Få saltsyra hemma

Alchemister som först fick saltsyra på 1400-talet kallade det "spiritus salis", "ande från salt." Denna syra hade magiska egenskaper vid den tiden: den korroderade papper, upplösta metaller, förgiftade människor. Dessa egenskaper har förblivit hos henne till denna dag, men nu har denna syra studerats tillräckligt, och det finns ingen magi här.
Saltsyra (HCl) är en stark monobasic syra, i sin rena form är en klar vätska. Vid sin maximala koncentration på 38% "röker" den i luften. Vi kommer att få en syra med halva halten.
Så låt oss komma igång.

Säkerhetsföreskrifter

Varning, arbeta med giftiga ämnen!
Alla experiment måste utföras i ett väl ventilerat rum eller under en huva. Var noga med att använda skyddsglasögon (finns i butiken. Förvara) och handskar (om du inte hittar speciella kemiska handskar, de är av god kvalitet för tvätt av disk).
På platsen för experimentet måste bakpulver finnas närvarande för att neutralisera syra i en oförutsedd situation (koldioxid och vatten kommer att släppas).
Det är strängt förbjudet att genomföra ett experiment i metallbehållare.

Kommer att behöva

För att genomföra experimentet kommer vi att behöva:

• Syraelektrolyt för batterier (säljs i bilbutiken);
• Destillerat vatten (ibid.);
• Salt (finns i alla kök);
• Bakpulver (se säkerhetsföreskrifter).

Från de rätter du behöver:

• Glaskolv;
• Ett fartyg med sand där du kan placera kolven;
• Flera engångskoppar på 200 ml;

Om du har en värmebeständig glödlampa kan du värma den under öppen låga på brännaren. Men ändå rekommenderar jag det genom sand, i vilket fall den absorberar syra.
Du behöver också ett par VVS-hörn med en diameter på 50 mm och en brännare (i mitt fall alkohol, men jag rekommenderar att du använder en gas).

Steg 1 - förångning

Batterielektrolyt är mest 36% svavelsyra (H2SO4). Först måste vi öka koncentrationen.
Häll 200 ml i glaset, det vill säga nästan till kanterna och häll lite mer än hälften av glaset i kolven. Gör en markör med en markör och lägg till resten.
Jag satte en foliereflektor runt kolven för effektivare uppvärmning, men tog bort den senare eftersom den började smälta.
Nu sätter vi kolven på brännaren och förångas till nivån på det tidigare inställda märket, till och med lite lägre.
Parallellt lägger vi gasväv vikta flera gånger över hörnet och fixar det med ett elastiskt band. Vi förbereder en omättad sodavatten och doppar i slutet av hörnet med gasväv.
När elektrolyten börjar koka, sätter vi ett hörn på kolven, den sitter tätt på den. Bockänden skickas till det öppna fönstret.
Detta är nödvändigt om svavelsyra själv plötsligt börjar förångas med vatten. Om du inte överhettar kolven mycket kommer det inte att hända.
Brännare i aktion:
Kraften hos min brännare är relativt liten, så indunstningen tog ungefär en timme. En gasbrännare eller elektrisk spis skulle påskynda denna process kraftigt.
Efter att det första steget är avslutat, bör lite mindre än hälften av lösningen förbli i kolven, dvs en syra med en koncentration av cirka 75%. Glöm inte noggrannheten.
Låt den svalna till rumstemperatur.

Steg 2 - beräkningar

Nu när vi har koncentrerat svavelsyra, kan vi utföra huvudreaktionen, ser det ut enligt följande:
Men först, låt oss göra några beräkningar, och i slutändan jämför vi dem med vad som hände i praktiken.
Så från början hade vi 200 ml elektrolyt med en densitet av 1,27 g / cm³. När vi tittar på tabellen över densiteter av svavelsyra ser vi att denna densitet motsvarar en koncentration på 36%. Beräkna syravolymen:
Efter att vi förångat lösningen ökade dess koncentration, och följaktligen ökade densiteten. Vi tittar på samma tabell och ser att en koncentration på 75% motsvarar en densitet på 1,67 g / cm³.
Genom att känna till strömtätheten (p) och volymen (V) för syran, finner vi massan:
Nu från skolkemin minns vi:
De molära massorna av H2SO4, NaCl och HCl är respektive 98, 58,5 och 36,5 g / mol. Nu kan vi ta reda på hur mycket salt som behövs och hur mycket HCl som kommer att vara.
Vi behöver nämligen 72 g NaCl, det här är 34 ml, ta i överskott - en fjärdedel kopp.
Utmärkt, och HCl i teorin kommer att vara 44,7 g.
Det finns en g / l-kolumn i HCl-densitetstabellen. Vi tar därifrån värdet för koncentrationen 15% - 166,4 g / l. Volymen vatten som krävs för att erhålla 15% HCl är 44,7 / 166,4-270 ml. Vi tar 200 ml. Som ett resultat kommer jag i teorin att få 22% saltsyra.

Steg 3 - erhålla syra

Vi ansluter de två hörnen enligt följande:
Och hela strukturen kommer att se ut så här:
Motsvarande syra kondenseras i kärlet märkt HCl, volymen vatten i den är 200 ml. Markera också den nuvarande vätskenivån på detta kärl.
Vi tar bort hörnen och häller mängden salt som beräknas i beräkningarna i kolven genom tratten.
Lösningen blir gul.
För att saltsyra ska börja sticka ut måste du slå på brännaren. Men först fäster vi hårt på kolven och det mottagande fartyget.
Med kondensation av syra i vatten bildas "vertikala vågor". Lösningen värms också upp och måste kylas. Till exempel kan du lägga ett annat fartyg med is underifrån.
Reaktionen fortsätter relativt snabbt - 20 minuter, varefter du kan stänga av elden. Vi ger de sista paren av saltsyra att lösa upp i vatten, varefter vi stänger kärlet tätt. När kolven har svalnat utspäds vi den kvarvarande lösningen med vatten (ungefär en till en) och häll den i avloppet.

Resultat

Med etiketten på fartyget bestämmer vi hur mycket vätska som har tillsatts. Jag har det ⅙, det är 17%. Detta är koncentrationen av vår saltsyra. Jämför det med det som finns i teorin.
Det är viktigt att notera att det inte finns någon väg ut lika med 1, det finns alltid förluster. I mitt fall är detta inte tillräckligt avdunstad elektrolyt. Helst bör koncentrationen av svavelsyra vara 90-95%.
Kontrollera den resulterande syran för interaktion med metallen.
Vi observerar den snabba utvecklingen av väte. Detta innebär att syran är lämplig för ytterligare experiment.

Variationer

Som en kolv kan du använda en ren glasflaska öl eller läsk, men under förutsättning att uppvärmningen är så smidig som möjligt. I stället för PVC-hörn kan du ta polypropylenrör och hörn med en mindre diameter (lämplig för din kolv).
Återigen uppmanar jag er att följa säkerhetsåtgärder. Lycka till alla!