Alķīmiķi, kas sālsskābi pirmo reizi saņēma 15. gadsimtā, to sauca par “spiritus salis”, “spirtu no sāls”. Šai skābei tajā laikā bija maģiskas īpašības: tā korozija papīru, izšķīdināja metālus, saindēja cilvēkus. Šīs īpašības viņai ir saglabājušās līdz šai dienai, bet tagad šī skābe ir pietiekami pētīta, un šeit nav nekādu maģiju.
Sālsskābe (HCl) ir spēcīga vienvērtīgā skābe, tīrā veidā ir dzidrs šķidrums. Pie maksimālās koncentrācijas 38% tas “smēķē” gaisā. Mēs saņemsim skābi, kuras koncentrācija ir uz pusi mazāka.
Tātad, sāksim darbu.
Drošības pasākumi
Piesardzība, strādājiet ar toksiskām vielām!
Visi eksperimenti jāveic labi vēdināmā telpā vai zem tvaika nosūcēja. Noteikti nēsājiet aizsargbrilles (nopērkamas veikalā. Veikals) un cimdus (ja neatrodat īpašus ķīmiskos cimdus, tie ir labas kvalitātes trauku mazgāšanai).
Eksperimenta vietā jāatrodas cepamā soda, lai neparedzētā situācijā neitralizētu skābi (izdalīsies oglekļa dioksīds un ūdens).
Stingri aizliegts veikt eksperimentu metāla traukos.
Vajadzēs
Lai veiktu eksperimentu, mums būs nepieciešams:
- Skābais elektrolīts akumulatoriem (nopērkams autoveikalā);
- Destilēts ūdens (turpat);
- Sāls (ir jebkurā virtuvē);
- Cepamā soda (skatīt drošības pasākumus).
No nepieciešamajiem ēdieniem:
- Stikla kolba;
- Trauks ar smiltīm, kur var ievietot kolbu;
- Vairākas 200 ml vienreizējās lietošanas tases;
Ja jums ir karstumizturīga spuldze, varat to sildīt zem degļa atklātas liesmas. Bet tomēr es to iesaku caur smiltīm, tādā gadījumā tas absorbē skābi.
Jums būs nepieciešami arī santehnikas stūru pāri ar diametru 50 mm un degli (manā gadījumā alkohols, bet es iesaku izmantot gāzes).
1. posms - iztvaikošana
Akumulatora elektrolītā ir visvairāk 36% sērskābes (H2SO4). Pirmkārt, mums jāpalielina tā koncentrācija.
Stiklā, tas ir, gandrīz līdz malām, ielej 200 ml, un kolbā ielej nedaudz vairāk par pusi stikla. Ar marķieri izveidojiet marķieri un pievienojiet pārējo.
Ap kolbu es ievietoju folijas atstarotāju efektīvākai sildīšanai, bet vēlāk to noņēmu, jo tas sāka izkausēt.
Tagad mēs ievietojam kolbu uz degļa un iztvaicējam līdz iepriekš iestatītajai atzīmei, pat nedaudz zemāk.
Paralēli mēs ievietojam marli, kas vairākas reizes salocīta pāri stūrim, un piestiprina to ar elastīgo joslu. Mēs sagatavojam nepiesātinātu sodas šķīdumu un iemērciet tajā stūra galā ar marli.
Kad elektrolīts sāk vārīties, kolbai mēs uzliekam stūri, tas cieši atrodas uz tā. Marles gals tiek nosūtīts uz atvērto logu.
Tas ir nepieciešams, ja pēkšņi pati sērskābe sāk iztvaikot ar ūdeni. Ja jūs kolbu pārāk nepārkarsējat, tas nenotiks.
Deglis darbībā:
Mana degļa jauda ir salīdzinoši maza, tāpēc iztvaikošana prasīja apmēram stundu. Gāzes deglis vai elektriskā plīts ievērojami paātrinātu šo procesu.
Pēc pirmā posma pabeigšanas nedaudz mazāk kā pusei šķīduma vajadzētu palikt kolbā, tas ir, skābei, kuras koncentrācija ir aptuveni 75%. Neaizmirstiet par precizitāti.
Ļaujiet tai atdzist līdz istabas temperatūrai.
2. posms - aprēķini
Tagad, kad mums ir koncentrēta sērskābe, mēs varam veikt galveno reakciju, tas izskatās šādi:
Bet vispirms veiksim dažus aprēķinus, un galu galā mēs tos salīdzināsim ar praksē notikušo.
