(Release that Witch)

378 Oksigen dan Nitrogen

Bab 378: Oksigen dan Nitrogen

Agatha, Sylvie, Chavez dan Kyle Sichi akan melakukan percobaan. Carter, Iron Axe, Barov, dan semua penyihir lain dari Serikat Penyihir juga diminta oleh Roland untuk datang ke lab, karena ini adalah eksperimen yang sangat penting secara praktis dan mendidik. Laboratorium kelima dipilih untuk acara ini, mengingat itu adalah lab terbesar dan memiliki cukup ruang untuk dua lusin orang.

Mempertimbangkan eksperimen tersebut adalah yang pertama dari jenisnya, Roland telah membangun sebuah kapal berbentuk menara yang hanya setinggi manusia dengan diameter satu meter, bukan kapal fraksinasi raksasa. Bagian dalam kapal dibagi menjadi tiga bagian. Udara masuk ke kapal melalui bagian bawah dan keluar melalui dua bagian di atas.

Sebelum berpisah, Roland memberi mereka ceramah sederhana tentang kimia, memberi tahu mereka apa yang akan terjadi dan mengajukan beberapa pertanyaan untuk mereka pikirkan dan coba jawab. Itu adalah trik yang sering digunakan oleh guru kimia untuk memancing minat siswa mereka dan meningkatkan efek pelajaran.

“… Secara teoritis, ketika Agatha mendinginkan bejana dan menurunkan suhu internalnya, udara di dalamnya secara bertahap akan terkondensasi menjadi cairan, dan menetes ke dasar bejana melalui lubang di piring. Jadi saat Anda melihat cairan di bagian bawah, beri tahu kami. ”

Roland menjelaskan kepada Sylvie secara rinci, karena tidak ada orang kecuali dia yang bisa melihat langsung ke dalam bejana dan menjelaskan perubahan yang terjadi di dalamnya.

Sylvie mengangguk agak skeptis, “Apakah saya benar-benar akan melihat cairan muncul? Bukankah hanya uap air yang ada di dalam bejana?”

“Tidak, ini berbeda. Udara yang dicairkan berwarna biru muda, sama sekali berbeda dari uap air.” Roland menggelengkan kepalanya dan menjelaskan lebih lanjut, “Ditambah, pada suhu itu, uap air akan memadat menjadi kristal es jauh sebelum mengudara.” Kemudian dia memberi isyarat ke arah Agatha dan berkata, “Mari kita mulai.”

“Tunggu … Apakah kita tidak harus menutup lubang di dasar kapal sekarang?” dia bertanya.

“Tutupi nanti. Jika tidak, kapal tidak akan memiliki cukup udara di dalamnya untuk melakukan perubahan signifikan.” Karena ini hanya eksperimen, dia memilih cara termudah untuk memasukkan udara — ketika suhu udara di dalam bejana diturunkan dengan cepat, tekanan internal akan turun, dan dengan demikian menarik udara ke dalam bejana. Dalam produksi massal, pendinginan udara membutuhkan terlalu banyak energi dan udara dingin akan mengalir terus menerus. Oleh karena itu, metode pendinginan ini dinilai tidak efisien dan jarang diterapkan dalam praktik. Namun, kekuatan sihir Agatha dapat menurunkan suhu kapal lebih efisien daripada lemari es manapun, sehingga Roland tidak kesulitan untuk menyiapkan pompa udara.

Agatha menarik napas dalam-dalam dan menekankan tangannya ke bejana fraksinasi.

Sekitar setengah menit kemudian, suara siulan terdengar jelas saat udara melewati pipa pemasukan udara dengan cepat. Embun beku putih dapat dilihat dengan mata telanjang di sekitar lubang pipa, dan areanya berangsur-angsur meluas — air di udara di dekatnya dengan cepat mengeras, dan kemudian menempel ke bejana. Anna mengubah Blackfire menjadi benang untuk membersihkan kristal es yang terus menebal ini.

“Saya melihat beberapa cairan muncul di piring, tapi ada lebih banyak embun beku di dalamnya.” Sylvie berkata dengan takjub beberapa saat kemudian.

“Beku putih mungkin uap air yang mengeras atau karbon dioksida yang mengkristal,” jelas Roland. “Mengingat hanya ada sebagian kecil karbon dioksida di udara, sebagian besar harus berupa uap air yang dipadatkan.”

Pada produksi normal, udara harus dikeringkan terlebih dahulu sebelum dihisap ke dalam bejana fraksionasi. Jika tidak, uap air yang dipadatkan akan menghalangi pelat dan lubang perpisahan, sehingga menurunkan efisiensi produksi.

Beberapa menit kemudian, Sylvie melaporkan kepada Roland bahwa bagian bawah bejana telah diisi dengan cairan biru muda. Roland segera menginstruksikan Soraya untuk memblokir lubang di pipa pemasukan udara dan menutupnya dengan lapisan.

Hal berikutnya yang harus dilakukan adalah memanaskan wadah, langkah penting dalam eksperimen ini.

Ketika udara yang dicairkan dipanaskan, nitrogen pertama-tama akan mencapai titik didihnya, menguap dan mengalir karena perbedaan titik didih nitrogen dan oksigen. Dengan cara ini keduanya bisa dipisahkan. Karena fakta bahwa Roland lupa suhu persis di mana nitrogen mencapai titik didihnya, dan bahwa dia juga tidak punya cara untuk mengukurnya, semuanya bergantung pada Agatha untuk mengontrol suhu. Jika dia berhasil memanaskan bejana fraksinasi ke suhu yang tepat, gas nitrogen akan keluar melalui pipa knalpot dan cairan di bagian bawah akan bertambah biru dan biru, dengan kemurnian oksigen yang meningkat.

