Kloorivetyhapon saaminen kotona

Alkemistit, jotka saivat suolahappoa ensimmäisen kerran 1500-luvulla, kutsuivat sitä ”spiritus salisiksi”, ”alkoholiksi suolaksi”. Tällä hapolla oli maagisia ominaisuuksia tuolloin: se syövysi paperia, liuotti metalleja, myrkytti ihmisiä. Nämä ominaisuudet ovat säilyneet hänen kanssaan tähän päivään asti, mutta nyt tätä happoa on tutkittu riittävästi, eikä täällä ole mitään taikuutta.
Suolahappo (HCl) on vahva yksiemäksinen happo, puhtaassa muodossaan kirkas neste. Maksimipitoisuudella 38% se “polttaa” ilmassa. Me saamme hapon, jonka pitoisuus on puoli.
Joten aloitetaan.

Turvallisuusohjeet

Varo, työskentele myrkyllisten aineiden kanssa!
Kaikki kokeet on suoritettava hyvin ilmastoidussa huoneessa tai hupun alla. Muista käyttää suojalaseja (saatavana myymälästä. Myymälä) ja käsineitä (jos et löydä erityisiä kemiallisia käsineitä, ne ovat laadukkaita astianpesuun).

Kokeen paikassa on oltava leivin sooda hapon neutraloimiseksi ennalta arvaamattomassa tilanteessa (hiilidioksidi ja vesi vapautuvat).
Kokeiden suorittaminen metallisäiliöissä on ehdottomasti kielletty.

Tarvitsee

Kokeen suorittamiseksi tarvitsemme:

• Akkujen hapan elektrolyytti (myydään autokaupassa);
  
• Tislattu vesi (ibid.);
  
• Suola (on missä tahansa keittiössä);
  
• Leivosooda (katso turvaohjeet).

Tarvitsemiesi ruokien joukosta:

• Lasipullo;
  
• Astia hiekalla, johon voit sijoittaa pullon;
  
• Useita 200 ml kertakäyttöisiä kuppeja;

Jos sinulla on kuumuutta kestävä polttimo, voit lämmittää sen polttimen avotulella. Mutta silti suosittelen sitä hiekan läpi, jolloin se imee happea.
Tarvitset myös parin putkiston kulmat, joiden halkaisija on 50 mm, ja polttimen (minun tapauksessani alkoholi, mutta suosittelen kaasuputken käyttöä).

Vaihe 1 - haihtuminen

Akun elektrolyytti on eniten 36% rikkihappoa (H2SO4). Ensinnäkin meidän on lisättävä sen keskittymistä.
Kaada 200 ml lasiin, eli melkein reunoihin, ja kaada hieman yli puolet lasista pulloon. Tee merkki merkinnällä ja lisää loput.

Laitoin folioheijastimen pullon ympärille tehokkaampaa lämmitystä varten, mutta myöhemmin poistin sen, koska se alkoi sulaa.
Nyt laitamme pullon polttimeen ja haihdutamme aiemmin asetetun merkinnän tasolle, jopa hiukan alempana.

Samanaikaisesti laitamme useita kertoja taitettua sideharsoa kulmaan ja kiinnitämme joustavalla nauhalla. Valmistamme tyydyttymätöntä soodaliuosta ja upotamme siihen nurkan päähän harsolla.

Kun elektrolyytti alkaa kiehua, asetamme kolviin kulman, joka istuu tiukasti siihen. Harsopää lähetetään avoimeen ikkunaan.

Tämä on tarpeen, jos rikkihappo itsestään alkaa haihtua veden kanssa. Jos et ylikuumenna pulloa paljon, niin ei tapahdu.
Poltin toiminnassa:

Polttimeni teho on suhteellisen pieni, joten haihtuminen kesti noin tunnin. Kaasupoltin tai sähkökiuas nopeuttaisi huomattavasti tätä prosessia.
Ensimmäisen vaiheen suorittamisen jälkeen pullossa tulisi olla vähän alle puolet liuoksesta, ts. Happo, jonka pitoisuus on noin 75%. Älä unohda tarkkuutta.

Anna sen jäähtyä huoneenlämpötilaan.

