Thuis zoutzuur krijgen

Alchemisten, die voor het eerst zoutzuur kregen in de 15e eeuw, noemden het 'spiritus salis', 'spirit from salt'. Dit zuur had toentertijd magische eigenschappen: het corrodeerde papier, opgeloste metalen, vergiftigde mensen. Deze eigenschappen zijn tot op de dag van vandaag bij haar gebleven, maar nu is dit zuur voldoende bestudeerd en er is hier geen magie.
Zoutzuur (HCl) is een sterk monobasisch zuur, in zuivere vorm een ​​heldere vloeistof. Bij een maximale concentratie van 38% "rookt" het in lucht. We ontvangen een zuur met een concentratie die de helft is.
Laten we beginnen.

Veiligheidsmaatregelen

Let op, werk met giftige stoffen!
Alle experimenten moeten worden uitgevoerd in een goed geventileerde ruimte of onder een afzuigkap. Draag een veiligheidsbril (verkrijgbaar in de winkel. Winkel) en handschoenen (als u geen speciale chemische handschoenen vindt, zijn deze van goede kwaliteit voor het afwassen).

Op de plaats van het experiment moet bakpoeder aanwezig zijn om zuur te neutraliseren in een onvoorziene situatie (kooldioxide en water komen vrij).
Het is ten strengste verboden om een ​​experiment uit te voeren in metalen containers.

Zal nodig hebben

Om het experiment uit te voeren hebben we nodig:

• Zure elektrolyt voor batterijen (verkocht in de autowinkel);
  
• Gedestilleerd water (ibid.);
  
• Zout (zit in elke keuken);
  
• Zuiveringszout (zie veiligheidsmaatregelen).

Van de gerechten die u nodig hebt:

• Glazen kolf;
  
• Een vat met zand waar u de kolf kunt plaatsen;
  
• Verschillende wegwerpbekers van 200 ml;

Als u een hittebestendige lamp heeft, kunt u deze verwarmen onder de open vlam van de brander. Maar toch raad ik het door zand aan, in welk geval het zuur absorbeert.
Je hebt ook een paar sanitaire hoeken met een diameter van 50 mm en een brander nodig (in mijn geval alcohol, maar ik raad aan om een ​​gas te gebruiken).

Fase 1 - verdamping

Batterij-elektrolyt is het meest 36% zwavelzuur (H2SO4). Eerst moeten we de concentratie ervan vergroten.
Giet 200 ml in het glas, dat wil zeggen bijna tot aan de randen en giet iets meer dan de helft van het glas in de kolf. Maak een marker met een marker en voeg de rest toe.

Ik plaatste een folie-reflector rond de kolf voor efficiëntere verwarming, maar verwijderde hem later omdat hij begon te smelten.
Nu zetten we de kolf op de brander en verdampen tot het niveau van de eerder ingestelde markering, zelfs een beetje lager.

Parallel plaatsen we gaas meerdere keren over de hoek en maken het vast met een elastische band. We bereiden een onverzadigde oplossing van frisdrank en dopen het uiteinde van de hoek met gaas erin.

Wanneer de elektrolyt begint te koken, plaatsen we een hoek op de kolf, deze zit er stevig op. Het gaasuiteinde wordt naar het open venster gestuurd.

Dit is nodig als plotseling zwavelzuur zelf begint te verdampen met water. Als u de fles niet veel oververhit, zal dit niet gebeuren.
Brander in actie:

De kracht van mijn brander is relatief klein, dus verdamping duurde ongeveer een uur. Een gasbrander of elektrisch fornuis zou dit proces aanzienlijk versnellen.
Nadat de eerste stap is voltooid, moet iets minder dan de helft van de oplossing in de kolf blijven, d.w.z. een zuur met een concentratie van ongeveer 75%. Vergeet de nauwkeurigheid niet.

Laat het afkoelen tot kamertemperatuur.

