засоби	Висока T (> +60 °C) при екстремальних pH
Мембранні (Gore-Tex тощо)	6.5…7.5	Строго нейтральне	Спеціальні рідкі засоби для мембран	Сухі порошки, кондиціонери, вибілювачі

⚠️ Застереження щодо ензимних порошків

Пральні порошки з вмістом протеази (ферменту, що розщеплює білки) призначені для видалення білкових плям на бавовні, але категорично заборонені для натурального шовку та вовни, оскільки вони розщеплюють саму структуру тканини (кератин, фіброїн).

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Визначте тип волокна за біркою виробу (символи догляду).
Крок 2: Знайдіть допустимий діапазон pH у таблиці.
Крок 3: Перевірте pH вашого миючого засобу (зазначено на упаковці або виміряйте лакмусовим папером).
Крок 4: Якщо pH виходить за межі — замініть засіб на безпечний з рекомендованого переліку.
Крок 5: Для вовни/шовку після прання додайте оцтове полоскання (1 їд. л. оцту 9% на 5 л води) — це знижує pH та пом'якшує волокно.

Приклад: Прання кашемірового светра.
Допустимий pH: 4.5…7.5, оптимальний: 5.5…6.5.
Засіб: дитячий шампунь (pH ≈ 5.5) — безпечний вибір.
Після прання: полоскання з 1 їд. л. оцту 9% на 5 л води → pH ≈ 5.0–5.5.

📚

Реставрація, папір, скло та природні клеї

Реставрація · Паперотворення · Склярна справа · Природні клеї · Шовківництво · Чорнила

8.1 Реставрація та музейна справа

🪙 Хімічна розчистка монет та мідних сплавів розчином Трилону Б

Призначення: Обчислення масової концентрації та маси Трилону Б (динатрієвої солі ЕДТА, Na₂H₂EDTA) для селективного видалення пухких окислів, куприту (Cu₂O) та карбонатів міді з поверхні бронзових і мідних артефактів без руйнування шляхетної патини.

Суть: Трилон Б — потужний хелатуючий агент. Утворює стійкі розчинні комплекси з двовалентними катіонами металів: Cu²⁺ + H₂EDTA²⁻ → [Cu(EDTA)]²⁻ + 2H⁺. При концентрації >10% або тривалому вимочуванні розчин знімає патину повністю до чистого металу, що катастрофічно знижує нумізматичну цінність предмета.

ТАБЛИЦЯ: КОНЦЕНТРАЦІЇ ТА РЕЖИМИ ОБРОБКИ

Стан поверхні	Концентрація	Температура	Час витримки
М'яке розчищення (збереження патини)	3–5% (30–50 г/л)	+18…+25°C	10–30 хв
Глибоке очищення (бронзова хвороба)	5–10% (50–100 г/л)	+40…+50°C	1–3 год
Повне видалення окислів (під перепатинацію)	10–15% (100–150 г/л)	+60…+80°C	30–60 хв

ФОРМУЛИ:

M_трилон = V_{розчину} × C% / 100 (спрощена для концентрацій до 15%)

M_вода = V_{розчину} − M_трилон

V_{розчину} — необхідний об'єм робочого розчину (мл)
C% — масова концентрація Трилону Б (%)
M_трилон — маса сухого порошку динатрієвої солі ЕДТА (г)
M_вода — об'єм дистильованої води (мл)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_{розчину} — об'єм розчину (мл)

C% — концентрація (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Тільки дистильована вода: Водопровідна вода містить Ca²⁺ та Mg²⁺ — Трилон Б зв'яже їх замість металу і втратить 30–50% активності.
Заборона на металевий посуд: Використовуйте виключно скляну, порцелянову або хімічно стійку пластикову тару. Залізо та алюміній вступають у реакцію.
Небезпека «бронзової хвороби»: Трилон Б не зупиняє корозію від хлоридів міді (CuCl). Після обробки обов'язкова пасивація розчином БТА (бензотріазолу).

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Підігрійте дистильовану воду до +40…+50°C для прискорення розчинення реагенту.
Крок 2: Засипте відважену масу Трилону Б і перемішуйте скляною паличкою до повного прозорого розчинення.
Крок 3: Опустіть попередньо знежирену монету/предмет у розчин за допомогою силіконового або пластикового пінцета.
Крок 4: Кожні 5–10 хвилин виймайте предмет, промивайте дистильованою водою та м'яко очищайте розм'якшені окисли щіточкою.
Крок 5: Після завершення промийте предмет у 3 змінах киплячої дистильованої води для видалення залишків хелату з пор металу.

Приклад: 500 мл 5% розчину Трилону Б для збереження темно-зеленої патини:
M_трилон = 500 × 5 / 100 = 25.0 г
M_вода = 500 − 25 = 475 мл
Зважити 25.0 г Трилону Б → розчинити у 475 мл теплої дистильованої води.

Приклад (алюмінієва бронза / латунь): Для монет СРСР 1926–1957 рр. — 90 мл дистильованої води, 3 г Трилону Б, 7 мл 10% розчину аміаку (pH 8.0–8.5).
Замочити на 10–20 хвилин. Кожні 5 хв виймати, промивати м'якою зубною щіткою з милом.
⚠️ Заборонено використовувати чисті сильні кислоти — вимивають Zn/Al, монета червоніє!

🧴 Знежирюючі та промивальні ванни для антикваріату

Призначення: Обчислення об'ємів та масових часток компонентів для нейтральних мильних розчинів і спиртово-бензинових сумішей (БР-2 «Галоша» + ізопропанол/етанол) для глибокого знежирення металів, кераміки, скла та дерева перед консервацією або склеюванням.

Суть: Поверхня антикваріату вкрита плівкою з олій, копоті, воску, потожирових відкладень. Бензин БР-2 розчиняє неполярні вуглеводні (воски, парафіни, смоли). Ізопропанол/Етанол розчиняє полярні сполуки та видаляє мікрокраплі води з пор, запобігаючи корозії.

ТАБЛИЦЯ: СКЛАДИ ЗНЕЖИРЮЮЧИХ СУМІШЕЙ

Тип суміші	Склад	Застосування
Нейтральна мильна ванна	2–3% неіоногенного мила (20–30 г/л), pH 7.0–7.5	Монети, кераміка, камінь, дерево
Суміш БС 1:1 (універсальна)	50% Бензин БР-2 + 50% Етанол 96% / Ізопропанол	Метали, скло, фарфор перед консервацією
Суміш для лаків та смол	40% Ацетон + 30% Бензин + 30% Спирт	Видалення старих оліф, шелаку — тільки під витяжкою

ФОРМУЛИ (суміш БС 1:1):

V_бензин = V_{загальний} / 2

V_спирт = V_{загальний} / 2

M_мило = V_вода × C% / 100 (для мильного розчину)

V_{загальний} — необхідний об'єм знежирювальної суміші (мл)
V_бензин — об'єм бензину-розчинника БР-2 «Галоша» (мл)
V_спирт — об'єм ізопропанолу або етанолу 96–99% (мл)
M_мило — маса неіоногенного мила або ПАР (г)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_{загальний} — об'єм суміші (мл)

Тип суміші

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Пожежо- та вибухонебезпечність: Спиртово-бензинові суміші надзвичайно леткі та легкозаймисті. Категорично заборонено працювати поблизу відкритого вогню, нагрівачів або під час паління.
Органічні матеріали: Не застосовуйте суміші з ацетоном або бензином для очищення предметів з пластику, целулоїду, кістки, а також живопису з реставраційними прописами.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Проведіть первинну мийку предмета у теплій мильній ванні м'якою щіточкою для видалення бруду та пилу.
Крок 2: Ретельно промийте предмет у двох змінах дистильованої води.
Крок 3: Занурте предмет у ємність зі спиртово-бензиновою сумішшю БС 1:1 на 3–5 хвилин або протирайте поверхню ватно-марлевими тампонами.
Крок 4: Витягніть предмет і дайте розчинникам повністю випаруватися (10–15 хвилин). Після цього торкатися предмета голоруч категорично заборонено — використовуйте бавовняні реставраційні рукавички.

Приклад: 400 мл знежирювальної ванни БС 1:1 для залізного предмета перед воскуванням:
V_бензин = 400 / 2 = 200 мл бензину БР-2 «Галоша»
V_спирт = 400 / 2 = 200 мл ізопропанолу
Відміряти у скляний закриваємий контейнер, ретельно перемішати струшуванням.

🕯️ Захисне воскове покриття Cosmoloid H80 / Renaissance Wax

Призначення: Обчислення маси воску та об'єму розчинника для консерваційних складів на основі мікрокристалічного воску Cosmoloid H80 (аналоги: Resine 33, Renaissance Wax) для фінішної консервації металу, дерева, кістки та каменю.

Суть: Звичайні воски містять вільні жирні кислоти та мають пористість. Cosmoloid H80 — очищений сплав насичених вуглеводнів C₄₀–C₆₀ без кислот. Утворює щільну безпорну еластичну гідрофобну плівку (температура плавлення +80…+85°C). Покриття повністю оборотне — видаляється бензином або уайт-спіритом (музейний стандарт).

ТАБЛИЦЯ: ВАРІАНТИ ВОСКОВИХ СКЛАДІВ

Тип складу	Концентрація воску	Розчинник	Метод нанесення
Рідке (просочення пор)	2–3% (20–30 г/л)	Бензин БР-2 або Уайт-спірит	Пензлем, зануренням, розпиленням
Паста Renaissance Wax	8–10% (80–100 г/л)	Деароматизований уайт-спірит	Втирання ватним диском з поліруванням
Склад з БТА (антикорозійний)	5% воску + 1% БТА	О-ксилол / Спирт+Бензин 1:1	Нанесення на мідь/бронзу проти корозії

ФОРМУЛИ:

M_віск = V_{розчинника} × C% / 100

M_паста = M_віск + (V_{розчинника} × ρ_{розчинника})

V_{розчинника} — об'єм органічного розчинника (мл)
C% — концентрація воску (3% для рідкої просочення, 10% для пасти)
M_віск — маса гранул або стружки воску Cosmoloid H80 (г)
ρ_{розчинника} — густина: уайт-спірит ≈ 0.78 г/см³; бензин БР-2 ≈ 0.73 г/см³

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_{розчинника} — об'єм розчинника (мл)

C% — концентрація воску (%)

Розчинник

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Пожежна безпека при нагріванні: Уайт-спірит і бензин — легкозаймисті. Категорично заборонено розплавляти віск з розчинником на відкритому вогні. Використовуйте виключно водяну баню з електричною плиткою під працюючою витяжкою.
Товщина шару: Не наносити товстий шар — він збиратиме пил та стане каламутним і липким. Після нанесення ретельно розтирати та полірувати до дзеркальної мікроплівки.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Натерти або подрібнити Cosmoloid H80 на дрібні гранули/стружку.
Крок 2: Помістіть віск та розчинник у термостійку скляну ємність (колбу або банку із закруткою).
Крок 3: Помістіть ємність у водяну баню (+60…+70°C) та помішуйте до повного розчинення воску у прозору рідину.
Крок 4: Дайте охолонути до кімнатної температури — розчин стане м'якою однорідною білою пастою.
Крок 5: Знежирений та висушений предмет злегка підігрійте феном (+40…+50°C), нанесіть мінімальну кількість пасти м'яким пензлем або ватним диском.
Крок 6: Після випаровування розчинника (20–30 хвилин) відполіруйте поверхню фланелевою або мікрофібровою серветкою до м'якого шовковистого блиску.

Приклад: 250 мл 8% пасти Cosmoloid H80 на деароматизованому уайт-спіриті:
M_віск = 250 × 8 / 100 = 20.0 г
M_паста = 20.0 + (250 × 0.78) = 20.0 + 195.0 = 215.0 г
Відважити 20.0 г Cosmoloid H80 → розчинити у 250 мл уайт-спіриту на водяній бані.

🥈 Очищення срібних монет розчином тіосечовини та лимонної кислоти

Призначення: Селективне видалення чорного сульфідного нальоту (Ag₂S) з поверхні срібних монет будь-якої проби без пошкодження штемпельного блиску та основного металу.

Суть: Тіосечовина CS(NH₂)₂ у кислому середовищі комплексує іони срібла Ag⁺, розчиняючи чорний наліт сульфіду срібла Ag₂S. Лимонна кислота дає необхідний pH без агресивного травлення дзеркала монети. Реакція: Ag₂S + 4CS(NH₂)₂ + 2H⁺ → 2[Ag(CS(NH₂)₂)₂]⁺ + H₂S↑

ФОРМУЛИ:

M_{тіосечовини} = V_{розчину} × 0.05 (5% мас.)

M_{лимонної к-ти} = V_{розчину} × 0.02 (2% мас.)

V_води = V_{розчину} − M_{тіосечовини} − M_{лимонної к-ти}

V_{розчину} — необхідний об'єм готового розчину (мл)
M_{тіосечовини} — маса тіосечовини (г)
M_{лимонної к-ти} — маса лимонної кислоти (г)
V_води — об'єм дистильованої води (мл)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_{розчину} — об'єм розчину (мл)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Небезпека тіосечовини: Тіосечовина — потенційний канцероген з помірною токсичністю. Робота обов'язкова у нітрилових рукавичках.
Виділення H₂S: Реакція виділяє мікрокількості сірководню. Працювати у провітрюваному приміщенні або під витяжкою.
Час витримки: Не тримати високопробне срібло у розчині більше 3–5 хвилин — можливе матування поверхні.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Розчиніть тіосечовину у теплій дистильованій воді (+30…+40°C).
Крок 2: Додайте лимонну кислоту, перемішайте до повного розчинення.
Крок 3: Занурте попередньо знежирену монету пластиковим пінцетом.
Крок 4: Витримайте 1–3 хвилини, спостерігаючи за зникненням чорноти. Для високопробного срібла — не більше 3–5 хв!
Крок 5: Промийте під протоковою водою, потім у дистильованій воді.

Приклад: 100 мл розчину для чищення срібних монет:
M_{тіосечовини} = 100 × 0.05 = 5.0 г
M_{лимонної к-ти} = 100 × 0.02 = 2.0 г
V_води = 100 − 5.0 − 2.0 = 93.0 мл
Розчинити 5.0 г тіосечовини та 2.0 г лимонної кислоти у 93 мл теплої дистильованої води.

🛡️ Консервація лаком Paraloid B-72

Призначення: Обчислення маси акрилового сополімеру Paraloid B-72 та об'єму розчинника (ацетон) для приготування консерваційного лаку, що утворює гідрофобний зворотний бар'єр на поверхні нумізматичних предметів.

Суть: Paraloid B-72 — акриловий сополімер, музейний стандарт пасивної консервації. Утворює плівку з високою адгезією, яка перекриває доступ кисню, вологи та сірководню до металу. Повністю зворотне покриття — легко змивається ацетоном чи уайт-спіритом. Оптимальна концентрація: 3–5% для тонкого прозорого шару.

ФОРМУЛИ:

M_B72 = V_{розчинника} × ω / (100 − ω)

V_{розчинника} — об'єм ацетону або толуолу (мл)

M_B72 — маса гранул Paraloid B-72 (г)
V_{розчинника} — об'єм ацетону або толуолу (мл)
ω — масова частка Paraloid B-72 (%, рекомендовано 3–5%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_{розчинника} — об'єм ацетону (мл)

ω — концентрація B-72 (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Токсичність та летючість розчинників: Ацетон і толуол — вогненебезпечні та токсичні для дихальних шляхів. Працювати виключно під витяжкою або на відкритому повітрі далеко від джерел відкритого вогню!
Знежирення перед нанесенням: Будь-який відбиток пальця проявиться під плівкою лаку. Знежирення ацетоном або спиртом є обов'язковим етапом!
Повна сухість: Поверхня монети має бути 100% сухою перед нанесенням лаку.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Відважте гранули Paraloid B-72 на точних вагах.
Крок 2: Помістіть гранули у скляну ємність, залийте відміряним об'ємом ацетону.
Крок 3: Залиште на 2–4 години при кімнатній температурі (або підігрійте на водяній бані до +40°C) до повного розчинення. Періодично помішуйте.
Крок 4: Нанесіть лак пензлем або зануренням на абсолютно суху знежирену монету.
Крок 5: Дайте висохнути 12 годин у безпиловому просторі.

Приклад: 100 мл 5% розчину Paraloid B-72 в ацетоні:
M_B72 = 100 × 5 / (100 − 5) = 100 × 5/95 ≈ 5.26 г (або ≈5 г на 100 мл розчинника)
Відважити 5.26 г гранул B-72 → залити 100 мл ацетону → дати розчинитися.

🟤 Шоколадне патинування мідних монет (купоросно-марганцева варка)

Призначення: Нанесення штучної захисно-декоративної шоколадної патини на мідні та бронзові монети шляхом термічного утворення оксидів міді Cu₂O за допомогою розчину мідного купоросу та перманганату калію.

Суть: CuSO₄·5H₂O у гарячому лужному середовищі з KMnO₄ як окислювачем утворює тонкі (10–100 нм) плівки оксидів міді на поверхні. Інтерференція світла в цих плівках дає рівний темно-шоколадний відтінок. Температура розчину: 75–80°C.

ФОРМУЛИ (пропорція на V мл):

M_CuSO₄ = V × 50 / 1000 (50 г/л)

M_KMnO₄ = V × 10 / 1000 (10 г/л)

V_води = V − (M_CuSO₄ + M_KMnO₄)

V — необхідний об'єм готового розчину (мл)
M_CuSO₄ — маса мідного купоросу CuSO₄·5H₂O (г)
M_KMnO₄ — маса перманганату калію (г)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V — об'єм розчину (мл)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Вимагає нагріву до 75–80°C: Використовуйте термостійкий посуд. Обережно з парою!
KMnO₄ — сильний окислювач: Забарвлює шкіру та тканини. Працюйте у рукавичках. При попаданні на шкіру — промити 3% розчином перекису водню.
Знежирення обов'язкове: Відбиток пальця проявиться як світла пляма під час патинування. Знежирення ацетоном або спиртом — обов'язково!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Розчиніть мідний купорос у дистильованій воді, потім додайте KMnO₄.
Крок 2: Розігрійте розчин до 75–80°C.
Крок 3: Опустіть попередньо знежирену мідну монету на пінцеті.
Крок 4: Витримайте 1–3 хвилини до отримання рівного темно-шоколадного відтінку.
Крок 5: Промийте гарячою водою, просушіть.

Приклад: 500 мл розчину для шоколадного патинування:
M_CuSO₄ = 500 × 50 / 1000 = 25 г мідного купоросу
M_KMnO₄ = 500 × 10 / 1000 = 5 г перманганату калію
V_води = 500 − 25 − 5 = 470 мл дистильованої води
Розігріти до 75–80°C → занурити монету на 1–3 хв → промити гарячою водою.

🔄 Повний цикл нумізматичної реставрації: від чищення до консервації

Призначення: Покрокова інструкція повного циклу хімічної реставрації, патинування та консервації монет з міді, бронзи, латуні, алюмінієвої бронзи та срібла.

ЗВЕДЕНА ТАБЛИЦЯ РЕАКТИВІВ ТА ВПЛИВУ НА НУМІЗМАТИЧНІ СПЛАВИ

Метал / Сплав	Завдання	Хімічний агент	Механізм	Застереження
Мідь, Бронза	Карбонати міді («зеленка»)	Трилон Б (5–10%)	Хелатування Cu²⁺	Тривале замочування знімає патину
Срібло (будь-яка проба)	Чорний сульфідний наліт	Тіосечовина (5%) + Лимонна к-та (2%)	Комплексоутворення Ag⁺	Не більше 3–5 хв для високопробного
Алюм. бронза, Латунь	Окисли, темні плями	Трилон Б (3%) при pH 8	М'яке знімання без вимивання Zn/Al	Заборонено сильні кислоти!
Срібло (патинування)	«Кабінетна» патина	Полісульфід калію («серкова печінка»)	Утворення плівки Ag₂S	Колір залежить від часу (секунди!)
Мідь (патинування)	Шоколадна патина	CuSO₄·5H₂O + KMnO₄	Термічне утворення Cu₂O	Нагрів до 75–80°C
Усі метали	Фінішна консервація	Paraloid B-72 (3–5%) або Cosmoloid 80 H	Механічна ізоляція від довкілля	Поверхня 100% суха

ПОВНИЙ ЦИКЛ (6 КРОКІВ):

Крок 1 — Знежирення: Промийте монету в ізопропіловому спирті або ацетоні за допомогою м'якого пензлика для видалення жирових плівок.
Крок 2 — Очищення від окислів:
• Мідь/бронза: Занурити у 5% Трилон Б (10 г на 190 мл води). Кожні 15 хв виймати та промивати щіткою.
• Срібло: Занурити у розчин тіосечовини (5%) + лимонної кислоти (2%) на 1–3 хвилини до зникнення чорноти.
Крок 3 — Промивка та нейтралізація: Промити у протоковій, потім у дистильованій воді. Витримати у 2% розчині харчової соди 5 хвилин. Знову промити дистильованою водою.
Крок 4 — Патинування (за потреби):
• Срібло: На 5–10 секунд у слабкий розчин «серкової печінки» (1 г на 1 л води) для золотисто-райдужного відтінку.
• Мідь: У гарячому купоросно-марганцевому розчині (75°C) до коричневого кольору.
Крок 5 — Сушка та дегідратація: Занурити у чистий ізопропіловий спирт на 2 хвилини (видалення вологи з пор). Висушити феном при 60–70°C.
Крок 6 — Консервація:
• Варіант А (Лак): Нанести 3% розчин Paraloid B-72 в ацетоні пензлем або зануренням. Сушка 12 годин.
• Варіант Б (Віск): Розігріти монету феном до 50°C, нанести тонкий шар Cosmoloid 80 H або Renaissance Wax, після вистигання розполірувати мікрофіброю.

8.2 Саморобне паперотворення

📄 Приготування паперової пульпи заданої щільності

Призначення: Обчислення співвідношення маси сухої целюлозної сировини (макулатури, бавовни, льону) та об'єму води для отримання однорідної пульпи заданої консистенції під відлив аркушів різної щільності.

Суть: Паперова пульпа — суспензія целюлозних волокон у воді. При формуванні аркуша між волокнами утворюються водневі зв'язки. Консистенція (C%) визначає товщину і грамаж готового паперу: занадто густа пульпа → грудочки, занадто рідка → повільне зневоднення.

ТАБЛИЦЯ: СПІВВІДНОШЕННЯ СИРОВИНИ ТА ВОДИ

Тип паперу	Щільність (г/м²)	C%	Сировина на 10 л
Тонкий (цигарковий)	30–50	0.3–0.5%	30–50 г
Стандартний (для письма)	80–120	1.0–1.5%	100–150 г
Картон / акварельний	200–300	2.5–3.5%	250–350 г

ФОРМУЛИ:

M_сух = V_пульпа × C% / 100

g = V_порція × C% × 10 / S (грамаж, г/м²)

M_сух — маса абсолютно сухого волокна (г)
V_пульпа — загальний об'єм пульпи (л)
C% — масова концентрація пульпи (%)
S — площа формувальної сітки-рамки (м²)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V — об'єм пульпи (л)

C% — консистенція (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Навантаження на електроінструмент: Не перевантажуйте побутові блендери масою понад 3% волокна — перегрів мотора.
Загнивання пульпи: Залишкова волога без антисептика закисає за 48 годин.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Подрібніть суху сировину на фрагменти 1×1 см і замочіть у теплій воді на 12 годин.
Крок 2: Збийте волокно з водою блендером до однорідної суспензії без грудочок.
Крок 3: Перелийте масу у відливну ванну і розведіть водою до розрахованого об'єму.
Крок 4: Занурте формувальну сітку, плавно підніміть, дайте стекти воді, відпресуйте через сукно та висушіть.

Приклад: 15 л стандартної пульпи (C%=1.2%):
M_сух = 15 × 1.2 / 100 = 0.18 кг = 180 г сухої макулатури/бавовни у 15 л води.

🌿 Делігніфікація та розварювання рослинних волокон

Призначення: Розрахунок дозування лужних реагентів (Na₂CO₃ або NaOH) для хімічного розварювання сирих рослинних волокон (солома, конопля, кропива, льон) з метою вимивання лігніну та пектинів.

Суть: Рослинна сировина містить целюлозу, зв'язану лігніном (жорсткість + пожовтіння). Лужний гідроліз: при варінні у гарячому лужному розчині лігнін розщеплюється до розчинних натрієвих солей і вимивається, залишаючи чисті целюлозні волокна.

ТАБЛИЦЯ: ДОЗУВАННЯ ЛУГІВ ЗА ТИПОМ СИРОВИНИ

Сировина	Реагент	% від сировини	Час варіння при 95–100°C
Бавовна, льон (ганчір'я)	Na₂CO₃	10–12%	2–3 год
Солома злакових	Na₂CO₃ / NaOH	12–15%	3–4 год
Конопля, кропива, луб	NaOH	6–8%	2–2.5 год

ФОРМУЛИ:

M_луг = M_{рослини} × C_луг% / 100

V_варка = M_{рослини_кг} × 10 (л)

M_{рослини} — маса сухих подрібнених рослин (г)
C_луг% — норма витрати лужного реагенту (%)
V_варка — об'єм води для варіння (л)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M — маса сухих рослин (г)

Тип сировини

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Хімічні опіки: NaOH — їдка речовина! Захисні окуляри, щільні гумові рукавички та фартух обов'язкові.
Виділення газів: Варіння проводити у добре вентильованій кімнаті або під витяжкою. Алюмінієвий посуд заборонено!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Подрібніть рослини на відрізки 2–4 см.
Крок 2: Розчиніть луг у холодній воді в емальованій або нержавіючій ємності.
Крок 3: Додайте сировину та варіть при слабкому кипінні протягом визначеного часу.
Крок 4: Після охолодження промийте волокна у проточній воді до pH 6.8–7.2.

Приклад: 500 г лубу кропиви (NaOH, 7%):
M_луг = 500 × 7 / 100 = 35 г NaOH
V_варка = 0.5 × 10 = 5 л води
Варити 2.5 години при слабкому кипінні.

✨ Проклеювання паперу (регулювання поглинання чорнила)

Призначення: Обчислення дозування желатину та алюмокалієвих квасців KAl(SO₄)₂·12H₂O для поверхневого проклеювання, що запобігає розтіканню туші, чорнила та акварелі.

Суть: Непроклеєний папір працює як промокашка. Поверхневе проклеювання: желатин закриває поверхневі пори аркуша, утворюючи міцну плівку. Квасці-дубитель: іони Al³⁺ осаджують білкові ланцюги желатину, посилюючи водостійкість покриття.

ТАБЛИЦЯ: МЕТОДИ ПРОКЛЕЮВАННЯ

Метод	Реагенти	Дозування
У масі (каніфольне)	Каніфольне мило + квасці	2.0 г мила + 3.0 г квасців / 100 г волокна
У масі (крохмальне)	Крохмальний клейстер 5%	3.0–5.0 г крохмалю / 100 г волокна
Поверхневе (желатин)	Желатин + квасці	25 г желатину + 3 г квасців / 1 л води

ФОРМУЛИ (поверхневе проклеювання):

M_жел = V_розчин × 0.025

M_квасці = M_жел × 0.12

V_розчин — об'єм розчину для занурення аркушів (мл)
M_жел — маса сухого желатину (г)
M_квасці — маса алюмокалієвих квасців (г)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V — об'єм розчину (мл)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Надлишок квасців: Передозування (понад 15% від маси желатину) робить папір крихким і підвищує кислотність, прискорюючи старіння.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Розчиніть желатин у холодній воді, дайте набухнути 40 хв, нагрійте до +60°C.
Крок 2: Додайте розчин квасців у теплий желатин і перемішайте.
Крок 3: Занурте сухий аркуш у ванночку на 15–20 секунд.
Крок 4: Дайте стекти, просушіть на повітрі та відпресуйте гарячою праскою.

Приклад: 2 л розчину для акварельного паперу:
M_жел = 2000 × 0.025 = 50 г
M_квасці = 50 × 0.12 = 6 г

🌸 Мінеральні наповнювачі, пігменти та ботанічний декор

Призначення: Розрахунок масових часток мінеральних наповнювачів (крейди CaCO₃, каоліну), пігментів та органічних включень (пелюсток, трав) для підвищення білизни та декоративних якостей аркуша.

Суть: Каолін/крейда заповнюють порожнини між волокнами, роблячи папір непрозорим і гладким. Надлишок знижує міцність на розрив. Ботанічні добавки порушують цілісність каркаса — не більше 3–5%.

ТАБЛИЦЯ: ГРАНИЧНИЙ ВМІСТ ДОБАВОК

Добавка	Норма (від сухого волокна)	Супутній компонент
Каолін	5.0–15.0%	Крохмальний клейстер
Крейда (CaCO₃)	5.0–10.0%	Крохмаль або желатин
Пігменти	0.5–3.0%	Квасці (фіксатор)
Ботанічний декор	≤ 3.0–5.0%	Довговолокниста целюлоза

ФОРМУЛА:

M_наповн = M_{волокно} × K_% / 100

M_{волокно} — маса сухого целюлозного волокна у пульпі (г)
K_% — відсоток введення наповнювача (%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_{волокно} — маса сухого волокна (г)

K_% — вміст наповнювача (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Переповнення мінералами: При перевищенні 20% вмісту наповнювача папір після висихання розпадеться на порох або буде сильно пилити.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Розколотіть каолін/крейду у воді до стану рідкої сметани.
Крок 2: Влийте суспензію в готову пульпу і вимішуйте 3 хв.
Крок 3: Додайте крохмальний клейстер для зв'язування дрібних часточок.
Крок 4: Перед черпанням акуратно вмішайте сухоцвіти або пелюстки.

