Verfahren zur Auflösung von Nebel
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Auflösung von Nebel oberhalb Gefriertemperatur und auf ein Mittel zur Ausführung des Verfahrens.
Konventionelle Methoden zur Auflösung von Nebel mit künstlichen Hilfsmitteln basieren alle auf der Modifizierung der für die Stabilität des Nebel-Aerosols verantwortlichen Faktoren. Nebeltröpfchen können durch direkte Hitzeeinwirkung verdampft oder durch Einsatz hygroskopischer Substanzen absorbiert werden.
Nebel besteht aus einer grossen Masse suspendierten Wassers und zu dessen Entfernung wird eine beträchtliche Energiemenge benötigt. Beispielsweise enthält der Nebel über einer Flugplatzpiste in einer Höhe von 70 m über einer Fläche von 2 km Länge und 100 m Breite 1-2 t Wasser. Zur Verdampfung der Nebeltröpfchen und Herabsetzung der relativen Luftfeuchtigkeit wird daher eine enorme Wärmemenge benötigt.
Diese kann erhalten werden durch Verbrennen von Benzin oder Öl in Brennern, die längs der Piste angebracht sind. Derartige Methoden erzeugen jedoch grosse Abgas- und Rauchmengen, sind teuer im Betrieb und verlangen teure Installationskosten.
Bei Absorptionsmethoden wird zwecks Herabsetzung der relativen Luftfeuchtigkeit eine hygroskopische Substanz, beispielsweise Calciumchlorid, in den Nebel gestreut. Der Gleichgewichtszustand zwischen den Nebeltröpfchen und der feuchten Umgebungsluft, in welcher sie suspendiert sind, wird dadurch zerstört und die Nebeltröpfchen verdampfen. Diese Methode schliesst jedoch das Risiko der Korrosion in benachbarten Liegenschaften und Pflanzungen ein.
Eine andere Methode zur Auflösung von Nebel besteht in der Anwendung von Schall- oder elektrostatischer Ausfällung, die sich jedoch für die praktische Anwendung auf grossflächigen Gebieten nicht eignet. Der Einsatz von Ultraschall-Vibration zwecks Kondensation der Nebeltröpfchen zu grösseren Regentropfen erzeugt Vibrationen, die bei Personen in der Umgebung Unbehagen verursachen.
Eine andere Methode besteht darin, Natriumchlorid in den Nebel einzublasen, um die Nebeltröpfchen durch Koagulation in Regentropfen zu verwandeln. Diese Impfmethode hat verschiedene Vorteile, schliesst jedoch ein hohes Risiko von Korrosion und Beschädigung von Pflanzen und Umgebung ein.
Die vorstehend beschriebene und zahlreiche andere Methoden wurden in gross angelegten Forschungsprojekten entwickelt, die durch die Grössenordnung der vorhandenen Probleme begründet waren. Das Auftreten von Nebel führt zu vielen Problemen im Land- und Luftverkehr und in der Schiffahrt. Allein die Absage von Flügen auf Grund von Nebel kostet die Luftfahrtgesellschaften jährlich Millionen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das ohne den Einsatz von Substanzen mit schädlicher Wirkung auf Menschen, Umgebung und Pflanzen ermöglicht, oberhalb der Gefriertemperatur Nebel auf billige Art und Weise rasch und gründlich aufzulösen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass in den Nebel feine Tröpfchen eines flüssigen Gemischs gespritzt werden, das mindestens zwei der Verbindungen Acetamid, Harnstoff und Ammoniumnitrat enthält.
Das im erfindungsgemässen Verfahren verwendete flüssige Gemisch kann zusätzlich Wasser enthalten, wobei dessen Mengenanteil jedoch unterhalb der zur Bildung von gesättigten Lösungen der individuellen, im Gemisch enthaltenen Verbindungen, benötigten Wassermenge liegen soll. Ausserdem kann das flüssige Gemisch weitere Zusätze, beispielsweise andere Salze und/oder Glykole enthalten.
