Λαμβάνοντας υδροχλωρικό οξύ στο σπίτι

Οι αλχημιστές που έλαβαν για πρώτη φορά υδροχλωρικό οξύ τον 15ο αιώνα το αποκαλούσαν "spiritus salis", "πνεύμα από αλάτι". Αυτό το οξύ είχε μαγικές ιδιότητες εκείνη την εποχή: διαβρώνοντας το χαρτί, τα διαλυμένα μέταλλα, τους δηλητηριασμένους ανθρώπους. Αυτές οι ιδιότητες παρέμειναν μαζί της μέχρι σήμερα, αλλά τώρα αυτό το οξύ έχει μελετηθεί επαρκώς, και δεν υπάρχει μαγεία εδώ.
Το υδροχλωρικό οξύ (HCl) είναι ένα ισχυρό μονοβασικό οξύ, στην καθαρή του μορφή είναι ένα διαυγές υγρό. Στη μέγιστη συγκέντρωσή του 38%, "καπνίζει" στον αέρα. Θα λάβουμε ένα οξύ με το ήμισυ της συγκέντρωσης.
Ας αρχίσουμε λοιπόν.

Προφυλάξεις ασφαλείας

Προσοχή, εργασία με τοξικές ουσίες!
Όλα τα πειράματα πρέπει να διεξάγονται σε καλά αεριζόμενο χώρο ή κάτω από κουκούλα. Φροντίστε να φοράτε γυαλιά ασφαλείας (διαθέσιμα στο κατάστημα αποθήκευσης) και γάντια (αν δεν βρείτε ειδικά χημικά γάντια, είναι καλής ποιότητας για πλύσιμο πιάτων).
Στη θέση του πειράματος, πρέπει να υπάρχει σόδα ψησίματος, προκειμένου να εξουδετερωθεί το οξύ σε μια απρόβλεπτη κατάσταση (το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό θα απελευθερωθούν).
Απαγορεύεται αυστηρά η πραγματοποίηση πειράματος σε μεταλλικά δοχεία.

Θα χρειαστεί

Για να πραγματοποιήσουμε το πείραμα θα χρειαστεί:

• Οξικός ηλεκτρολύτης για μπαταρίες (που πωλούνται στο κατάστημα αυτοκινήτων).
• Αποσταγμένο νερό (ibid.);
• Αλάτι (σε ​​κάθε κουζίνα)?
• Σόδα ψησίματος (βλ. Προφυλάξεις ασφαλείας).

Από τα πιάτα που χρειάζεστε:

• Γυάλινη φιάλη.
• Ένα σκάφος με άμμο όπου μπορείτε να τοποθετήσετε τη φιάλη.
• Αρκετά κάψουλες μίας χρήσης των 200 ml.

Αν έχετε ανθεκτικό στη θερμότητα λαμπτήρα, μπορείτε να το θερμαίνετε κάτω από την ανοικτή φλόγα του καυστήρα. Αλλά εξακολουθώ να το συνιστώ μέσω της άμμου, οπότε απορροφά οξύ.
Θα χρειαστείτε επίσης ένα ζευγάρι υδραυλικών γωνιών με διάμετρο 50 mm και έναν καυστήρα (στην περίπτωσή μου αλκοόλ, αλλά προτείνω να χρησιμοποιήσετε ένα αέριο).