Приклад: 300 г волокна, каолін 10%, декор 3%:
M_каолін = 300 × 10/100 = 30 г
M_декор = 300 × 3/100 = 9 г (+ 15 г крохмалю-фіксатора)

🎨 Мармуровий папір (Ебру / Marbling)

Призначення: Розрахунок концентрації загусника (карагінану, КМЦ або гуміарабіку) та дозування бичачої жовчі для створення мармурових візерунків на воді з перенесенням на папір.

Суть: В'язкий ґрунт: розчин полісахаридів утворює пружну підкладку, яка не дає краплям фарби тонути. Бичача жовч (ПАР): жовчні кислоти знижують поверхневий натяг фарби, змушуючи її розтікатися по поверхні ґрунту.

ТАБЛИЦЯ: ПРОПОРЦІЇ ЗАГУСНИКІВ

Загусник	На 1 л води	Час дозрівання	Жовч на 10 мл фарби
Карагінан	7.0–10.0 г	6–12 годин	2–4 краплі
КМЦ	12.0–15.0 г	24 години	3–5 крапель
Гуміарабік	50.0–80.0 г	12 годин	1–3 краплі

ФОРМУЛА:

M_{загусник} = V_піддон × D (D — дозування г/л з таблиці)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V — об'єм піддону (л)

Загусник

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Бульбашки: При збиванні загусника утворюються мікробульбашки повітря. Без відстоювання на папері залишаться білі плями.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Розчиніть загусник у воді, збийте та залиште відстоюватися на ніч.
Крок 2: Перелийте ґрунт у плаский піддон шаром 3–4 см.
Крок 3: Нанесіть краплі фарб з жовчю, сформуйте візерунок гребенем.
Крок 4: Покладіть квасцований папір на поверхню на 5 секунд, зніміть та промийте.

Приклад: 4 л КМЦ (13 г/л):
M_КМЦ = 4 × 13 = 52 г, у кожну баночку 10 мл фарби — 2–4 краплі жовчі.

🐝 Водонепроникний та змащений папір (Вощанка)

Призначення: Розрахунок восково-жирових складів (бджолиний віск 60%, лляна олія 25%, каніфоль 15%) для глибокого просочення паперу з метою надання водонепроникності.

Суть: Віск — гідрофобний бар'єр. Олія — пластифікатор (без неї віск тріскається при згинанні). Каніфоль — підвищує адгезію до волокон. Норма просочення ≈ 30–40 г/м².

ФОРМУЛА:

M_суміш = S_папір × g_{просочення} (g ≈ 30–40 г/м²)

Віск 60%, олія 25%, каніфоль 15% від M_суміш

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

S — площа паперу (м²)

g — норма просочення (г/м²)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Пожежонебезпека: Нагрівати віск та каніфоль ТІЛЬКИ на водяній бані! Пари олії та каніфолі спалахують при t > +180°C.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Подрібніть віск та каніфоль, додайте лляну олію.
Крок 2: Розплавте на водяній бані при +85…+90°C.
Крок 3: Нанесіть широким пензлем на папір.
Крок 4: Прогладьте праскою через пергамент для рівномірного просочування.

Приклад: 5 м², норма 35 г/м²: M = 5 × 35 = 175 г
Віск: 175×0.60 = 105 г, Олія: 175×0.25 = 44 г, Каніфоль: 175×0.15 = 26 г

📜 Нейтралізація кислотності та зміцнення старого паперу

Призначення: Обчислення концентрації слаболужних розчинів Ca(HCO₃)₂ або Mg(HCO₃)₂ для нейтралізації внутрішньої кислотності реставраційних документів та створення лужного резерву.

Суть: Старий папір руйнується через гідроліз целюлози кислотами. Нейтралізація: бікарбонати нейтралізують вільні кислоти. Лужний резерв: надлишок бікарбонату при висиханні перетворюється на CaCO₃ (1–2% від маси), що захищає папір у майбутньому.

ТАБЛИЦЯ: РЕСТАВРАЦІЙНІ РОЗЧИНИ

Реагент	Приготування	pH	Метод
Ca(HCO₃)₂	2.0 г CaCO₃ + CO₂ / 1 л	6.5–6.8	Занурення 20–30 хв
Mg(HCO₃)₂	1.5 г MgCO₃ + CO₂ / 1 л	6.8–7.0	Промивання / Занурення

ФОРМУЛА:

M_CaCO₃ = V_{дистилят} × 2.0 (г/л)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V — об'єм дистильованої води (л)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Перевірка чорнила: Перед зануренням стародавнього документу ОБОВ'ЯЗКОВО перевірте розчинність чорнила/штампів краплею води! Якщо чорнило потекло — занурення заборонено.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Промийте аркуш у дистильованій воді від поверхневого бруду.
Крок 2: Перелийте розчин Ca(HCO₃)₂ у реставраційну ванночку.
Крок 3: Занурте аркуш на 20–30 хвилин.
Крок 4: Вийміть на сітці, промокніть фільтрувальним папером, висушіть під пресом.

Приклад: 3 л нейтралізуючого розчину:
M_CaCO₃ = 3 × 2.0 = 6.0 г CaCO₃ у 3 л води + CO₂ → pH ≈ 6.6

8.3 Обробка скла (склярна справа)

🪟 Блок 1. Хімічне матирування та травлення силікатного скла

Призначення: Розрахунок масового складу паст/розчинів на основі біфториду амонію (NH₄HF₂) або фториду натрію (NaF) для незмивного хімічного матирування — створення шовковистої текстури на силікатному склі, дзеркалах та вітражах.

Суть: Силікатне скло (SiO₂) руйнується фтористоводневою кислотою та її солями: SiO₂ + 4NH₄HF₂ → SiF₄↑ + 4NH₄F + 2H₂O. Мікрокристали важкорозчинних фторосилікатів випадають на поверхні, вибірково затеняючи мікроділянки від подальшого травлення — створюється рівномірна мікрошорстка поверхня, що розсіює світло (ефект матирування).

ТАБЛИЦЯ: РЕЦЕПТУРИ МАТИРУЮЧИХ ПАСТ ТА РОЗЧИНІВ

Рецептура	NH₄HF₂ (%)	Наповнювач (%)	Вода/Гліцерин (%)	Час (хв)
Паста для трафарету (стандарт)	25–30%	BaSO₄ 30–35%	35–45% вода	3–5
Тонке декоративне матування	15–20%	Каолін 25–30%	50–60% гліцерин	1–3
Суцільне матування дзеркал	30–40%	BaSO₄ 20–25%	35–50% вода	5–10

ФОРМУЛИ:

M_{фториду} = M_пасти × C_ф / 100

M_{наповнювача} = M_пасти × C_н / 100

V_води = M_пасти × C_в / 100

M_пасти — загальна необхідна маса готової пасти (г)
C_ф — масова частка біфториду амонію (%)
C_н — масова частка наповнювача (BaSO₄ або каоліну) (%)
C_в — масова частка рідкої фази (води або гліцерину) (%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_пасти — маса пасти (г)

C_ф — частка фториду (%)

C_н — частка наповн. (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки — НАДВИСОКА ТОКСИЧНІСТЬ

Токсичність фторидів: NH₄HF₂ — високотоксична сполука. При контакті з кислотами виділяє HF, який проникає до кісток та вражає дихальні шляхи.
ЗІЗ: Працювати строго у витяжній шафі або на відкритому повітрі. Обов'язкові товсті нітрилові або бутилові рукавички, захисний екран для обличчя та респіратор із фільтрами АВЕК.
Посуд: Категорично заборонено використовувати скляний, керамічний або металевий посуд! Тільки поліетилен (HDPE/LDPE) або поліпропілен (PP).

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Очистіть та знежирте скло ізопропіловим спиртом. Наклейте вініловий трафарет, ретельно пригладивши краї.
Крок 2: Одягніть всі засоби захисту. У пластиковому стакані змішайте сухі компоненти (NH₄HF₂ та BaSO₄).
Крок 3: Повільно додайте воду і перемішайте пластиковим шпателем до гладкої пасти без грудок.
Крок 4: Товстим шаром (2–3 мм) нанесіть пасту на відкриті ділянки скла через трафарет.
Крок 5: Витримайте 3–5 хвилин.
Крок 6: Зберіть залишки пасти пластиковим шпателем (паста придатна для багаторазового використання).
Крок 7: Промийте скло великою кількістю води, зніміть трафарет та витріть насухо.

Приклад (200 г пасти: 30% NH₄HF₂, 30% BaSO₄, 40% води):
M_NH₄HF₂ = 200 × 30 / 100 = 60 г
M_BaSO₄ = 200 × 30 / 100 = 60 г
V_води = 200 × 40 / 100 = 80 мл
Змішати 60 г NH₄HF₂ з 60 г BaSO₄ та розтерти з 80 мл теплої дистильованої води.

💎 Блок 2. Хімічне полірування та глибоке травлення скла сумішами кислот

Призначення: Розрахунок об'ємних і масових співвідношень плавикової (HF) та сірчаної (H₂SO₄) кислот для глибокого художнього рельєфного травлення, видалення мікротріщин після шліфовки та відновлення оптичної прозорості (полірування) кришталю.

Суть: На відміну від матирування, полірування вимагає повного розчинення продуктів реакції. HF руйнує силікатну матрицю: SiO₂ + 4HF → SiF₄↑ + 2H₂O. H₂SO₄ зв'язує воду та перетворює нерозчинні фториди у розчинні сульфати, забезпечуючи глянцеве полірування замість матирування.

ТАБЛИЦЯ: РЕЦЕПТУРИ ПОЛІРУВАЛЬНИХ ВАНН

Призначення	HF : H₂SO₄	Час (хв)	Результат
Полірування кришталю	1 : 2	3–8	Дзеркальний глянець
Глибоке рельєфне травлення	1 : 1	15–60	Канавки 0.5–3 мм
Видалення мікротріщин після шліфовки	1 : 3	1–3	Освітлення поверхні

ФОРМУЛИ:

V_i = V_заг × n_i / Σn

M_{знятого} = S × d × ρ_скла

V_заг — загальний робочий об'єм травлильної ванни (мл)
n_i — об'ємна частка i-тої кислоти у пропорції
S — площа поверхні скла (см²)
d — глибина знімання (см)
ρ_скла — густина (2.5 г/см³ — силікатне, 3.0 г/см³ — свинцевий кришталь)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_заг — об'єм ванни (мл)

Частин HF

Частин H₂SO₄

РЕЗУЛЬТАТ:

🚨 ЕКСТРЕМАЛЬНА НЕБЕЗПЕКА — ПЛАВИКОВА КИСЛОТА

HF — одна з найнебезпечніших речовин: Легко проникає через шкіру без негайного болю, розчиняє кісткову тканину та зв'язує кальцій у крові → зупинка серця.
Аварійний нейтралізатор: Гель глюконату кальцію (2.5%) для негайного втирання при потраплянні на шкіру, розчин соди/крейди для нейтралізації розливів.
Посуд: Суміш розчиняє скло, кераміку та метал! Тільки тефлон (PTFE), поліпропілен (PP) або фторопласт.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Одягніть повний захисний комплект: протигаз/респіратор від кислих газів, важкий хімічний фартух, бутилові рукавички та захисний екран.
Крок 2: Налийте у фторопластову ванну розрахований об'єм плавикової кислоти.
Крок 3: Повільно, тонким струменем влийте H₂SO₄ (контролюйте розігрів на крижаній бані).
Крок 4: Опустіть знежирену деталь у ванну на вказаний час.
Крок 5: Вийміть виріб та негайно промийте у 5%-му розчині соди (Na₂CO₃) для нейтралізації, потім проточною водою.

Приклад (600 мл суміші HF : H₂SO₄ = 1 : 2 для кришталю):
Σ частин = 1 + 2 = 3
V_HF = 600 × 1 / 3 = 200 мл (40%-ї HF)
V_H₂SO₄ = 600 × 2 / 3 = 400 мл (96%-ї H₂SO₄)

🪞 Блок 3. Сріблення скла: реакція «срібного дзеркала»

Призначення: Розрахунок мас нітрату срібла (AgNO₃), лугу (NaOH) та відновників (глюкоза, формалін) для нанесення дзеркального срібного покриття на скло, дзеркала та оптичні елементи хімічним шляхом.

Суть: Відновлення іонів Ag⁺ з аміачного розчину [Ag(NH₃)₂]OH органічними відновниками з висадженням суцільної дзеркальної плівки на сенсибілізовану (SnCl₂) поверхню скла:
AgNO₃ + 2NH₃ → [Ag(NH₃)₂]NO₃
[Ag(NH₃)₂]⁺ + C₆H₁₂O₆ → Ag↓ + C₆H₁₂O₇ + 2NH₃

ТАБЛИЦЯ: РЕЦЕПТУРИ РОЗЧИНІВ СРІБЛЕННЯ (на 1 л)

Компонент	Маса/Об'єм	Роль
AgNO₃	3–5 г	Джерело іонів Ag⁺
NaOH (10%)	5–10 мл	Утворення Ag₂O осаду
NH₃ водн. (25%)	До просвітлення	Комплексоутворення
Глюкоза	2–3 г	Відновник Ag⁺ → Ag⁰
SnCl₂ (0.1%)	Обробка 2–3 хв	Сенсибілізація поверхні

ФОРМУЛИ:

M_AgNO₃ = S × q_Ag × (170 / 108) × K_зап

M_{глюкози} = M_AgNO₃ × 0.6

S — площа скла (дм²)
q_Ag — норма витрати срібла (0.8–1.2 г/дм² для щільного дзеркала)
170/108 — відношення М(AgNO₃)/М(Ag) = 1.574
K_зап — коефіцієнт технологічного запасу (1.15–1.20, ~15–20% перевитрата на стінки)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

S — площа скла (дм²)

q_Ag — витрата (г/дм²)

K_зап — запас

РЕЗУЛЬТАТ:

🚨 НЕБЕЗПЕКА ВИБУХУ

Гримуче срібло: Тривале зберігання аміачного розчину AgNO₃ утворює нітрид срібла (Ag₃N), який вибухає від найменшого дотику! Змішувати аміак із сріблом безпосередньо перед використанням, залишки негайно нейтралізувати HCl.
Плями: AgNO₃ залишає на шкірі незмивні чорні плями. Працювати у нітрилових рукавичках.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Знежирте скло содовою кашкою, промийте дистильованою водою.
Крок 2: Обробіть поверхню розчином SnCl₂ (0.1%) протягом 2–3 хв для сенсибілізації, промийте дистильованою водою.
Крок 3: Розчиніть AgNO₃ у воді. Краплями додавайте NH₃ 25% до розчинення бурого осаду, додайте NaOH 10% та знову просвітліть краплею аміаку.
Крок 4: Змішайте аміакат срібла з розчином глюкози та негайно вилийте на горизонтально виставлене скло.
Крок 5: Витримайте 15–30 хв до завершення формування дзеркала.
Крок 6: Злийте рідину, промийте дистильованою водою, висушіть та захистіть срібну плівку шаром бітумного лаку.

Приклад (скло 15 дм², q = 1.0 г/дм², K = 1.15):
M_AgNO₃ = 15 × 1.0 × 1.574 × 1.15 = 27.15 г
M_{глюкози} = 27.15 × 0.6 = 16.29 г

🔬 Блок 4. Антиблікові та захисні покриття: золь-гель плівки TiO₂ та SiO₂

Призначення: Розрахунок товщини інтерференційної плівки та об'ємних співвідношень тетраетоксититану (ТЕТ) або тетраетоксисилану (ТЕОС) для нанесення антиблікових, просвітлювальних та теплозберігальних нанопокриттів на скло.

Суть: Золь-гель технологія — контрольований гідроліз алкоксидів у спирті з поліконденсацією:
Ti(OC₂H₅)₄ + 2H₂O → TiO₂ + 4C₂H₅OH
Товщина плівки обирається з умови оптичної інтерференції (чвертьхвильовий шар).

ТАБЛИЦЯ: ОПТИЧНІ ПАРАМЕТРИ ПЛІВКОУТВОРЮВАЧІВ

Оксид	n (показник заломлення)	Прекурсор	T випалу (°C)
TiO₂ (анатаз)	2.2–2.5	Ti(OC₂H₅)₄	400–500
SiO₂	1.45–1.50	Si(OC₂H₅)₄ (ТЕОС)	300–450

ФОРМУЛИ:

d = λ / (4 × n)

λ — розрахункова довжина хвилі світла (550 нм для зеленого)
n — показник заломлення плівки
d — геометрична товщина плівки (нм)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

λ — довжина хвилі (нм)

n — показник заломлення

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Гідролітична нестабільність: Алкоксиди (ТЕТ, ТЕОС) миттєво гідролізуються вологою повітря. Ємності тримати герметично закритими.
Термічна обробка: Випал проводити у муфельній печі з плавним нагрівом (не більше 2–3°C/хв), щоб уникнути термошоку та розтріскування скла.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Приготуйте 5–10%-й розчин ТЕТ у безводному етанолі з додаванням 0.1 М HCl як каталізатора.
Крок 2: Витримайте розчин 1–2 год для дозрівання золю.
Крок 3: Занурте скло у розчин та витягуйте зі сталою швидкістю (1–5 мм/с).
Крок 4: Висушіть на повітрі 15–30 хв.
Крок 5: Помістіть скло в муфельну піч та випалюйте при 400–500°C протягом 30–60 хв для кристалізації.

Приклад (TiO₂, n = 2.3, λ = 550 нм):
d = 550 / (4 × 2.3) = 59.8 нм
Сформувати плівку TiO₂ товщиною ≈60 нм шляхом занурення у 5%-й спиртовий розчин ТЕТ з наступним випалом при 450°C.

🔥 Блок 5. Молірування та ф'юзинг скла (Slumping & Fusing)

Призначення: Розрахунок температурно-часових графіків молірування (розм'якшення та згинання скла у формі під власною вагою) та ф'юзингу (термічне спікання кольорових елементів скла) для вітражів, декоративних елементів та оптичних заготовок.

Суть: Силікатне скло змінює в'язкість залежно від температури. Температура відпалу (~510°C): зняття внутрішніх напружень. Молірування (~620–680°C): скло пластичне, осідає у форму. Ф'юзинг (~730–850°C): фрагменти зливаються в моноліт. Головна умова: різниця КТР (COE) між заготовками ≤ 5×10⁻⁷/°C.

ТАБЛИЦЯ: ТЕМПЕРАТУРНІ РЕЖИМИ (Float glass, COE 90)

Стадія	Температура (°C)	В'язкість (Па·с)	Процес
Відпал	510–525	10¹³	Зняття напружень
Молірування	620–680	10⁸⁻⁹	Згинання у форму
Повний ф'юзинг	730–850	10⁴⁻⁵	Спікання в моноліт

ФОРМУЛИ:

t_{відпалу} = t_баз × (h / h_баз)²

V_охол = K_{відпалу} / h²

h — товщина найтовстішої ділянки скла (мм)
h_баз — базова товщина 6 мм
t_баз — базова витримка для 6 мм (зазвичай 30 хв)
K_{відпалу} — константа для силікатного скла (150–200 °C·мм²/хв)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

h — товщина скла (мм)

t_баз — базова витримка (хв)

K — константа (°C·мм²/хв)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Залишкове напруження: Недотримання повільного відпалу → скло може самовільно вибухнути від найменшого торкання після охолодження.
Розділювач (Primer): Форму обов'язково покривати запіканим сепаратором (борний нітрид або каоліновий шліккер), інакше скло наглухо припічеться до форми.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Нанесіть розділювач на форму у 3–4 шари, висушіть і прожаріть.
Крок 2: Покладіть скло на форму та завантажте у муфельну піч.
Крок 3: Нагрівайте до температури молірування (620–680°C) та контролюйте прогинання через оглядове віконце.
Крок 4: Після досягнення форми швидко скиньте температуру до зони відпалу (510–525°C).
Крок 5: Витримайте розрахований час відпалу та проведіть надповільне охолодження до 50°C.

Приклад (h = 12 мм, COE 90):
t_{відпалу} = 30 × (12/6)² = 30 × 4 = 120 хв
V_охол = 180 / 12² = 180 / 144 = 1.25°C/хв

🛡️ Блок 6. Хімічне загартування скла (іонообмін у розплаві KNO₃)

Призначення: Розрахунок параметрів іонообмінної дифузії у сольових розплавах для надміцного скла (тип Gorilla Glass), авіаційних ілюмінаторів та тонкостінного посуду.

Суть: Скло занурюють у розплав KNO₃ при 380–450°C. Менші іони Na⁺ (r = 0.98 Å) у поверхневому шарі замінюються більшими K⁺ (r = 1.33 Å): Na⁺_скло + K⁺_{розплав} → K⁺_скло + Na⁺_{розплав}. Вклинювання K⁺ у жорстку ґратку створює напруження стиску (до 900 МПа), підвищуючи міцність у 5–10 разів.

ТАБЛИЦЯ: ПАРАМЕТРИ ІОНООБМІННОГО ЗАГАРТУВАННЯ

Тип скла	T (°C)	Час (год)	D (мкм²/с)	DOL (мкм)
Натрій-кальцієве (листове)	410–430	4–8	0.05–0.10	15–30
Алюмосилікатне (Gorilla)	380–420	4–16	0.10–0.25	30–80
Ліфтове / автомобільне	430–450	6–12	0.05–0.08	20–50

ФОРМУЛИ:

DOL = 2 × √(D × t)

D — коефіцієнт дифузії іонів Na⁺/K⁺ при заданій T (мкм²/с)
t — час витримки у розплаві (секунди)
DOL (Depth of Layer) — глибина загартованого шару (мкм)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

D — коеф. дифузії (мкм²/с)

t — час витримки (год)

РЕЗУЛЬТАТ:

🚨 Техніка безпеки

Термічний опік і вибух: Розплавлений KNO₃ (400°C) — сильний окисник. Потрапляння органіки, паперу чи води у розплав → миттєвий спалах або вибух!
Механічна обробка: Хімічно загартоване скло НЕ МОЖНА різати, свердлити чи шліфувати після обробки — руйнування шару напряжень → розсипання деталі.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Проведіть повну механічну обробку скла (різання, фаски, свердління) ДО загартування.
Крок 2: Розплавте KNO₃ у сталевому тиглі, доведіть до 410–430°C.
Крок 3: Попередньо нагрійте деталь у сушильній шафі до 300°C для уникнення термошоку.
Крок 4: Опустіть скло у розплав на розрахований час (4–8 год).
Крок 5: Повільно вийміть, охолодіть на повітрі та промийте теплою водою для видалення солі.

Приклад (D = 0.08 мкм²/с, t = 4 год = 14400 с):
DOL = 2 × √(0.08 × 14400) = 2 × √1152 = 2 × 33.94 = 67.9 мкм
Для DOL = 40 мкм: t = (40/2)² / 0.08 = 400/0.08 = 5000 с ≈ 1.4 год

📷 Блок 7. Фотохімічне травлення скла (Glass Photolithography)

Призначення: Розрахунок параметрів нанесення фоторезистів, часу експонування та глибини анізотропного травлення HF/BHF. Для мікрофлюїдики, шкальних сіток оптичних приладів та мікрогравірування.

Суть: Формування захисного малюнка фотолітографією з наступним травленням незахищених ділянок буферованим розчином HF + NH₄F (BHF). Ізотропне травлення: кислота труїть не лише вглиб, а й під краї фоторезисту (бічне підтравлювання, фактор ≈ 1.0).

ТАБЛИЦЯ: БУФЕРОВАНІ СКЛАДИ ТРАВЛЕННЯ (BHF)

Склад	NH₄F : HF	Швидкість (мкм/хв)	Якість поверхні
BHF 6:1 (стандарт)	6 : 1	0.06–0.10	Гладка, ізотропна
BHF 10:1 (повільний)	10 : 1	0.03–0.05	Дуже гладка
HF 49% (швидкий)	Чистий HF	1.5–7.0	Шорсткувата

ФОРМУЛИ:

W_маски = W_канал − 2 × d × U

t_тр = d / R_тр

W_канал — підсумкова ширина каналу (мкм)
d — глибина травлення (мкм)
U — фактор бічного підтравлення (≈ 1.0 для ізотропного)
R_тр — швидкість травлення (мкм/хв)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

W_канал — ширина каналу (мкм)

d — глибина (мкм)

R_тр — швидкість (мкм/хв)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Адгезія фоторезисту: Перед нанесенням обов'язково обробити скло праймером HMDS (гексаметилдисилазан), інакше кислота підірве захисний шар.
Токсичність BHF: Розчини містять іони фтору та амонію. Робота строго під витяжкою, нейтралізація промивних вод вапняним молоком Ca(OH)₂.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Нанесіть фоторезист на скло центрифугуванням (Spin-coating).
Крок 2: Дублення, експонування через фотомаску УФ та проявлення малюнка.
Крок 3: Опустіть деталь у фторопластову ванну з BHF на розрахований час.
Крок 4: Промийте дистильованою водою.
Крок 5: Змийте фоторезист ацетоном або NMP (N-метилпіролідон).

Приклад (канал 200 мкм, глибина 50 мкм, BHF 6:1, R = 0.08 мкм/хв):
W_маски = 200 − 2 × 50 × 1.0 = 100 мкм
t_тр = 50 / 0.08 = 625 хв (≈ 10.4 год)

☀️ Блок 8. УФ-склеювання скла (UV Adhesive Glass Bonding)

Призначення: Розрахунок дози УФ-випромінювання, часу експозиції та товщини клейового шва при з'єднанні «скло-скло» та «скло-метал» фотополімерними клеями. Для скляних меблів, акваріумів, вітрин та оптики.

Суть: УФ-клеї (метакрилові мономери + фотоініціатори) полімеризуються під УФ 365 нм. Міцність шва на зсув до 25–30 МПа — перевищує міцність самого скла. Товщина шару: 0.05–0.3 мм.

ТАБЛИЦЯ: ПАРАМЕТРИ УФ-ПОЛІМЕРИЗАЦІЇ

Тип клею	Доза (мДж/см²)	Товщина шару (мм)	Міцність (МПа)
Акриловий (загального призначення)	2000–4000	0.05–0.15	15–25
Акриловий (конструкційний)	3000–6000	0.05–0.30	25–35
Силіконовий (гнучкий)	4000–8000	0.10–0.50	5–10

ФОРМУЛИ:

t_експ = E_необх / (I_лампи × T_скла)

V_клею = S × h_шару

E_необх — необхідна доза УФ (мДж/см²)
I_лампи — інтенсивність лампи на поверхні (мВт/см²)
T_скла — пропускання УФ склом (0.85 — стандартне, 0.5 — армоване)
S — площа контакту (см²), h_шару — товщина шару (см)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

S — площа контакту (см²)

h — товщина шару (мм)

E — доза УФ (мДж/см²)

I — інтенсивність (мВт/см²)

T_скла — пропускання УФ

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Захист очей: УФ 365 нм викликає опіки сітківки та фотодерматит. Тільки в окулярах UV400.
Підготовка: Перед склеюванням нагріти деталь феном до 50–60°C для видалення мономолекулярної плівки вологи.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Знежирте деталі ізопропіловим спиртом.
Крок 2: Прогрійте зону з'єднання феном для видалення конденсату.
Крок 3: Нанесіть клей, з'єднайте деталі без бульбашок повітря.
Крок 4: УФ-лампа на 10–15 с для прихоплювання.
Крок 5: Видаліть надлишки, остаточне опромінення протягом розрахованого часу.

Приклад (S = 50 см², h = 0.1 мм, E = 3000 мДж/см², I = 80 мВт/см², T = 0.85):
V_клею = 50 × 0.01 = 0.50 мл
t_експ = 3000 / (80 × 0.85) = 3000 / 68 = 44.1 с

🎨 Блок 9. Вітражі Тіффані та класична пайка

Призначення: Розрахунок довжини мідної стрічки, протяжності свинцевих протяжок та витрати припаю (ПОС-60) при складанні вітражних картин за технологією Тіффані або в класичній протяжній техніці.

Суть: Тіффані: торці елементів обгортають мідною фольгою, стики обробляють флюсом та пропаюють ПОС-60 — утворюється суцільний металевий шов. Класична: елементи вставляють у H/П-профіль, перетини спаюють. Для герметичності шов зачеканюють вітражною мастикою (крейда + оліфа + сажа).

ТАБЛИЦЯ: ВИТРАТНІ МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ВІТРАЖІВ

Матеріал	Норма витрати	Примітка
Мідна фольга (5–6 мм)	≈ довжина швів × 2	Обгортання торців
Припай ПОС-60	25–40 г/м шва	Двосторонній
Паяльна кислота / каніфольний флюс	3–5 мл/м шва	Змочування міді

ФОРМУЛИ:

L_шв = √(N × S_заг) × K_зв

M_припаю = L_шв × q_пр × K_втрат

N — кількість елементів (шт)
S_заг — площа вітражу (м²)
K_зв — коефіцієнт звивистості (0.8–1.0 геометр., 1.2–1.5 орнамент)
q_пр — питома маса припаю (25–40 г/м двосторонній шов)
K_втрат — коефіцієнт технологічних втрат (1.10–1.15)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

N — кількість елементів

S — площа вітражу (м²)

K_зв — звивистість

q — витрата припаю (г/м)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Токсичні пари: Пайка зі свинцевим припаєм та хлористоцинковим флюсом виділяє аерозолі свинцю. Обов'язково під витяжкою та в респіраторі P3/A1E1.
Порізи: Торці вітражного скла мають гострі заусенці. Шліфувати в захисних окулярах з подачею води.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Перенесіть рисунок на скло, виріжте деталі склорізом.
Крок 2: Обробіть торці на алмазній голівці з водою.
Крок 3: Обгорніть торці мідною фольгою (загин 1–2 мм на кожен бік), пригладьте.
Крок 4: Розкладіть на кресленні, обробіть шви паяльною кислотою.
Крок 5: Пропаяйте точки перетинів, потім суцільний валик по всіх швах з обох боків.
Крок 6: Промийте мильним розчином, покрийте шви патиною.