Nachfolgend wird das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise näher erläutert.
Ein Gemisch von Acetamid, Harnstoff und Ammoniumnitrat im ungefähren Molverhältnis 1-2:1:1 ist sogar in Abwesenheit von Wasser flüssig. Gemische von Acetamid und Harnstoff, Acetamid und Ammoniumnitrat sowie Harnstoff und Ammoniumnitrat sind bei Zusatz einer geringen Wassermenge ebenfalls flüssig.
Beispiele derartiger Gemische und Molverhältnisse sind: 1) Harnstoff- Ammoniumnitrat-Wasser = 1:1:0,5; II) Acetamid-Harnstoff-Wasser = 2:1:0,75; III) Acetamid-Ammoniumnitrat-Wasser = 2:1:0,5.
Obwohl in den vorstehend angeführten Gemischen Wasser sogar in grösseren als den angegebenen Mengenanteilen verwendet werden kann, hat es sich gezeigt, dass zur Bildung flüssiger Gemische, die sich zur Auflösung von Nebel oder zur künstlichen Erzeugung von Regen eignen, Wasser in geringeren Anteilen eingesetzt werden kann als die zur Lösung der individuellen Komponenten benötigte Wassermenge betragen würde.
Der Begriff Nebel umfasst sowohl den oberhalb Gefriertemperatur auftretenden warmen, wie auch den bei oder unterhalb Gefriertemperatur auftretenden kalten Nebel. Ungefähr 95 O/o des in den USA auftretenden Nebels ist sogenannter warmer, natürlicher Nebel und die restlichen 5 O/o sind kalter Nebel, der über dem Inland oder in kalten Gebieten auftreten kann. Warmer natürlicher Nebel ist ein Aerosol, bestehend aus einer Suspension von kleinen Wassertröpfchen, wobei durch den Dampfdruck des Wassers die Luft in der Umgebung des Nebeltröpfchens gesättigt ist. Typische warme Nebel enthalten ungefähr 1-10 Nebeltröpfchen pro cm3 Luft.
Die Nebeltröpfchen haben einen Durchmesser von 2 bis 100 Cd und der grösste Teil der Flüssigkeit im Nebel liegt in Form von Wassertröpfchen mit Durchmessern zwischen 20 und 50 u vor. Die im erfindungsgemässen Verfahren eingesetzten flüssigen Gemische sind besonders geeignet zur Auflösung dieser warmen Nebel und können auch zur künstlichen Erzeugung von Regen aus Wolken eingesetzt werden.
Beispiel 1
20 g Ammoniumnitrat und 15 g Harnstoff wurden vermischt und zu 3,9 g Wasser gegeben; das Molverhältnis betrug ungefähr 1:1:0,85. Das Gemisch bestand aus 9 Gewichtsteilen Festkörpern und 1 Gewichtsteil Wasser und wird im nachstehenden als 9:1-Gemisch bezeichnet. Das Gemisch begann langsam sich zu verflüssigen und nach Rühren wurde eine homogene, farblose Lösung erhalten. Eine Probe der Lösung wurde über Nacht auf 60 C gekühlt, wobei die Lösung nicht auskristallisierte und für den Durchgang durch eine Sprühdüse genügend flüssig blieb. Es wurde gefunden, dass die Lösung auf Aluminiumoberflächen praktisch keine Korrosion ergab.
Die Lösung hatte bei 250 C einen Dampfdruck von 8, mm Hg, was beträchtlich unterhalb dem Dampf druck der einzelnen Komponenten liegt, der für Wasser 23,8 mm Hg, für eine gesättigte wässrige Lösung von Harnstoff 18,3 mm Hg und für eine gesättigte wässrige Lösung von Ammoniumnitrat 14,7 mm Hg beträgt.
Die Dichte der Lösung betrug 1,36 g/cm3.
