Dobivanje klorovodične kiseline kod kuće

Alkemičari koji su prvi put primili klorovodičnu kiselinu u 15. stoljeću nazivali su je "spiritus salis", "duh iz soli". Ta je kiselina u to vrijeme imala čarobna svojstva: korodirala je papir, otapala metale, otrovala ljude. Ova svojstva ostala su s njom do danas, ali sada je ta kiselina dovoljno proučena i ovdje nema magije.
Klorovodična kiselina (HCl) je jaka monobazična kiselina, u čistom je obliku bistra tekućina. U svojoj maksimalnoj koncentraciji od 38%, "puši" u zraku. Primit ćemo kiselinu s koncentracijom upola manjom.
Pa krenimo.

Mjere sigurnosti

Oprez, rad s otrovnim tvarima!
Svi eksperimenti moraju biti izvedeni u dobro prozračenoj sobi ili ispod haube. Nosite zaštitne naočale (dostupne u trgovini. Trgovine) i rukavice (ako ne pronađete posebne kemijske rukavice, one će biti dobre kvalitete za pranje posuđa).
Na mjestu eksperimenta mora postojati soda bikarbona kako bi se neutralizirala kiselina u nepredviđenoj situaciji (u ovom slučaju će se oslobađati ugljični dioksid i voda).
Strogo je zabranjeno provesti eksperiment u metalnim spremnicima.

Trebat će

Za provođenje eksperimenta trebat će nam:

• Kiseli elektrolit za baterije (prodaje se u auto trgovini);
• Destilirana voda (ibid.);
• Sol (postoji u bilo kojoj kuhinji);
• Soda bikarbona (vidi sigurnosne mjere opreza).

Od posuđa koja su vam potrebna:

• Staklena tikvica;
• Posuda s pijeskom u koju možete staviti tikvicu;
• Nekoliko jednokratnih šalica od 200 ml;

Ako imate žarulju otpornu na toplinu, možete je zagrijati pod otvorenim plamenom plamenika. Ali ipak ga preporučam kroz pijesak, u tom slučaju upija kiselinu.
Trebat će vam i par vodovodnih kutova promjera 50 mm i plamenik (u mom slučaju alkohol, ali preporučujem uporabu plinskog).

1. faza - isparavanje

Elektrolit iz baterije je najviše 36% sumporne kiseline (H2SO4). Prvo moramo povećati njegovu koncentraciju.
Sipajte 200 ml u čašu, to jest, gotovo do rubova i ulijte malo više od pola čaše u tikvicu. Napravite oznaku markerom i dodajte ostatak.
Stavio sam reflektor od folije oko tikvice radi učinkovitijeg zagrijavanja, ali kasnije sam ga uklonio jer se počeo topiti.
Sada tikvicu stavljamo na plamenik i isparavamo do razine prethodno postavljene oznake, čak i malo niže.
Paralelno, stavljamo gazu presavijenu nekoliko puta preko ugla i popravimo je elastičnom trakom. Pripremamo nezasićenu otopinu sode i umočimo u nju kraj ugla s gazom.
Kad elektrolit počne ključati, stavimo u ugao tikvicu, ona čvrsto sjedi na njoj. Kraj gaze šalje se na otvoreni prozor.
To je potrebno ako iznenada sama sumporna kiselina počne isparavati vodom. Ako tikvicu ne pregrijavate puno, to se neće dogoditi.
Plamenik na djelu:
Snaga mog plamenika je relativno mala, pa je isparavanje trajalo oko sat vremena. Plinski plamenik ili električna pećnica uvelike bi ubrzali ovaj proces.
Nakon završetka prve faze, u tikvici treba ostati nešto manje od polovice otopine, tj. Kiseline s koncentracijom od oko 75%. Ne zaboravite na točnost.
Ostavite da se ohladi na sobnu temperaturu.