Приклад (120 елементів, 0.5 м², K = 1.2, q = 30 г/м):
L_шв = √(120 × 0.5) × 1.2 = √60 × 1.2 = 7.746 × 1.2 = 9.29 м
M_припаю = 9.29 × 30 × 1.15 = 320.6 г

💨 Блок 10. Піскоструминне матування скла (Sandblasting)

Призначення: Розрахунок витрати абразиву, робочого тиску та шорсткості при нанесенні матових рисунків та заглибленого барельєфного матування на скло.

Суть: Бомбардування поверхні скла високошвидкісним струменем електрокорунду (Al₂O₃), виштовхуваного стисненим повітрям. Кожна частинка виколює мікрократер (1–10 мкм). Мільйони кратерів → матова мікрошорстка поверхня. Вінілова трафаретна плівка захищає прозорі ділянки.

ТАБЛИЦЯ: РЕЖИМИ ПІСКОСТРУМИННОЇ ОБРОБКИ

Тип обробки	Абразив	Тиск (бар)	Витрата (кг/м²)
Легке поверхневе матування	F120–F180	2–3	0.3–0.5
Стандартне декоративне	F60–F100	3–5	0.5–1.0
Глибоке рельєфне (3D)	F36–F60	5–7	1.0–2.0

ФОРМУЛИ:

M_абр = S × q × n_{проходів}

d = K_e × P × t

S — площа матування (м²)
q — норма витрати електрокорунду (кг/м²)
n — кількість проходів сопла
K_e — коефіцієнт викрашування (0.02–0.05 мм/(бар·с) для Al₂O₃)
P — тиск (бар), t — час утримання на точці (с)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

S — площа матування (м²)

q — витрата (кг/м²)

n — проходів

РЕЗУЛЬТАТ:

🚨 НЕБЕЗПЕКА СИЛІКОЗУ

НЕ використовувати пісок! Річковий/будівельний пісок містить вільний SiO₂ — пил викликає невиліковний силікоз. Тільки електрокорунд (Al₂O₃).
Захист: Робота у закритій піскоструминній камері або герметичному скафандрі з примусовою подачею чистого повітря.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Очистіть і знежирте скло ізопропіловим спиртом.
Крок 2: Наклейте вирізаний на плотері трафарет, викатайте бульбашки гумовим валиком.
Крок 3: Видаліть плівку там, де скло має бути матовим.
Крок 4: Направте сопло під кутом 45° на відстані 10–20 см від скла.
Крок 5: Рівномірними рухами обробіть незахищені ділянки.
Крок 6: Здуйте пил, зніміть трафарет, промийте скло водою з милом.

Приклад (S = 0.3 м², q = 0.8 кг/м², 3 проходи):
M_абр = 0.3 × 0.8 × 3 = 0.72 кг електрокорунду F70

🌈 Блок 11. Забарвлення скла: силікатні емалі, органосиліконові фарби та іонне фарбування

Призначення: Розрахунок дозувань керамічних фарб, органосиліконових лаків та оксидів перехідних металів для поверхневого та об'ємного забарвлення скла.

Суть: Холодне: акрилово-поліуретанові фарби, сушка при 80–120°C. Гаряче запікання: скляна фрита з пігментами при 560–620°C сплавляється зі склом назавжди. Об'ємне іонне: оксиди металів у силікатній матриці — Co₂O₃ → синій, Cr₂O₃ → зелений, CuO → блакитний/рубіновий.

ТАБЛИЦЯ: ОКСИДИ-ХРОМОФОРИ ДЛЯ ОБ'ЄМНОГО ФАРБУВАННЯ

Оксид	Колір	Концентрація (%)
Co₂O₃ (кобальт)	Синій	0.1–0.5
Cr₂O₃ (хром)	Зелений	0.3–1.0
CuO (мідь)	Блакитний / Рубіновий	1.0–3.0
MnO₂ (марганець)	Фіолетовий / Аметист	0.5–2.0

ФОРМУЛИ:

M_фарби = S × q_ф × (1 + D_мед/100)

M_оксиду = M_шихти × C_окс / 100

S — площа покриття (дм²)
q_ф — питома витрата фритної фарби (15–25 г/дм²)
D_мед — % медіуму для робочої в'язкості (25–35%)
M_шихти — загальна маса скляної шихти (г)
C_окс — концентрація оксиду-хромофора (%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_шихти — маса шихти (г)

C_окс — концентрація (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Токсичність: Оксиди кобальту, хрому, свинцю, кадмію — високотоксичні. Зважування порошків тільки у витяжній шафі та респіраторі FFP3.
Термоопіки: Печі запікання емалей (560–620°C) — термостійкі краги (до 600°C) та довгомірні щипці.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Знежирте скло ацетоном.
Крок 2: Розведіть суху керамічну фарбу з масляним медіумом 10:3 до консистенції сметани.
Крок 3: Нанесіть через шовкотрафаретну сітку або краскопультом.
Крок 4: Сушка при 80–120°C протягом 10–15 хв.
Крок 5: Випал при 560–620°C, витримка 5–10 хв, повільне охолодження.

Приклад (5000 г шихти, Cr₂O₃ 0.5%):
M_Cr₂O₃ = 5000 × 0.5 / 100 = 25 г
Додати 25 г дрібнодисперсного Cr₂O₃ до 5000 г сухої шихти перед завантаженням у тигель.

♻️ Блок 12. Домашній переплав склобою (Cullet Recycling)

Призначення: Розрахунок пропорцій склобою, флюсів (сода Na₂CO₃, бура Na₂B₄O₇) та знебарвлювачів для переплавки відходів скла у домашньому муфелі або тигельному горні. Для декоративних виробів, сувенірів та заготовок.

Суть: Чистий склобій плавиться при 1400–1500°C. Для зниження до доступних 1000–1200°C додають флюси: Na₂CO₃ та Na₂B₄O₇ руйнують силікатні зв'язки Si–O–Si. Для освітлення (видалення бульбашок) додають KNO₃ або NaCl, які виділяють великі гази-збирачі при розкладі.

ТАБЛИЦЯ: СКЛАДИ ДЛЯ ЗНИЖЕННЯ ТЕМПЕРАТУРИ ПЕРЕПЛАВУ

Компонент	Частка (%)	Роль
Склобій подрібнений	85–92%	Основа
Бура (Na₂B₄O₇)	5–10%	Флюс, зниження Т пл.
Сода (Na₂CO₃)	2–5%	Модифікатор ґратки
KNO₃ / NaCl	0.5–1.0%	Освітлювач (рафінування)

ФОРМУЛИ:

M_заг = V_тигля × ρ_{розплав} × K_зап

M_флюсу = M_{склобою} × C_% / 100

V_тигля — внутрішній об'єм тигля (см³)
ρ_{розплав} — густина рідкого скла (2.2–2.4 г/см³)
K_зап — коефіцієнт заповнення (0.7–0.8, не до країв)
C_% — обрана концентрація флюсу (%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_{склобою} (г)

C_бури — частка бури (%)

C_соди — частка соди (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Лужні пари: При розкладі соди та бури виділяються агресивні пари, що роз'їдають спіралі печі. Переплавку вести тільки у тиглях із кришкою.
Тріск склобою: Не подрібнюйте без захисного мішка! Осколки можуть потрапити в очі. Працювати в окулярах та щільних рукавицях.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Промийте склобій від етикеток, висушіть.
Крок 2: У брезентовому мішку подрібніть молотком до фракції 3–5 мм.
Крок 3: Перемішайте з розрахованими масами бури та соди.
Крок 4: Завантажте у шамотний тигель, накрийте кришкою, поставте у піч.
Крок 5: Нагрійте до 1050–1200°C, витримайте 45–90 хв до освітлення маси.
Крок 6: Вилийте у прогріту форму, негайно відправте виріб у піч відпалу (510°C).

Приклад (800 г склобою, 8% бури, 3% соди):
M_бури = 800 × 8 / 100 = 64 г
M_соди = 800 × 3 / 100 = 24 г
Змішати 800 г склобою + 64 г бури + 24 г соди.

🧪 Блок 13. Хімічне травлення та іонообмінне фарбування листового скла

Призначення: Розрахунок витрати фторидних паст для хімічного матування та рецептур термодифузійних сольових пігментів (AgNO₃, CuSO₄) для хімічного забарвлення поверхні скла без пошкодження гладкості.

Суть: Хімічне травлення: HF та солі (NH₄HF₂, KF) розчиняють SiO₂ → фторсилікати. Концентрована HF → глянцеве заглиблення. З солями NH₄⁺/K⁺ → нерозчинні кристали → матовий мікрорельєф.
Іонообмінне фарбування: При 500–600°C солі Ag⁺ або Cu²⁺ замінюють Na⁺ у ґратці скла. Після відновлення до наночастинок: Ag → жовтий/бурштиновий, Cu → рубіново-червоний.

ТАБЛИЦЯ: ХІМІЧНІ СКЛАДИ ДЛЯ ТРАВЛЕННЯ ТА ЗАБАРВЛЕННЯ

Процес	Реагент	T (°C)	Час	Результат
Матування (паста)	NH₄HF₂ 25–30%	20–25	3–15 хв	Шовковиста поверхня
Глибокі канавки	HF 40–48%	20–25	10–60 хв	Рельєф 0.1–1 мм
Фарбування (жовтий)	AgNO₃ + охра	500–600	30–60 хв	Жовтий/бурштин
Фарбування (червоний)	CuSO₄ + охра	550–620	40–90 хв	Рубіновий

ФОРМУЛИ:

M_пасти = S × q_н × K_зап

d = C_HF × t × K_T

S — площа відкритих ділянок (дм²)
q_н — норма нанесення пасти шаром 2–3 мм (150–200 г/дм²)
K_зап — коефіцієнт запасу (1.10–1.20)
C_HF — ефективна концентрація HF у травнику (%)
t — час витримки (хв)
K_T — температурний коеф. (для 20°C ≈ 0.7 мкм/(% · хв))

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

S — площа (дм²)

q — норма пасти (г/дм²)

C_HF — конц. HF (%)

Глибина (мкм)

РЕЗУЛЬТАТ:

🚨 КРАЙНЯ НЕБЕЗПЕКА — HF та фториди

HF та солі: Проникають крізь шкіру без негайного болю, руйнують кісткову тканину, зв'язують кальцій крові.
ЗІЗ: Щільні нітрильні/неопренові рукавички, окуляри-маска, витяжна шафа. Мати під рукою гель глюконату кальцію.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1 (Маскування): Знежирте скло спиртом, наклейте кислотостійку плівку (ORACAL) з вирізаним трафаретом.
Крок 2 (Травлення): Нанесіть шпателем пасту рівномірним шаром 2–3 мм. Витримайте 5–15 хв.
Крок 3 (Змивання): Зберіть пасту шпателем, промийте 5% содою та великою кількістю води.
Крок 4 (Фарбування — за бажанням): Нанесіть пензлем пігментну пасту (AgNO₃ або CuSO₄ з охрою).
Крок 5 (Термодифузія): Нагрійте у печі до 500–600°C на 30–60 хв.
Крок 6: Повільно охолодіть, змийте залишки охри теплою водою.

Приклад (S = 2 дм², q = 180 г/дм², K = 1.15, глибина 30 мкм, C = 12%):
M_пасти = 2 × 180 × 1.15 = 414 г
t = 30 / (12 × 0.7) = 30 / 8.4 = 3.6 хв

8.4 Природні клеї, смоли та герметики

🦴 Столярний кістковий та міздровий клей (глютинові клеї)

Призначення: Обчислення гідратаційних пропорцій, розрахунок маси сухого глютину (кісткового або міздрового) та налаштування температурного режиму заварювання на водяній бані (+60°C) для отримання високої міцності клейового шва при реставраційних та столярних роботах.

Суть: Кістковий та міздровий клеї складаються з глютину — продукту часткового гідролізу колагену сполучної тканини та кісток тварин. Гідратація: гранули сухого клею поглинають вологу, збільшуючись у масі у 2–4 рази, утворюючи щільний студень (гель). Термічна розплавлюваність: при нагріванні студень переходить у рідкий золь. Критична межа: нагрівання понад +65…+70°C призводить до деструкції молекулярних ланцюгів глютину — клей безповоротно втрачає міцність на зсув (до 50–70%).

ТАБЛИЦЯ: ПРОПОРЦІЇ ГІДРАТАЦІЇ ГЛЮТИНОВИХ КЛЕЇВ

Марка / Тип клею	Форма випуску	Пропорція (Клей : Вода)	Час набухання	Робоча t° розплаву
Кістковий клей	Плитки / Гранули	1 : 2.0 – 1 : 2.5	8–12 годин	+58…+62°C
Міздровий клей	Плитки / Крупний зерн	1 : 3.0 – 1 : 4.0	12–18 годин	+55…+60°C
Освітлений (Ремісничий)	Порошок дрібний	1 : 2.5 – 1 : 3.0	3–5 годин	+60°C

ФОРМУЛИ:

M_вода = M_{клей_сухий} × K_{гідратація}

M_{загальна} = M_{клей_сухий} × (1 + K_{гідратація})

M_{клей_сухий} — маса сухого плиткового або гранульованого глютинового клею (г)
K_{гідратація} — коефіцієнт водопоглинання (кістковий = 2.5, міздровий = 3.5)
M_вода — маса води для набухання (г)
M_{загальна} — загальна маса готового рідкого клею (г)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_{загальна} — необхідна маса готового клею (г)

Тип клею

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Суворий температурний контроль: Заборонено варити клей на прямому вогні! Використовуйте тільки клеянку (водяну баню) з термометром. Не кип'ятити — при t > +65…+70°C глютин безповоротно руйнується.
Мікробіологічне псування: Рідкий глютиновий клей є ідеальним середовищем для бактерій. Готуйте об'єм на 1–2 дні роботи або додавайте 0.2% фенолу/тимолу як антисептик.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Подрібніть плитки клею молотком у тканині до розміру горошини.
Крок 2: Залийте сухий клей холодною питною або дистильованою водою в розрахованій пропорції та залиште для повного набухання.
Крок 3: Перемістіть набухлий студень у водяну баню («клеянку») з температурою води +65°C.
Крок 4: Розмішуйте до утворення однорідної рідкої маси. Наносьте гарячим (+55…+60°C) на попередньо прогріту деревину, швидко стискаючи деталі струбцинами.

Приклад: 700 г робочого розчину міздрового клею (K=3.5):
M_{клей_сухий} = 700 / (1 + 3.5) = 700 / 4.5 ≈ 155.6 г
M_вода = 700 − 155.6 = 544.4 г ≈ 545 мл
Взяти 155.6 г сухого клею → залити 545 мл холодної води → витримати 12 годин → розплавити на водяній бані при +60°C.

🌾 Борошняний та крохмальний клейстер з біозахистом (CuSO₄)

Призначення: Обчислення концентрації крохмалю/борошна та дозування мідного купоросу (CuSO₄·5H₂O) для приготування антисептичного борошняного клейстеру, стійкого до плісняви, для паперових, картонних та переплітних робіт.

Суть: Борошняний клейстер працює за рахунок клейстеризації крохмалю: при нагріванні у воді понад +65…+80°C амілоза та амілопектин руйнують свій кристалічний каркас, активно зв'язують воду та утворюють в'язкий колоїдний розчин. Мідний купорос (0.5–1.0% Cu²⁺) пригнічує мікрофлору і гарантує збереження клейового з'єднання на десятиліття.

ТАБЛИЦЯ: ПРОПОРЦІЇ РЕЦЕПТУР КЛЕЙСТЕРУ

Тип сировини	Пропорція (Сировина : Вода)	CuSO₄ на 1 л води	Сфера застосування
Житнє борошно (просіяне)	1 : 4.0 – 1 : 5.0	5.0–8.0 г (0.5–0.8%)	Важкі шпалери, картонні коробки, переплітування
Пшеничне борошно (вищий ґатунок)	1 : 5.0 – 1 : 6.0	5.0 г (0.5%)	Стандартні паперові роботи, реставрація книг
Кукурудзяний/Картопляний крохмаль	1 : 8.0 – 1 : 10.0	3.0–5.0 г (0.3–0.5%)	Прозорі паперові склейки, пап'є-маше

ФОРМУЛИ:

M_{борошно} = V_вода / R_вода

M_{купорос} = V_вода × C% / 100

V_вода — загальний об'єм води для приготування клейстеру (мл)
R_вода — співвідношення води до борошна за масою (наприклад, 5.0)
C% — масова концентрація мідного купоросу (0.5%)
M_{борошно} — маса борошна/крохмалю (г)
M_{купорос} — маса мідного купоросу CuSO₄·5H₂O (г)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_вода — об'єм води (мл)

Тип сировини

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Токсичність мідного купоросу: Не використовуйте посуд, що контактує з мідним купоросом, для приготування їжі. Працюйте у рукавичках.
Опіки клейстером: Гарячий клейстер має високу теплоємність і липкість. Уникайте потрапляння на відкриту шкіру під час заварювання.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Розчиніть мідний купорос у 100 мл теплої води.
Крок 2: Замішайте борошно у 400 мл холодної води до утворення сметаноподібної суспензії без грудочок.
Крок 3: Закип'ятіть залишок води та тонким струменем влийте борошняну суспензію при безперервному помішуванні.
Крок 4: Варіть на слабкому вогні при +85…+90°C протягом 3–5 хвилин до загустіння і прозорості. У гарячий клейстер влийте розчин мідного купоросу, перемішайте та охолодіть.

Приклад: 2000 мл антисептичного житнього клейстеру (R=5.0, CuSO₄ 0.5%):
M_{борошно} = 2000 / 5.0 = 400 г
M_{купорос} = 2000 × 0.5 / 100 = 10 г
Взяти 400 г борошна, 10 г мідного купоросу та 2000 мл води.

🧀 Водостійкий казеїновий та сирний клей

Призначення: Обчислення компонентного складу для отримання високоміцного, водостійкого казеїнового клею з сухого казеїну шляхом лужного розщеплення гашеним вапном Ca(OH)₂.

Суть: Казеїн — складний фосфопротеїн молока. При лужному розщепленні гашеним вапном Ca(OH)₂ утворюється водорозчинний казеїнат кальцію з колосальною адгезією до деревини. Хімічне твердіння: під час висихання казеїнат кальцію реагує з CO₂ повітря, утворюючи нерозчинну полімерну матрицю. Міцність клейового шва на зсув — 100–125 кгс/см².

ТАБЛИЦЯ: ПРОПОРЦІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ КАЗЕЇНОВОГО КЛЕЮ

Метод	Сировина	Лужний агент	Вода	Час життєздатності
Класичний	100 г сухий казеїн (ОБ/ВБ)	15 г гашене вапно	200–250 мл	30–45 хв
Експрес (із сиру)	200 г знежирений сир	40 г вапно або 25 мл 25% NH₄OH	50 мл	1–2 години

ФОРМУЛИ (класичний, сухий казеїн):

M_вапно = M_казеїн × 0.15

M_вода = M_казеїн × 2.25

M_казеїн — маса сухого молочного казеїну (г)
M_вапно — маса сухого гідроксиду кальцію Ca(OH)₂ (г)
M_вода — необхідна маса води (мл)
Пропорція: Казеїн : Вапно : Вода = 1 : 0.15 : 2.25 (сума частин = 3.4)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_{загальна} — необхідна маса готового клею (г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Короткий час життєздатності: Готовий казеїновий клей тужавіє за 30–45 хвилин (перетворюється на незворотний гель). Готуйте тільки той об'єм, який використаєте негайно!
Плями на деревині: Казеїновий клей через лужність викликає темні плями на деревині з високим вмістом танінів (дуб, бук, горіх). Захищайте поверхню навколо шва.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Замочіть сухий казеїн у 2/3 об'єму води на 30 хвилин для набухання.
Крок 2: У залишку води розведіть гашене вапно до молочного стану.
Крок 3: Тонким струменем влийте вапняне молоко в набухлий казеїн при безперервному інтенсивному вимішуванні.
Крок 4: Збивайте суміш протягом 10–15 хвилин до утворення перламутрової, тягучої, однорідної маси. Нанесіть на обидві поверхні та витримайте під пресом 24 години.

Приклад: 680 г казеїнового клею для склеювання бруса:
M_казеїн = 680 / 3.4 = 200 г
M_вапно = 200 × 0.15 = 30 г
M_вода = 200 × 2.25 = 450 мл
Змішати 200 г казеїну, 30 г вапна та 450 мл води.

🌲 Сосновий вар та смолка для конопачення і гідроізоляції

Призначення: Обчислення масових пропорцій варіння традиційного суднобудівного та бондарного вару на основі соснової живиці/смоли, каніфолі, деревної золи/крейди та олії для герметизації швів човнів, бочок і дерев'яних резервуарів.

Суть: Живиця та сосновий дьоготь у чистому вигляді є крихкими або надто рідкими. Пластифікація: каніфоль та смола забезпечують липкість і гідрофобність; рослинна олія знижує температуру склування, запобігаючи тріскам на морозі. Мінеральне наповнення: зола або крейда запобігають плинності при спеці до +50°C.

ТАБЛИЦЯ: ПРОПОРЦІЇ КОМПОНЕНТІВ СОСНОВОГО ВАРУ

Сфера застосування	Смола/Живиця	Каніфоль	Зола/Крейда	Олія
Морський вар (човни)	50%	20%	20% (зола)	10% (оліфа)
Бондарний вар (бочки)	40%	40%	10% (крейда)	10% (рослинна)
Підземний (палі/шви)	60% (дьоготь)	15%	20% (пісок)	5%

ФОРМУЛИ:

M_{компонент} = M_{загальна} × P_% / 100

M_{загальна} — необхідна маса готового вару (г)
P_% — масова частка кожного компонента (%) з таблиці вище

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_{загальна} — маса вару (г)

Тип вару

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Пожежонебезпека: Смола та каніфоль є легкозаймистими речовинами, а їхні пари вибухонебезпечні! Варіння проводити ТІЛЬКИ на відкритому повітрі або під потужною витяжкою на закритій електроплиті. Мати під рукою кошму або пісок для гасіння!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Просійте деревну золу через дрібне кулінарне сито.
Крок 2: Розплавте соснову смолу та каніфоль у чавунному казані при +120…+140°C.
Крок 3: Тонким струменем влийте оліфу, постійно помішуючи дерев'яною мутовкою.
Крок 4: Порціями введіть деревну золу до утворення густої, блискучої чорної маси. Наносьте у пази та конопачені шви у гарячому стані (+90…+110°C).

Приклад: 3.0 кг морського соснового вару (50/20/20/10%):
Смола: 3000 × 0.50 = 1500 г
Каніфоль: 3000 × 0.20 = 600 г
Зола: 3000 × 0.20 = 600 г
Оліфа: 3000 × 0.10 = 300 г

🪟 Замазки для скла, печей та кераміки (олійно-крейдяні та глітові герметики)

Призначення: Обчислення співвідношень та розрахунок приготування довговічної віконної замазки на оліфі та крейді, термостійких пічних герметиків, а також хімічно стійких гліто-гліцеринових замазок для кераміки та металу.

Суть: Олійно-крейдяна замазка: складається з CaCO₃ та оліфи; висихає за рахунок окислювальної полімеризації лляної олії. Гліто-гліцеринова замазка: реакція між оксидом свинцю II (PbO) та безводним гліцерином C₃H₈O₃ утворює гліцерат свинцю — кам'яноподібний моноліт, що витримує нагрів до +300°C та стійкий до кислот і масел.

ТАБЛИЦЯ: СКЛАДИ РЕМІСНИЧИХ ЗАМАЗОК ТА ГЕРМЕТИКІВ

Тип замазки	В'яжуче	Наповнювач	Пропорція	Властивості
Віконна олійна	15–20% оліфа	80–85% крейда	1 : 4.0–5.0	Пластична, не тріскається на сонці
Гліто-гліцеринова	20% гліцерин 99%	80% PbO (гліт)	1 : 4.0	Твердне за 30 хв, термо- та хімостійка
Пічна термостійка	30% рідке натрієве скло	40% шамот + 30% гліт/ZnO	1 : 2.5	Витримує до +1000°C

ФОРМУЛИ:

M_крейда = M_оліфа × 4.2 (віконна)

M_гліт = V_{гліцерин} × 1.26 × 4.0 (гліто-гліцеринова, ρ=1.26 г/см³)

M_оліфа — маса натуральної лляної оліфи (г)
M_крейда — маса очищеної крейди тонкого помолу (г)
V_{гліцерин} — об'єм безводного гліцерину (мл)
M_гліт — маса свинцевого гліту PbO (г)
ρ_{гліцерин} — густина гліцерину (1.26 г/см³)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Тип замазки

M_{загальна} — маса замазки (г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Токсичність свинцевого гліту: PbO — отруйна сполука важкого металу! Працювати строго в респіраторі P3 та рукавичках. Не застосовувати для посуду!
Швидкість тужавіння гліцерату: Гліто-гліцеринова замазка твердне за 15–30 хвилин. Наносити негайно після вимішування!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Для віконної замазки: висушіть та просійте крейду через дрібне сито.
Крок 2: Гірку крейди висипте на дошку, зробіть поглиблення та влийте оліфу.
Крок 3: Вимішуйте шпателем, а потім руками (як тісто) до утворення гладкої грудки, що не липне до рук.
Крок 4: Запресуйте замазку в фальци віконної рами. Після висихання (7–10 днів) покрийте олійною фарбою.

Приклад: 1.0 кг віконної замазки (оліфа : крейда = 1 : 4.2, сума = 5.2):
M_оліфа = 1000 / 5.2 ≈ 192 г
M_крейда = 1000 − 192 = 808 г
Змішати 192 г оліфи з 808 г сухої просіяної крейди до стану щільного тіста.

8.5 Шовківництво та натуральні волокна

🐛 Розмочування та дегумування коконів шовкопряда (видалення серицину)

Призначення: Обчислення масових співвідношень води, лужних реагентів (кальцинованої соди Na₂CO₃) або марсельського/кокосового мила для виварювання (дегумування) коконів тутового шовкопряда з метою часткового або повного розчинення шовкового клею (серицину) та розмотування безперервної шовкової нитки (філаменту).

Суть: Нитка кокона шовкопряда складається з двох білків: фіброїн (≈75–80%) — твердий нерозчинний білок, що утворює нитку; серицин (≈20–25%) — водорозчинний білковий клей, що скріплює фіброїнові нитки. Дегумування — це гідроліз та розчинення серицину в слаболужному гарячому середовищі:
Серицин(тверд.) + OH⁻ →^{(+85…+95°C)} Гідролізований серицин(розч.)
Для розмотування нитки потрібне часткове видалення серицину (15–20% від його маси). Для прядіння — повне дегумування (100%).

ТАБЛИЦЯ: РЕЖИМИ ТА КОНЦЕНТРАЦІЇ ДЛЯ ДЕГУМУВАННЯ

Мета обробки	Реагент	Концентрація	Температура	Час	Модуль ванни
Розмотування нитки (Reeling)	Натуральне мило 72% або Оливкове мило	2–3 г/л	+80…+85°C	10–15 хв	1 : 30
Глибоке дегумування (для прядіння)	Кальцинована сода (Na₂CO₃)	3–5 г/л	+90…+95°C	30–45 хв	1 : 40
Комбіноване (Шовкова вата)	Сода (2 г/л) + Мило (3 г/л)	5 г/л (сумарно)	+95°C (без кипіння)	40–60 хв	1 : 50

ФОРМУЛИ:

V_вода = M_кокони × M_ванни / 1000 (л)

M_{реагент} = V_вода × C_{концентрація} (г)

M_шовк ≈ M_кокони × (1 − X_{серицин} − X_{лялечка}) (г)

M_кокони — маса сухих суцільних коконів (г)
M_ванни — гідромодуль (30–50, відповідно до режиму)
V_вода — необхідний об'єм м'якої або дистильованої води (л)
C_{концентрація} — норма реагенту (г/л)
X_{серицин} ≈ 0.20–0.25; X_{лялечка} ≈ 0.55–0.60 (частка від маси кокона)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_кокони — маса коконів (г)

Режим дегумування

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Уникайте бурхливого кипіння: Бурхливі бульбашки механічно заплутують тонесенькі шовкові нитки, перетворюючи кокони на непридатний для розмотування хаос («колтуни»).
Жорсткість води: Використовуйте м'яку або дощову/дистильовану воду. Катіони Ca²⁺ та Mg²⁺ з жорсткої води зв'язуються з серицином та милом, утворюючи нерозчинний осад, який робить шовк жорстким та тьмяним.
Захисне спорядження: Лужний гарячий розчин подразнює шкіру — використовуйте термостійкі рукавички та окуляри.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Замочіть кокони у теплій чистій воді на 1–2 години для рівномірного просочення внутрішніх порожнин.
Крок 2: Нагрійте воду в емальованому або нержавіючому посуді до +90°C та розчиніть розраховану кількість соди або мила.
Крок 3: Опустіть кокони у розчин і притисніть їх силіконовим сітчастим диском, щоб вони були повністю занурені у рідину.
Крок 4: Витримуйте потрібний час, періодично злегка помішуючи коловими рухами бамбуковою паличкою (на кінці палички почнуть зачіплятися перші нитки).
Крок 5: Промийте дегумований шовк у двох змінах теплої води (+40°C), після чого підкисліть останню промивну воду оцтом (1–2 мл/л) для нейтралізації залишків лугу.