Tātad sākotnēji mums bija 200 ml elektrolīta ar blīvumu 1,27 g / cm³. Aplūkojot sērskābes blīvuma tabulu, mēs redzam, ka šis blīvums atbilst 36% koncentrācijai. Aprēķiniet skābes tilpumu:
200 ml * 36% = 72 ml - V (H2SO4)
Pēc tam, kad mēs iztvaicējām šķīdumu, tā koncentrācija un attiecīgi blīvums palielinājās. Mēs skatāmies uz to pašu tabulu un redzam, ka 75% koncentrācija atbilst blīvumam 1,67 g / cm³.
Zinot skābes pašreizējo blīvumu (p) un tilpumu (V), mēs nosakām masu:
m = p * V;
m (H2SO4) = 1,67 g / cm3 * 72 ml = 120 g;
m (H2SO4) = 1,67 g / cm3 * 72 ml = 120 g;
No skolas ķīmijas mēs atceramies:
m (H2SO4) / M (H2SO4) = m (NaCl) / M (NaCl) = m (HCl) / M (HCl),
kur M ir vielas molārā masa.
kur M ir vielas molārā masa.
H2SO4, NaCl un HCl molmasas ir attiecīgi 98, 58,5 un 36,5 g / mol. Tagad mēs varam uzzināt, cik daudz sāls ir vajadzīgs un cik daudz būs HCl.
Proti, mums būs nepieciešami 72 g NaCl, tas ir 34 ml, uzņemiet vairāk - ceturtdaļu tases.
Lielisks, un HCl teorētiski būs 44,7 g.
HCl blīvuma tabulā ir kolonna g / l. No turienes mēs ņemam 15% koncentrācijas vērtību - 166,4 g / l. Ūdens tilpums, kas nepieciešams 15% HCl iegūšanai, ir 44,7 / 166,4–270 ml. Mēs ņemsim 200ml. Tā rezultātā teorētiski es iegūšu 22% sālsskābi.
3. posms - skābes iegūšana
Mēs savienojam abus stūrus šādi:
Un visa struktūra izskatīsies šādi:
Atbilstošā skābe kondensējas traukā ar marķējumu HCl, ūdens tilpums tajā ir 200 ml. Atzīmējiet arī pašreizējo šķidruma līmeni uz šī trauka.
Mēs noņemam stūrus un caur piltuvi kolbā ielej aprēķinos aprēķināto sāls daudzumu.
Šķīdums kļūst dzeltens.
Lai sālsskābe sāktu izcelties, jums jāieslēdz deglis. Bet vispirms mēs stingri piestiprinām kolbas un uztveršanas trauka stūrus.
Ar skābes kondensāciju ūdenī veidojas “vertikāli viļņi”. Arī šķīdums uzkarst un tas ir jāatdzesē. Piemēram, no apakšas varat ievietot citu trauku ar ledu.
Reakcija norit salīdzinoši ātri - 20 minūtes, pēc kuras jūs varat izslēgt uguni. Mēs dodam pēdējos sālsskābes pārus, lai tie izšķīst ūdenī, pēc kura mēs cieši aizveram trauku. Kad kolba ir atdzisusi, mēs tajā atlikušo šķīdumu atšķaida ar ūdeni (apmēram viens pret vienu) un ielej kanalizācijā.
Kopsavilkums
Pēc trauka etiķetes mēs nosakām, cik daudz šķidruma ir pievienots. Man tas ir ⅙, tas ir, 17%. Tā ir mūsu sālsskābes koncentrācija. Salīdziniet to ar teorētiski iegūto.
17% / 22% * 100% = 77% ir reakcijas raža.
Ir svarīgi atzīmēt, ka nav izejas, kas būtu vienāda ar 1, vienmēr ir zaudējumi. Manā gadījumā tas nav pietiekami daudz iztvaicēta elektrolīta. Ideālā gadījumā sērskābes koncentrācijai vajadzētu būt 90–95%.
Pārbaudiet iegūtās skābes mijiedarbību ar metālu.
Mēs novērojam straujo ūdeņraža attīstību. Tas nozīmē, ka skābe ir piemērota turpmākiem eksperimentiem.
Variācijas
Kā kolbu jūs varat izmantot tīru stikla pudeli alus vai soda, bet ar noteikumu, ka sildīšana notiek pēc iespējas vienmērīgāk. PVC stūru vietā jūs varat ņemt polipropilēna caurules un mazāka diametra stūrus (piemērotus jūsu kolbai).
Es vēlreiz aicinu ievērot drošības pasākumus. Veiksmi visiem!