Ein Tropfen dieser Lösung wurde auf Uhrglas gebracht und dessen Grösse nahm unter der Einwirkung von atmosphärischen Bedingungen beträchtlich zu. Vergleichsweise wurde je ein Tropfen einer gesättigtenwäss- rigen Lösung von Harnstoff und von Ammoniumnitrat auf separate Uhrgläser gebracht, wovon beide unter der Einwirkung der gleichen atmosphärischen Bedingungen verdampften und auszukristallisieren begannen.
Die wie vorstehend beschrieben hergestellte Lösung kann zur wirksamen Auflösung von Nebel eingesetzt werden, indem sie von einem Flugzeug aus oder mittels eines vom Boden aus wirkenden Systems in Tröpfchen grösse von 20J;00 u, vorzugsweise 75-200 ,tut, in den Nebel versprüht wird. Wenn die Tröpfchen zu klein sind, bleiben sie zu lange im Schwebezustand und erzeugen selbst Nebel, während sie bei zu grossem Durchmesser zu schnell fallen, um den Nebel wirksam auflösen zu können.
In einer Kammer mit ungefähr 23 m3 Inhalt wurde aus einer Kochsalzlösung ein stabiler und dicker Nebel erzeugt und danach 20 ml der vorstehend beschriebenen Lösung in der Kammer versprüht, wonach der Nebel innert 10 sek aufgelöst war.
Mittels eines B-25 Flugzeugs wurden 2650 1 des vorstehend beschriebenen 9:1-Gemischs in einem einzigen Ovalflug über einem Nebelgebiet versprüht, wobei das Flugzeug mit einer Sprühvorrichtung ausgerüstet war, die 40 Sprühdüsen mit Öffnungen von n,76 mm Durchmesser aufwies. Messungen aus einem Laborflugzeug ergaben, dass im besprühten Gebiet 60-150 m unterhalb der oberen Nebelgrenze ein wesentlicher Anstieg des Wassergehalts erfolgte. Versuche von diesem Laborflugzeug aus zeigten, dass die versprühte Lösung im Prüfgebiet einen Wassergehalt der Luft von 3 g/m3 ergeben hatten. Bei dieser Art von Prüfungen ist das wichtigste Mass zur Beurteilung der Wirksamkeit eines Nebel auflösenden Mittels die Veränderung des Wassergehaltes der Luft unterhalb der besprühten Fläche.
Der Nebel selbst hatte einen Wassergehalt der Luft von 0,9 g/m3. Ein Nebel auflösendes Mittel wird als gut wirksam erachtet, wenn es einen Wassergehalt der Luft von 1,5 g/m3 ergibt, wodurch ein Nebelregen (Nieseln) ausgelöst wird. Eine der bisher wirksamsten der verwendeten chemischen Lösungen waren eine solche von Calciumchlorid, die einen Sprühnebel mit einem Wassergehalt von bis zu 1,9 g/m3 ergibt. Das im erfindungsgemässen Verfahren eingesetzte flüssige Gemisch ist somit beträchtlich wirksamer als früher verwendete Lösungen und führte sogar zur künstlichen Erzeugung von Regen, der bei einem Wassergehalt der Luft von mehr als 2,5 ozon3 auftritt.
Ein weiterer Nebelauflösungsversuch wurde durchgeführt, indem mit dem B-25 Flugzeug über einem Flughafen ein hantelförmiger Kurs geflogen wurde und dabei 2839 1 des 9:1-Gernischs versprüht wurden. Das Sprühen erfolgte über der oberen Nebeigrenze, deren Höhe in 240-370 m über Boden variierte. Der Flughafen war vor dem Sprühversuch für jeglichen Luftverkehr geschlossen mit Sichtweite Null. Der Sprühversuch führte zu einer Klärung der Piste, die vom Sprühflugzeug aus während 15 min sichtbar war, bevor der Nebel den Flughafen wieder deckte. Das Sprühen wurde während einer Zeitdauer von 7 min durchgeführt. Der Nebel war ein warmer Nebel, der 95 O/o des auf Flughäfen in den USA auftretenden Nebels ausmacht.