Практичний приклад: Повне дегумування 200 г сухих коконів (сода 4 г/л, модуль 1:40):
V_вода = 200 × 40 / 1000 = 8.0 л
M_сода = 8.0 × 4 = 32.0 г
M_шовк ≈ 200 × 0.22 = 44 г чистого фіброїну
Витримка: +90…+95°C, 40 хвилин.

🌿 Хімічна мацерація та кислотне пом'якшення рослинних волокон (кропива, льон, конопля)

Призначення: Обчислення концентрацій та масових співвідношень кислотних розчинів (оцтової CH₃COOH, лимонної або щавлевої H₂C₂O₄ кислот) та лужних розчинів для пом'якшення, нейтралізації та вимивання пектинових речовин і лігніну з грубого трепаного волокна рослинного походження (кропива двудомна, стебла конопель, льон).

Суть: Луб'яні волокна рослин скріплені між собою пектинами, геміцелюлозою та лігніном. Процес пом'якшення двоетапний:
1. Лужна мацерація (Депектинізація): Гаряча обробка содою або NaOH розщеплює пектинові містки між пучками целюлозних волокон.
2. Кислотне пом'якшення (Кислування): Розчиняє солі кальцію пектинату, вимиває залишки лугів:
Пектинат Ca(нерозч.) + 2H⁺ → Пектинова кислота + Ca²⁺

ТАБЛИЦЯ: РЕЖИМИ ОБРОБКИ РОСЛИННИХ ВОЛОКОН

Етап обробки	Реагент	Концентрація	Температура	Тривалість
Етап 1: Лужне виварювання (Мацерація)	Кальцинована сода або NaOH	10–15 г/л (сода) 2–5 г/л (NaOH)	+95…+100°C	1.5–2 год
Етап 2: Промивка	Гаряча проточна вода	—	+50…+60°C	10 хв
Етап 3: Кислотне пом'якшення	Оцтова кислота 9% або Лимонна кислота	20–30 мл/л (оцет) 5–10 г/л (лимонна)	+40…+50°C	30–60 хв

ФОРМУЛИ:

V_{розчину} = M_{волокно} × M_модуль / 1000 (л)

M_лимон = V_{розчину} × C_г/л (г)

V_оцет = V_{розчину} × C_мл/л (мл)

M_{волокно} — маса сухого трепаного або вичесаного волокна (г)
M_модуль — гідромодуль ванни (рекомендовано 15–20)
C_г/л — концентрація лимонної кислоти (5–10 г/л)
C_мл/л — об'ємна норма введення 9%-го оцту (20–30 мл/л)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_{волокно} — маса волокна (г)

Гідромодуль (1:N)

Тип кислотного реагенту

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Контроль часу лужної мацерації: Не перевищуйте концентрацію NaOH та час виварювання. Занадто сильний луг розчинить не лише пектин, а й пошкодить структуру самого целюлозного волокна, роблячи його крихким та рвучким.
Вентиляція: При роботі з гарячими лужними та кислотними розчинами виділяються пари, що подразнюють дихальні шляхи. Використовуйте захисні окуляри, гумові рукавички та працюйте у добре провітрюваному приміщенні.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Очистіть сире волокно (трепану кропиву або льон) від великих шматочків дерев'янистої костри шляхом прочісування на гребенях.
Крок 2: Проведіть лужне виварювання у розчині кальцинованої соди (15 г/л) при кипінні протягом 90 хвилин.
Крок 3: Промийте волокно у теплій воді (+50…+60°C) протягом 10 хвилин, відтискаючи руками розчинений зелений пектиновий слиз.
Крок 4: Занурте волокно у підготовлений кислотний розчин і залишіть на 45–60 хвилин при +40…+50°C.
Крок 5: Злийте кислотний розчин, відтисніть волокно (не викручуючи надто сильно) та висушіть у підвішеному стані в тіні. Після висихання волокно стане м'яким, шовковистим і готовим до прядіння.

Практичний приклад: Кислотне пом'якшення 500 г волокна кропиви (лимонна кислота 8 г/л, модуль 1:20):
V_{розчину} = 500 × 20 / 1000 = 10.0 л
M_лимон = 10.0 × 8 = 80.0 г
Розчинити 80 г лимонної кислоти у 10 л теплої води (+45°C), замочити волокно на 45 хвилин.

🚧

Калькулятори для підрозділів 8.2–8.4 у розробці. Підрозділ 8.1 та 8.5 реалізовано повністю (v0.3.0).

8.6 Виготовлення чорнил та туші

🖋️ Залізо-галове чорнило (Iron Gall Ink)

Призначення: Розрахунок молярного співвідношення танінів (з дубових горішків або кори дуба) та залізного купоросу FeSO₄·7H₂O для синтезу світлостійкого водонерозчинного чорного чорнила.

Суть: Комплексоутворення: танінова кислота + FeSO₄ → розчинний таноат заліза(II). Окислення на повітрі: Fe²⁺ → Fe³⁺ → нерозчинний темний пирогалат заліза(III). Гуміарабік утримує частки та регулює в'язкість.

ТАБЛИЦЯ: КОМПОНЕНТИ НА 1 Л ВОДИ

Компонент	Маса на 1 л	Функція
Екстракт дубових горішків	50–60 г	Джерело танінів
FeSO₄·7H₂O	30–35 г	Джерело іонів заліза
Гуміарабік	20–25 г	Плівкоутворювач
Оцтова кислота	5–10 мл	Консервант / інгібітор осаду

ФОРМУЛИ:

M_{купорос} = M_танін × 0.60

M_гумі = M_{купорос} × 0.70

M_танін — суха маса танінів в екстракті (г)
M_{купорос} — маса FeSO₄·7H₂O (г)
M_гумі — маса сухого гуміарабіку (г)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_танін — маса танінів в екстракті (г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Корозія паперу (Iron Gall Corrosion): Передозування купоросу → надлишок H₂SO₄ → руйнування целюлози аж до дірок у папері.
Плями: Чорнило стійко фарбує шкіру та одяг. Працювати у рукавичках.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Подрібніть 100 г горішків, залийте 1 л води, кип'ятіть 45 хв. Профільтруйте.
Крок 2: У теплому відварі розчиніть гуміарабік.
Крок 3: Окремо розчиніть купорос у 100 мл води, влийте у відвар (рідина почорніє).
Крок 4: Додайте оцет, розлийте у темні флакони, витримайте 3 дні.

Приклад: 1 л чорнила з 50 г танінів:
M_{купорос} = 50 × 0.60 = 30 г, M_гумі = 30 × 0.70 = 21 г + 10 мл 9% оцту.

🥜 Горіхове чорнило з навколоплідників (Walnut Ink)

Призначення: Виварювання зеленої/чорної шкірки грецького горіха для отримання світлостійкого капілярного чорнила сепійно-коричневого відтінку.

Суть: Хромофор — юглон (5-гідрокси-1,4-нафтохінон). Термічна екстракція: тривале варіння переводить юглон у розчин. Окисна полімеризація: при висиханні юглон утворює стійкі темні полімери. Коефіцієнт уварювання K ≈ 3–4.

ФОРМУЛИ:

V_кінець = V_{початок} / K_увар (K ≈ 3–4)

M_гумі = V_{кінець_мл} × 0.025

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_{початок} — об'єм відвару (мл)

K — коефіцієнт уварювання

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Запліснявіння: Без антисептика (гвоздична олія, фенол, тимол) чорнило вкриється пліснявою за 5–7 днів.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Подрібніть шкірку, залийте водою, замочте на 24 години.
Крок 2: Варіть 2–3 години до зменшення об'єму в 3–4 рази.
Крок 3: Тричі профільтруйте через щільну тканину.
Крок 4: Введіть гуміарабік + 5 крапель гвоздичної олії, розлийте у стерильні флакони.

Приклад: 2 л → 500 мл (K=4):
M_гумі = 500 × 0.025 = 12.5 г + 5 крапель гвоздичної олії.

⬛ Традиційна художня туш на сажі (Кіптява / Сажова туш)

Призначення: Розрахунок диспергування вуглецевого пігменту (лампової або газової сажі) у водному розчині клею (желатину або гуміарабіку).

Суть: Туш — високодисперсна суспензія чистого вуглецю. Сажа гідрофобна. ПАР або протеїновий клей огортає частки стеричним захисним шаром, запобігаючи коагуляції та забезпечуючи глянцевий блиск.

ФОРМУЛИ:

M_клей = M_сажа × 0.50

V_вода = M_сажа × 8.0

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_сажа — маса сухої сажі (г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Летючість пилу сажі: Газова сажа легко потрапляє у дихальні шляхи. Розтирати в респіраторі P2/P3 або під витяжкою.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Розчиніть клей у теплій дистильованій воді.
Крок 2: На курант висипте сажу, додайте трохи клею та краплю жовчі.
Крок 3: Розтирайте 30–40 хвилин до зникнення крупинок.
Крок 4: Розведіть залишком клею, профільтруйте через капрон.

Приклад: 30 г сажі:
M_клей = 30 × 0.50 = 15 г, V_вода = 30 × 8 = 240 мл + 1.5 мл жовчі.

🫧 Спиртостійка шелакова туш

Призначення: Обчислення пропорцій розчинення шелаку з додаванням бури Na₂B₄O₇·10H₂O для водостійкої туші з глянцевим фінішем.

Суть: Шелак нерозчинний у воді, але розчинний у лужних розчинах. Бура утворює з шелаковими кислотами розчинні солі. Після висихання шелак повертається у нерозчинну форму — водостійка плівка.

ФОРМУЛИ:

M_бура = M_шелак × 0.20

V_вода = M_шелак × 8.0

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

M_шелак — маса шелаку (г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Псуваність інструменту: Застигла шелакова туш НЕ змивається водою! Пензлі мити спиртом або аміачним розчином ВРАЗУ після роботи.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Розчиніть буру у гарячій воді (+85…+90°C) на водяній бані.
Крок 2: Поступово додавайте подрібнений шелак (45–60 хв до повного розчинення).
Крок 3: Профільтруйте теплий лак через марлю.
Крок 4: Введіть пігмент/барвник, вимішайте та остудіть.

Приклад: 50 г шелаку:
M_бура = 50 × 0.20 = 10 г, V_вода = 50 × 8 = 400 мл

👁️ Невидиме (симпатичне) хімічне чорнило

Призначення: Розрахунок концентрацій реактивів (CoCl₂, лимонного соку, соди) для прозорих розчинів, що проявляються під впливом температури або хімічних реагентів.

Суть: Термічна деструкція: органічні сполуки (лимонна кислота) при нагріванні обвуглюють целюлозу → коричневий. Кристалогідратний перехід: CoCl₂·6H₂O (безбарвний) → безводний CoCl₂ (синій) при нагріванні (оборотне).

ТАБЛИЦЯ: ТИПИ СИМПАТИЧНОГО ЧОРНИЛА

Тип	Склад / 100 мл води	Проявлення	Колір
Термічне органічне	20 г соди або 30 мл лимону	Праска / вогонь +150°C	Коричневий
Кобальтове	5 г CoCl₂·6H₂O	+110…+130°C	Синій (оборотний)
Індикаторне	1 г фенолфталеїну / 50 мл спирту	1% аміак	Малиновий

ФОРМУЛА:

M_сіль = V_вода × C% / 100

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V — об'єм води (мл)

C% — концентрація (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Токсичність кобальту: CoCl₂ — токсична сполука. Не допускати контакту зі шкірою, не використовувати для дитячих ігор без рукавичок!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Розчиніть речовину у дистильованій воді.
Крок 2: Нанесіть напис перовою ручкою або скляною паличкою.
Крок 3: Дайте повністю висохнути (напис стає невидимим).
Крок 4: Для проявлення прогрійте праскою або над джерелом тепла.

Приклад: 150 мл 5% CoCl₂:
M_сіль = 150 × 5 / 100 = 7.5 г

📝 Водно-дисперсійне чорнило для пергаменту/кальки

Призначення: Додавання ПАР та спиртів у водні чорнила для зниження поверхневого натягу та змочування воскованих/гідрофобних поверхонь.

Суть: Пергамент/калька мають низьку поверхневу енергію (вода ≈72 мН/м згортається у кульки). Ізопропанол/ПАР знижують натяг до 30–35 мН/м → ідеальне розтікання та адгезія.

ФОРМУЛА:

V_спирт = V_{чорнило} × ω% / 100

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V — об'єм чорнила (мл)

ω% — частка ІПС (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Розмивання ліній: Надлишок ПАР (>2% жовчі або >20% спирту) → сильне розпливання по волокнах.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Приготуйте стандартну водну туш або чорнильну основу.
Крок 2: Мірним шприцом введіть ізопропанол та гліцерин.
Крок 3: Додайте 5–10 крапель жовчі, струсіть флакон.
Крок 4: Тестовий штрих на кальці: рідина має лягати рівно без розривів.

Приклад: 200 мл, ІПС 10%, гліцерин 1%:
V_спирт = 200 × 0.10 = 20 мл, V_{гліцерин} = 200 × 0.01 = 2 мл, водна база: 178 мл

🧹 Регенерація, освітлення та видалення чорнильних плям

Призначення: Обчислення концентрацій розчинів (щавлевої кислоти C₂H₂O₄, KMnO₄, Na₂S₂O₃) для безпечного видалення чорнильних плям з документів.

Суть: Етап 1: KMnO₄ в кислому середовищі окислює барвник (→ MnO₂ коричнева пляма). Етап 2: Щавлева кислота знебарвлює MnO₂ та комплексує Fe³⁺ → розчинний [Fe(C₂O₄)₃]³⁻.

ТАБЛИЦЯ: ДВОХКОМПОНЕНТНИЙ ВИТРАВЛЮВАЧ

Етап	Склад	Концентрація	Час
Етап 1 (Окисник)	KMnO₄ + CH₃COOH	0.5% KMnO₄ + 2% кислоти	1–2 хв
Етап 2 (Відновник)	C₂H₂O₄ або H₂O₂ 3%	2.0–3.0% щавлевої	До знебарвлення

ФОРМУЛА:

M_щав = V_вода × C% / 100

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V — об'єм води (мл)

C% — концентрація щавлевої к. (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Руйнування паперу: Залишки кислоти ОБОВ'ЯЗКОВО нейтралізувати 1% содою або аміаком + промити водою! Інакше папір розсиплеться.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Нанесіть розчин KMnO₄ (Етап 1) на пляму. Зачекайте 60 секунд.
Крок 2: Промокніть фільтрувальним папером.
Крок 3: Нанесіть щавлеву кислоту / H₂O₂ (Етап 2) до повного знебарвлення.
Крок 4: Промийте дистильованою водою, висушіть під пресом.

Приклад: 100 мл 2.5% щавлевої кислоти:
M_щав = 100 × 2.5 / 100 = 2.5 г

💧

Вода, клімат та інженерні системи

Водопідготовка · Опалення · Холодоагенти · Резерви · Сорбенти

9.1 Сантехніка та водопідготовка

🧂 Розрахунок витрати солі для регенерації іонообмінної смоли

Призначення: Обчислення необхідної маси таблетованої солі (NaCl) та об'єму води для регенеруючого розчину, а також визначення міжочисного ресурсу (фільтроциклу) побутового пом'якшувача води колонного чи кабінетного типу.

Суть: Пом'якшення води відбувається шляхом катіонування: іони Ca²⁺ та Mg²⁺ зв'язуються матрицею сильнокислої катіонообмінної смоли, заміщуючись на іони Na⁺. Після виснаження активних центрів смоли проводиться регенерація — промивка смоли 8–12% розчином таблетованої солі. Висока концентрація Na⁺ витісняє накопичені Ca²⁺ та Mg²⁺ у дренаж. Обмінна ємність смоли вимірюється в г-екв/л. Для регенерації 1 л катіоніту витрачається 120–160 г сухої солі NaCl.

ТАБЛИЦЯ: ВИТРАТА СОЛІ ТА РЕСУРС ЗАЛЕЖНО ВІД ОБ'ЄМУ СМОЛИ

Об'єм смоли (тип колони)	Обмінна ємність	Витрата солі	Вода на промивку	Ресурс (H=7 мг-екв/л)
12 л (0844 / Кабінет)	~14.4 г-екв	1.5–1.8 кг	120–150 л	2.05 м³
25 л (1054)	~30.0 г-екв	3.0–3.8 кг	250–300 л	4.28 м³
37 л (1252)	~44.4 г-екв	4.5–5.5 кг	350–420 л	6.34 м³
50 л (1354)	~60.0 г-екв	6.0–7.5 кг	480–550 л	8.57 м³

ФОРМУЛИ:

V_ресурс = (V_смоли × E_смоли) / H_води

M_сіль = (V_смоли × N_сіль) / 1000

V_{води_бак} = M_сіль / 0.30

V_смоли — об'єм іонообмінної смоли в балоні (л)
E_смоли — питома робоча обмінна ємність (1.2–1.4 г-екв/л)
H_води — загальна жорсткість вихідної води (мг-екв/л)
N_сіль — норма витрати солі на літр смоли (120–150 г/л)
M_сіль — маса таблетованої солі на 1 регенерацію (кг)
0.30 кг/л — насичена розчинність NaCl у воді при +20°C

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

V_смоли — об'єм смоли (л)

E_смоли — ємність (г-екв/л)

H_води — жорсткість (мг-екв/л)

N_сіль — норма солі (г/л смоли)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Категорична заборона кухонної дрібної солі («Екстра»): Використовуйте виключно спеціальну таблетовану сіль. Дрібна або кам'яна сіль слежується на дні бака у суцільний моноліт («сольовий міст»), що забиває ежекційні канали та виводить з ладу керуючий клапан.
Контроль рівня солі: Рівень сольових таблеток у баку завжди повинен бути вищим за рівень залитої води щонайменше на 5–10 см для забезпечення насиченого 30% розчину.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Введіть значення жорсткості води H та об'єму смоли V у керуючий контролер (Clack, Runxin, Autotrol).
Крок 2: Налаштуйте параметр заповнення сольового бака (Brine Refill) на розраховану масу/об'єм води.
Крок 3: Засипте в сольовий бак 1–2 мішки (25–50 кг) таблетованої солі.
Крок 4: Раз у 1–2 місяці візуально перевіряйте відсутність злежаних грудок солі на дні бака.

Приклад: Балон 1054, 25 л смоли, E = 1.2 г-екв/л, H = 8.0 мг-екв/л, N = 130 г/л:
V_ресурс = (25 × 1.2) / 8.0 = 3.75 м³ (3750 л)
M_сіль = (25 × 130) / 1000 = 3.25 кг
V_{води_бак} = 3.25 / 0.30 ≈ 10.8 л

🧪 Дозування гіпохлориту натрію та коагулянтів для знезалізнення

Призначення: Обчислення дози гіпохлориту натрію (NaClO) та коагулянту для окислення розчиненого заліза (Fe²⁺), марганцю (Mn²⁺), видалення сірководню (H₂S) та осадження суспензій перед засипними фільтрами.

Суть: Залізо у глибоких свердловинах перебуває в розчиненій двовалентній формі Fe²⁺. Під дією окислювачів переходить у тривалентну нерозчинну форму Fe(OH)₃↓, яка затримується засипними фільтрами (Birm, Pyrolox, Ecofer). Гіпохлорит натрію миттєво окислює Fe²⁺→Fe³⁺ та Mn²⁺→Mn⁴⁺, окислює H₂S до сірки/сульфатів та здійснює повну дезінфекцію.

ВИТРАТА АКТИВНОГО ХЛОРУ НА ОКИСЛЕННЯ 1 мг/л ДОМІШКИ:

Домішка	Коефіцієнт
1.0 мг Fe²⁺	0.64 мг Cl₂
1.0 мг Mn²⁺	1.30 мг Cl₂
1.0 мг H₂S	2.10 мг Cl₂

ФОРМУЛИ:

D_Cl₂ = (0.64 × [Fe]) + (1.30 × [Mn]) + (2.10 × [H₂S]) + D_запас

V_гіпох = (D_Cl₂ × 1000) / (C_актив × ρ)

[Fe], [Mn], [H₂S] — концентрації домішок за аналізом води (мг/л)
D_запас — залишковий вільний хлор для знезараження (0.5–1.0 мг/л)
C_актив — вміст активного хлору в товарному реагенті (г/л). Марка А: 150–190 г/л (15–19%)
ρ — густина розчину гіпохлориту натрію (~1.2 г/см³)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

[Fe] — залізо (мг/л)

[Mn] — марганець (мг/л)

[H₂S] — сірководень (мг/л)

D_запас — запас хлору (мг/л)

C_актив — активний хлор (г/л)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Дегазація та розклад гіпохлориту: Під дією сонячного світла та тепла NaClO розкладається з втратою активності (до 1–2% на місяць). Зберігайте концентрат у темній тарі в прохолодному приміщенні.
Час контакту: Контактна колона або накопичувальний бак повинен забезпечити час контакту не менше 15–20 хвилин до подачі води на засипний фільтр.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зробіть розширений хімічний аналіз води (Fe, Mn, H₂S, pH, окислюваність).
Крок 2: За формулою розрахуйте загальну дозу активного хлору.
Крок 3: Налаштуйте довжину ходу та частоту імпульсів дозуючого насоса (Tekna, SEKO, Prominent) залежно від сигналу лічильника води.
Крок 4: Засипте в наступну колону сорбент (активоване вугілля або засипку MS/АС) для зняття осаду та залишків хлору.

Приклад: Fe = 8.0, Mn = 0.4, H₂S = 0.5 мг/л, запас = 0.8 мг/л, 15% NaClO (150 г/л):
D_Cl₂ = (0.64×8.0) + (1.30×0.4) + (2.10×0.5) + 0.8 = 5.12 + 0.52 + 1.05 + 0.8 = 7.49 мг/л
M_Cl₂ на 1 м³ = 7.49 × 1000 = 7490 мг = 7.49 г
V_гіпох = 7.49 / 150 ≈ 50 мл на 1 м³ води

🦠 Дозування біопрепаратів у септики та ЛОС

Призначення: Обчислення стартової та підтримуючої дози біопрепаратів (сухих штамів анаеробних/аеробних бактерій та ферментів) для прискорення розщеплення жирів, фекалій, целюлози, усунення запахів та запобігання замулюванню дренажного поля.

Суть: У ЛОС та септиках переробка органіки відбувається під дією мікроорганізмів. Анаеробний септик — бактерії розщеплюють органіку без доступу кисню до метану, CO₂ та коротколанцюгових кислот. Аеробна станція — мікроорганізми за наявності примусового подавання повітря окислюють органіку з утворенням активного мулу. Введення біопрепаратів необхідне після тривалого простою, застосування агресивної хімії (хлор, кислоти) або при перевищенні нормативного об'єму стоків.

ТАБЛИЦЯ: ДОЗУВАННЯ СУХОГО БІОПРЕПАРАТУ (10⁹ КУО/г)

Об'єм септика	Осіб	Стартове	Підтримуюче/міс	Після хімії
1.5–2.0 м³	1–3	100 г	25–30 г	50 г
3.0–4.0 м³	4–6	200 г	50–60 г	100 г
5.0–6.0 м³	7–9	300 г	90–100 г	150 г
Вигребна яма	—	200 г/2 м³	50 г/2 тижні	—

ФОРМУЛИ:

Q_доба = (N_люд × 200) / 1000 (м³/добу; 200 л — норма на 1 особу)

V_септик = 3 × Q_доба (мінімум 3-добовий об'єм стоків)

M_біо = M_базова + (N_люд × K_{поправка})

N_люд — кількість мешканців
M_базова — базова доза препарату на мінімальний об'єм (г)
K_{поправка} — додатковий коефіцієнт: 10–15 г/особу

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Кількість мешканців

M_базова (г)

K_{поправка} (г/особу)

Режим

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Побутова хімія — головний ворог бактерій: Хлорвмісні засоби («Білизна», «Domestos»), концентровані кислоти для прочищення труб, антибіотики та фосфатні пральні порошки вбивають біокультуру септика. Використовуйте біорозкладні миючі засоби.
Активація сухих бактерій: Ніколи не висипайте сухий порошок прямо в унітаз. Попередньо витримайте в 5–10 л теплої нехлорованої води (+20…+35°C) протягом 20–30 хвилин для активізації спор.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Відміряйте необхідну масу сухих бактерій мірною ложкою.
Крок 2: Наберіть у пластикове відро 5 л відстояної (нехлорованої) води +25…+30°C.
Крок 3: Висипте порошок у воду, перемішайте і залиште на 20–30 хвилин.
Крок 4: Вилийте вміст у унітаз або безпосередньо в першу камеру (приймач) септика.
Крок 5: Утримайтеся від користування сантехнікою та спуску гарячої/мильної води протягом 4–6 годин (найкраще вніч).

Приклад: 5 осіб, M_базова = 50 г, K = 10 г/особу. Після зливу хлорного відбілювача:
M_шок = 50 × 4 = 200 г (аварійна доза)
M_{підтрим} = 50 + (5 × 10) = 100 г/місяць (по 50 г кожні 14 днів)

❄️ Консервація та розконсервація септика на зимовий період

Призначення: Обчислення об'єму відкачування стоків, об'єму заповнення чистою водою та кількості компенсаторів розширення льоду (ПЕТ-пляшок із піском) для консервації ЛОС і септиків сезонного проживання на зиму, а також порядок весняного запуску.

Суть: Залишати септик на зиму повністю порожнім — небезпечно: ґрунтові води та пученіння ґрунту виштовхують або розчавлюють корпус. Повністю заповнений без компенсаторів — при замерзанні вода розширюється на 9%, розриваючи стінки та перегородки. Правильний рівень: заповнення водою на 70–75% від робочого об'єму + плаваючі компенсатори.

ТАБЛИЦЯ: ПАРАМЕТРИ КОНСЕРВАЦІЇ ЗАЛЕЖНО ВІД ОБ'ЄМУ

Об'єм септика	Рівень води (75%)	Залишок мулу	Компенсатори (2 л)
1.5 м³ (до 2 осіб)	~1.1 м³	~0.3 м³	4–6 шт.
3.0 м³ (3–5 осіб)	~2.2 м³	~0.5 м³	8–10 шт.
5.0 м³ (6–8 осіб)	~3.7 м³	~0.8 м³	12–16 шт.

ФОРМУЛИ:

M_пісок = V_пляшки × ρ_пісок × 0.25 (занурення на 50–60%)

N_пляшок = S_{дзеркала} × 4 (4 пляшки на 1 м² поверхні)

V_пляшки — об'єм ПЕТ-пляшки (1.5 або 2.0 л)
ρ_пісок — густина сухого піску (~1.5 кг/л)
S_{дзеркала} — площа поверхні води в камері (м²)
N_пляшок — кількість компенсаторів, зв'язаних шнуром

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

S_{дзеркала} — площа поверхні (м²)

Об'єм пляшки (л)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Категорично заборонено повністю відкачувати воду на зиму: Порожній септик навесні буде зім'ятий ґрунтом або виштовхнутий під час танення снігу.
Вимкнення електрообладнання: З аераційних станцій (Топас, Астра, Еко-Гранд) обов'язково демонтуйте компресор аерації та дренажний насос і перенесіть у тепле сухе приміщення.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

А. Консервація на зиму:
Крок 1: Часткова відкачка мулу з дна (залиште ~30% активного осаду).
Крок 2: Заповніть камери чистою водою до 75% від робочого об'єму.
Крок 3: Опустіть у кожну камеру компенсатори (пляшки з піском), закріпивши мотузки за горловину.
Крок 4: Демонтуйте компресор та блок електроніки, вимкніть автомат живлення.
Крок 5: Утепліть кришку пінополістиролом (ЕППС 50–100 мм) та закрийте люк.

Б. Розконсервація навесні:
Крок 1: Зніміть утеплення, відкрийте люк.
Крок 2: Витягніть компенсаційні пляшки за мотузки.
Крок 3: Встановіть компресор та насоси, підключіть живлення.
Крок 4: Долийте воду до 100% робочого рівня.
Крок 5: Внесіть стартову (шокову) дозу біопрепарату для запуску біоочистки.

Приклад: 2 камери, S = 2.5 м², пляшки 2 л:
N_пляшок = 2.5 × 4 = 10 шт.
M_пісок = 1.0 кг піску в кожну (для занурення наполовину)

9.2 Автономне опалення та клімат

🧪 Розведення пропіленгліколю або етиленгліколю водою для захисту системи опалення від замерзання

Призначення: Приготування незамерзаючого теплоносія (антифризу) заданої температури кристалізації для заповнення замкнутих систем опалення, теплових насосів та сонячних колекторів.

Фізико-хімічна суть: Водні розчини двоатомних спиртів (гліколів) мають температуру замерзання значно нижчу за чисту воду. При кристалізації розчин не розширюється (не розриває труби), а перетворюється на кашоподібний гель, не пошкоджуючи систему. Пропіленгліколь (C₃H₈O₂) — нетоксичний, рекомендований для двоконтурних котлів. Етиленгліколь (C₂H₆O₂) — сильна отрута (смертельна доза 50–100 мл), заборонений для двоконтурних котлів та відкритих систем.