Στάδιο 1 - εξάτμιση

Ο ηλεκτρολύτης της μπαταρίας είναι το 36% θειικό οξύ (H2SO4). Πρώτον, πρέπει να αυξήσουμε τη συγκέντρωσή της.
Ρίχνουμε 200 ml στο γυαλί, δηλαδή σχεδόν στα άκρα και ρίχνουμε λίγο περισσότερο από το ήμισυ του γυαλιού μέσα στη φιάλη. Κάντε ένα δείκτη με ένα δείκτη και προσθέστε το υπόλοιπο.
Έβαλα έναν ανακλαστήρα αλουμινίου γύρω από τη φιάλη για πιο αποτελεσματική θέρμανση, αλλά αργότερα αφαιρέθηκε επειδή άρχισε να λιώνει.
Τώρα βάζουμε τη φιάλη στον καυστήρα και εξατμίζουμε μέχρι το επίπεδο του σήματος που είχε οριστεί προηγουμένως, ακόμα και λίγο χαμηλότερα.
Παράλληλα, τοποθετήσαμε τη γάζα διπλωμένη αρκετές φορές πάνω από τη γωνία και την στερεώσαμε με μια ελαστική ταινία. Ετοιμάζουμε ένα ακόρεστο διάλυμα σόδα και βουτιά σε αυτό το τέλος της γωνίας με γάζα.
Όταν ο ηλεκτρολύτης αρχίσει να βράζει, βάζουμε μια γωνία στη φιάλη, και κάθεται σφιχτά πάνω του. Το άκρο της γάζας αποστέλλεται στο ανοικτό παράθυρο.
Αυτό είναι απαραίτητο αν ξαφνικά το ίδιο το θειικό οξύ αρχίζει να εξατμίζεται με νερό. Εάν δεν υπερθερμαίνετε πολύ τη φιάλη, αυτό δεν θα συμβεί.
Καυστήρας σε δράση:
Η ισχύς του καυστήρα μου είναι σχετικά μικρή, οπότε η εξάτμιση χρειάστηκε περίπου μία ώρα. Ένας καυστήρας αερίου ή μια ηλεκτρική εστία θα επιταχύνει σε μεγάλο βαθμό αυτή τη διαδικασία.
Αφού ολοκληρωθεί το πρώτο στάδιο, λίγο λιγότερο από το ήμισυ του διαλύματος πρέπει να παραμείνει στη φιάλη, δηλαδή ένα οξύ με συγκέντρωση περίπου 75%. Μην ξεχάσετε την ακρίβεια.
Αφήστε το να κρυώσει σε θερμοκρασία δωματίου.

Στάδιο 2 - υπολογισμοί

Τώρα που έχουμε πυκνό θειικό οξύ, μπορούμε να εκτελέσουμε την κύρια αντίδραση, φαίνεται ως εξής:
Αλλά πρώτα, ας κάνουμε κάποιους υπολογισμούς, και τελικά τους συγκρίνουμε με αυτό που συνέβη στην πράξη.
Έτσι, αρχικά είχαμε 200ml ηλεκτρολύτη με πυκνότητα 1,27 g / cm³. Εξετάζοντας τον πίνακα των πυκνοτήτων του θειικού οξέος, βλέπουμε ότι αυτή η πυκνότητα αντιστοιχεί σε συγκέντρωση 36%. Υπολογίστε τον όγκο του οξέος:
Αφού εξατμίσαμε το διάλυμα, τη συγκέντρωσή του και, κατά συνέπεια, η πυκνότητα αυξήθηκε. Εξετάζουμε τον ίδιο πίνακα και βλέπουμε ότι συγκέντρωση 75% αντιστοιχεί σε πυκνότητα 1,67 g / cm³.
Γνωρίζοντας την πυκνότητα ρεύματος (p) και τον όγκο (V) του οξέος, ανακαλύπτουμε τη μάζα:
Τώρα από τη σχολική χημεία θυμόμαστε:
Οι γραμμομοριακές μάζες H2S04, NaCl και HCl είναι αντίστοιχα 98, 58,5 και 36,5 g / mol. Τώρα μπορούμε να μάθουμε πόσο αλάτι χρειάζεται και πόσο HCl θα είναι.
Δηλαδή, θα χρειαστούμε 72 γρ. NaCl, αυτό είναι 34 κ.εκ., παίρνετε το πλεόνασμα - ένα τέταρτο κύπελλο.
Εξαιρετική και HCl θεωρητικά θα είναι 44,7 g.
Υπάρχει μια στήλη g / l στον πίνακα πυκνότητας HCl. Παίρνουμε από εκεί την τιμή για τη συγκέντρωση 15% - 166,4 g / l. Ο όγκος του απαιτούμενου νερού για να ληφθεί 15% HCl είναι 44,7 / 166,4 ≈ 270 ml. Θα πάρουμε 200ml. Ως αποτέλεσμα, θεωρητικά, θα πάρω 22% υδροχλωρικό οξύ.