Die Tatsache, dass der Flughafen nach einer Öffnungszeit von 15 min wieder vom Nebel eingedeckt wurde, beweist, dass die Klärung auf das Sprühen zurückzuführen ist und nicht auf Umstände einsetzender Auflösung auf Grund natürlicher Erscheinungen.
In einem weiteren Sprühversuch flog das B-25 Sprühflugzeug 4mal hintereinander einen hantelförmigen Kurs über dem zu besprühenden Gebiet. Unter diesen Bedingungen ermittelte das Laborflugzeug die künstliche Erzeugung von Regen bei einem Wassergehalt der Luft von 4,5 gim3.
Temperaturen um 0 C herum neigen dazu, das 9:1-Gemisch zu verdicken, wodurch die zum Versprühen eingesetzten Düsen verstopft werden können. Unter derartigen Bedingungen kann der Lösung zusätzlich Wasser beigefügt werden. Für weitere Versuchsflüge wurden 2C-123 Flugzeuge mit Ladungen von je 3293 1 des 9:1-Gemischs mit einem Zusatz von je 1173 1 Wasser sowie ein B-25 Flugzeug mit einer Ladung von 2461 1 des 9:1-Gemischs, dem 379 1 Wasser zugesetzt waren, eingesetzt. Diese verdünnten Gemische wurden bei der Lagerung und beim Transport in Tankwagen beheizt. Die drei Flugzeuge versprühten ihre Ladungen in einem Ovalkurs. Vor Sprühbeginn war die Sicht gleich Null und wurde durch das Sprühen, obwohl die Gemische beträchtlich mit Wasser verdünnt waren, auf das ILS-Minimum (Instrument Landing System) gebracht und während 35 min so behalten.
Das 9:1-Gemisch beginnt sich bei ungefähr + 80 C zu verdicken und es ist daher empfehlenswert, dass das Flugzeug zum Sprühen in Temperaturgebieten um Null " C mit einer Heizvorrichtung versehen wird, um das Gemisch oberhalb dieser Temperatur zu halten.
Dem vorstehend beschriebenen Gemisch von Harnstoff, Ammoniumnitrat und Wasser können ein oder mehrere Zusatzmittel beigegeben werden. Beispielsweise niedrigmolekulare Amin- oder Amidverbindungen, wasserlösliche Salze, Glykole, niedrigmolekulare Alkohole, sind Zusätze, die als Korrosionsschutzmittel, Verdünner oder für anderweitige Verbesserungen der Nebel auflösenden Eigenschaften des Gemischs eingesetzt werden können. Sie können in variierenden Mengenanteilen, mit oder ohne zusätzliches Wasser, beigemischt werden.
Lösungen von a) 1 Mol Ammoniumnitrat, 1 Mol Harnstoff, 1 Mol Athylenglykol und 0,5 Mol Wasser, d. h. 24 Gewichtsteile Chemikalien auf 1 Gewichtsteil Wasser; b) 1 Mol Ammoniumnitrat, 1 Mol Harnstoff, 0,5Mol Chemikalien auf 1 Gewichtsteil Wasser, Formamid und 0,5 Mol Wasser, d. h. 18 Gewichtsteile sind sehr wirksame, Nebel auflösende Mittel und beginnen sich ausserdem bis zu Temperaturen von ungefähr + 40 C nicht zu verdicken.
Aus 55 g Glycerin, 35 g Ammoniumnitrat, 30 T Harnstoff und 8 g Wasser wurde eine Lösung hergestellt, die sehr wirksam zur Auflösung von Nebel war und auf Kupfer fast keine und auf Aluminium gar keine Korrosion ergab. Die Dichte der Lösung betrug 1,29 g/cma.
Eine andere wirksame Lösung wurde hergestellt aus 39 g Ammoniumnitrat, 32 g Harnstoff, 29 g Sucrose und 5 g Wasser.