ФОРМУЛИ:

V_{гліколь} = V_{системи} × C_% / 100

V_вода = V_{системи} − V_{гліколь}

V_{системи} — загальний внутрішній об'єм системи опалення (л)
C_% — необхідна об'ємна концентрація гліколю (%) з таблиці
V_{гліколь} — необхідний об'єм концентрованого гліколю (л)
V_вода — необхідний об'єм дистильованої/знесоленої води (л)

ТАБЛИЦЯ: ТЕМПЕРАТУРА ЗАМЕРЗАННЯ / КОНЦЕНТРАЦІЯ ГЛІКОЛЮ

T_зам, °C	Частка гліколю, %	Вода на 100 л, л	Гліколь на 100 л, л	ρ при +20°C, г/см³
−10	25	75	25	1.023
−15	33	67	33	1.032
−20	40	60	40	1.040
−25	44	56	44	1.045
−30	48	52	48	1.050
−35	52	48	52	1.055
−40	56	44	56	1.060

Примітка: гліколь розводять виключно дистильованою або знесоленою водою (жорсткість < 5 мг-екв/л) для запобігання утворенню накипу.

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Об'єм системи опалення (л)

Температура замерзання

Тип гліколю

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Етиленгліколь — смертельно отруйний! Смертельна доза для людини — 50–100 мл. Категорично заборонений для двоконтурних котлів та відкритих систем. При роботі — рукавички та захисні окуляри.
В'язкість та розширення: Гліколеві розчини мають у 2–3 рази вищу в'язкість і на 50% більший коефіцієнт теплового розширення за воду. Розширювальний бак має бути більшим на 40–50% порівняно з водяним.
Текучість: Гліколеві розчини мають менший поверхневий натяг за воду — легко проникають через мікротріщини. Усі нарізні з'єднання — ущільнювати стійкими герметиками.
Антикорозійні присадки: Чистий гліколь за високих температур окислюється з утворенням кислот. Обов'язково додавати 3–5% антикорозійних та антивспінювальних присадок (інгібіторів корозії).

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Визначте загальний внутрішній об'єм системи опалення (паспорт котла + розрахунок труб та радіаторів).
Крок 2: За таблицею визначте необхідну концентрацію гліколю для бажаної T замерзання.
Крок 3: Розрахуйте об'єм гліколю та дистильованої води за формулами.
Крок 4: У чистій ємності змішайте гліколь з дистильованою водою (жорсткість < 5 мг-екв/л).
Крок 5: Додайте 3–5% антикорозійних присадок (інгібіторів корозії).
Крок 6: Заповніть систему через зливний кран або спеціальний насос, видаліть повітря з радіаторів.

Практичний приклад (V_{системи} = 150 л, захист до −25°C, пропіленгліколь):
З таблиці: C = 44%
V_{гліколь} = 150 × 44 / 100 = 66 л пропіленгліколю
V_вода = 150 − 66 = 84 л дистильованої води

🔥 Теплотворна здатність дров залежно від вологості та породи деревини

Призначення: Обчислення дійсної нижчої теплоти згоряння деревини залежно від відносної вологості та вибір оптимального палива за вагою або об'ємом (складометрами).

Фізико-хімічна суть: Абсолютно суха деревина будь-якої породи має майже однаковий хімічний склад (≈50% C, 6% H, 44% O) і однакову теплотворність ≈18.5 МДж/кг (5.14 кВт·год/кг). Волога у сирих дровах знижує ефективність: зменшує частку паливної маси та витрачає значну частину енергії на випаровування (≈2.26 МДж на 1 кг води).

ФОРМУЛА МЕНДЕЛЄЄВА (для деревини):

Q_i^r = Q_i^d × (1 − W/100) − 0.0244 × W [МДж/кг]

Q_i^r = 5.14 × (1 − W/100) − 0.00678 × W [кВт·год/кг]

Q_i^r — нижча теплота згоряння робочого палива
Q_i^d — теплота згоряння абсолютно сухої деревини (≈18.5 МДж/кг)
W — відносна вологість деревини (%)

ТАБЛИЦЯ: ТЕПЛОТВОРНІСТЬ ДРОВ РІЗНОЇ ВОЛОГОСТІ

Стан дров	W, %	Q, МДж/кг	Q, кВт·год/кг	Ефективність
Абсолютно сухі (камерна сушка)	0	18.5	5.14	100%
Сухі приміщення (2 роки)	15	15.3	4.25	83%
Повітряно-сухі (навіс, 1 рік)	20	14.3	3.97	77%
Напівсухі (4–6 місяців)	35	11.2	3.11	60%
Свіжозрубані	50	8.0	2.22	43%
Сплавні / мокрі	60	6.0	1.67	32%

ТАБЛИЦЯ: ГУСТИНИ ТА ОБ'ЄМНА ТЕПЛОТВОРНІСТЬ ПОРІД (W=20%)

Порода	ρ, кг/м³	кВт·год/скл.м	≈ л дизпалива
Граб	750	2100	≈210
Дуб черешчатий	690	1930	≈193
Ясень / Бук	680	1900	≈190
Береза	630	1750	≈175
Сосна	500	1400	≈140
Вільха / Осіна	450	1250	≈125

1 складометр (скл.м) = штабель 1×1×1 м з порожнечами. Коефіцієнт повнодеревності для колотих дров ≈ 0.70 (1 скл.м ≈ 0.7 м³ суцільної деревини).

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ТЕПЛОТВОРНОСТІ ДРОВ

Вологість деревини W (%)

Потреба тепла (кВт·год)

ККД котла (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Сажа та креозот: Спалювання вологих дров (W > 35%) призводить до інтенсивного осадження креозоту в димоході — загроза пожежі. Очищуйте димохід щонайменше 2 рази за опалювальний сезон.
Чадний газ (CO): Закриття димової заслінки до повного згоряння вугілля призводить до отруєння CO — без запаху та кольору, смертельно небезпечний. Встановіть датчик CO.
Зберігання дров: Колоті дрова сушіть у провітрюваному навісі щонайменше 12 місяців перед спалюванням.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Визначте вологість дров (за часом сушки або вологоміром).
Крок 2: З таблиці або формули визначте теплотворність Q (кВт·год/кг).
Крок 3: Визначте потрібну кількість тепла з урахуванням ККД котла.
Крок 4: Розрахуйте необхідну масу дров: M = E_{потреба} / (Q × η).
Крок 5: Перерахуйте на складометри, якщо потрібно: скл.м = M / (ρ × 0.70).

Практичний приклад (4000 кВт·год, ККД=80%, дуб):
E_палива = 4000 / 0.8 = 5000 кВт·год
а) W=20%: M = 5000 / 3.97 ≈ 1259 кг (≈2.6 скл.м дубу)
б) W=50%: M = 5000 / 2.22 ≈ 2252 кг — на 80% більше, підвищена сажа та креозот

⚖️ Порівняння теплотворності вугілля, торфобрикетів та паливних пелет

Призначення: Порівняльний розрахунок теплотворних характеристик та собівартості 1 кВт·год тепла для різних видів твердого палива.

Фізико-хімічна суть: Антрацит (75–95% C) має найвищу питому теплоту згоряння серед твердого палива, але підвищену зольність. Торфобрикети — помірна теплотворність, висока зольність (10–15%), тривалий час тління. Паливні пелети — спресована деревина/лушпиння, завдяки низькій вологості (6–9%) наближаються за теплотворністю до вугілля при мінімальній зольності.

ПОРІВНЯЛЬНА ТАБЛИЦЯ ВИДІВ ПАЛИВА

Вид палива	W, %	Зола, %	Q, МДж/кг	Q, кВт·год/кг
Антрацит (АМ/АО)	5–7	10–15	27.0–30.0	7.50–8.33
Кам'яне вугілля (ДГО/Г)	8–12	15–25	21.0–24.0	5.83–6.67
Пелети з лушпиння соняшника	7–9	3–5	18.5–20.0	5.14–5.56
Деревні пелети / брикети (DIN+)	6–8	0.5–1.5	17.5–19.0	4.86–5.28
Торфобрикети	15–18	12–18	14.0–15.5	3.89–4.30
Буре вугілля	20–30	20–30	12.0–14.0	3.33–3.89
Дрова сухі (W=20%)	20	1	14.3	3.97

ФОРМУЛА ВАРТОСТІ 1 кВт·год ТЕПЛА:

C_{кВт·год} = P_кг / (Q_i^r × η_котла)

C_{кВт·год} — собівартість 1 кВт·год корисного тепла (грн/кВт·год)
P_кг — вартість 1 кг палива (грн/кг)
Q_i^r — теплотворна здатність палива (кВт·год/кг)
η_котла — ККД котла у частках (наприклад 0.75)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР СОБІВАРТОСТІ ТЕПЛА

Вид палива

Q палива (кВт·год/кг) — якщо «Інше»

Ціна палива (грн/кг)

ККД котла (%)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Вугільний пил: Дрібні фракції кам'яного вугілля вибухонебезпечні — зберігати у провітрюваному приміщенні, не допускати скупчення пилу.
Зола антрациту: Містить важкі метали та радіонукліди — утилізувати відповідально, не розсипати на город.
Торфобрикети: Схильні до самозаймання при тривалому зберіганні великими штабелями — забезпечити вентиляцію.
Пелети: Зберігати в сухому місці (вологість понад 15% — втрата якості, розбухання, пліснява).

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Визначте потрібну кількість тепла для опалення за сезон / місяць (кВт·год).
Крок 2: Визначте ККД вашого котла (паспортні дані).
Крок 3: З таблиці виберіть доступні види палива та їхню теплотворність.
Крок 4: Дізнайтеся актуальні ціни палива у вашому регіоні (грн/кг).
Крок 5: Розрахуйте собівартість 1 кВт·год для кожного виду за формулою.
Крок 6: Порівняйте — врахуйте також зольність, зручність подачі та екологічність.

Практичний приклад (брикети 8.00 грн/кг, Q=4.9 кВт·год/кг vs вугілля 11.00 грн/кг, Q=6.2 кВт·год/кг, ККД=75%):
C_{брикети} = 8.00 / (4.9 × 0.75) = 8.00 / 3.675 ≈ 2.18 грн/кВт·год
C_{вугілля} = 11.00 / (6.2 × 0.75) = 11.00 / 4.65 ≈ 2.37 грн/кВт·год
Висновок: брикети на ≈8% дешевші, значно менше золи та відсутність їдкого диму.

9.3 Холодоагенти та кліматичне обладнання

❄️ Перерахунок маси заправки фреону за тиском та температурою (метод перегріву / переохолодження)

Призначення: Розрахунок точної маси хладагенту (фреону R134a, R410a, R32) під час заправки чи дозаправки системи кондиціонування за показниками перегріву (Superheat) та переохолодження (Subcooling) з урахуванням довжини траси.

Фізико-хімічна суть: Точна заправка холодильного контуру за вагою є стандартною процедурою, проте при збільшенні довжини фреонопроводу понад базову (зазвичай 5 м) або при втраті частини газу виникає потреба контролю заправки за діаграмою насичення P–T.
Цільовий перегрів (Superheat, SH) — для систем з капілярною трубкою (механічним розширювальним вентилем). Різниця між температурою всмоктувальної трубки та температурою кипіння фреону при даному тиску. Оптимум: 5–8 К.
Цільове переохолодження (Subcooling, SC) — для систем з ТРВ/ЕРВ. Різниця між температурою конденсації при даному тиску та температурою рідинної трубки. Оптимум: 4–7 К.

ПАРАМЕТРИ ФРЕОНІВ ТА НОРМИ ДОЗАПРАВКИ:

Марка фреону	Тип олії	Тиск всмоктування (Tкип=+5°C)	Тиск конденсації (Tконд=+45°C)	Дозаправка на 1 м траси понад 5 м (3/8″–1/4″)
R134a	PAG / POE	2.5 бар (маном.)	10.6 бар (маном.)	12–15 г/м
R410a	POE	8.3 бар (маном.)	26.3 бар (маном.)	15–20 г/м
R32	POE	8.5 бар (маном.)	26.8 бар (маном.)	12–16 г/м

МАТЕМАТИЧНІ ФОРМУЛИ:

1. Перегрів (SH, К або °C):
SH = T_всмокт − T_{кип.насич}(P_всмокт)
2. Переохолодження (SC, К або °C):
SC = T_{конд.насич}(P_нагніт) − T_рідин
3. Загальна маса заправки з урахуванням траси (M_заг, г):
M_заг = M_{паспорт} + (L_траси − L_баз) × N_дод

Змінні: SH — перегрів пара (°C/К) · SC — переохолодження рідини (°C/К) · T_всмокт — температура на всмоктувальній трубці (°C) · T_{кип.насич} — температура насичення за тиском всмоктування (°C) · T_рідин — температура рідинної трубки (°C) · T_{конд.насич} — температура насичення за тиском нагнітання (°C) · M_{паспорт} — заводська норма заправки (г) · L_траси — фактична довжина фреонопроводу (м) · L_баз — базова довжина (зазвичай 5 м) · N_дод — норма дозаправки на 1 м понад базу (г/м)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР — МАСА ЗАПРАВКИ ФРЕОНУ

Марка фреону

Паспортна заправка M_{паспорт} (г)

Фактична довжина траси L_траси (м)

Базова довжина L_баз (м)

T на всмоктувальній трубці T_всмокт (°C)

T насичення при тиску всмоктування T_кип (°C)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Обмороження рідким фреоном: Рідкий фреон при попаданні на шкіру миттєво випаровується, викликаючи глибоке обмороження (температура кипіння R410a при атм. тиску до −51.5°C). Працювати виключно в захисних окулярах і рукавичках.
Вибухонебезпека R32: Фреон R32 відноситься до класу помірно горючих газів (A2L). Не застосовуйте відкритий вогонь біля контуру. Не вакуумуйте систему з витоком при працюючих поблизу джерелах іскроутворення.
Гідроудар компресора: Ніколи не заправляйте рідкий фреон у порт всмоктування при працюючому компресорі — це призводить до руйнування клапанної групи компресора.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Очистіть теплообмінники зовнішнього та внутрішнього блоків від бруду і пилу.
Крок 2: Підключіть манометричний колектор і балон із фреоном через ваги до сервісного порту.
Крок 3: Проведіть глибоке вакуумування системи (до тиску не вище 500 мікрон / 0.67 мбар).
Крок 4: Обчисліть додаткову масу фреону за довжиною траси (калькулятор вище).
Крок 5: Заправте розраховану масу хладагенту за вагами у рідкій фазі при вимкненій системі (або за паровою фазою при працюючому компресорі).
Крок 6: Запустіть кондиціонер у режимі охолодження на 15–20 хвилин і проведіть контрольний вимір SH або SC.

Практичний приклад (R410a, паспорт 1100 г, траса 12 м, база 5 м, N=20 г/м, T_всмокт=+11°C, T_кип=+5°C):
ΔM = (12 − 5) × 20 = 140 г
M_заг = 1100 + 140 = 1240 г
SH = 11 − 5 = 6°C — нормальна кількість хладагенту (оптимум 5–8 К ✓)

🛢️ Розрахунок об'єму компресорного масла при частковій або повній заміні

Призначення: Обчислення об'єму та маси компресорної олії (PAG, POE або мінеральної), необхідної для заправки/доливки в холодильний компресор або автокондиціонер під час заміни елементів контуру (конденсатора, випарника, осушувача) або повної промивки системи.

Фізико-хімічна суть: Компресорна олія циркулює по контуру разом із хладагентом. Кожен елемент затримує певну частку олії: компресор — 50–60%, випарник — 20–25%, конденсатор — 10–15%, ресивер-осушувач/акумулятор — 5–10%, магістральні трубки — 5%. При заміні одного вузла додається кількість олії, яка залишилася у вилученому елементі. При повній розгерметизації проводиться повна промивка із 100% нової олії.
Тип олії суворо регламентований: PAG — для автокондиціонерів на R134a (гігроскопічна); POE — для R410a, R32, R134a в стаціонарних та інверторних системах.

РОЗПОДІЛ ОЛІЇ В КОНТУРІ ТА НОРМИ ДОЛИВКИ:

Елемент контуру	Частка олії від загальної заправки (%)	Середня норма доливу (автокондиціонери, мл)
Новий компресор (сухий)	100%	150–220 мл (за паспортом)
Конденсатор	10–15%	15–30 мл
Випарник	20–25%	30–50 мл
Ресивер-осушувач	5–10%	10–15 мл
При швидкій розгерметизації (виток)	~30%	30–50 мл

МАТЕМАТИЧНІ ФОРМУЛИ:

1. Об'єм олії при заміні одного елемента (V_долив, мл):
V_долив = V_{паспорт} × K_елем / 100
2. Загальний об'єм при повній перезаправці (V_заг, мл):
V_заг = V_злито + ΣV_{елементів}

Змінні: V_{паспорт} — повний заправочний об'єм олії за специфікацією (мл) · K_елем — нормативна частка затримання олії у відповідному елементі (%) · V_долив — необхідний об'єм олії для додавання (мл) · V_злито — об'єм олії, злитий зі старого компресора (мл)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР — ОБ'ЄМ КОМПРЕСОРНОГО МАСЛА

Паспортний об'єм олії V_{паспорт} (мл)

Елементи, що замінюються

Утримуйте Ctrl (Win) або Cmd (Mac) для вибору кількох елементів

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Висока гігроскопічність: Олії PAG та POE надзвичайно активно вбирають вологу з повітря. Відкрита банка насичується вологою за 10–15 хвилин, що призводить до утворення кислот у контурі та роз'їдання міді й обмоток компресора. Тримайте тару щільно закритою та заливайте олію безпосередньо перед вакуумуванням.
Несумісність типів олій: Категорично заборонено змішувати PAG та POE або мінеральні олії. Це викликає випадання пластівців, забивання капілярної трубки та заклинювання компресора.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Визначте за технічною документацією тип і повну норму олії (V_{паспорт}).
Крок 2: При заміщенні компресора — злийте олію зі старого компресора у мірну склянку, виміряйте V_злито.
Крок 3: Злийте транспортувальну олію з нового компресора та залийте в нього V_злито + 10–20 мл свіжої олії.
Крок 4: При заміні окремих елементів — додайте розраховані порції олії безпосередньо у нові вузли перед встановленням.
Крок 5: Запустіть глибоку вакуумацію контуру тривалістю не менше 30 хвилин для видалення залишків вологи.

Практичний приклад (автокондиціонер, V_{паспорт}=180 мл, PAG 46, заміна конденсатора + ресивера):
V_конд = 180 × 0.15 = 27 мл
V_осуш = 180 × 0.10 = 18 мл
V_долив = 27 + 18 = 45 мл свіжої олії PAG 46

💧 Розрахунок точки роси та відносної вологості повітря в льосі / підвалі

Призначення: Розрахунок температури точки роси (T_d) та відносної вологості повітря (φ) у льосі або підвальному приміщенні для визначення ризику конденсації вологи на стінах, стелі та продуктах харчування, а також визначення необхідних заходів вентиляції.

Фізико-хімічна суть: Точка роси (T_d) — температура, до якої повинно охолодитися повітря, щоб водяна пара досягла стану насичення і почала конденсуватися. Якщо T_стін ≤ T_d — на поверхнях випадає конденсат, що створює середовище для плісняви та гниття.
Оптимальний режим льоху: температура +2...+4°C, відносна вологість 85–90% (картопля, морква), 70–75% (сухе зберігання).

ТАБЛИЦЯ ТОЧОК РОСИ Td (°C):

Температура повітря T	φ = 60%	φ = 75%	φ = 85%	φ = 95%
+2°C	−4.9°C	−1.8°C	−0.2°C	+1.3°C
+5°C	−2.1°C	+1.0°C	+2.7°C	+4.3°C
+10°C	+2.6°C	+5.8°C	+7.6°C	+9.2°C
+15°C	+7.3°C	+10.6°C	+12.5°C	+14.2°C
+20°C	+12.0°C	+15.4°C	+17.4°C	+19.1°C

МАТЕМАТИЧНІ ФОРМУЛИ (наближення Магнуса):

1. Допоміжна функція γ(T, φ):
γ(T,φ) = (a × T) / (b + T) + ln(φ / 100)
2. Температура точки роси T_d (°C):
T_d = b × γ(T,φ) / (a − γ(T,φ))
3. Константи Магнуса: a = 17.27, b = 237.7°C
4. Спрощена емпірична формула (для φ > 50%):
T_d ≈ T − (100 − φ) / 5

Змінні: T_d — температура точки роси (°C) · T — поточна температура повітря (°C) · φ — відносна вологість повітря (%) · T_ст — фактична температура стіни/стелі/поверхні продуктів (°C) · a, b — коефіцієнти рівняння Магнуса-Тетенса

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР — ТОЧКА РОСИ

Температура повітря T (°C)

Відносна вологість φ (%)

Температура стіни T_ст (°C)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Задуха та накопичення CO₂: У закритих погребах через дихання овочів та процеси гниття накопичується вуглекислий газ (CO₂) або токсичний чадний газ. Перед спуском у невентильований підвал обов'язково перевірте атмосферу (газоаналізатор або запалена свічка) та провітріть приміщення.
Токсична пліснява: Конденсат сприяє розвитку токсичного грибка Stachybotrys chartarum та чорної плісняви Aspergillus. Спори є сильними алергенами та канцерогенами — не знаходьтеся в ураженому приміщенні без респіратора FFP2.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Виміряйте температуру (T) та відносну вологість (φ) повітря у підвалі за допомогою гігрометра/психрометра.
Крок 2: Обчисліть точку роси (T_d) за формулою Магнуса або скористайтеся калькулятором вище.
Крок 3: Пірометром або контактним термометром виміряйте температуру найхолодніших поверхонь (стін, кутів, стелі).
Крок 4: Якщо T_{поверхні} ≤ T_d — увімкніть припливно-витяжну вентиляцію або осушувач повітря.
Крок 5: Взимку регулюйте вентиляційні засувки — не переохолоджуйте підвал нижче 0°C. Тепле вологе літнє повітря при потраплянні в холодний підвал завжди викликає конденсат.

Практичний приклад (T=+10°C, φ=85%, T_ст=+6°C):
γ(10,85) = (17.27×10)/(237.7+10) + ln(0.85) = 0.6972 − 0.1625 = 0.5347
T_d = 237.7×0.5347 / (17.27−0.5347) = 127.1/16.735 ≈ +7.6°C
T_ст(+6°C) < T_d(+7.6°C) → конденсат буде випадати! Необхідно знизити φ нижче 75% або утеплити стіну.

9.4 Зберігання продовольчих резервів

Поглиначі кисню (Oxygen Absorbers, cc/ml) залежно від об'єму контейнера та типу продукту; дозування силікагелю на одиницю об'єму для крупи, насіння, інструментів

🔢 калькулятор

9.5 Сушильні агенти та сорбенти — Приготування та регенерація

🔵 Регенерація силікагелю (SiO₂·nH₂O)

Призначення: Температурний розрахунок і часовий контроль термодесорбції вологи з пористої структури силікагелю (зокрема індикаторного з кобальтовими солями) для повного відновлення його вологопоглинальної здатності без руйнування каркасу.

Фізико-хімічний зміст: Силікагель утримує воду за рахунок фізичної адсорбції (капілярної конденсації) та водневих зв'язків із силанольними групами (≡Si–OH). Нагрівання в діапазоні +120…+160°C надає молекулам H₂O кінетичну енергію, достатню для подолання потенціалу адсорбції без пошкодження мезопористої структури. Прожарювання вище +200°C призводить до незворотного спікання пор та дегідратації силанольних груп до силоксанових зв'язків (≡Si–O–Si≡).

Індикація: CoCl₂ змінює колір з рожевого (гексагідрат, вологий) на глибокий синій (безводна сіль) при залишковій вологості < 0.5%.

ТАБЛИЦЯ РЕЖИМІВ СУШІННЯ ТА РЕГЕНЕРАЦІЇ

Тип силікагелю	Температура регенерації	Тривалість	Колір (вологий → сухий)
Технічний (КСМГ / КСКГ)	+150…+170°C	3–4 год	Білий (без зміни)
Індикаторний (CoCl₂)	+120…+130°C	4–5 год	Рожевий → Синій
Безекологічний (органосолі)	+110…+120°C	4–6 год	Жовтий → Темно-зелений

ФОРМУЛИ:

W_зал = (M_волог − M_сух) / M_сух × 100%

η = (1 − (M_реген − M_{сух_теор}) / (M_насич − M_{сух_теор})) × 100%

W_зал — залишкова вологоємність (% від сухої маси)
M_волог / M_насич — маса відпрацьованого сорбенту (г)
M_сух / M_{сух_теор} — паспортна маса сухого сорбенту (г)
M_реген — маса після прожарювання та охолодження (г)
η — ефективність регенерації (%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР — ЗАЛИШКОВА ВОЛОГІСТЬ СИЛІКАГЕЛЮ

M_волог — маса вологого сорбенту (г)

M_реген — маса після прожарювання (г)

M_сух — паспортна суха маса (г)

Тип силікагелю

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Пил та канцерогенність: Індикаторний силікагель містить CoCl₂ — речовину з підозрою на канцерогенність. Вивантаження та пересипання проводити суворо у респіраторі та під витяжною шафою!
Термошок: Не можна висипати розпечений силікагель (>+100°C) на холодну металеву або вологу поверхню — гранули тріскаються і розлітаються на пил.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Розсипте відпрацьований силікагель рівним шаром (≤ 2–3 см) на деко з термостійкого скла або нержавіючої сталі.
Крок 2: Помістіть у сушильну шафу — +125°C (індикаторний) або +160°C (звичайний).
Крок 3: Витримайте 3–4 год, раз на годину перемішуючи дерев'яною або порцеляновою лопаткою.
Крок 4: Після повернення синього кольору пересипте гарячим у герметичний ексикатор або бутль з пришліфованою пробкою для охолодження.

Практичний приклад: Партія 1200 г (індикаторний), після +130°C маса = 1025 г, суха маса = 1000 г.
W_зал = (1025 − 1000) / 1000 × 100% = 2.5%
Норма ≤ 0.5% → маса повинна бути ≈ 1005 г. Потрібно ще 1.5–2 год прожарювання.

⬛ Регенерація активованого вугілля

Призначення: Методика термічної та парової десорбції поглинутих органічних сполук і газів з мікро- та мезопор активованого вугілля для відновлення його сорбційного об'єму та пористості.

Фізико-хімічний зміст: Поглинання має переважно дисперсійний (ван-дер-ваальсовий) характер. При +150…+250°C виганяються легколетючі розчинники. Для важких органічних молекул потрібне +350…+450°C в інертній атмосфері або вакуумі. При наявності повітря та >+300°C починається поверхневе горіння (C + O₂ → CO₂), що призводить до втрати маси і вибухонебезпеки.

ТАБЛИЦЯ ТЕМПЕРАТУРНИХ РЕЖИМІВ ЗА ТИПАМИ ЗАБРУДНЕНЬ

Характер забруднення	Температура	Середовище	Час
Волога та гази (CO₂, NH₃)	+110…+150°C	Сухе повітря або вакуум	2–3 год
Низькокиплячі органіка (T_кип < 100°C)	+150…+200°C	Продувка N₂ або вакуум	3–4 год
Висококиплячі смоли та полімери	+350…+400°C	Суворий інертний газ N₂ або перегрітий пар	2–5 год

ФОРМУЛИ:

ΔM_вт = (M_почат − M_реген) / M_почат × 100%

Допустимий ліміт: ΔM_вт ≤ W_адсорб + 3% (де 3% — межа вигорання вуглецю)

M_почат — маса насиченого вугілля (г)
M_реген — суха маса відновленого вугілля (г)
W_адсорб — розрахована маса поглинутих речовин (г)
ΔM_вт — загальна втрата маси при регенерації (%)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР — ВТРАТА МАСИ ВУГІЛЛЯ ПРИ РЕГЕНЕРАЦІЇ

M_почат — маса насиченого вугілля (г)

M_реген — маса після регенерації (г)

W_адсорб — маса поглинутих речовин (г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Самозаймання та вибух: Пилоподібне вугілля у поєднанні з повітрям та високою температурою вибухонебезпечне. Прожарювання при >+200°C проводити ВИКЛЮЧНО без доступу кисню — в інертній атмосфері N₂ або під вакуумом.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Завантажте вугілля у трубчату або муфельну піч з лінією інертного газу.
Крок 2: Увімкніть продувку N₂ зі швидкістю 0.5–1.0 л/хв протягом 15 хв для витіснення повітря.
Крок 3: Підніміть температуру до +200°C (або +350°C для важких забруднень) зі швидкістю +5°C/хв.
Крок 4: Витримайте 3 год. Вимкніть нагрів, продовжуйте продувку N₂ до охолодження до +50°C.

Практичний приклад (вугілля БАУ-А): 500 г вугілля, поглинуто 80 г парів етанолу, після вакуумного сушіння 410 г.
M_теор = 500 − 80 = 420 г
Втрата матриці = 420 − 410 = 10 г → 2.38% (ліміт: 3%) — придатне до повторного використання.

🔮 Прожарювання молекулярних сит (цеолітів 3A, 4A, 5A, 13X)

Призначення: Розрахунок режимів високотемпературної дегідратації алюмосилікатних каркасів цеолітів для глибокого висушування газів та рідин до залишкової вологості ppm-рівня.

