At få saltsyre derhjemme

Alkemister, der først modtog saltsyre i det 15. århundrede kaldte det "spiritus salis", "ånd fra salt." Denne syre havde magiske egenskaber på det tidspunkt: den korroderede papir, opløste metaller, forgiftede mennesker. Disse egenskaber har været hos hende indtil i dag, men nu er denne syre blevet studeret tilstrækkeligt, og der er ingen magi her.
Saltsyre (HCl) er en stærk monobasic syre, i sin rene form er en klar væske. Ved sin maksimale koncentration på 38% "ryger" den i luften. Vi modtager en syre med en koncentration, der er halvdelen deraf.
Så lad os komme i gang.

Sikkerhedsforholdsregler

Forsigtig, arbejd med giftige stoffer!
Alle eksperimenter skal udføres i et godt ventileret rum eller under en røggas. Sørg for at have sikkerhedsbriller (fås i butikken. Opbevares) og handsker (hvis du ikke finder specielle kemiske handsker, er de god kvalitet til opvask).
På stedet for eksperimentet skal bagepulver være til stede for at neutralisere syre i en uforudset situation (kuldioxid og vand frigives).
Det er strengt forbudt at gennemføre et eksperiment i metalbeholdere.

Har brug for

For at gennemføre eksperimentet har vi brug for:

• Syreelektrolyt til batterier (sælges i bilbutikken);
• Destilleret vand (ibid.);
• Salt (findes i ethvert køkken);
• Bagepulver (se sikkerhedsforholdsregler).

Fra de retter, du har brug for:

• Glas pære;
• Et fartøj med sand, hvor du kan placere kolben;
• Flere engangskopper på 200 ml;

Hvis du har en varmebestandig pære, kan du varme den op under åben ild på brænderen. Men alligevel anbefaler jeg det gennem sand, i hvilket tilfælde den absorberer syre.
Du har også brug for et par VVS-hjørner med en diameter på 50 mm og en brænder (i mit tilfælde, alkohol, men jeg anbefaler at bruge en gas-en).

Trin 1 - fordampning

Batterielektrolyt er den mest 36% svovlsyre (H2SO4). Først skal vi øge dens koncentration.
Hæld 200 ml i glasset, det vil sige næsten til kanterne, og hæld lidt mere end halvdelen af ​​glasset i kolben. Lav en markør med en markør, og tilføj resten.
Jeg satte en foliereflektor omkring kolben for mere effektiv opvarmning, men fjernede den senere, fordi den begyndte at smelte.
Nu sætter vi kolben på brænderen og inddampes til niveauet for det tidligere indstillede mærke, endda lidt lavere.
Parallelt lægger vi gaze foldet flere gange over hjørnet og fastgør det med et elastisk bånd. Vi tilbereder en umættet sodavand og dypp i slutningen af ​​hjørnet med gasbind.
Når elektrolytten begynder at koge, sætter vi et hjørne på kolben, den sidder tæt på den. Gazeenden sendes til det åbne vindue.
Dette er nødvendigt, hvis svovlsyren pludselig begynder at fordampe med vand. Hvis du ikke overophedes kolben meget, vil dette ikke ske.
Brænder i aktion:
Kraften i min brænder er relativt lille, så fordampning tog ca. en time. En gasbrænder eller elektrisk komfur vil i høj grad fremskynde denne proces.
Efter afslutningen af ​​det første trin skal lidt mindre end halvdelen af ​​opløsningen forblive i kolben, dvs. syre med en koncentration på ca. 75%. Glem ikke nøjagtigheden.
Lad det afkøle til stuetemperatur.

Fase 2 - beregninger

Nu hvor vi har koncentreret svovlsyre, kan vi udføre hovedreaktionen, ser den ud som følger:
Men lad os først lave nogle beregninger, og til sidst sammenligner vi dem med, hvad der skete i praksis.
Så oprindeligt havde vi 200 ml elektrolyt med en densitet på 1,27 g / cm³. Når man ser på tabellen over densiteter af svovlsyre, ser vi, at denne densitet svarer til en koncentration på 36%. Beregn mængden af ​​syre:
Efter at vi havde fordampet opløsningen steg dens koncentration og følgelig densiteten. Vi ser på den samme tabel og ser, at en koncentration på 75% svarer til en densitet på 1,67 g / cm³.
Når vi kender syrens strømtæthed (p) og volumen (V), finder vi ud af massen:
Nu husker vi fra skolekemi:
De molære masser af H2SO4, NaCI og HCI er henholdsvis 98, 58,5 og 36,5 g / mol. Nu kan vi finde ud af, hvor meget salt der er behov for, og hvor meget HCl der vil være.
Vi har nemlig brug for 72 g NaCl, dette er 34 ml, tag overskydende - et kvarter kop.
Fremragende, og HCI i teorien vil være 44,7 g.
Der er en g / l-søjle i HCl-densitetstabellen. Vi tager derfra værdien for koncentrationen på 15% - 166,4 g / l. Det krævede vandmængde til opnåelse af 15% HCI er 44,7 / 166,4-270 ml. Vi tager 200 ml. Som et resultat får jeg i teorien 22% saltsyre.

Trin 3 - opnåelse af syre

Vi forbinder de to hjørner som følger:
Og hele strukturen vil se sådan ud:
Den tilsvarende syre kondenseres i beholderen mærket HCI, volumenet af vand i den er 200 ml. Marker også det aktuelle væskestand på dette kar.
Vi fjerner hjørnerne og hæld den mængde salt, der er beregnet i beregningerne, i kolben gennem tragten.
Opløsningen bliver gul.
For at saltsyre skal begynde at skille sig ud, skal du tænde for brænderen. Men først fastgør vi tæt hjørnerne til kolben og modtagerfartøjet.
Med kondensation af syre i vand dannes "lodrette bølger". Opløsningen bliver også varm og skal afkøles. For eksempel kan du lægge et andet fartøj med is nedenunder.
Reaktionen forløber relativt hurtigt - 20 minutter, hvorefter du kan slukke for ilden. Vi giver de sidste par saltsyre til at opløses i vand, hvorefter vi tæt lukker beholderen. Når kolben er afkølet, fortyndes den resterende opløsning der med vand (ca. en til én) og hældes i kloakken.

Resultat

Ved etiketten på fartøjet bestemmer vi, hvor meget væske der er tilsat. Jeg har det ⅙, det er 17%. Dette er koncentrationen af ​​vores saltsyre. Sammenlign det med det, der fås i teorien.
Det er vigtigt at bemærke, at der ikke er nogen udvej, der er lig med 1, at der altid er tab. I mit tilfælde er dette ikke nok fordampet elektrolyt. Ideelt set bør koncentrationen af ​​svovlsyre være 90-95%.
Kontroller den resulterende syre for interaktion med metallet.
Vi observerer den hurtige udvikling af brint. Dette betyder, at syren er egnet til yderligere eksperimenter.

Variationer

Som en kolbe kan du bruge en ren glasflaske øl eller sodavand, men forudsat at opvarmningen er så glat som muligt. I stedet for PVC-hjørner kan du tage polypropylenrør og hjørner med en mindre diameter (velegnet til din kolbe).
Endnu en gang opfordrer jeg dig til at overholde sikkerhedsforholdsregler. Held og lykke til alle!