Eine Lösung von 50 Gewichtsteilen Glycerin, 30 Gewichtsteilen Ammoniumnitrat, 25 Gewichtsteilen Harnstoff, 25 Gewichtsteilen Isopropanol und 3 Gewichtsteilen Wasser löste den Nebel in einer Nebelkammer wirksam auf, wührte jedoch zu Korrosionserscheinungen.
Ein Gemisch von 18,8 g Wasser, 13 g Ammoniumsulfat, 18,8 g Ammoniumnitrat und 29,2 g Harnstoff ergab eine zur Auflösung von Nebel wirksame, farblose Lösung, die nicht auskristallisierte.
Das Molverhältnis von Harnstoff und Ammoniumnitrat zu Wasser, d. h. von Festkörpern zu Flüssigkeit, kann im Bereich von 1:0,25 bis 1:2,5 liegen, wobei jedoch ein Wassergehalt an der unteren Grenze bevorzugt wird. Das Molverhältnis Harnstoff:Ammoniumnitrat beträgt ungefähr 1:1. Es ist zu beachten, dass diese Verhältnisse variiert werden können. Wenn beispielsweise das Molverhältnis von Harnstoff zu Ammoniumnitrat 1:1,25 beträgt und ein minimaler Wassergehalt von 0,5 Mol eingesetzt wird, verbleiben bis zu 0,25 Mol Ammoniumnitrat unter Bildung einer Aufschlämmung im flüssigen Gemisch, wobei jedoch zur Lösung des Ammoniumnitrats zusätzlich Wasser beigemischt werden kann.
Beispiel 2
Im Gemisch von Harnstoff, Ammoniumnitrat und Wasser kann entweder der Harnstoff oder das Ammoniumnitrat teilweise oder ganz in molarem Verhältnis durch Acetamid ersetzt werden. Hierbei kann in beiden Fällen in molarem Verhältnis ein geringfügig grösserer Anteil Acetamid eingesetzt werden.
Aus 2 Mol Acetamid, 1 Mol Harnstoff und 0,75 Mol Wasser wurde ein Gemisch hergestellt, das sich beim Vermischen mit Leichtigkeit verflüssigte.
Aus 2 Mol Acetamid, 1 Mol Ammoniumnitrat und 0,5 Mol Wasser wurde durch einfaches Mischen ein flüssiges Gemisch hergestellt.
Die vorstehend beschriebenen, flüssigen Gemische eignen sich in gleicher Weise zur Auflösung von Nebel, wie in Beispiel 1 beschrieben, mit oder ohne die dort angeführten Zusätze.
Beispiel 3
Aus den nachstehenden Versuchen ist ersichtlich, dass in vollständiger Abwesenheit von Wasser flüssige Gemische hergestellt werden können.
In einem Trocknungskasten wurden zwecks Herabsetzung der Luftfeuchtigkeit auf 0 O/o und zur Trocknung der verwendeten Chemikalien 6 Platten Phosphorpentoxid angebracht. Das Klima im Inneren des Kastens zeigte ursprünglich 40 O/o rel. Luftfeuchtigkeit und 26,1 C. Der Kasten enthielt zur Luftumwälzung und wirksameren Trocknung einen kleinen Ventilator und war mit Gummihandschuh-Eingriffstutzen versehen, um Arbeiten im Inneren des Kastens nach dessen luftdichtem Verschluss zu ermöglichen.
In separaten Behältern wurden in diesem Kasten 2,95 g Acetamid, 2 g Ammoniumnitrat und 1,5 g Harnstoff eingelagert, die vorher während mehr als einem Tag in einem Exsikkator getrocknet worden waren.
Danach wurde der Kasten luftdicht verschlossen und nach einem Tag zeigte das Klima im Inneren des Kastens 0 O/o rel. Luftfeuchtigkeit und 26,10 C. Danach wurden die einzelnen Komponenten im Inneren des Kastens aus ihren separaten Behältern genommen und in ein Becherglas eingefüllt. Nach ungefähr 5 min Rühren begannen die Komponenten, im Glasrührer festzukleben, was auf einsetzende Verflüssigung hinwies. Nach weiteren 5 min Rühren begann sich das Gemisch stärker zu verflüssigen und das Rühren wurde abgebrochen.