Фізико-хімічний зміст: Цеоліти — кристалічні алюмосилікати з фіксованим розміром вхідних вікон (нанометрові пори). Вода утримується сильними координаційними зв'язками з катіонами Na⁺, K⁺, Ca²⁺ — стандартне сушіння при +100°C неефективне. Для активації потрібне +350…+450°C. Перевищення +550°C спричиняє незворотну аморфізацію кристалічної ґратки.

ПАРАМЕТРИ ДЕГІДРАТАЦІЇ МОЛЕКУЛЯРНИХ СИТ

Марка	Пори	Поглинає	T регенерації	Умови
Сито 3A	3 Å	H₂O, NH₃	+300…+350°C	Вакуум <10 мм рт.ст. або N₂
Сито 4A	4 Å	H₂O, CO₂, H₂S, етанол	+350…+400°C	Вакуум або потік газу
Сито 5A	5 Å	Прямі вуглеводні (н-парафіни)	+350…+420°C	Вакуум або потік газу
Сито 13X	10 Å	Великі молекули, ароматика	+400…+450°C	Глибокий вакуум <2 мм рт.ст.

ФОРМУЛА СТУПЕНЯ ДЕГІДРАТАЦІЇ:

α_дегідр = (M_почат − M_прожар) / (M_почат × X_крист) × 100%

M_почат — маса вологого цеоліту до регенерації (г)
M_прожар — залишкова маса після прожарювання (г)
X_крист — гранична масова частка кристалізаційної води (для 4A ≈ 0.21)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР — СТУПІНЬ ДЕГІДРАТАЦІЇ ЦЕОЛІТУ

M_почат — маса вологого цеоліту (г)

M_прожар — маса після прожарювання (г)

Марка молекулярного сита

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Термічний опік та вибух судини: Сухий цеоліт при контакті з рідкою водою виділяє величезну кількість тепла (екзотермічний ефект зволоження). Сухий цеоліт НЕ ЗАЛИВАТИ великим об'ємом води у закритому посуді — можливе закипання та розрив ємності!

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Помістіть гранули цеоліту в тигель або деко з жароміцної кераміки/нержавіючої сталі.
Крок 2: Нагрівайте в муфельній печі зі швидкістю +10°C/хв до +380…+400°C.
Крок 3: Витримайте не менше 4–5 год (бажано зі слабким продуванням N₂ або під вакуумом).
Крок 4: Охолодіть до +150°C, швидко пересипте у сухі скляні бутлі з тефлоновими або пришліфованими пробками.

Практичний приклад (4A, X = 21%): 1000 г вологого цеоліту, після +380°C → 800 г.
M_{вода_макс} = 1000 × 0.21 = 210 г
ΔM = 1000 − 800 = 200 г
α_дегідр = 200/210 × 100% = 95.2% — чудовий показник.

🧂 Прокалювання безводного хлориду кальцію (CaCl₂)

Призначення: Термічне зневоднення кристалогідратів CaCl₂·6H₂O або CaCl₂·2H₂O до безводної пористої форми для комплектування ексикаторів та осушувальних колонок.

Фізико-хімічний зміст: Покрокова дегідратація: CaCl₂·6H₂O (+30°C) → CaCl₂·4H₂O (+45°C) → CaCl₂·2H₂O (+175°C) → CaCl₂·H₂O (+175°C) → CaCl₂ безводний (+250…+300°C). При >+350°C за наявності вологи відбувається гідроліз з утворенням CaO та HCl↑. Несумісність: Не використовувати для осушення аміаку, спиртів, амінів та гідразинів (утворює тверді комплекси).

ФАЗОВІ ПЕРЕХОДИ ТА МАСОВІ ЧАСТКИ

Форма	M, г/моль	Вміст CaCl₂	Температура
Гексагідрат CaCl₂·6H₂O	219.08	50.69%	Тлав = +30°C
Дигідрат CaCl₂·2H₂O	147.01	75.50%	Втрата H₂O при +175°C
Безводний CaCl₂ (fused/porous)	110.98	100.00%	Прокалювання +250…+300°C

ФОРМУЛИ:

M_безвод = M_гідрат × M(CaCl₂) / M(CaCl₂·nH₂O)

M_{дигідрат} = M_{безвод_потр} × 1.325

M_гідрат — початкова маса кристалогідрату (г)
M(CaCl₂) = 110.98 г/моль; M(CaCl₂·2H₂O) = 147.01 г/моль
Коефіцієнт 1.325 = 147.01 / 110.98 (для дигідрату)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР — ВИХІД CaCl₂ БЕЗВОДНОГО

Форма вихідної солі

Маса гідрату (г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Плавлення у кристалізаційній воді: Якщо гексагідрат швидко нагріти вище +30°C, він розплавиться у рідку кашу, яка утворить монолітну кірку. Нагрівати слід плавно!
Несумісність: CaCl₂ безводний НЕ МОЖНА використовувати для осушення аміаку, спиртів, амінів та гідразинів — утворює тверді комплекси.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Розподіліть подрібнений дигідрат або гексагідрат на залізному чи порцеляновому деко.
Крок 2: Попереднє підсушування при +100°C протягом 1 год для видалення основної маси води.
Крок 3: Підніміть до +260…+300°C, прожарюйте 2.5–3 год до утворення пористих білих спечених грудок.
Крок 4: Подрібніть гарячу масу в ступці до гранул 2–5 мм і негайно засипте в нижню секцію ексикатора.

Практичний приклад (дигідрат → безводний): 500 г CaCl₂·2H₂O.
M_безвод = 500 × (110.98 / 147.01) = 500 × 0.7549 = 377.5 г
Прокалювання при +260°C.

🔵 Прокалювання сульфату міді(II) CuSO₄ — індикаторний осушувач

Призначення: Термічне зневоднення синього мідного купоросу (CuSO₄·5H₂O) до білого безводного CuSO₄ для глибокого осушення органічних розчинників (етанолу, ацетону) та візуального контролю наявності слідів води.

Фізико-хімічний зміст: CuSO₄·5H₂O (синій) → при +105°C → CuSO₄·H₂O (блакитний) → при +230…+250°C → CuSO₄ (білий/сіруватий). Безводний Cu²⁺ у кристалічній ґратці — білий. При зв'язуванні навіть слідів вологи відновлюється аквакомплекс [Cu(H₂O)₄]²⁺ — яскраво-синє забарвлення. При >+650°C: 2CuSO₄ → 2CuO + 2SO₂↑ + O₂↑ (токсично!).

ХАРАКТЕРИСТИКИ ФОРМ СУЛЬФАТУ МІДІ

Форма	Колір	М, г/моль	T утворення
Пентагідрат CuSO₄·5H₂O	Яскраво-синій	249.68	Кімнатна (стабільний)
Моногідрат CuSO₄·H₂O	Блідо-блакитний	177.62	+105…+110°C
Безводний CuSO₄	Білий / сіруватий	159.61	+230…+250°C

ФОРМУЛИ:

K_вих = 159.61 / 249.68 = 0.6392 (63.92%)

M_{купорос} = M_{безвод_потр} / 0.6392

K_вих — масова частка виходу безводного CuSO₄ (63.92%)
M_{безвод_потр} — необхідна маса безводного сульфату міді (г)
M_{купорос} — маса синього мідного купоросу для зважування (г)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР — МАСА КУПОРОСУ ДЛЯ ОТРИМАННЯ CuSO₄

Потрібна маса безводного CuSO₄ (г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Токсична термодеструкція: При >+650°C CuSO₄ розкладається з виділенням токсичних SO₂ та O₂. Контролювати температуру! Не перегрівати!
Пилоутворення: Безводний порошок сильно пилить та подразнює слизові оболонки. Працювати у захисних окулярах та масці.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Подрібніть мідний купорос у порцеляновій ступці до дрібного кристалічного порошку.
Крок 2: Висипте тонким шаром у порцелянову чашку або випарювальний сотейник.
Крок 3: Нагрівайте у шафі або на піщаній бані при +230…+250°C, постійно помішуючи скляною паличкою, поки блакитний колір повністю не зникне.
Крок 4: Отриманий білий порошок гарячим пересипте у суху ємність з герметичною пробкою.

Практичний приклад: Потрібно 100 г безводного CuSO₄ для осушення абсолютного етанолу.
M_{купорос} = 100 / 0.6392 = 156.5 г синього мідного купоросу.
Прожарювати при +240°C до повного побіління маси.

🤍 Приготування безводного сульфату магнію (MgSO₄)

Призначення: Розрахунок режимів термодегідратації гіркої солі (епсоміту MgSO₄·7H₂O) для створення високоефективного, хімічно інертного осушувача органічних витяжок, ефірів та альдегідів.

Фізико-хімічний зміст: MgSO₄·7H₂O (+150°C) → MgSO₄·H₂O → (+200…+250°C) → MgSO₄ безводний. Переваги: не вступає в реакцію з ефірами, кетонами, альдегідами та алкілгалогенідами. Висока ємність — зв'язує до 7 молекул H₂O на 1 моль. Недолік: відносно повільна швидкість поглинання (потрібно 15–30 хв струшування).

ГІДРАТНІ ФОРМИ MgSO₄

Форма	М, г/моль	Вміст MgSO₄	T сушіння
Гептагідрат MgSO₄·7H₂O (Епсом)	246.47	48.84%	Кімнатна
Моногідрат MgSO₄·H₂O	138.38	86.98%	+150°C
Безводна MgSO₄	120.37	100%	+220…+250°C

ФОРМУЛИ:

M_безвод = M_{гептагідрат} × 0.4884

M_{додавання} = V_{розчинник_мл} × 0.05 (≈50 г/л розчинника)

M_{гептагідрат} — маса аптечної або технічної солі Епсома (г)
V_{розчинник_мл} — об'єм органічної фази для осушення (мл)
Коефіцієнт 0.4884 = 120.37 / 246.47

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР — ВИХІД MgSO₄ ТА НОРМА НА РОЗЧИННИК

M_{гептагідрат} — маса солі Епсома (г)

V_{розчинник} — об'єм розчинника (мл)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Повільна швидкість поглинання: MgSO₄ зв'язує воду відносно повільно. Потрібно струшувати розчинник 15–30 хв. Не плутати з швидкодіючим CaCl₂.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Засипте гептагідрат сульфату магнію у листовий сотейник або деко.
Крок 2: Піч при +150°C на 1 год (сіль розм'якшиться, втратить 6 молекул H₂O).
Крок 3: Збільшіть до +230…+250°C ще 2 год до утворення крихкої сніжно-білої маси.
Крок 4: Розтріть гарячу масу та пересипте у сухий герметичний посуд.

Практичний приклад: 1 кг гептагідрату → осушення 3 л діетилового ефіру.
M_безвод = 1000 × 0.4884 = 488.4 г
M_{додавання} = 3000 × 0.05 = 150 г
Залишок (338.4 г) — для наступних партій або зберігання.

🫙 Комплектація та розрахунок ємності лабораторних ексикаторів

Призначення: Розрахунок необхідної маси осушувача (CaCl₂, силікагель, P₂O₅) та залишкового парціального тиску вологи в робочому об'ємі лабораторного ексикатора для ефективного зберігання гігроскопічних речовин.

Фізико-хімічний зміст: Ексикатор забезпечує ізольований простір з мінімальною відносною вологістю (RH → 0%). Кожен осушувач створює над собою визначений мінімальний парціальний тиск вологи. Шліфовані краї кришки змащують вакуумним мастилом для відсутності дифузії.

ЕФЕКТИВНІСТЬ ОСУШУВАЧІВ ДЛЯ ЕКСИКАТОРІВ

Агент	Залишок H₂O, мг/л	Швидкість	Вакуум-ексикатор
P₂O₅ (оксид фосфору V)	< 0.00002	Дуже висока	Ідеально
Молекулярні сита 4A	0.001	Висока	Відмінно
Силікагель активний	0.03…0.05	Висока	Добре (є індикатор)
CaCl₂ безводний (пористий)	0.2	Середня	Добре
H₂SO₄ конц. (98%)	0.003	Висока	Не рекомендується

ФОРМУЛА:

M_осуш = V_секції × ρ_насипн (для повного заповнення секції)

M_осуш — маса осушувача (г)
V_секції — об'єм нижньої вставної секції ексикатора (л)
ρ_насипн — насипна щільність сорбенту (г/мл або кг/л)
Довідник: силікагель ≈ 0.70 кг/л; CaCl₂ пористий ≈ 0.85 кг/л; цеоліт 4A ≈ 0.75 кг/л; P₂O₅ + пісок 1:1 ≈ 0.90 кг/л

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР — КОМПЛЕКТАЦІЯ ЕКСИКАТОРА

V_секції — об'єм нижньої секції (л)

Осушувач

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Відкривання вакуумного ексикатора: При нагнітанні повітря краплі мастила або струмінь можуть розбризкати зразок. Впускати повітря ПОТИХЕНЬКУ через капіляр або привідкритий краник!
Небезпека P₂O₅: При поглинанні води утворює в'язку метафосфорну кислоту з кіркою на поверхні. Змішувати з сухим піском 1:1.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Ретельно вимийте та висушіть скло ексикатора.
Крок 2: Нанесіть тонкий шар вакуумного мастила на пришліфований рант ексикатора та кришки.
Крок 3: Засипте у нижнє відділення розраховану масу осушувача.
Крок 4: Встановіть фарфорову перегородку, помістіть бюкси зі зразками, закрийте кришку притискально-ковзним рухом (збоку вбік).

Практичний приклад: Ексикатор 6 л, секція 1.2 л, силікагель (ρ = 0.70 кг/л).
M_{силікагель} = 1.2 × 0.70 = 0.84 кг = 840 г
Рекомендується додати 10% (84 г) індикаторного силікагелю для візуального контролю.

🏕️

Туризм, похід та аварійні ситуації

Виживання на природі · Очищення води · Польові засоби · Тепло та холод

10.1 Очищення та знезараження води в поході

💧 Дозування аптечного йоду (5%) або перекису водню (3%) для знезараження води

Призначення: Екстрене хімічне знезараження — знешкодження бактерій, вірусів та найпростіших мікроорганізмів у мутній або річковій / озерній воді в польових умовах за відсутності спеціальних таблеток (Aquatabs) чи можливості кип'ятіння.

Фізико-хімічна суть: Йод (I₂) — потужний галогеновий окисник, що руйнує клітинні оболонки бактерій та денатурує білки. Присмак нейтралізується 50–100 мг аскорбінової кислоти (вітаміну C) після витримування: йод відновлюється до безбарвного іодид-іону I⁻. Пероксид водню (H₂O₂) виділяє у воді активний атомарний кисень [O], який окислює органіку та мікроорганізми.

НОРМИ ДОЗУВАННЯ НА 1 Л ВОДИ:

Спиртовий розчин йоду 5%:
— Прозора вода (джерельна / фільтрована): 3–4 краплі / л
— Мутна / річкова / застійна вода: 8–10 крапель / л
— Час витримування: 30 хв при t > +20°C, 60 хв при t < +10°C

Перекис водню 3%:
— Прозора вода: 1.5–2.0 мл (≈30–40 крапель) / л
— Мутна / річкова / застійна вода: 3.0–4.0 мл (≈60–80 крапель) / л
— Час витримування: 45–60 хвилин

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Об'єм води (л)

Реагент

Якість води

Температура води

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Обов'язкова первинна фільтрація: Перед додаванням хімічних реагентів воду профільтруйте через тканину, складену в кілька шарів, або саморобний піщано-вугільний фільтр — для видалення механічних часток.
Йод — протипоказання: Не використовуйте йодний метод вагітним, людям з хворобами щитовидної залози та дітям до 5 років.
Нейтралізація смаку йоду: Після витримування додайте 50–100 мг аскорбінової кислоти (вітамін C) — йод перетворюється на безшкідливий безбарвний I⁻, смак і запах зникають.
Перекис + органіка: У дуже брудній воді перекис частково витрачається на окислення органіки, а не мікроорганізмів — збільшуйте дозу та час витримування.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Зберіть воду та відфільтруйте через багатошарову тканину або саморобний фільтр.
Крок 2: Відміряйте розраховану кількість реагенту (краплі — стандартна медична крапельниця ~0.05 мл/крапля).
Крок 3: Додайте реагент у воду та ретельно перемішайте протягом 30 секунд.
Крок 4: Щільно закрийте та витримайте розрахований час (30–60 хв для йоду, 45–60 хв для H₂O₂).
Крок 5 (для йоду): Після витримування додайте аскорбінову кислоту для нейтралізації присмаку.

Практичний приклад (2 л мутної річкової води, йод 5%, t=+15°C):
Доза: 8–10 крапель/л × 2 л = 16–20 крапель
Час витримування: 60 хв (температура між +10°C і +20°C — застосовуємо безпечний варіант — 60 хв)
Після витримування: додати 100–200 мг аскорбінової кислоти для нейтралізації смаку

🟣 Розрахунок марганцівки (KMnO₄) для знезараження води або промивання ран

Призначення: Приготування слабко-рожевого розчину перманганату калію для знезараження питної води або для промивання ран та шлунку при отруєннях у поході.

Фізико-хімічна суть: Перманганат калію в нейтральному або слабокислому середовищі є сильним окисником. Для знезараження питної води допустима концентрація: 0.001–0.002% (вода набуває блідо-рожевого, ледь помітного відтінку). Для промивання ран: 0.01–0.05% (помітно-рожевий колір). Для шлунку при отруєнні: 0.01–0.02% (блідо-рожевий).

ФОРМУЛА:

M_KMnO₄ = V_вода (мл) × C_% / 100

M_KMnO₄ — маса кристалів перманганату (г)
V_вода — об'єм води (мл)
C_% — цільова концентрація (%): 0.001–0.002 для пиття, 0.01–0.05 для ран

Орієнтир без ваг: 2–3 кристали на кінчику сірника розчиніть у 100 мл води до темно-малинового кольору → поступово вливайте у 1 л питної води до появи блідо-рожевого відтінку

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Об'єм води (мл)

Призначення розчину

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

НІКОЛИ не кидайте кристали одразу у весь об'єм води! Нерозчинений кристал марганцівки при потраплянні на слизову оболонку шлунка або стравоходу викликає важкий хімічний опік.
Правило розчинення: Спочатку розчиніть 2–3 кристали в 100 мл води до темно-малинового кольору, потім поступово вливайте концентрат у велику ємність з водою при постійному перемішуванні.
Концентрація понад 0.1% викликає опіки слизових оболонок — не перевищуйте рекомендовані норми.
Час витримування: не менше 30 хвилин перед вживанням.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: У прозорий кухоль (100 мл) влийте воду й опустіть 2–3 кристали марганцівки (на кінчику сірника).
Крок 2: Ретельно перемішайте до повного розчинення — отримаєте темно-малиновий концентрат.
Крок 3: Поступово вливайте концентрат у 1 л питної води при перемішуванні, доки вода не стане блідо-рожевою.
Крок 4: Витримайте не менше 30 хвилин перед вживанням.

Практичний приклад (1 л питної води, 0.001%):
M_KMnO₄ = 1000 мл × 0.001 / 100 = 0.01 г (10 мг)
Без ваг: розчиніть 2–3 кристали в 100 мл → вливайте у 1 л до появи ледь помітного рожевого відтінку → витримати 30 хв.

10.2 Саморобні джерела тепла, холоду та польова гігієна

🔥 Розрахунок сольової хімічної грілки (ацетат натрію)

Призначення: Створення багаторазового самонагрівного сольового аплікатора / грілки на основі перенасиченого розчину тригідрату ацетату натрію (CH₃COONa·3H₂O) для обігріву рук, ніг або спальника в польових умовах.

Фізико-хімічна суть: Ацетат натрію розчиняється у власній кристалізаційній воді при нагріванні вище +58°C. При охолодженні розчин залишається метастабільною переохолодженою рідиною. При механічному впливі (натискання на металеву мембрану або внесення мікрокристалика-затравки) починається бурхлива кристалізація з виділенням прихованої теплоти фазового переходу. Температура нагрівання грілки: +50…+54°C.

ФОРМУЛИ:

M_солі = M_заг × 0.90

V_вода = M_заг × 0.10 (г → мл)

M_заг — загальна бажана маса грілки (г)
M_солі — маса тригідрату ацетату натрію CH₃COONa·3H₂O (г) — 90% від маси суміші
V_вода — об'єм дистильованої води (мл) — 10% від маси суміші

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Загальна маса грілки (г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Нагрівання на відкритому вогні: Не нагрівайте закриту грілку безпосередньо на вогні — лише на водяній бані. При перегріванні вище +80°C можливе термічне розкладання сполуки.
Температура поверхні: +50…+54°C — не прикладайте до відкритих ран або пошкодженої шкіри без прокладки з тканини.
Ацетат натрію — нетоксична харчова добавка (E262), безпечний при випадковому контакті зі шкірою.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ ВИГОТОВЛЕННЯ:

Крок 1: Змішайте розраховану кількість тригідрату ацетату натрію та дистильованої води у термостійкій посудині.
Крок 2: Нагрійте на водяній бані до повного розчинення кристалів (розчин має стати повністю прозорим).
Крок 3: Залийте гарячий розчин у щільний герметичний пакет із застібкою та дайте охолонути до кімнатної температури.
Крок 4 (Активація): Клікніть металевою кнопкою всередині або киньте мікрокристалик солі — почнеться кристалізація з нагріванням до +54°C.
Крок 5 (Відновлення): Прокип'ятіть закриту грілку в каструлі з водою 10–15 хвилин до повного розчинення кристалів — готова до повторного використання.

Практичний приклад (грілка 300 г):
M_солі = 300 × 0.90 = 270 г тригідрату ацетату натрію
V_вода = 300 × 0.10 = 30 мл дистильованої води
Температура нагрівання: +50…+54°C протягом 30–60 хвилин

❄️ Розрахунок аварійного охолоджуючого пакету (аміачна селітра / сечовина)

Призначення: Приготування аварійного холодоелемента (аналог пакету «Сніжок») для надання першої допомоги при травмах, забиттях, розтягненнях або укусах комах у польових умовах.

Фізико-хімічна суть: Розчинення аміачної селітри (NH₄NO₃) або карбаміду / сечовини (CO(NH₂)₂) у воді є ендотермічним процесом — відбувається поглинання тепла з навколишнього середовища. Температура розчину знижується від +20°C до −5…0°C (селітра) або до 0…−5°C (сечовина).

ПРОПОРЦІЇ (за масою):

Аміачна селітра (NH₄NO₃): сіль : вода = 1:1 → падіння температури ≈ −25…−30°C від початкової
Карбамід / сечовина (CO(NH₂)₂): сіль : вода = 1:1.2 → падіння температури ≈ −20…−25°C від початкової

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР

Реагент

Маса солі (г)

РЕЗУЛЬТАТ:

⚠️ Техніка безпеки

Аміачна селітра — вибухонебезпечна! Зберігайте окремо від органічних речовин, масел, горючих матеріалів. Не нагрівайте та не піддавайте ударам у концентрованому вигляді.
Не прикладайте пакет безпосередньо до шкіри: температура може досягати −5°C, що призводить до відмороження. Загортайте в тканину.
Сечовина — нетоксична, найбезпечніший варіант для домашнього аптечного набору.
Не вживати внутрішньо: концентрований розчин аміачної селітри токсичний при проковтуванні.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ (польовий пакет «Сніжок»):

Крок 1: Зовнішній щільний пакет заповнити сухою сіллю (наприклад, 150 г).
Крок 2: Всередину помістити герметичний запаяний пакет меншого розміру з водою (150 мл для селітри або 180 мл для сечовини).
Крок 3 (активація): Різко стиснути / розірвати внутрішній пакет з водою і енергійно потрусити — охолодження починається за 5–10 секунд.
Крок 4: Загорнути пакет у тканину і прикласти до травмованого місця на 15–20 хвилин.

Практичний приклад (150 г аміачної селітри):
Пропорція 1:1 → V_вода = 150 мл
Очікуване охолодження: від +20°C до ≈ −5…0°C (ΔT ≈ 25–30°C)

🌿 Екологічний польовий миючий засіб (гірчиця + сода + мило)

Призначення: Приготування сухого або пастоподібного порошку для миття посуду, прання білизни та особистої гігієни в умовах дикої природи, який повністю розкладається мікроорганізмами ґрунту та не забруднює водойми (на відміну від синтетичних ПАР та фосфатів).

Фізико-хімічна суть: Гірчичний порошок містить натуральні ліпіди та гірчичні олії, які зв'язують та омилюють жир навіть у холодній воді. Харчова сода (NaHCO₃) створює м'яке лужне середовище, розчиняє пригорілу органіку та нейтралізує кислоти. Подрібнене 72% господарське мило — натрієві солі жирних кислот, що легко засвоюються ґрунтовими бактеріями.

РЕЦЕПТУРА СУХОГО ПОЛЬОВОГО ПОРОШКУ (500 г):

🟡 Гірчичний порошок: 40% → 200 г
⬜ Харчова сода (NaHCO₃): 40% → 200 г
🟤 Натерте господарське мило 72%: 20% → 100 г

Перемішати всі компоненти та зберігати у щільно закритій ємності або ZIP-пакеті. Термін придатності: 6–12 місяців.

⚠️ Техніка безпеки

Алергія на гірчицю: При відомій алергії на гірчицю або хрестоцвіті замініть гірчичний порошок на висівки або деревний попіл (теж є природним миючим агентом).
Чутлива шкіра: Не використовуйте для миття тіла у великих кількостях — мило та гірчиця можуть сушити шкіру при тривалому контакті. Ретельно змивайте.
Не для окулярів та оптики — гірчичний порошок залишає подряпини.

СПОСІБ ЗАСТОСУВАННЯ:

Для посуду: 0.5–1 ч. ложки порошку нанести на вологу мочалку / ганчірку або насипати в каструлю з водою, розтерти і змити. Безпечний для миття в річках та струмках.
Для прання: 1–2 ч. ложки на 3–5 л води, замочити на 30 хвилин, потерти руками і ретельно прополоскати.
Для рук: Невелику щіпку порошку змочити водою і розтерти між долонями — знежирює та очищує.

Практичний приклад (500 г суміші):
Гірчичний порошок: 200 г | Харчова сода: 200 г | Натерте мило 72%: 100 г
Вистачить приблизно на 100–200 порцій миття посуду (0.5–1 ч. ложка за раз)

📷

Оптика, фотографія та аналоговий хімічний друк

Проявники · Фіксажі · Регенерація розчинів

11.1 Приготування класичних фотографічних проявників

🧪 Розрахунок компонентів проявника (D-76, СТ-2, Мікрофен)

Призначення: Обчислення масових співвідношень та порядку розчинення хімічних компонентів (проявляючих речовин, консервантів, зберігаючих та противуалюючих речовин) для виготовлення стандартних проявляючих розчинів (D-76, СТ-2, Мікрофен) для фотоплівок та фотопаперу.

Суть та фізико-хімічний зміст: Проявлення — це хімічний процес відновлення експонованого галогеніду срібла (AgHal) до металевого чорного срібла (Ag⁰). Класичний проявник складається з 4 груп речовин:
1. Проявляючі речовини: Метол+Гідрохінон (M-Q) — метол дає деталізацію в тінях, гідрохінон — щільність у світлах; синергетичний ефект. Фенідон+Гідрохінон (P-Q) — фенідон потребує у 5–10 разів меншого дозування ніж метол.
2. Зберігаюча речовина: Сульфіт натрію (Na₂SO₃) — запобігає окисленню, у високих концентраціях зменшує зернистість.
3. Активатор (луг): Сода (Na₂CO₃), бура (Na₂B₄O₇) або NaOH — визначає pH та швидкість проявлення.
4. Противуалююча речовина: Бромід калію (KBr) або бензотріазол — гальмує відновлення неекспонованих кристалів срібла.

Хімічний компонент	D-76 (Плівка)	СТ-2 (Папір/Плівка)	Мікрофен P-Q
Метол	2.0 г	8.0 г	—
Фенідон	—	—	0.25 г
Гідрохінон	5.0 г	2.0 г	5.0 г
Сульфіт натрію (Na₂SO₃) безводний	100.0 г	25.0 г	100.0 г
Кальцинована сода (Na₂CO₃)	—	20.0 г	—
Бура (Na₂B₄O₇·10H₂O)	2.0 г	—	3.0 г
Бромід калію (KBr)	—	1.0 г	1.0 г
Дистильована вода (T = +50°C)	до 1.0 л	до 1.0 л	до 1.0 л

ФОРМУЛА — перерахунок кристалогідрату:

M_{кристал} = M_{безводн} × (M_{мол.кристал} / M_{мол.безводн})

M_{безводн} — маса речовини з рецепту для безводної солі (г)
M_{кристал} — маса кристалогідрату, яку треба зважити (г)
Коефіцієнт для Na₂SO₃: 1 г безводного = 2.0 г 7-водного (Na₂SO₃·7H₂O)
Коефіцієнт для Na₂CO₃: 1 г кальцинованої = 2.7 г 10-водної (Na₂CO₃·10H₂O)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ПРОЯВНИКА

Рецептура

Об'єм розчину (л)

Форма сульфіту натрію

РЕЗУЛЬТАТ:

🚨 Техніка безпеки та застереження

Токсичність та алергенність: Метол викликає важкі контактні дерматити. Гідрохінон та фенідон є токсичними сполуками. Працюйте в нітрилових рукавичках!
Суворий порядок розчинення: Метол НЕ розчиняється у висококонцентрованому розчині сульфіту натрію. Але без сульфіту він миттєво окислюється киснем у воді.
ПРАВИЛО: Спочатку у теплу воду засипають ~1–2 г сульфіту натрію, потім повністю розчиняють Метол, і лише після цього додають решту сульфіту, далі гідрохінон і луг.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Підігрійте 800 мл дистильованої води до +45...+50°C.
Крок 2: Засипте 1–2 г сульфіту натрію, розчиніть.
Крок 3: Засипте та повністю розчиніть Метол (або Фенідон).
Крок 4: Послідовно розчиніть решту сульфіту натрію, потім Гідрохінон, і в кінці — Буру/Соду та Бромід калію.
Крок 5: Долийте холодну дистильовану воду до об'єму 1.0 л, відфільтруйте через ватно-паперовий фільтр і дайте вистоятися 6–12 годин.

