天気管（ストームグラス）について

水に可溶/エタノールに不溶な硝酸カリウムと塩化アンモニウムを水に溶かし、
水に不溶/エタノールに可溶なカンフル（しょうのう）をエタノールに溶かし、
それらを混合してびん詰めする。
詳細なメカニズムはよく分かっていないらしいが、気温等の変化により、
各溶質の溶解度の違いからさまざまな結晶状態が現れるというものです。
（確かに結晶の量・形状・浮遊や沈殿などさまざま）
びん詰めに密閉するタイプだけでなく、
気圧の変化にも影響されるように微小孔を開けた開放系もあるようです。

そこで質問です。
開放系では、エタノールやカンフルが、
微小孔から揮発/消失していってしまうのではと危惧しています。
（びんの蓋を開けるだけで、カンフル臭がかなりします。）
このあたりに詳しい方がいらっしゃいましたら、教えていただけると助かります。
よろしくお願いいたします。

質問者からの補足コメント

• 

  参考までに天気管の変化の例を補足にアップします。
  （上の写真から順に変化しています。
  　4本のバイアルは、溶質濃度が微妙に違います。）

  
    補足日時：2022/01/26 21:08

• 

  先の写真の続きです。
  日なたに置いているため、
  温度上昇で結晶は一旦溶解/消失後、
  上の写真のようになり、
  その後、下の写真のようにまた消失しました。
  （ネット上の情報よりも、
  　塩濃度をかなり低めにしているため）

  
    補足日時：2022/01/27 22:23

• 

  こちらの写真の左側のバイアルは、
  蓋に微小孔を設けた開放系です。
  結晶状態は観察している限り、
  瞬間瞬間の気温・気圧に追従はしていなくて、
  気温の変化・気圧の変化の履歴（積分値のようなイメージ）で、
  結晶の析出/成長と溶解/消失が繰り返されている。

  
    補足日時：2022/01/27 22:27

No.1 回答者： stomachman 回答日時： 2022/01/26 08:45

天気管なんて知りませんでした。

> 微小孔から揮発/消失していってしまう

長期間置いておけば、そりゃそうなるでしょう。
揮発/消失を防いで、かつ気圧を反映するようにするためには、例えば、蓋に小さい穴をあけた瓶をさらに別の密閉容器に入れて、さらに密閉容器にも若干の液を入れ（揮発ガスを密閉容器内に充満させるため）、そしてこの密閉容器は気圧の変化で容易に変形するような柔らかい膜（ガスを通さないフィルムなど）で封止するのが適切でしょうね。

この回答へのお礼

stomachman さん、早速のコメントありがとうございます。

びん詰めでは当然内圧は変化しないのですが、
おっしゃるような膜、
バリア性があって気圧程度で変形する可撓性の膜で
蓋をすれば、開放系と同じような天気管は作れます。
でも開放系の天気管はどうなってるのかなぁ？
0.1mm程度の孔でも揮発してしまうんです。
蓋を厚くすれば蒸発速度は小さくはできるのですが。

ご参考までに天気管の変化の例を補足にアップしておきます。
（上の写真から順に変化しています）

お礼日時：2022/01/26 21:05

No.2 回答者： stomachman 回答日時： 2022/01/26 22:02

> びん詰めでは当然内圧は変化しない

　いやいや、密閉した瓶に幾分かでも空気が入っているのなら、温度によって内圧が大きく変わるでしょう。つまり、柔らかい膜でフタをすると、温度変化による内圧変化を小さく抑える効果があるに違いない。

> 天気管の変化の例を補足にアップ

なるほどこりゃ楽しいですね。占い好きの人はハマりそうです。

この回答へのお礼

stomachman さん、再びありがとうございます。

バイアルの口までいっぱいに液を詰めて蓋をしていますが、
わずかながらもエアは当然存在し、おっしゃるとおり、
温度変化による膨張収縮で内圧は変化しますね。
仕事でこうした物理現象に関わってきたのに
お恥ずかしい限りです。

そういう意味では、
気圧の変化（レンジで10%程度か）を作用させななくとも、
温度変化と温度変化による内圧の変化（レンジで10%以上）
で十分で、わざわざ開放系にする必要はなさそう。
質問は意味をなさなくなってきました。
（写真を２つばかり追加しておきます。）

お礼日時：2022/01/27 22:18