Die Verflüssigung schritt weiter und es wurde eine homogene Flüssigkeit mit annähernd der Viskosität von Wasser erhalten.
Die Dichte einer flüssigen Lösung von Acetamid, Harnstoff und Ammoniumnitrat im Molverhältnis 2:1:1 wurde folgendermassen ermittelt:
2 x 0,085 Mol Acetamid = 10,04 g
1 X 0,085 Mol Ammoniumnitrat = 6,80 g
1 x 0,085 Mol Harnstoff = 5,10 g
Gesamtgewicht = 21,94 g
Während des Rührens zeigte ein in das halbflüssige Gemisch getauchtes Thermometer bei einer Raumtemperatur von 290 C 170 C. Die Dichte dieses Gemischs wurde unter der Voraussetzung, dass zwischen den einzelnen Komponenten keine Reaktion eintritt, durch Multiplikation der Dichte jeder einzelnen Substanz mit der Gewichtsfraktion dieser Substanz vom Gesamtgewicht des Gemischs erhalten. Die Gewichtsfraktion von Acetamid ist beispielsweise dessen Gewichtsanteil von 10,04 g im Gemisch, dividiert durch das Gesamtgewicht von 21,94 g des Gemischs, d. h.
10,04
21,94' multipliziert mit der Dichte von Acetamid
1,139, ergibt 0,520, was den Anteil des Acetamids an der hypothetischen Dichte des Gemischs darstellt.
Die vollständige Berechnung sieht folgendermassen aus: 10,04
Acetamid 21'94 x 1,139 = 0,520
6,80
Ammoniumnitrat 21,94 x 1,725 0,524
5,10
Harnstoff 21,94 X 1,324 = 0,307
Durchschnittliche Gesamtdichte 1,351
Die wirkliche Dichte der flüssigen Lösung des Acet amid/Ammoniumnitrat/Harnstoff-Gemischs, das nach dem Vermischen während 24 h in einem luftdicht ver schlossenen Behälter gelagert worden war, wurde durch
Wägen eines bekannten Volumens in einem Pykno meter ermittelt und betrug 1,22 oder 0,13 weniger als der Sollwert, wenn die Substanzen in keiner Weise mit einander reagiert hätten. Diese Gewichtsabnahme pro
Volumeneinheit entspricht einer Volumenzunahme von ungefähr 10 O/o.
Diese Volumenzunahme weist darauf hin, dass der durchschnittliche Abstand zwischen Teilchen (Moleküle oder freie Radikale) der flüssigen Lösung des Acetamid/ Ammoniumnitrat/Harnstoff-Gemischs grösser ist als der durchschnittliche Abstand zwischen den Molekülen der
Ausgangssubstanzen.
Eine Zunahme der Gesamtzahl von Teilchen, mög licherweise als freie Radikale, ist auch möglich. Räum lich kommt dies auf dasselbe hinaus, d. h. auf eine räum liche Verteilung des Ausgangsmaterials mit weiteren Ab ständen, die sich in Form einer verminderten Dichte ausdrückt.
Eine räumliche Verteilung mit grösseren Abständen zwischen den Teilchen bedeutet eine Zunahme des Ener giegehalts des flüssigen Gemischs gegenüber den Aus gangsmaterialien. Durch das Absinken der Temperatur von 290 C auf 170 C während des Mischens wurde eine beträchtliche Energieabsorption bewiesen.
Diese Beobachtungen, Zunahme des Volumens der flüssigen Lösung und Temperaturabfall während des Mischens, machen die Fluidität der Lösung, deren Viskosität nahezu gleich ist wie diejenige von Wasser, im Gegensatz zur Steifheit der ursprünglich kristallinen Ausgangssubstanzen erklärlich. Aus dem nachstehenden ergibt sich ein Hinweis, dass die Verflüssigung auf Grund von Dissoziation der Moleküle der Ausgangssubstanzen in weniger komplexe Moleküle oder freie Radikale erfolgt:
1. Die Fluidität selbst deutet auf grosse Beweglichkeit der Teilcheneinheiten hin und lässt stark vermuten, dass diese klein und von einfachem Molekülgefüge sind.