Практичний приклад: Приготувати 2.0 літри проявника D-76. Наявний сульфіт натрію — кристалічний 7-водний.
Метол: 2.0 г × 2 = 4.0 г | Гідрохінон: 5.0 г × 2 = 10.0 г | Бура: 2.0 г × 2 = 4.0 г
Сульфіт безводний: 100 г/л × 2 л = 200 г → 7-водний: 200 × 2.0 = 400.0 г
Розчиняємо у 1.6 л теплої дист. води, доводимо до 2.0 л.

11.2 Розрахунок та виготовлення фіксажів (закріплювачів)

🔬 Нейтральний, кислий та швидкий фіксаж

Призначення: Обчислення концентрації тіосульфату натрію та метабісульфіту калію/натрію для приготування нейтральних, кислих та швидких (амонійних) фіксуючих розчинів, що вимивають неосвітлені галогеніди срібла з фотоемульсії.

Суть та фізико-хімічний зміст: Після проявлення у світлочутливому шарі залишається невідновлений AgBr. Якщо його не видалити, під дією світла негатив повністю почорніє.
Тіосульфат-іони (S₂O₃²⁻) реагують з нерозчинним AgBr, утворюючи розчинні комплексні солі:
AgBr + 2Na₂S₂O₃ → Na₃[Ag(S₂O₃)₂] + NaBr

Нейтральний: Лише тіосульфат натрію. Повільний, потребує стоп-ванни.
Кислий: Тіосульфат + метабісульфіт (K₂S₂O₅). Зупиняє проявлення миттєво.
Швидкий: Тіосульфат амонію (NH₄)₂S₂O₃. Час фіксування 1.5–3 хвилини замість 8–12.

Складник / Параметр	Нейтральний	Кислий	Швидкий
Тіосульфат натрію 5-водний (Na₂S₂O₃·5H₂O)	200–250 г	200–250 г	—
Тіосульфат амонію (NH₄)₂S₂O₃	—	—	150–170 г
Метабісульфіт калію (K₂S₂O₅) або натрію	—	15–20 г	15–20 г
Сульфіт натрію безводний	—	—	10–15 г
Час освітлення плівки (T = +20°C)	8–12 хв	5–8 хв	1.5–3 хв

ФОРМУЛА — перевірка часу повного фіксування:

t_фікс = 2 × t_{освітлення}

t_{освітлення} — час, за який матова емульсія незасвіченої плівки у фіксажі стає повністю прозорою (хв)
t_фікс — підсумковий необхідний час витримки негатива у фіксажі (хв)
Увага: Розчинення тіосульфату натрію є сильно ендотермічною реакцією — температура води падає на 10–15°C!

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ЧАСУ ФІКСУВАННЯ

Час освітлення t_{освітлення} (хв)

РЕЗУЛЬТАТ:

🚨 Техніка безпеки та застереження

Категорична заборона на сильні кислоти: Не додавайте у фіксаж звичайну сірчану або соляну кислоту. При pH < 3.5 тіосульфат розкладається з виділенням сірки та токсичного SO₂:
Na₂S₂O₃ + 2H⁺ → 2Na⁺ + S↓ + SO₂↑ + H₂O
Вимивання тіосульфату: Залишки фіксажу в паперовій підкладці руйнують зображення — з'являються жовті плями. Промивка після фіксування — не менше 30 хвилин у проточній воді.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Підігрійте 600–700 мл дистильованої води до +60°C (враховуючи подальше сильне охолодження).
Крок 2: Поступово розчиніть відважену масу тіосульфату натрію.
Крок 3: Після повного розчинення та охолодження до +30°C додайте метабісульфіт калію.
Крок 4: Долийте водою до 1.0 л та відфільтруйте.
Крок 5: Завжди проводьте тест на кінці плівки (t_{освітлення}) перед кожною сесією фіксування.

Практичний приклад: Занурено незасвічений кінець плівки у кислий фіксаж при +20°C. Плівка стала прозорою через 2 хв 15 с (2.25 хв).
t_фікс = 2.25 × 2 = 4.5 хвилини (4 хв 30 с).
Якщо t_{освітлення} зросте до 5–6 хвилин — фіксаж виснажено, підлягає утилізації.

11.3 Регенерація проявника та температурна корекція часу проявлення (18–24°C)

🌡️ Температурний коефіцієнт та розрахунок регенеранту

Призначення: Розрахунок коефіцієнтів змінення часу проявлення при відхиленні температури від стандартної (+20°C), а також обчислення об'ємів добавок регенеранту (Replenisher) для компенсації виснаження багаторазових проявників.

Суть та фізико-хімічний зміст:
Температурний коефіцієнт (Q₁₀/Аррєніус): Швидкість хімічного відновлення срібла сильно залежить від температури. При підвищенні — загроза перевиявлення та зернистості, при зниженні — недороявлення та втрата контрасту. Стандарт: +20.0°C.
Виснаження розчину: Під час обробки кожного рулону в розчині зменшується концентрація проявляючих речовин, накопичується KBr (гальмує процес), знижується pH. Для компенсації додають Replenisher або збільшують час на 10% на кожну наступну плівку.

T (°C)	K_T D-76 (M-Q)	K_T Мікрофен (P-Q)	Примітка
18.0	1.30	1.25	Збільшити час
19.0	1.14	1.12	Збільшити час
20.0	1.00	1.00	СТАНДАРТ
21.0	0.88	0.89	Зменшити час
22.0	0.77	0.80	Зменшити час
23.0	0.68	0.72	Ризик зростання зерна
24.0	0.60	0.65	Необхідне дублення емульсії

ФОРМУЛИ:

t_T = t₂₀ × K_T

Спрощена формула Вант-Гоффа (діапазон 18–24°C):
t_T = t₂₀ × 1.15^{(20 − T)}

t_новий = t_початк × (1 + 0.10 × N_плівок)

Корекція на виснаження без регенеранту (для бака 1 л D-76) — +10% на кожну наступну плівку.

V_реген = N_плівок × 30 мл

t₂₀ — паспортний час при +20°C (хв) | t_T — час при фактичній T (хв)
K_T — температурний коефіцієнт (з таблиці) | N_плівок — кількість оброблених плівок 135/36к
V_реген — об'єм регенеранту, що доливається (мл) зі зливом виснаженого об'єму

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР КОРЕКЦІЇ ЧАСУ ПРОЯВЛЕННЯ

Проявник

t₂₀ — паспортний час при +20°C (хв)

Фактична температура T (°C)

N — кількість оброблених плівок (0 = перша)

РЕЗУЛЬТАТ:

🚨 Техніка безпеки та застереження

Верхня температурна межа (> +24°C): Желатиновий шар звичайної фотоемульсії розм'якшується і може повністю сповзти з підкладки. При T > +24°C обов'язкове введення дубителів (калієвих алюмінієвих квасців).
Нижня межа гідрохінону: При T < +15°C гідрохінон повністю припиняє проявляючу дію — працює тільки метол. Проявник змінює свій градаційний характер.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Занурте точний лабораторний термометр у проявник у бачку, зачекайте 1–2 хвилини для стабілізації показань.
Крок 2: Зафіксуйте фактичну температуру (наприклад, 22.0°C).
Крок 3: За формулою або таблицею розрахуйте K_T та обчисліть новий час проявлення.
Крок 4: Запустіть таймер у момент повного заливання проявника в бачок.
Крок 5: Агітація: перші 30 секунд безперервно, потім по 5 секунд на початку кожної наступної хвилини.

Практичний приклад: Плівка Fomapan 400, проявник D-76, t₂₀ = 9.0 хв, фактична T = +22°C.
K_T = 0.77 (з таблиці для D-76 при 22°C)
t₂₂ = 9.0 × 0.77 = 6.93 хв → 6 хвилин 56 секунд

📋

Довідниково-табличний блок

Густини · Маси · Сумісність · Конвертер одиниць · Методички

12.1 Таблиця густини побутових рідин

📊 Таблиця густини побутових рідин

Призначення: Таблична довідкова база густини (ρ) поширених побутових, кулінарних, автомобільних та хімічних рідин при температурі +20°C для точного перерахунку між масою (грами, кілограми) та об'ємом (мілілітри, літри).

Суть: Густина — це відношення маси речовини до її об'єму (ρ = m / V). Зміна температури та концентрації розчинених речовин впливає на густину. Додавання солей, цукрів або важких кислот підвищує густину (ρ > 1.00 г/см³). Наявність спиртів, жирів чи неполярних органічних розчинників знижує густину (ρ < 1.00 г/см³).

Рідина	ρ (г/см³)	Маса 1 л (г)	Примітка
Вода дистильована / чиста	1.000	1000	Еталон при +4°C
Спирт етиловий (96% об.)	0.806	806	Легший за воду
Спирт ізопропіловий (99.8%)	0.785	785	Побутовий розчинник
Олія соняшникова / олива	0.920…0.925	920…925	Не змішується з водою
Оцет столовий (9%)	1.013	1013	Трохи важчий за воду
Оцтова есенція (70%)	1.070	1070	Концентрований розчин
Мед натуральний (вологість 18%)	1.410…1.430	1410…1430	Висока в'язкість і густина
Цукровий сироп (60% цукру)	1.286	1286	Насичений розчин
Молоко незбиране (3.2%)	1.028…1.032	1028…1032	Залежить від жирності
Антифриз (концентрат етиленгліколю)	1.110…1.125	1110…1125	Водно-гліколева основа
Антифриз готовий (−37°C, 50/50)	1.065…1.080	1065…1080	Змішаний з водою
Сірчана кислота (акумуляторна 37%)	1.280	1280	Стандарт для АКБ
Сірчана кислота (концентрована 98%)	1.840	1840	Дуже важка рідина
Гліцерин аптечний (99.5%)	1.261	1261	В'язкий триатомний спирт
Бензин АИ-95	0.740…0.755	740…755	Легкі вуглеводні
Дизельне пальне (літо)	0.840…0.860	840…860	Середні фракції
Уайт-спірит	0.790…0.810	790…810	Нафтовий розчинник

ФОРМУЛИ:

m = V × ρ | V = m / ρ

m — маса речовини (г або кг)
V — об'єм речовини (см³, мл або л)
ρ — густина (г/см³ або кг/л)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР МАСА ↔ ОБ'ЄМ

Режим розрахунку

ρ — густина (г/см³)

Значення (г або мл)

РЕЗУЛЬТАТ:

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Визначте густину рідини за таблицею вище (або з етикетки виробника).
Крок 2: Оберіть режим розрахунку: маса → об'єм або об'єм → маса.
Крок 3: Введіть відому величину (масу в грамах або об'єм у мілілітрах).
Крок 4: Натисніть «Розрахувати» — отримаєте шукану величину.

Приклад: Потрібно відміряти 750 г натурального меду, але є тільки кулінарна мірна склянка в мілілітрах.
Беремо густину меду ρ = 1.42 г/мл.
V = 750 / 1.42 ≈ 528.2 мл
Результат: налити у мірну склянку 528 мл меду.

12.2 Таблиця об'ємів та мас побутових продуктів

📊 Таблиця мас продуктів у кухонних ємностях

Призначення: Практичний довідник для швидкого визначення маси сухих та рідких продуктів без використання ваг — за допомогою кухонних мірних ємностей.

Стандартні об'єми кухонного посуду (Україна / ЄС): Чайна ложка (ч. л.) — 5 мл · Десертна ложка (дес. л.) — 10 мл · Їдальня ложка (їд. л.) — 15 мл · Гранчаста склянка (до риски / до країв) — 200 мл / 250 мл · Стандартний тонкостінний стакан — 250 мл.

Продукт	Ч. л. (5 мл) без / з гіркою	Їд. л. (15 мл) без / з гіркою	Склянка 200 мл	Склянка 250 мл
Вода, молоко, оцет	5 / 5	15 / 15	200	250
Сіль кухонна дрібна («Екстра»)	7 / 10	20 / 30	240	300
Сіль кам'яна велика	8 / 12	25 / 35	250	320
Цукор-пісок	5 / 8	15 / 25	160	200
Цукрова пудра	3 / 5	10 / 15	140	175
Сода харчова (NaHCO₃)	6 / 10	18 / 28	170	210
Лимонна кислота (кристалічна)	5 / 8	15 / 22	175	220
Борошно пшеничне	4 / 6	10 / 18	130	160
Какао-порошок	3 / 5	9 / 15	120	150
Олія соняшникова	4.5 / 4.5	14 / 14	184	230
Мед натуральний	7 / 10	21 / 30	285	355
Сухі дріжджі	3 / 4	8 / 12	110	135

⚠️ Застереження

«Гірка» на ложці значно змінює масу (до 30–50%). Для точності хімічних розчинів та випічки слід зрізати гірку ножем («під ніж»).

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Знайдіть потрібний продукт у таблиці.
Крок 2: Оберіть ємність, яка є під рукою (чайна ложка, їдальня ложка, склянка 200 або 250 мл).
Крок 3: Для сипких продуктів визначте, чи вимірюєте «без гірки» чи «з гіркою» — різниця може сягати 30–50%.
Крок 4: Порахуйте необхідну кількість мірних ємностей: N = m_{потрібна} / m_{ємності}.

Приклад: Потрібно відміряти 60 г цукру-піску без ваг.
Їдальня ложка без гірки = 15 г → N = 60 / 15 = 4 їдальні ложки без гірки.

12.3 Таблиця сумісності побутових хімікатів

⚠️ Таблиця небезпечних комбінацій побутових хімікатів

Призначення: Інструкція з техніки безпеки при поводженні з побутовими очищувачами, дезінфекторами та розчинниками.

Суть: Неконтрольоване змішування побутових хімікатів призводить до виділення бойових отруйних речовин (хлор, фосген, хлораміни), вибухонебезпечних сполук або нейтралізації активних компонентів.

Компонент А	Компонент Б	Продукт реакції	Небезпека
«Білизна» (NaClO)	Оцет / Лимонна кислота / Кислотні засоби	Газоподібний хлор (Cl₂)	Смертельно! Опіки легень, набряк, ядуха
«Білизна» (NaClO)	Амоніак / Нашатирний спирт / Засоби для вікон	Хлораміни (NH₂Cl, NHCl₂)	Токсичні пари, бронхоспазм, ураження очей
«Білизна» (NaClO)	Спирт (етанол, ізопропанол, ацетон)	Хлороформ (CHCl₃), хлорацетон	Ураження печінки, непритомність
Перекис водню (H₂O₂)	Оцет (CH₃COOH)	Надоцтова кислота (CH₃COOOH)	Сильний окиснювач, їдка, подразнює шкіру та очі
Засоби «Кріт» (NaOH)	Кислотні засоби (HCl)	Екзотермічна нейтралізація	Закипання та розбризкування їдкого лугу/кислоти
Перманганат калію (KMnO₄)	Гліцерин / Спирт / Ацетон	Самозаймиста суміш	Спалахує через кілька секунд!

🚨 КРИТИЧНА ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

НІКОЛИ не змішуйте «Білизну» (дезінфектори на основі хлору) з жодними кислотами або нашатирним спиртом.
Якщо випадково змішали: Негайно залишіть приміщення, відкрийте вікна та не вдихайте випари! За потреби — викликайте екстрену допомогу.

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Перед змішуванням будь-яких побутових засобів перевірте їх склад на етикетці.
Крок 2: Ніколи не змішуйте хлорні відбілювачі з кислотами (оцет, лимонна кислота) — утворюється газоподібний хлор.
Крок 3: Ніколи не змішуйте хлорні відбілювачі з нашатирним спиртом — утворюються хлораміни.
Крок 4: Зберігайте побутові хімікати окремо один від одного, у закритих ємностях, у провітрюваному місці.
Крок 5: При роботі з концентрованими засобами використовуйте гумові рукавички та респіратор.

12.4 Перекладач одиниць об'єму та міцності

🔢 Конвертер одиниць об'єму

Призначення: Переведення метричних, імперських (Великобританія) та американських (США) одиниць вимірювання об'єму рідин.

Суть: Відмінності між системами: американський галон (3.785 л) менший за імперський (4.546 л), американська рідка унція (29.574 мл) більша за імперську (28.413 мл). Помилки перерахунку можуть призвести до неправильного дозування хімікатів чи палива.

КОЕФІЦІЄНТИ ПЕРЕВЕДЕННЯ У МЕТРИЧНІ ОДИНИЦІ:

1 л (літр) = 1000 мл = 1 дм³ = 0.001 м³
1 м³ (кубічний метр) = 1000 літрів
1 кубічний фут (ft³) = 28.3168 літрів
1 кубічний дюйм (in³) = 16.387 мл

Одиниця	Скорочення	Значення (США)	Значення (Imperial)
Рідка унція	fl oz	29.5735 мл	28.4131 мл
Пінта	pt	473.176 мл (16 fl oz)	568.261 мл (20 fl oz)
Кварта	qt	946.353 мл (2 пінти)	1136.52 мл (2 пінти)
Галон	gal	3785.41 мл (128 fl oz)	4546.09 мл (160 fl oz)
Кубічний фут	ft³	28316.8 мл (28.317 л)
Кубічний дюйм	in³	16.387 мл

ФОРМУЛИ КОНВЕРТАЦІЇ:

V_л = V_{gal US} × 3.78541

V_мл = V_{fl oz US} × 29.5735

V_л — об'єм у літрах
V_{gal US} — об'єм у американських галонах
V_{fl oz US} — об'єм у американських рідких унціях

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР ОБ'ЄМУ

Значення

Вхідна одиниця

РЕЗУЛЬТАТ:

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Введіть числове значення об'єму.
Крок 2: Оберіть вхідну одиницю вимірювання зі спадного списку.
Крок 3: Натисніть «Конвертувати» — отримаєте значення в усіх основних одиницях.

Приклад: В інструкції до американського автомобіля вказано об'єм бачка омивача 1.25 gal US.
V = 1.25 × 3.78541 = 4.73 л

🥃 Конвертер міцності: Proof ↔ % ABV

Призначення: Перерахунок міцності спиртових розчинів між шкалою Proof (США) та об'ємними відсотками ABV (Alcohol by Volume).

Суть: ABV — об'ємний відсоток етилового спирту (% об.) при +20°C. В американській системі 1% ABV = 2 degrees Proof (40% ABV = 80 Proof). Історична британська система: 100 Proof ≈ 57.15% ABV (коефіцієнт 1.75), сучасна Великобританія використовує ABV.

ФОРМУЛИ (стандарт США):

Proof_US = ABV (% об.) × 2

ABV (% об.) = Proof_US / 2

Proof_US — міцність за американською шкалою
ABV — вміст спирту за об'ємом (% об.)

🔢 КАЛЬКУЛЯТОР PROOF ↔ ABV

Режим

Значення

РЕЗУЛЬТАТ:

ПОКРОКОВА ІНСТРУКЦІЯ:

Крок 1: Оберіть напрямок конвертації: Proof → ABV або ABV → Proof.
Крок 2: Введіть числове значення з етикетки або вимірювання.
Крок 3: Натисніть «Конвертувати».

Приклад: На етикетці напою з США вказано міцність «101 Proof».
ABV = 101 / 2 = 50.5% об.

12.5 Методички

🎨 Малюнок на металі

Тема: Хаотичні візерунки на металі: крапельний воск, мармурування, сольова кристалізація, аміачне патинування

Малюнок на металі

Отримати абсолютно спонтанний, хаотичний і неповторний малюнок на металі вдома --- це не просто реально, а ще й дуже захоплюючий процес!

Замість чіткого трафарету тут використовуються жидкі маски, масляні плівки, кристалізаційні сітки або спонтанні хімічні патины. Кожен виріб виходить у єдиному екземплярі (абсолютний ексклюзив).

Ось 4 найкращі та найпростіші способи, які дають вражаючий результат «прямо зараз» із того, що є вдома:

**1. Метод «Крапельного воску» або «Бризок лаку» (Текстура метеорита /

загартованого дамаску)**

Цей спосіб базується на тому, що маска наноситься не за шаблоном, а хаотичним розприскуванням, що створює ефект органічного «кам'яного» або «абстрактного» рельєфу.

• Що потрібно: Залишки лаку для нігтів (або будь-яка емаль у балончику / розплавлений парафін від свічки), зубна щітка або жорсткий пензель, травитель (хлорид заліза з радіомагазину або сіль + оцет + джерело 5 В).

• Як зробити:

1. Знежирте металеву пластину або деталь ножа.

2. Умокніть зубну щітку в лак (або парафін) і збризкуйте метал (рухом пальця по щетині) з різної відстані. Можна робити патьоки, дрібний краплинний туман або великі ляпки.

3. Протравіть деталь (наприклад, у сольовому електроліті 5 - 10 хвилин).

4. Зніміть лак ацетоном.

• Результат: Заглиблені ділянки створять виразну хаотичну текстуру, схожу на зріз метеорита або роз'їдену часом бронзу.

2. Метод «Мармурування» через воду (Ефект «капілярного мармуру»)

Техніка, запозичена з декорування паперу (Ебру), яка ідеально переноситься на метал.

• Що потрібно: Ємність із водою, 2--3 кольори олійного фарбника / автоемалі / розчинника типу «Уайт-спірит» із фарбою.

• Як зробити:

1. У миску з водою капніть кілька крапель фарби. Вона розпливеться тонкою плівкою по поверхні води.

2. Зубочисткою або просто подувом створіть на поверхні води хаотичні вихори, розводи чи «мармурові» прожилки.

3. Повільно занурте металеву деталь крізь цю плівку. Фарба з поверхні води миттєво й хаотично обгорне метал.

4. Просушіть і протравіть --- ви отримаєте природний мармуровий малюнок на металі.

3. Метод «Сольової кристалізації» (Візерунки наче мороз на склі)

Спонтанний малюнок формується сам у процесі висихання кристалів солі, які виступають у ролі природного мікротрафарету.

• Що потрібно: Насичений (пересичений) розчин кухонної солі або залізного купоросу, швидкосохнучий лак у балончику.

• Як зробити:

1. Нанесіть на деталь гарячий насичений розчин солі й дайте йому швидко висохнути (можна прогріти феном).

2. При висиханні сіль випадає у вигляді химерних кристалічних «папоротей» та голок (як мороз на вікні).

3. Злегка забризкайте деталь тонким шаром фарби з балончика.

4. Промийте деталь гарячою водою --- сіль розчиниться та змиється, а фарба залишиться тільки в мікрощілинах між кристалами.

5. Після травлення ви отримаєте кристалічну або «павутинну» текстуру.

**4. Хімічне «плямисте» патинування аміаком і тирсою / сіллю (Для міді

та латуні)**

Якщо вам потрібен не просто рельєф, а спонтанний колірний малюнок (блакитні, бірюзові та чорні розводи).

• Що потрібно: Аптечний аміак 10\%, кухонна сіль крупного помолу, деревна тирса або зім'яті паперові серветки, закрита банка.

• Як зробити:

1. Перемішайте тирсу з кухонною сіллю та рясно змочіть аміаком.

2. Зарийте мідну чи латунну деталь у цю вологу тирсу всередині банки та закрийте кришку.

3. Через 30--60 хвилин вийміть деталь.

• Результат: У місцях, де кристали солі торкалися металу, утворяться яскраві бірюзові крапки, а де була тирса та пари аміаку --- хаотичні синьо-зелені й темно-коричневі хмари.

💡 Порада для посилення ефекту:

Щоб будь-який із цих хаотичних малюнків виглядав глибшим і дорожчим, зазвичай використовують контрастне підкреслення:

Після травлення або патинування пройдіться по виступаючих частинах деталі дрібним наждачним папером (P2000) або сталевою ватою. Заглиблення залишаться темними/текстурними, а опуклості заблищать чистим металом, створюючи неймовірний об'єм.

⚡ Електролітичне травлення

Тема: Травлення візерунків на ножах та латуні побутовими джерелами струму

Електролітичне травлення візерунків на ножах чи латуні

Тема: Електролітичне травлення рельєфних візерунків та маркування на сталі (ножах) та латуні за допомогою доступних побутових джерел струму

Напрям: Прикладне матеріалознавство, металообробка та хімічне карбування

Рівень складності: Базовий / Середній

Тривалість роботи: 45--60 хвилин

1. Мета та навчальні результати

• Навчальна мета: Засвоїти фізико-хімічні основи анодного розчинення металів (анодного травлення); навчитися формувати захисні ізолюючі маски (трафарети) та контролювати глибину і чистоту рельєфу без використання токсичних концентрованих кислот.

• Практичні навички:

1. Підготовка металевої поверхні та створення кислото/електролітостійкої маски.

2. Складання найпростішого електролітичного кола постійного струму.

3. Проведення контрольованого травлення сталі або латуні.

4. Фінішна обробка, нейтралізація та пасивація металу.

2. Вхідні вимоги, обладнання та реагенти

Реагенти та матеріали:

1. Кухонна сіль (NaCl): Основна сполука для створення струмопровідного електроліту.

2. Вода (дистильована або кип'ячена): Розчинник для електроліту.

3. Оцет столовий 9% або лимонна кислота: Додається до електроліту для прискорення розчинення оксидів та запобігання утворенню важкого осаду гідроксидів.

4. Матеріали для створення маски (на вибір):

• Звичайний лак для нігтів або швидконохнуча емаль у балончику.

• Перманентний маркер (з високим вмістом смол).

• Оракал / вінілова самоклеюча плівка / скотч (для плотерної або ручної вирізки візерунка).

5. Розчинник для зняття маски: Ацетон, рідина для зняття лаку або спирт.

6. Харчова сода (NaHCO₃): Для зупинки реакції та нейтралізації електроліту.

Обладнання та прилади:

• Джерело постійного струму (DC):

• Старий зарядний пристрій від смартфона (5V, 1 - 2A) зі зрізаним штекером (оголені дроти «+» та «-»).

• АБО батарейка «Крона» (9V) чи 3--4 пальчикові батарейки, з'єднані послідовно.

• Затискачі типу «крокодил»: Для надійного контакту з деталлю та катодом.

• Катод (допоміжний електрод): Шматок нержавіючої сталі, непотрібний цвях, пластина з латуні або графітовий стержень.

• Ванночка для травлення: Пластикова або скляна ємність (0.5 - 1 л).

3. Теоретичний блок та хімічна сутність процесу

Електролітичне травлення ґрунтується на явищі анодного розчинення металу в розчині електроліту під дією зовнішнього електричного струму.

1. Процес на Аноді (деталь, підключена до «+»):

Атоми заліза або міді/цинку втрачають електрони і переходять у розчин у вигляді позитивно заряджених іонів:

Fe0- 2e-→Fe2 + (на сталевому ножі)

Cu0- 2e-→Cu2 + (на латунній пластині)

У місцях, відкритих від маски, метал інтенсивно вимивається в розчин, створюючи заглиблений рельєф (канавки).

2. Процес на Катоді (допоміжний електрод, підключений до «-»):

На катоді відбувається відновлення іонів водню з виділенням газу:

2H++ 2e-→H2↑

4. Розрахунок складу електроліту та параметрів струму

Параметр Значення для сталі (ножів) Значення для латуні / міді

Склад 100 г солі + 80 г солі + електроліту 500 мл води + 500 мл води + 20 мл оцту 10 г лимонної кислоти

Напруга 5 - 12 В 5 - 9 В живлення

Швидкість ≈ 0.05 - 0.1 мм ≈ 0.03 - 0.08 мм травлення за 5 - 10 хвилин за 5 - 10 хвилин

5. Покрокова технологічна карта (Практична частина)

ЕТАП 1: Нанесення маски (Захисного візерунка)

1. Знежирення: Зачистіть деталь сталевою ватою, промийте з милом та знежирте ацетоном або спиртом.

2. Нанесення трафарету:

• Варіант А (Лак + голка): Покрийте деталь суцільним шаром лаку для нігтів. Після висихання голкою або шилом продрапайте візерунок до оголення металу.

• Варіант Б (Плівка/Скотч): Наклейте вінілову плівку та виріжте канцелярським ножем елементи, які мають бути витравлені (заглиблені).

• Варіант В (Захист зворотного боку): Зафарбуйте лаком або заклейте скотчем усі ділянки деталі, які не повинні контактувати з розчином (включаючи торці та місце кріплення затискача).

ЕТАП 2: Збирання електролітичної комірки

1. Приготування електроліту: У скляній чи пластиковій ємності розчиніть 3 - 4 столові ложки солі у 0.5 л теплої води, додайте 1 столову ложку оцту.

2. Підключення джерел:

• Дріт «ПЛЮС» (+ / Червоний) надійно закріпіть затискачем на вашій деталі (ножі або латуні).

• Дріт «МІНУС» (- / Чорний або з білою смужкою) підключіть до допоміжного електрода (шматок нержавійки або цвях).