Untungnya, Agatha sudah familiar dengan kontrol kekuatan sihir. Dia secara akurat menyesuaikan rentang pendinginan, meningkatkan suhu secara perlahan. Setelah beberapa saat, Sylvie mengamati cairan itu mendidih. Dia melihat gelembung di sekitar pipa pelapis yang jatuh ke air. Pada saat yang sama, Keymor dengan cepat mengumpulkan beberapa botol gas, menggunakan metode pengumpulan gas drainase.

“Ini nitrogen?” Lily menggerakkan bibirnya dan berkata, “Aku sama sekali tidak bisa melihat apa-apa.”

“Itulah pertanyaan pertama yang saya ajukan sebelumnya,” kata Roland, “Bagaimana kita membuktikan bahwa ini berbeda dari udara?”

“Ujilah dengan sepotong kayu yang terbakar,” jawab Tilly terlebih dahulu, “api akan langsung padam jika itu adalah nitrogen. Menurut Kimia Dasar, semuanya membutuhkan oksigen untuk terbakar.”

“Dinginkan lagi dan padatkan kembali menjadi cairan,” kata Agatha setelah berpikir beberapa saat, “Bukankah kamu mengatakan bahwa nitrogen cair tidak berwarna?”

“Bagaimana jika menuangkan sisa cairan ke dalam bejana dan membuktikan bahwa itu oksigen murni? Dengan melakukan itu kami dapat memverifikasi keragaman komposisi udara.” Anna menyarankan.

Di laboratorium, hanya beberapa pelajar cepat yang dengan penuh semangat mengusulkan metode berbeda dan memulai diskusi hangat, sementara yang lain tetap diam. Roland melihat sekeliling dan menemukan Nightingale, Andrea, Maggie, Direktur Balai Kota dan Kepala Ksatria Carter semuanya tampak bingung dan bingung. Iron Axe, komandan First Army, di sisi lain, selalu mempertahankan ekspresi wajah yang sama. Roland percaya bahwa Iron Axe mungkin akan memberinya anggukan tidak peduli apa yang dia katakan.

Roland menghela nafas dalam diam. “Sepertinya kuliah kimia ini sedikit di atas level mereka.”

Mungkin satu-satunya yang benar-benar bisa berbagi kebahagiaan Yang Mulia saat ini adalah Kyle Sichi dan Chavez.

“Yang Mulia, ini benar-benar … luar biasa,” alkemis muda itu berseru, “dan Anda telah membuktikan apa yang tertulis di Kimia Dasar itu benar. Saya khawatir tidak pernah terpikir oleh para alkemis bahwa bahkan udara di sekitar kita begitu rumit.”

“Dengan oksigen murni, dimungkinkan untuk mengamati reaksi oksidasi yang lebih intens, bukan? Saya memiliki lebih banyak eksperimen untuk dicoba sekarang.” Kata Kyle dengan semangat.

Roland mengangguk dan sebuah ide tiba-tiba muncul di kepalanya.

Nitrogen adalah bahan baku terpenting untuk amonia sintetis. Ia dapat bereaksi dengan hidrogen pada suhu tinggi dan di bawah tekanan tinggi untuk membentuk amonia yang dapat digunakan untuk membuat pupuk nitrogen dan mensintesis nitrogen oksida, yang selanjutnya dapat digunakan untuk menghasilkan asam nitrat. Namun, untuk melaksanakan rencana ini, banyak pekerjaan yang harus diselesaikan dan banyak peralatan yang perlu dibangun, seperti pompa udara dan gasholder vakum. Bahkan jika Kertas memiliki kekuatan ajaib untuk bekerja sebagai katalis, itu akan membutuhkan pengujian berulang.

Sekarang, dengan oksigen murni dan nitrogen murni, mengapa tidak mencoba menghasilkan nitrogen monoksida?

Reaksi oksigen dan nitrogen di alam tidak otomatis karena merupakan reaksi eksotermik yang membutuhkan energi eksternal, seperti pelepasan muatan listrik di mana busur listrik dapat langsung memanaskan udara hingga suhu ribuan derajat. Itulah mengapa tempat-tempat di mana guntur dan kilat sering terjadi memiliki lahan yang lebih subur, dan mengapa amonia sering digunakan sebagai gantinya untuk menghasilkan asam nitrat dalam industri kimia. Metode produksi listrik bukanlah praktik umum karena menghabiskan terlalu banyak energi dan membutuhkan peralatan berkualitas sangat tinggi.

Namun itu adalah metode yang paling efisien dalam keadaan darurat, karena bahkan tidak memerlukan katalis apa pun, hanya pelepasan listrik konstan … pada kenyataannya, cara lain yang menghasilkan suhu sangat tinggi yang dapat dicapai oleh busur listrik akan dilakukan.

Roland secara alami memikirkan Blackfire.

Dia yakin mudah bagi Anna untuk memanipulasi Blackfire-nya, yang berfungsi sebagai pelepasan listrik yang efisien dan kuat. Sekarang yang perlu mereka lakukan untuk menghasilkan nitrogen monoksida adalah mencampur oksigen yang dimurnikan dan nitrogen yang dimurnikan dalam proporsi yang tepat dan menuangkan campuran tersebut ke dalam reaktor kedap udara.

Dia memutuskan untuk mencobanya.