Στάδιο 3 - λήψη οξέος

Συνδέστε τις δύο γωνίες ως εξής:
Και ολόκληρη η δομή θα μοιάζει με αυτό:
Το αντίστοιχο οξύ συμπυκνώνεται στο δοχείο που έχει επισημανθεί με HCl, ο όγκος του νερού είναι 200 ​​ml. Σημειώστε επίσης την τρέχουσα στάθμη υγρού σε αυτό το δοχείο.
Αφαιρούμε τις γωνίες και ρίχνουμε την ποσότητα αλατιού που υπολογίζεται στους υπολογισμούς μέσα στη φιάλη μέσω της χοάνης.
Το διάλυμα γίνεται κίτρινο.
Προκειμένου να αρχίσει να ξεχωρίζει το υδροχλωρικό οξύ, πρέπει να ενεργοποιήσετε τον καυστήρα. Αλλά πρώτα, συνδέουμε σφιχτά τις γωνίες στη φιάλη και στο δοχείο υποδοχής.
Με τη συμπύκνωση του οξέος σε νερό, σχηματίζονται "κάθετα κύματα". Επίσης, η λύση θερμαίνεται και πρέπει να κρυώσει. Για παράδειγμα, μπορείτε να τοποθετήσετε ένα άλλο σκάφος με πάγο από κάτω.
Η αντίδραση προχωρά σχετικά γρήγορα - 20 λεπτά, μετά την οποία μπορείτε να απενεργοποιήσετε τη φωτιά. Δίνουμε τα τελευταία ζεύγη υδροχλωρικού οξέος για να διαλυθούν στο νερό, μετά από το οποίο κλείνουμε σφικτά το σκάφος. Όταν η φιάλη έχει κρυώσει, αραιώνουμε το υπόλοιπο διάλυμα με νερό (περίπου ένα προς ένα) και το ρίχνουμε στο κανάλι.

Περίληψη

Με την ετικέτα στο δοχείο, καθορίζουμε πόσο έχει προστεθεί υγρό. Το έχω ⅙, δηλαδή το 17%. Αυτή είναι η συγκέντρωση του υδροχλωρικού οξέος μας. Συγκρίνετε το με αυτό που λαμβάνεται θεωρητικά.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι δεν υπάρχει διέξοδος ίσο με 1, υπάρχουν πάντα απώλειες. Στην περίπτωσή μου, αυτό δεν είναι αρκετό εξατμισμένο ηλεκτρολύτη. Στην ιδανική περίπτωση, η συγκέντρωση του θειικού οξέος πρέπει να είναι 90-95%.
Ελέγξτε το προκύπτον οξύ για αλληλεπίδραση με το μέταλλο.
Παρατηρούμε την ταχεία εξέλιξη του υδρογόνου. Αυτό σημαίνει ότι το οξύ είναι κατάλληλο για περαιτέρω πειράματα.

Παραλλαγές

Ως φιάλη, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα καθαρό γυάλινο μπουκάλι μπύρας ή σόδα, αλλά με την προϋπόθεση ότι η θέρμανση είναι όσο το δυνατόν πιο ομαλή. Αντί για γωνίες PVC, μπορείτε να πάρετε σωλήνες από πολυπροπυλένιο και γωνίες μικρότερης διαμέτρου (κατάλληλο για τη φιάλη σας).
Και πάλι, σας παρακαλώ να τηρήσετε τις προφυλάξεις ασφαλείας. Καλή τύχη σε όλους!