⚠️ ГОЛОВНЕ РУБІЖНЕ ПРАВИЛО:

«ПЛЮС» на ДЕТАЛЬ --- МЕТАЛ РОЗЧИНЯЄТЬСЯ (ТРАВИТЬСЯ)!

Якщо переплутати полярність і подати «мінус» на деталь, метал травлюватися не буде, а на ньому почне осідати брудний наліт.

ЕТАП 3: Процес травлення

1. Занурте деталь та допоміжний електрод у ємність з електролітом так, щоб вони НЕ торкалися один одного (відстань між ними 3 - 5 см).

2. Увімкніть джерело живлення в мережу.

3. Ознаки правильного перебігу реакції:

• На допоміжному електроді («мінус») починається активне виділення бульбашок газу (водню).

• Навколо деталі («плюс») розчин починає каламутніти і забарвлюватися у зеленкувато-бурий колір.

4. Контролюйте час травлення:

• Легке маркування / логотип: 2 - 4 хвилини.

• Глибокий барельєфний візерунок: 10 - 15 хвилин.

ЕТАП 4: Фінішна обробка та нейтралізація

1. Вимкніть джерело живлення та вийміть деталь.

2. Промийте деталь під струменем води, після чого занурте у розчин соди (1 ст. ложка на склянку води) на 2 - 3 хвилини для повної нейтралізації залишків кислоти у мікропорах.

3. Зніміть захисну маску за допомогою ацетону або рідини для зняття лаку.

4. Пройдіться по поверхні дрібним наждачним папером (P2000) або сталевою ватою, щоб виділити контраст між рельєфом та полірованою поверхнею.

5. Протріть деталь олією (для захисту вуглецевої сталі від корозії).

6. 🚨 Техніка безпеки та застереження

• Електрична безпека: Використовуйте тільки низьковольтні джерела живлення (до 12 В). Не допускайте короткого замикання між затискачами «+» та «-».

• Вентиляція: Під час травлення виділяється невелика кількість водню та хлору. Працюйте в провітрюваному приміщенні.

• Утилізація: Відпрацьований сольовий розчин нейтралізують содою та розводять водою перед зливом у каналізацію.

🌲 Хімічне забарвлення деревини

Тема: Залізне моріння дуба та сосни: ацетат заліза, таніни, олійно-воскова фінішна обробка

Обробка та хімічне забарвлення деревини

Тема: Хімічне забарвлення та зістарювання деревини (дуб, сосна) ефектом «залізного моріння» (залізний купорос / ацетат заліза)

Напрям: Матеріалознавство деревини, ремісничі технології та фінішна обробка

Рівень складності: Базовий (для початківців та майстрів)

Тривалість роботи: 45--60 хвилин

1. Мета та навчальні результати

• Навчальна мета: Ознайомитися з хімічними основами взаємодії дубильних речовин (танінів) деревини із солями заліза; навчитися отримувати глибокі шляхетні відтінки (від сріблясто-сірого «палубного» до вороновано-чорного «моченого дуба») на листяних та хвойних породах.

• Практичні навички:

1. Самостійне приготування розчину ацетату заліза з побутових матеріалів.

2. Підготовка та брашування (структурування) поверхні деревини.

3. Технологія штучного збагачення танінами танінобідних порід (сосна, ялина).

4. Фінішна консервація та закріплення кольору олійно-восковою мастикою.

2. Вхідні вимоги, обладнання та реагенти

Дібрано інгредієнти, які можна знайти в будь-якій майстерні, аптеці чи супермаркеті:

Реагенти та матеріали:

1. Столовий оцет 9% (або оцтова кислота): Реагент для розчинення заліза та утворення ацетату заліза {Fe(CH}₃COO)₂.

2. Джерело заліза: Сталева вата (фракція 0000) АБО звичайні знежирені залізні цвяхи / стружка / сталеві ошурки.

3. Джерело танінів (для сосни та ялини): Міцна заварка чорного чаю (2-3 пакетики на 100 мл) або подрібнена кора дуба (з аптеки).

4. Харчова сода (NaHCO₃): Для нейтралізації залишків оцту після моріння.

5. Фінішне покриття: Лляна олія (з аптеки/супермаркету) або бджолиний віск.

Обладнання та посуд:

• Скляна банка (0.5 л) для настоювання розчину.

• Дерев'яні зразки: заготовки з дуба (багата на таніни порода) та сосни (бідна на таніни порода).

• Металева щітка (ручна або насадка на дриль) --- для брашування.

• Широкі малярні пензлі з синтетичним ворсом або поролонові губки.

• Дрібний наждачний папір (зернистість P180--P240) або сталева вата.

• Побутовий фен для прискорення сушіння.

3. Теоретичний блок та хімічна сутність процесу

«Залізне моріння» --- це не фарбування поверхні плівкоутворюючими пігментами, а внутрішньоструктурна хімічна реакція.

1. Утворення робочого розчину (Ацетату заліза):

При взаємодії заліза з оцтовою кислотою утворюється ацетат заліза(II):

Fe+ 2CH3COOH→Fe(CH3COO)2+H2↑

2. Кольороутворення у деревині (Реакція з танінами):

Ацетат заліза всмоктується в волокна деревини та вступає в реакцію з природними танінами (дубильною кислотою). Утворюється розчинний, а потім залізо-танатний комплекс глибокого фіолетово-чорного кольору:

Таніни (деревина)+Fe2 +/Fe3 +→Танат заліза ↓ (темно-сірий / чорний)

💡 ВАЖЛИВА ВІДМІННІСТЬ ПОРІД:

• Дуб, ясень, горіх: Багаті на власні таніни. При нанесенні розчину миттєво (за 1--3 хвилини) темніють до глибокого графітового або оксамитово-чорного кольору («мочений дуб»).

• Сосна, ялина, липа: Бідні на таніни. Без попередньої обробки розчином чаю/кори дуба колір стане лише злегка солом'яно-сірим («палубне зістарювання»).

4. Розрахунок та приготування складів

Склад / Пропорція та інгредієнти Час витримки розчину Призначення Настойка

Основний Сталева вата 24 - 48 годин Головний «Залізний (5 - 10 г) + (у теплому місці) проявник розчин» Оцет 9% кольору (300 мл)

Таніновий 3 ст. ложки кори дуба (або 3 Настояти Попередня грунтувальний пакетики чаю) + 20 - 30 хвилин обробка відвар 200 мл окропу сосни/ялини

5. Покрокова технологічна карта (Практична частина)

ЕТАП 1: Підготовка та брашування деревини

1. Шліфування: Зачистіть поверхню зразка наждачним папером P180 вздовж волокон.

2. Брашування (для підкреслення текстури): Пройдіться вздовж волокон металевою щіткою. М'які волокна деревини виберуться, а тверді залишаться --- поверхня набуде виразного 3D-рельєфу.

3. Видалення пилу: Очистіть деталь сухим пензлем або протріть вологою ганчіркою і просушіть.

ЕТАП 2: Хімічне моріння ДУБА (Багата на таніни порода)

1. Умочіть пензель у підготовлений ацетат заліза і рівномірно нанесіть вздовж волокон дубової заготовки.

2. Спостереження: Спостерігайте миттєву реакцію --- протягом 60--180 секунд світле дерево почне темніти, перетворюючись на темно-сірий, а потім глибокий «античний» мочений дуб.

3. Дайте просоченню діяти 10--15 хвилин, після чого змийте надлишки вологою губкою, змоченою у слабому розчині соди (1 ч. ложка соди на 200 мл води для нейтралізації оцту).

ЕТАП 3: Хімічне моріння СОСНИ (Бідна на таніни порода)

1. Крок 1 (Танінування): Рясно нанесіть на соснову заготовку міцний відвар чаю або кори дуба. Дайте всмоктатися 10 хвилин.

2. Крок 2 (Проявлення): Не чекаючи повного висихання чаю, нанесіть зверху розчин ацетату заліза.

3. Спостереження: На сосні, яка зазвичай не реагує на залізо, почне проявлятися багатий сіро-коричневий або благородний сріблясто-антрацитовий колір із контрастним виділенням річних кілець.

ЕТАП 4: Фінішна обробка та закриття пор

1. Сушіння: Просушіть деталі феном або залиште на 2--3 години до повного висихання.

2. Легке зняття ворсу: Після сушіння піднятий ворс злегка зніміть сталевою ватою або наждачкою P240 без сильного натиску, щоб зберегти колір у заглибленнях.

3. Захисне просочення (Масловоск):

• Нанесіть пензлем або ганчіркою підігріту лляну олію (або суміш олії з бджолиним воском 2:1).

• Олія проявляє глибину кольору, робить колір більш насиченим, а віск закриває пори та захищає від вологи.

• Через 20 хвилин видаліть надлишки олії сухою серветкою.

6. 🚨 Техніка безпеки та застереження

• Реакція з виділенням газу: При приготуванні ацетату заліза (залізо + оцет) виділяється водень (H₂). Не закручуйте кришку банки щільно під час настоювання, щоб її не розірвало тиском газу!

• Захист рук: Працюйте у гумових або нітрильних рукавичках. Розчин ацетату заліза не є токсичним, але при контакті зі шкірою та нігтями (де є власні білки) залишає стійкі темні плями, які важко змиваються.

🔧 Формування та литво (Oogoo)

Тема: Силіконово-крохмальний компаунд для зняття рельєфних зліпків та молдів

Формування, литво та рельєф із доступних матеріалів

Тема: Формування та зняття рельєфних зліпків за допомогою швидконохнучого еластомеру на основі сантехнічного силікону та крохмалю (домашній Sugru / Oogoo)

Напрям: Формувальне мистецтво, литво, ливарні моделі та макетування

Рівень складності: Базовий (для початківців, школярів та ремісників)

Тривалість роботи: 30--45 хвилин (час вулканізації маси --- 5--10 хвилин)

1. Мета та навчальні результати

• Навчальна мета: Ознайомитися з принципом прискореної вулканізації однокомпонентних силіконових герметиків під дією вологи та зв'язуючих наповнювачів; навчитися створювати еластичні, багаторазові, термостійкі та деталізовані форми (молди) для литва з гіпсу, воску, епоксидної смоли або мила.

• Практичні навички:

1. Приготування пластичного силіконово-крохмального компаунду із заданим часом життя.

2. Підготовка мастер-моделі (монети, рельєфу, медальйона, меблів тощо) та нанесення розділювального шару.

3. Зняття точного рельєфного зліпку без утворення повітряних бульбашок.

4. Витягнення моделі та підготовка форми до першого литва.

2. Вхідні вимоги, обладнання та реагенти

Реагенти та матеріали:

1. Сантехнічний нейтральний або оцтовий силіконовий герметик (прозорий або білий): Основний плівкоутворюючий еластомер.

*⚠️ Важливо:* Найкраще підходить найдешевший універсальний або

сантехнічний оцтовий силікон у тубі під будівельний пістолет.**

2. Картопляний або кукурудзяний крохмаль (чи тальк/дитяча присипка): Вулканізуючий агент, наповнювач та поглинач вологи.

3. Рослинна олія, мильний розчин або вазелін: Розділювальний агент (щоб силікон не прилип до мастер-моделі та рук).

4. Майстер-модель: Будь-який рельєфний предмет (монета, пуговиця, барельєф, різьблений елемент з дерева, пластикова фігурка).

5. Олійні фарби або пігменти (за бажанням): Для забарвлення форми.

Обладнання та посуд:

• Одноразовий пластиковий стаканчик або гнучка ємність для замішування.

• Дерев'яна шпажка або паличка від морозива.

• Гумові / нітрильні рукавички (обов'язково!).

• Будівельний пістолет для силікону (або поршень).

3. Теоретичний блок та хімічна сутність процесу

Звичайний однокомпонентний будівельний силікон твердне (вулканізується) за рахунок вологи з повітря. У товстому шарі цей процес може тривати від 24 до 72 годин, оскільки утворюється поверхнева кірочка, яка перешкоджає проникненню вологи всередину.

1. Ефект прискореної вулканізації (Метод Oogoo):

Звичайний кукурудзяний або картопляний крохмаль містить мікроскопічну кількість пов'язаної інтерстиціальної вологи. При змішуванні крохмалю із силіконом волога рівномірно розподіляється по всьому об'єму маси.

2. Результат реакції:

Силікон починає тверднути одночасно і на поверхні, і в найглибших шарах. Час повного затвердіння скорочується з 2 діб до 5--15 хвилин, а сама маса з рідкої перетворюється на слухняний «силіконовий пластилін», який зберігає найтонші деталі рельєфу (аж до відбитків пальців та мікротріщин).

4. Розрахунок пропорцій та типів суміші

Тип суміші Пропорція Консистенція Час життя / Затвердіння Призначення (Силікон : маси Крохмаль)

Рідко-пастоподібна 2:1 Густа сметана 10 - 15 хв Для пензлевого (Тип А) (за об'ємом) / крем / 30 хв нанесення на складні 3D-моделі

«Силіконовий 1:1 М'яке 3 - 5 хв Основний: пластилін» (Тип Б) або м'якушкове / 10 хв Швидкі відтиски, 1:1.5 тісто монолітні молди

(за об'ємом)

5. Покрокова технологічна карта (Практична частина)

ЕТАП 1: Підготовка мастер-моделі

1. Знежирте мастер-модель спиртом або мильним розчином і просушіть.

2. Нанесення розділювача (Критично важливо!): Рясно змастіть модель вазеліном, мильною водою або розпиліть тонкий шар олії. Якщо цього не зробити, силікон може намертво прилипнути до деталі (особливо до скла, пластику чи металу).

ЕТАП 2: Замішування домашнього силікону

1. Надягніть рукавички. Намочіть руки в мильній воді або змастіть краплею олії.

2. У пластиковий стаканчик насипте 2 столові ложки крохмалю.

3. Видавіть туди ж приблизно таку ж кількість силіконового герметику (1:1).

4. Паличкою почніть інтенсивно перемішувати суміш. Спочатку вона буде розпадатися на грудочки.

5. Як тільки маса згрупується, візьміть її в руки та розминайте протягом 1 - 2 хвилин як звичайне тісто, поки вона не стане однорідною, гладкою та перестане липнути до рукавичок.

ЕТАП 3: Формування та зняття зліпку

1. Сформуйте з силіконового «тіста» гладку кульку або коржик товщиною 1 - 2 см (без тріщин на поверхні).

2. Вдавлювання: Повільно та з зусиллям втисніть підготовлену мастер-модель у силіконову масу. Натискайте від центру до країв, щоб витиснути все повітря з мікрорельєфу.

3. Обгорніть силікон навколо країв деталі, формуючи міцні бортики форми.

4. Залиште форму в спокої на 8--12 хвилин при кімнатній температурі.

ЕТАП 4: Витягнення моделі та контроль якості

1. Через 10 хвилин перевірте силікон нігтем --- він повинен стати пружним, гумовим і не залишати слідів липкості.

2. Обережно відігніть еластичні бортики та вийміть мастер-модель із силіконової форми.

3. Контроль: Огляньте внутрішню поверхню форми. Вона повинна мати чіткий, дзеркальний відбиток усіх деталей рельєфу.

4. Промийте форму всередині теплою водою з милом, щоб змивати залишки розділювача. Форма готова до заливки!

6. 🚨 Техніка безпеки та застереження

• Різкий запах оцту: При використанні оцтового герметику під час замішування виділяється пароподібна оцтова кислота (CH₃COOH). Працюйте у добре провітрюваному приміщенні або під витяжкою!

• Захист очей та шкіри: Обов'язково працюйте в рукавичках та захисних окулярах. Не торкайтеся силіконом незахищеної шкіри чи обличчя до його повного висихання.

🏗️ Гіпсо-цементні суміші

Тема: Високоміцні ГЦПВ-суміші з пластифікаторами для литва рельєфів та скульптурних форм

Гіпсо-цементні формовочні суміші з пластифікаторами

Тема: Приготування високоміцних композитних гіпсо-цементних пуццоланових сумішей (ГЦПВ) з поверхнево-активними пластифікаторами для литва рельєфів та скульптурних форм

Напрям: Матеріалознавство в'яжучих речовин, формувальне мистецтво та художнє литво

Рівень складності: Середній

Тривалість роботи: 45--60 хвилин (первинне тужавлення --- 15--20 хвилин, розформування --- через 30--40 хвилин)

1. Мета та навчальні результати

• Навчальна мета: Ознайомитися з фізико-хімічними основами гідратації композитних гіпсо-цементних в'яжучих; навчитися усувати головний недолік звичайного гіпсу (крихкість та гігроскопічність) шляхом створення водостійкої гіпсо-цементно-пуццоланової матриці із застосуванням пластифікаторів.

• Практичні навички:

1. Точний розрахунок водотвердого відношення (В/Т) та дозування пластифікаторів.

2. Приготування високоплинного ливарного розчину без утворення повітряних каверн та раковин.

3. Заливка розчину в еластичні молди (зокрема у силіконові форми з Практикуму № 4).

4. Покрокове розформування та сушка готового виробу.

2. Вхідні вимоги, обладнання та реагенти

Реагенти та сухі компоненти:

1. Будівельний гіпс або високоміцний гіпс (Г-5, Г-10, Г-16): Основне швидкондеструктивне в'яжуче.

2. Портландцемент (марки М400 або М500, краще білий): Гідравлічне в'яжуче для надання водостійкості та міцності.

3. Побутовий або будівельний пластифікатор (на вибір):

• Професійний: Суперпластифікатор для бетону/гіпсу (на основі полікарбоксилатів або нафталінсульфонату).

• Побутовий замінник: Рідке мило, засіб для миття посуду або рідке мило з додаванням 9% оцту (уповільнювач тужавлення).

4. Вода: Чиста питна або дистильована вода кімнатної температури (18 -20^°C).

Обладнання та посуд:

• Мерні стакани та кухонні електронні ваги (точність 1 г).

• Пластикова ємність для замішування (1 - 2 л).

• Будівельний міксер-насадка на дриль АБО ручний вінчик.

• Гнучкий силіконовий молд (з Практикуму № 4) або пластикова форма.

• Побутовий вібростолик (або ручне постукування) для видалення бульбашок повітря.

3. Теоретичний блок та хімічна сутність процесу

1. Проблема прямого змішування гіпсу та цементу (Етрингітна катастрофа):

Звичайне змішування гіпсу CaSO₄· 2H₂O

та портландцементу без спеціальних добавок призводить до руйнування виробу! У присутності води вони реагують з утворенням мінералу етрингіту («цементної палички»), який при кристалізації розширюється у volume на 200--300% та розриває загартований камінь.

2. Захист та зміцнення за допомогою пластифікаторів та правильно дібраного співвідношення:

Пластифікатори зменшують поверхневий натяг води та нейтралізують електричні заряди на частинках гіпсу й цементу. Це дозволяє:

• Знизити кількість води для замішування на 30 - 40\%

(В/Т знижується з 0.6 - 0.7 до 0.35 - 0.4).

• Збільшити щільність готового виробу у 2 - 3 рази та отримати гладку, «порцелянову» поверхню.

4. Розрахунок та рецептура ливарної суміші

Компонент Масова частка (%) Вага на 1000 г сухої суміші Роль компонента

Гіпс (Г-5 / Г-10 70 - 75\% 700 - 750 г Швидкий набір первинної / Г-16) міцності, точність відтиску

Портландцемент 20 - 25\% 200 - 250 г Гідрофобність, М500 довговічність, додаткова міцність

Пластифікатор 0.5 - 1.5\% 5 - 15 г Зниження

від сухих (або 1 - 2 ч. В/Т, ложки) збільшення плинності, усунення пор

Вода 30 - 35\% 300 - 350 мл **Забезпечення реакції

від сухих гідратації**

5. Покрокова технологічна карта (Практична частина)

ЕТАП 1: Підготовка сухої суміші та рідкої фази

1. В окремій сухій ємності ретельно зважте та змішайте гіпс і портландцемент до однорідного сірого/білого кольору.

2. У мірний стакан вилийте необхідну кількість води (300 - 350 мл).

3. Додайте у воду рідкий пластифікатор та добре розмішайте до утворення легкого розчину (без піни).

ЕТАП 2: Замішування розчину

1. Правило «Гіпс у воду»: Повільно та рівномірно засипайте суху суміш гіпсу й цементу в ємність із водою та пластифікатором, зачекайте 30--60 секунд, поки вся суха маса просочиться водою.

2. Почніть інтенсивне перемішування вінчиком або міксером на низьких обертах протягом 1.5 - 2 хвилин.

3. Розчин має набути консистенції рідкого млинцевого тіста чи рідкої сметани, вільно литися та не мати грудочок.

ЕТАП 3: Заливка у форму та деаерація (видалення повітря)

1. Встановіть силіконовий молд на рівну тверду поверхню.

2. Повільно тонким струменем вилийте розчин у найнижчу точку форми, дозволяючи масі самостійно заповнювати всі мікрорельєфи та витісняти повітря вгору.

3. Віброобробка: Відразу після заливки почніть енергійно постукувати формою по столу або вібрувати основання протягом 1 - 2 хвилин. Ви побачите, як на поверхню розчину масово виходять дрібні бульбашки повітря.

ЕТАП 4: Кристалізація, розформування та сушка

1. Залиште форму в спокої. Через 5 - 7 хвилин розчин розігріється (екзотермічна реакція тужавлення гіпсу) --- це нормальний процес.

2. Через 30 - 40 хвилин маса охолоне та повністю затвердне.

3. Обережно відігніть еластичні бортики силіконової форми та вийміть готовий рельєф або барельєф.

4. Контроль якості: Поверхня виробу має бути дзеркально гладкою, монолітною, без повітряних раковин та сколів.

5. Залиште виріб для остаточного набору міцності та висихання при кімнатній температурі на 24 години.

6. 🚨 Техніка безпеки та застереження

• Захист дихальних шляхів: Під час зважування та засипання гіпсу й цементу утворюється дрібнодисперсний пил. Працюйте в респіраторі або протипиловій масці.

• Не заливати в каналізацію: Категорично заборонено виливати залишки гіпсо-цементного розчину в раковину чи унітаз --- це призведе до швидкого та незворотного забивання труб! Залишки розчину висушують у стаканчику та викидають як побутове будівельне сміття.

🟤 Патинування міді та латуні

Тема: Хімічне забарвлення та декоративне зістарювання міді, латуні, бронзи

Тема: Хімічне забарвлення та декоративне зістарювання міді та її сплавів (латуні, бронзи) доступними побутовими реагентами

Напрям: Прикладне матеріалознавство та ремісничі технології

Рівень складності: Базовий (для початківців, учнів та майстрів)

Тривалість роботи: 45--60 хвилин

1. Мета та навчальні результати

• Навчальна мета: Ознайомитися з фізико-хімічними основами поверхневого оксидування та патинування кольорових металів; навчитися керувати колірними гамами (від бірюзово-палацової патини до темно-коричневого «античного» зістарювання) без використання токсичних промислових реагентів.

• Практичні навички:

1. Опанування покрокової технології підготовки та знежирення поверхні металу.

2. Приготування двох типів патинуючих складів (парогазового аміачного та контактування сірчаними сполуками).

3. Закріплення та фінішна консервація патинованого шару.

2. Вхідні вимоги, обладнання та реагенти

Дібрано реагенти, які можна придбати в будь-якій аптеці, супермаркеті або магазині побутової хімії:

Реагенти та матеріали:

1. Аптечний розчин аміаку (Нашатирний спирт, 10%): Джерело газоподібного NH₃ для створення бірюзово-блакитної патини (пари) або синього покриття.

2. Сірчана мазь 33% (з аптеки): Джерело активної сірки для створення темно-коричневого, темно-сірого та чорного «античного» оксиду (Cu₂S/CuS).

3. Кухонна сіль (NaCl): Каталізатор росту бірюзових хлоридно-гідроксидних комплексів міді.

4. Столовий оцет (9%) або лимонна кислота: Для попередньої хімічної активації та очищення металу від оксидної плівки.

5. Харчова сода (NaHCO₃): Для нейтралізації залишків кислот після підготовки.

6. Етиловий / ізопропіловий спирт або засіб для миття посуду: Для знежирення.

7. Фінішне покриття: Бджолиний віск, свічка або лляна олія (з аптеки/супермаркету).

Обладнання та посуд:

• Герметичний пластиковий контейнер (об'ємом 0.5--1 л) з кришкою (парова камера).

• Пластикові або скляні стаканчики.

• Ватні диски, паперові серветки, м'яка зубна щітка.

• Сталева вата (фракція 0000) або жорстка сторона кухонної губки.

• Побутовий фен для сушіння.

3. Теоретичний блок та хімічна сутність процесів

Патинування --- це процес утворення на поверхні міді та її сплавів тонких плівок з оксидів, сульфідів, карбонатів чи хлоридів під дією хімічних речовин.

1. Утворення бірюзово-блакитної патини (Аміачно-сольовий парогазовий метод):

При випаровуванні аміаку у закритому об'ємі пари NH₃ реагують з іонами міді та киснем повітря, утворюючи аміакати міді. У присутності іонів хлору (NaCl) та вологи на поверхні випадає шар базового хлориду міді (подібного до природного мінералу атакаміту):

2Cu + 2NH3 + 2NaCl + 2H2O + O2 → Cu2( OH )3Cl ↓  (бірюзовий) + …

2. Утворення темно-коричневого та чорного «античного» шару (Сірчаний метод):

Сірка із сірчаної мазі реагує з чистою поверхнею міді з утворенням сульфіду міді(I) та сульфіду міді(II):

2Cu + S → Cu2S (темно-коричневий / фіолетовий відлив)

Cu + S → CuS (оксамитово-чорний)

4. Розрахунок витрат та рецептура складів

Тип патини Компоненти та Спосіб внесення Час пропорція реакції

Палацова бірюзова Аміак 10% На дно контейнера 20--45 / малахітова (30 мл) + Сіль (без контакту з хвилин кухонна (10 г) + металом) Вода (10 мл)

«Антична» Сірчана мазь 33% Втирання тонким 2--10 коричнево-чорна (2 - 3 г) + шаром або занурення хвилин гаряча вода (50 мл) або в чистому вигляді

5. Покрокова технологічна карта (Практична частина)

ЕТАП 1: Підготовка та активація поверхні (Критично важливий етап)

1. Механічна зачистка: Зачистіть мідну чи латунну деталь сталевою ватою або жорстким боком губки до рівномірного блиску.

2. Знежирення: Промийте деталь гарячою водою з миючим засобом для посуду, після чого протріть спиртом. Після цього не торкайтеся деталі голими пальцями! (Використовуйте рукавички чи пінцет).

3. Хімічна активація: Занурте деталь на 1--2 хвилини в 9% столовий оцет із дрібкою солі. Це зніме невидиму оксидну плівку.

4. Промивка: Ополосніть деталь у воді з додаванням соди (для нейтралізації оцту) та промокніть серветкою.

**ЕТАП 2 (Варіант А): Створення бірюзової / блакитної патини (Парова

камера)**

1. На дно пластикового контейнера насипте 1 столову ложку солі та вилийте 30 мл аптечного аміаку.

2. Зробіть «підставку» (наприклад, з пластикової кришки або мережевої сітки), щоб деталь не торкалася рідкого аміаку, а перебувала над ним у закритому об'ємі.

3. Для виразнішого візерунка злегка змочіть деталь водою та притрусіть крупинками солі у місцях, де потрібен глибокий бірюзовий колір.

4. Покладіть деталь на підставку, щільно закрийте кришку контейнера.

5. Спостерігайте за реакцією: через 10--15 хвилин з'явиться блакитний наліт, через 30--40 хвилин --- інтенсивна бірюзова патина.

6. Вийміть деталь пінцетом та просушіть феном без змивання водою (колір зафіксується при висиханні).

**ЕТАП 2 (Варіант Б): Створення темно-коричневого / оксамитово-чорного

зістарювання**

1. Метод втирання: Нанесіть на ватний диск невелику кількість сірчаної мазі (розміром із горошину) та рівномірно розтріть по поверхні деталі.

2. Термоактивація: Злегка прогрійте деталь гарячим струменем фена або підставте під струмінь гарячої води (60 - 70^°C). На очах деталь змінить колір: Рожевий → Коричневий → Фіолетовий → Глибокий темний.

3. Коли досягнуто бажаного відтінку, змийте залишки мазі гарячою водою з милом, використовуючи м'яку зубну щітку.

ЕТАП 3: Консервація та фінішна обробка (Надання об'єму)

1. Виділення рельєфу: Якщо деталь має рельєф, злегка пройдіться по опуклих частинах сталевою ватою чи дрібним наждачним папером (P2000). Темна патина залишиться в заглибленнях, а опуклості заблищать яскравим металом --- утвориться контрастний ефект «антикваріату».

2. Воскування:

• Нагрійте деталь феном до 50 - 60^°C.

• Нанесіть тонкий шар бджолиного воску (або суміші воску й олії 1:1) або протріть шматочком свічки.

• Розподіліть віск м'якою ганчіркою. Віск герметизує покриття, захистить його від стирання та надасть м'якого шовковистого блиску.

6. 🚨 Техніка безпеки та застереження

• Аміак (Нашатирний спирт): Має різкий подразнюючий запах. Працювати біля відчиненого вікна, під витяжкою або на балконі. Не нахилятися над відкритим контейнером!

• Захист очей та шкіри: Роботу проводити в захисних медичних/нітрильних рукавичках та захисних окулярах.

• Нейтралізація: При попаданні аміаку на шкіру --- промити великою кількістю води. Залишки аміаку з контейнера перед утилізацією можна розвести водою 1:10 та вилити у каналізацію.