Fase 2 - berekeningen

Nu we geconcentreerd zwavelzuur hebben, kunnen we de hoofdreactie uitvoeren, deze ziet er als volgt uit:

Maar laten we eerst wat berekeningen maken en uiteindelijk vergelijken we ze met wat er in de praktijk is gebeurd.
Dus hadden we aanvankelijk 200 ml elektrolyt met een dichtheid van 1,27 g / cm³. Kijkend naar de tabel met dichtheden van zwavelzuur, zien we dat deze dichtheid overeenkomt met een concentratie van 36%. Bereken het volume zuur:

Nadat we de oplossing hadden verdampt, nam de concentratie en dienovereenkomstig de dichtheid toe. We kijken naar dezelfde tabel en zien dat een concentratie van 75% overeenkomt met een dichtheid van 1,67 g / cm³.
Met de huidige dichtheid (p) en volume (V) van het zuur kennen we de massa:

Nu uit de schoolchemie herinneren we ons:

De molaire massa's H2S04, NaCl en HCl zijn respectievelijk 98, 58,5 en 36,5 g / mol. Nu kunnen we ontdekken hoeveel zout nodig is en hoeveel HCl zal zijn.
We hebben namelijk 72 g NaCl nodig, dit is 34 ml, neem meer dan een kwart kopje.
Uitstekend en HCl is in theorie 44,7 g.
Er is een kolom g / l in de HCl-dichtheidstabel. Daar nemen we de waarde voor de concentratie van 15% - 166,4 g / l. Het benodigde volume water om 15% HC1 te verkrijgen is 44.7 / 166.4-270 ml. We nemen 200 ml. Daarom krijg ik in theorie 22% zoutzuur.

Fase 3 - verkrijgen van zuur

We verbinden de twee hoeken als volgt:

En de hele structuur zal er zo uitzien:

Het overeenkomstige zuur zal condenseren in het vat met het label HCl, het volume water daarin is 200 ml. Markeer ook het huidige vloeistofniveau op dit vat.
We verwijderen de hoeken en gieten de hoeveelheid zout berekend in de berekeningen in de kolf via de trechter.

De oplossing wordt geel.

Om zoutzuur te laten opvallen, moet u de brander inschakelen. Maar eerst hechten we de hoeken stevig aan de kolf en het ontvangende vat.
Met de condensatie van zuur in water worden "verticale golven" gevormd. Ook wordt de oplossing warm en moet deze worden gekoeld. U kunt bijvoorbeeld een ander vat met ijs van onderaf plaatsen.

De reactie verloopt relatief snel - 20 minuten, waarna je het vuur kunt doven. We geven de laatste paren zoutzuur om op te lossen in water, waarna we het vat goed afsluiten. Wanneer de kolf is afgekoeld, verdunnen we de resterende oplossing daar met water (ongeveer één op één) en giet het in het riool.

resultaat

Aan het etiket op het vat bepalen we hoeveel vloeistof er is toegevoegd. Ik heb het ⅙, dat is 17%. Dit is de concentratie van ons zoutzuur. Vergelijk het met dat verkregen in theorie.

Het is belangrijk op te merken dat er geen uitweg is die gelijk is aan 1, er zijn altijd verliezen. In mijn geval is dit niet genoeg verdampte elektrolyt. In het ideale geval zou de concentratie zwavelzuur 90-95% moeten zijn.
Controleer het resulterende zuur op interactie met het metaal.

We observeren de snelle evolutie van waterstof. Dit betekent dat het zuur geschikt is voor verdere experimenten.

variaties

Als een fles kunt u een schone glazen fles bier of frisdrank gebruiken, maar op voorwaarde dat de verwarming zo soepel mogelijk verloopt. In plaats van PVC-hoeken kunt u polypropyleenbuizen en hoeken met een kleinere diameter (geschikt voor uw fles) nemen.
Ik verzoek u nogmaals om de veiligheidsmaatregelen in acht te nemen. Veel geluk iedereen!