2. Der Temperaturabfall während des Rührens beruht vermutlich zumindest teilweise auf der Aufspaltung chemischer Bindungen.
3. Wie ermittelt, wird die Verflüssigung von einer Volumenzunahme bzw. einer Abnahme der Dichte begleitet. Dies wäre bei teilweiser Aufspaltung von komplexeren Molekülen zu erwarten.
4. Die Beobachtung, dass ein Gemisch von wässrigen Lösungen von Harnstoff und Ammoniumnitrat zur Auflösung von Nebel wirksamer ist als Lösungen gleicher Konzentration der einzelnen Substanzen, steht in Übereinstimmung mit der Dissoziationshypothese.
Wenn die nebelauflösende Wirkung einer Lösung auf deren herabgesetztem Dampfdruck beruht, muss gemäss dem Raoult'schen Gesetz die Lösung des Gemisches mit ihrem niedrigeren Dampfdruck eine höhere Teilchenkonzentration (Moleküle oder freie Radikale) aufweisen als die Summe der Teilchen in den separaten Lösungen trägt. Scheinbar wirken die individuellen Substanzen solcherart aufeinander ein, dass teilweise oder vollständige Dissoziation in eine grosse Anzahl einfacherer Einheiten eintritt. Eine mögliche Erklärung für die Wirksamkeit des verwendeten flüssigen Gemischs ist, dass eine Reaktion eintreten kann, die in der Lösung eine grössere Anzahl kleinerer Moleküle erzeugt.
Mit einer Lösung, enthaltend 2 Mol Acetamid, 1 Mol Harnstoff und 1 Mol Ammoniumnitrat, wurde eine IR-Analyse durchgeführt, die eine Bande bei 1760 cm- ergab, was auf eine neue Zusammensetzung hinzudeuten scheint.
Versuche in der Nebelkammer weisen darauf hin, dass ein wasserfreies, flüssiges Gemisch, enthaltend 1 Mol Acetamid, 1 Mol Harnstoff, 1 Mol Ammoniumnitrat und gegebenenfalls einen geringen Anteil i5*thy- lenglykol, sowohl für die Auflösung von Nebel und sogar zur künstlichen Erzeugung von Regen wirksam ist.
Ein Gemisch von 2,95 g Acetamid, 2 g Ammoniumnitrat und 1,5 g Harnstoff wurde zusammen mit Glaskugeln in einen Behälter eingefüllt, der dann luftdicht geschlossen und geschüttelt wurde. Nach ungefähr 2 min Schütteln begann sich das Gemisch zu verflüchtigen. Das erhaltene flüssige Gemisch, das selbst bei Abkühlung auf 6" C nicht auskristallisierte, zeigte grosse Wirkung auf einen gut stabilen und schweren Nebel aus einer konzentrierten Salzlösung und löste das Meiste davon auf.
Auf Basis dieser Kombination von Harnstoff, Acetamid und Ammoniumnitrat wurden verschiedene andere flüssige Gemische für die Auflösung von Nebel hergestellt. Beispielsweise wurde ein Gemisch von 4 g Ammoniumnitrat, 4 g Acetamid und 3 g Harnstoff bis zum Schmelzen erhitzt und die Schmelze danach abge kühlt. Das erhaltene Gemisch kristallisierte weder bei Zimmertemperatur noch bei Abkühlung auf 40 C aus.
Ein Gemisch von 5,9 g Acetamid, 4 g Ammoniumnitrat und 3 g Harnstoff, dessen Molverhältnis 2:1:1 betrug, wurde in einem Becher bis zum Schmelzen erhitzt und die erhaltene flüssige Lösung in eine Flasche eingefüllt und diese luftdicht verschlossen. Sie kristallisierte weder bei Zimmertemperatur noch bei Abkühlung auf 4 C aus.