Vaihe 2 - laskelmat

Nyt kun meillä on väkevä rikkihappo, voimme suorittaa pääreaktion, se näyttää seuraavalta:

Mutta ensin tehdään joitain laskelmia ja lopulta verrataan niitä käytännön tapahtumiin.
Joten alun perin meillä oli 200 ml elektrolyyttiä, jonka tiheys oli 1,27 g / cm3. Tarkasteltaessa rikkihapon tiheystaulukkoa näemme, että tämä tiheys vastaa 36%: n pitoisuutta. Laske hapon tilavuus:

Kun liuos haihdutettiin, sen konsentraatio ja vastaavasti tiheys kasvoivat. Katsomme samaa taulukkoa ja näemme, että 75%: n konsentraatio vastaa tiheyttä 1,67 g / cm3.
Kun tiedät hapon virrantiheyden (p) ja tilavuuden (V), saadaan massa:

Nyt koulukemiasta muistamme:

H2SO4: n, NaCl: n ja HCl: n moolimassat ovat vastaavasti 98, 58,5 ja 36,5 g / mol. Nyt voimme selvittää, kuinka paljon suolaa tarvitaan ja kuinka paljon HCl: ää on.
Tarvitsemme nimittäin 72 g NaCl: a, tämä on 34 ml, ota ylimääräinen - neljäsosa kuppia.
Erinomainen, ja HCI teoriassa on 44,7 g.
HCl: n tiheystaulukossa on g / l-sarake. Otetaan sieltä arvo pitoisuudelle 15% - 166,4 g / l. 15% HCl: n saamiseksi tarvittava vesimäärä on 44,7 / 166,4 - 270 ml. Otamme 200ml. Seurauksena on, että teoriassa saan 22% suolahappoa.

Vaihe 3 - hapon saaminen

Yhdistämme kaksi kulmaa seuraavasti:

Ja koko rakenne näyttää tältä:

Vastaava happo kondensoituu astiaan, jossa on merkintä HCl, veden tilavuus siinä on 200 ml. Merkitse myös tämän astian nykyinen nestetaso.
Poistetaan kulmat ja kaadetaan laskelmissa laskettu suolamäärä pullossa suppilon läpi.

Liuos muuttuu keltaiseksi.

Jotta suolahappo voi alkaa erottua, sinun on kytkettävä poltin päälle. Mutta ensin kiinnitämme kulmat tiiviisti pulloon ja vastaanottoastiaan.
Hapon tiivistyessä veteen muodostuu ”pystyaaltoja”. Lisäksi ratkaisu kuumenee ja se on jäähdytettävä. Voit esimerkiksi laittaa toisen aluksen jäällä alhaalta.

Reaktio etenee suhteellisen nopeasti - 20 minuuttia, jonka jälkeen voit sammuttaa tulen. Annamme viimeiset suolahappoparit liukenemaan veteen, minkä jälkeen suljetaan tiiviisti astia. Kun pullo on jäähtynyt, laimennamme jäljellä olevan liuoksen siellä vedellä (noin yksi yhteen) ja kaada se viemäriin.

tulos

Astian etiketin perusteella määritetään, kuinka paljon nestettä on lisätty. Minulla on se ⅙, se on 17%. Tämä on suolahapon konsentraatio. Vertaa sitä teoriassa saatuun.

On tärkeää huomata, että yhtäkään ei ole ulospääsyä, aina on tappioita. Minun tapauksessani tämä ei ole tarpeeksi haihtunut elektrolyytti. Ihannetapauksessa rikkihapon pitoisuuden tulisi olla 90-95%.
Tarkista saadun hapon vuorovaikutus metallin kanssa.

Tarkkailemme vedyn nopeaa kehitystä. Tämä tarkoittaa, että happo on sopiva lisäkokeisiin.

muunnelmia

Pullona voit käyttää puhdasta lasipulloa olutta tai soodaa, mutta edellyttäen, että lämmitys on mahdollisimman tasaista. PVC-kulmien sijasta voit ottaa polypropeeniputkia ja halkaisijaltaan pienempiä kulmia (sopii pullollesi).
Kehotan teitä jälleen kerran noudattamaan turvavarotoimia. Onnea kaikille!