2. faza - proračuni

Sad kad smo koncentrirali sumpornu kiselinu, možemo provesti glavnu reakciju, izgleda sljedeće:
No, najprije napravimo neke proračune, a na kraju ih uspoređujemo s onim što se dogodilo u praksi.
Dakle, u početku smo imali 200 ml elektrolita gustoće 1,27 g / cm³. Gledajući tablicu gustoće sumporne kiseline, vidimo da ta gustoća odgovara koncentraciji od 36%. Izračunajte volumen kiseline:
Nakon što smo isparili otopinu, povećala se njena koncentracija i, shodno tome, gustoća. Gledamo istu tablicu i vidimo da koncentracija od 75% odgovara gustoći 1,67 g / cm3.
Znajući gustoću struje (p) i volumen (V) kiseline, saznajemo masu:
Sada se iz školske kemije sjećamo:
Molarne mase H2SO4, NaCl i HCl su 98, 58,5 i 36,5 g / mol. Sada možemo saznati koliko soli treba i koliko HCl će biti.
Naime, trebat će nam 72 g NaCl, to je 34 ml, uzeti u višku - četvrtina šalice.
Izvrsno, a HCl u teoriji bit će 44,7 g.
U tablici gustoće HCl nalazi se stupac g / l. Odatle uzimamo vrijednost za koncentraciju 15% - 166,4 g / l. Volumen vode potreban za dobivanje 15% HCl je 44,7 / 166,4≈270 ml. Uzet ćemo 200ml. Kao rezultat, u teoriji, dobit ću 22% klorovodičnu kiselinu.

Faza 3 - dobivanje kiseline

Dva ugla povezujemo na sljedeći način:
I cijela će struktura izgledati ovako:
Odgovarajuća kiselina kondenzirat će se u posudi s oznakom HCl, volumen vode u njoj je 200 ml. Označite i trenutnu razinu tekućine na ovoj posudi.
Izvadimo kutove i u lijevku kroz lijevak ulijemo količinu soli izračunate u proračunima.
Otopina postaje žuta.
Da bi se klorovodična kiselina počela isticati, morate uključiti plamenik. Ali prvo, čvrsto pričvršćujemo uglove na tikvicu i prijemnu posudu.
Sa kondenzacijom kiseline u vodi nastaju "vertikalni valovi". Također, otopina se zagrijava i treba je ohladiti. Na primjer, odozdo možete staviti drugu posudu sa ledom.
Reakcija se odvija relativno brzo - 20 minuta, nakon čega možete ugasiti vatru. Zadnje parove klorovodične kiseline dajemo da se otope u vodi, nakon čega posudu čvrsto zatvorimo. Kad se tikvica ohladila, preostalu otopinu ondje razrijedimo vodom (otprilike jedan do jedan) i izlijemo u kanalizaciju.

Rezultat

Prema oznaci na posudi određujemo koliko je tekućine dodano. Ja imam ⅙, to je 17%. Ovo je koncentracija naše klorovodične kiseline. Usporedite je s onom dobivenom u teoriji.
Važno je napomenuti da nema izlaza jednakog 1, uvijek postoje gubici. U mom slučaju, ovo nije dovoljno isparenog elektrolita. U idealnom slučaju koncentracija sumporne kiseline trebala bi biti 90-95%.
Provjerite dobivenu kiselinu na interakciju s metalom.
Promatramo brzu evoluciju vodika. To znači da je kiselina pogodna za daljnje eksperimente.

Varijacije

Kao tikvicu možete koristiti čistu staklenu bocu piva ili sode, ali pod uvjetom da je grijanje što mirnije. Umjesto PVC uglova možete uzeti polipropilenske cijevi i kutove manjeg promjera (pogodne za vašu tikvicu).
Još jednom vas molim da se pridržavate sigurnosnih mjera opreza. Sretno svima!

Pogledajte video: . u200d Svojstva sapuna i detergenata - 8. razred - Kemija (Svibanj 2024).