Diesem Gemisch von Harnstoff, Acetamid und Ammoniumnitrat können jegliche der vorstehend genannten Zusatzmittel beigefügt werden. Beispielsweise wurden ohne Einsatz von Wasser homogene Flüssigkeiten hergestellt aus: a) 4 Mol Acetamid, 4 Mol Harnstoff, 4 Mol Ammoniumnitrat und 1 Mol Ammoniumbicarbonat, und b) 1,5 Mol Acetamid, 1,5 Mol Harnstoff, 1,5 Mol Ammoniumnitrat und 1 Mol Ammoniumacetat (NH4C2H302).
Beide Flüssigkeiten waren farblos.
Ein anderes Gemisch wurde hergestellt aus 2,9 g Acetamid, 1,5 g Harnstoff, 2 g Ammoniumnitrat und 1,7 g Natriumnitrat im Molverhältnis 2:1:1:1. Das Gemisch wurde zusammen mit Glaskugeln in einem Glasbehälter geschüttelt. Es trat sofort Verflüssigungserscheinung ein und das Gemisch verflüssigte sich zu einer Aufschlämmung. Nach Zusatz von je 1 Mol Harnstoff und Acetamid war das Gemisch immer noch eine Aufschlämmung.
Im Gemisch beträgt das Molverhältnis Acetamid: Harnstoff:Ammoniumnitrat vorzugsweise 1-2:1:1, wobei ein Acetamidanteil an der unteren Grenze zu Lösungen führt, die ihre Fluidität leichter behalten. Diesen Lösungen kann selbstverständlich Wasser in Mengenanteilen von 5 Mol oder mehr pro je 3 Mol der Lösung von Acetamid, Harnstoff und Ammoniumnitrat zugesetzt werden. Geringe zusätzliche Anteile einer oder mehrerer der Ausgangssubstanzen in der Lösung im Molverhältnis 1-2:1:1 von Acetamid, Harnstoff und Ammoniumnitrat können gewünschtenfalls zugesetzt werden, da die Lösung als Lösungsmittel wirken oder eine Aufschlämmung bilden kann.
Unter Verwendung einer Nebelkammer von 23 m3 Inhalt wurden mit den nachstehenden Lösungen, deren Zusammensetzung in Gewichtsteilen (T) angegeben ist, konventionelle vergleichende Versuche zur Auflösung von Nebel durchgeführt.
In der Nebelkammer wurde durch Versprühung einer Lösung von 5 g Kochsalz in 4 1 Wasser ein dichter und gut stabiler warmer Nebel hergestellt.
Für die Versuche wurden folgende Lösungen hergestellt:
1, Eine gesättigte Lösung von 1 T Harnstoff in 1 T Wasser;
2. eine gesättigte Lösung von 1,5 T Ammoniumnitrat in 1 T Wasser;
3. eine Lösung von 4 T Ammoniumnitrat, 3 T Harnstoff und 0,78 T Wasser im ungefähren Molverhältnis von 1:1:0,85.
Von diesen drei Lösungen wurden in separaten Versuchen je 15 ml in die Nebelkammer eingespritzt.
Lösung 3 löste den gesamten in der Kammer befindlichen Nebel innert 5-10 sek auf, während mit den Lösungen 1 bzw. 2 innert 30-40 sek nur ungefähr 3/4 des in der Kammer befindlichen Nebels aufgelöst wurden.
Mit den gleichen Vergleichslösungen und unter Verwendung gleichartigen Nebels wurden in einer Nebelkammer mit einem Inhalt von 32 m3 ähnliche Versuche durchgeführt.
Mit 10 ml der Lösung 3 wurde sämtlicher in der Kammer befindliche Nebel innert 30 sek vollkommen aufgelöst, während mit je 20 ml der Lösungen 1 bzw. 2 innert je 60 sek nur ungefähr je 3/4 des in der Kammer befindlichen Nebels aufgelöst wurden.