Pridobivanje klorovodikove kisline doma

Alkimisti, ki so prvič prejeli klorovodikovo kislino v 15. stoletju, so jo imenovali "spiritus salis", "duh iz soli." Ta kislina je imela takrat čarobne lastnosti: korodirala je papir, raztapljala kovine, zastrupila ljudi. Te lastnosti so ostale z njo vse do danes, zdaj pa je bila ta kislina dovolj raziskana in tu ni čarovnije.
Klorovodikova kislina (HCl) je močna monobazična kislina, v čisti obliki je bistra tekočina. Pri najvišji koncentraciji 38% "kadi" v zraku. Prejeli bomo kislino s koncentracijo, polovico večjo.
Torej začnimo.

Varnostni ukrepi

Pozor, delajte s strupenimi snovmi!
Vse poskuse je treba izvajati v dobro prezračevanem prostoru ali pod pokrovom dima. Nosite varnostna očala (na voljo v trgovini. Trgovina) in rokavice (če ne najdete posebnih kemičnih rokavic, so dobre za pomivanje posode).
Na mestu poskusa mora biti prisotna soda bikarbona, da se nevtralizira kislina v nepredvidenih razmerah (sproščata se ogljikov dioksid in voda).
Strogo prepovedano je izvesti poskus v kovinskih posodah.

Bo treba

Za izvedbo poskusa bomo potrebovali:

• Kisli elektrolit za baterije (prodaja se v avtomobilski trgovini);
• Destilirana voda (prav tam);
• Sol (je v kateri koli kuhinji);
• Soda bikarbona (glejte varnostne ukrepe).

Iz jedi, ki jih potrebujete:

• Steklena bučka;
• Posoda s peskom, kamor lahko postavite bučko;
• Več skodelic za enkratno uporabo po 200 ml;

Če imate žarnico, odporno na toploto, jo lahko ogrejete pod odprtim plamenom gorilnika. Ampak še vedno ga priporočam skozi pesek, v tem primeru absorbira kislino.
Potrebovali boste tudi par vodovodnih vogalov s premerom 50 mm in gorilnik (v mojem primeru alkohol, vendar priporočam uporabo plinskega).

1. faza - izhlapevanje

Elektrolit iz akumulatorja je največ 36% žveplove kisline (H2SO4). Najprej moramo povečati njegovo koncentracijo.
Nalijte 200 ml v kozarec, torej skoraj do robov in v bučko nalijte malo več kot polovico kozarca. Z markerjem naredite oznako in dodajte ostalo.
Okoli bučke sem si dal folijski reflektor za bolj učinkovito ogrevanje, vendar sem ga kasneje odstranil, ker se je začel topiti.
Zdaj postavimo bučko na gorilnik in izhlapimo na raven predhodno nastavljene oznake, še nekoliko nižje.
Vzporedno postavimo gazo večkrat prepognjeno čez vogal in jo pritrdimo z elastičnim trakom. Pripravimo nenasičeno raztopino sode in vanjo namočimo konec vogala z gazo.
Ko začne elektrolit vreti, na bučko postavimo kotiček, tesno sedi na njem. Konec gaze se pošlje v odprto okno.
To je potrebno, če nenadoma sama žveplova kislina začne izhlapevati z vodo. Če bučke ne boste preveč pregreli, se to ne bo zgodilo.
Gorilnik v akciji:
Moč mojega gorilnika je sorazmerno majhna, zato je izhlapevanje trajalo približno eno uro. Plinski gorilnik ali električna peč bi ta postopek zelo pospešila.
Po končani prvi stopnji mora v bučki ostati nekaj manj kot polovica raztopine, to je kislina s koncentracijo približno 75%. Ne pozabite na natančnost.
Pustimo, da se ohladi na sobno temperaturo.

2. faza - izračuni

Zdaj, ko smo koncentrirali žveplovo kislino, lahko izvedemo glavno reakcijo, je videti naslednje:
Najprej pa naredimo nekaj izračunov in na koncu jih primerjamo s tistim, kar se je zgodilo v praksi.
Torej, sprva smo imeli 200 ml elektrolita z gostoto 1,27 g / cm³. Če pogledamo tabelo gostote žveplove kisline, vidimo, da ta gostota ustreza koncentraciji 36%. Izračunajte količino kisline:
Ko smo raztopino izhlapili, se je njena koncentracija in s tem gostota povečala. Gledamo isto tabelo in vidimo, da koncentracija 75% ustreza gostoti 1,67 g / cm³.
Poznamo trenutno gostoto (p) in prostornino (V) kisline, ugotovimo maso:
Zdaj se iz šolske kemije spominjamo:
Molarne mase H2SO4, NaCl in HCl so 98, 58,5 in 36,5 g / mol. Zdaj lahko ugotovimo, koliko soli je potrebno in koliko HCl bo.
Potrebovali bomo namreč 72 g NaCl, to je 34 ml, vzeti v presežku - četrtino skodelice.
Odlično, HCl v teoriji pa bo 44,7 g.
V tabeli z gostoto HCl je stolpec g / l. Od tam vzamemo vrednost koncentracije 15% - 166,4 g / l. Količina vode, ki je potrebna za pridobivanje 15% HCl, je 44,7 / 166,4≈270 ml. Vzeli bomo 200ml. Kot rezultat teoretično bom dobil 22% klorovodikovo kislino.

Faza 3 - pridobivanje kisline

Oba vogala povežemo na naslednji način:
In celotna struktura bo videti tako:
Ustrezna kislina se bo kondenzirala v posodi z oznako HCl, prostornina vode v njej je 200 ml. Označite tudi trenutno raven tekočine na tej posodi.
Odstranimo vogale in v lijak skozi lijak vlijemo količino soli, izračunano v izračunih.
Raztopina postane rumena.
Da bi klorovodikova kislina začela izstopati, morate vklopiti gorilnik. Toda najprej tesno pritrdimo vogale na bučko in sprejemno posodo.
S kondenzacijo kisline v vodi nastajajo "navpični valovi". Prav tako se raztopina segreva in jo je treba ohladiti. Na primer, lahko od spodaj postavite drugo posodo z ledom.
Reakcija poteka razmeroma hitro - 20 minut, po kateri lahko ogenj ugasnete. Zadnje pare klorovodikove kisline damo, da se raztopijo v vodi, po kateri posodo tesno zapremo. Ko se bučka ohladi, preostalo raztopino tam razredčimo z vodo (približno ena do ena) in jo vlijemo v kanalizacijo.

Povzetek

Po oznaki na posodi določimo, koliko tekočine smo dodali. Imam ga ⅙, to je 17%. To je koncentracija naše klorovodikove kisline. Primerjajte ga s tistim, pridobljenim v teoriji.
Pomembno je upoštevati, da ni izhoda, enakega 1, vedno obstajajo izgube. V mojem primeru to ni dovolj izhlapenega elektrolita. V idealnem primeru bi morala biti koncentracija žveplove kisline 90-95%.
Preverite nastalo kislino glede interakcije s kovino.
Opažamo hitro razvijanje vodika. To pomeni, da je kislina primerna za nadaljnje poskuse.

Različice

Kot bučko lahko uporabite čisto stekleno steklenico piva ali sode, vendar pod pogojem, da je ogrevanje čim bolj nemoteno. Namesto PVC vogalov lahko vzamete polipropilenske cevi in ​​vogale manjšega premera (primerne za vašo bučko).
Še enkrat vas pozivam, da upoštevate varnostne ukrepe. Srečno vsem!