קבלת חומצה הידרוכלורית בבית

האלכימאים שקיבלו לראשונה חומצה הידרוכלורית במאה ה -15 כינו אותה "spiritus salis", "רוח ממלח". לחומצה זו היו תכונות קסומות באותה תקופה: היא השחיתה נייר, מתכות מומס, הרעילה אנשים. תכונות אלה נותרו איתה עד היום, אך כעת נבדקה חומצה זו דיה, ואין כאן קסם.
חומצה הידרוכלורית (HCl) היא חומצה מונובסית חזקה, בצורתה הטהורה היא נוזל צלול. בריכוז המרבי של 38% הוא "מעשן" באוויר. נקבל חומצה בריכוז שחצי מזה.
אז בואו נתחיל.

אמצעי בטיחות

זהירות, עבוד עם חומרים רעילים!
יש לבצע את כל הניסויים בחדר מאוורר היטב או מתחת למכסה מנוע. הקפידו להרכיב משקפי בטיחות (ניתן להשיג בחנות. חנות) וכפפות (אם אינכם מוצאים כפפות כימיות מיוחדות, הם באיכות טובה לשטיפת כלים).
במקום הניסוי, חייבים להיות סודה לשתייה כדי לנטרל חומצה במצב בלתי צפוי (ישחרר פחמן דו חמצני ומים).
חל איסור מוחלט לערוך ניסוי במכלי מתכת.

יזדקק

כדי לבצע את הניסוי נצטרך:

• אלקטרוליט חומצי לסוללות (נמכר בחנות הרכב);
• מים מזוקקים (שם);
• מלח (נמצא בכל מטבח);
• סודה לשתייה (ראה אמצעי בטיחות).

מהמנות שאתה צריך:

• בקבוק זכוכית;
• כלי עם חול בו אתה יכול למקם את הבקבוק;
• כמה כוסות חד פעמיות של 200 מ"ל;

אם יש לך נורה עמידה בחום, אתה יכול לחמם אותה תחת הלהבה הפתוחה של המבער. אבל עדיין אני ממליץ עליו דרך חול, ובמקרה זה הוא סופג חומצה.
תזדקק גם לזוג פינות אינסטלציה בקוטר 50 מ"מ ובמבער (במקרה שלי, אלכוהול, אבל אני ממליץ להשתמש בגז אחד).

שלב 1 - אידוי

אלקטרוליט סוללה הוא החומצה הגופרתית ביותר 36% (H2SO4). ראשית, עלינו להגדיל את ריכוזו.
שופכים 200 מ"ל לכוס, כלומר כמעט עד הקצוות ושופכים מעט יותר ממחצית הכוס לבקבוק. הכינו טוש עם טוש והוסיפו את השאר.
הנחתי רפלקטור לסכל סביב הבקבוק לחימום יעיל יותר, אבל אחר כך הסרתי אותו כי הוא התחיל להימס.
כעת אנו מניחים את הבקבוק על המבער ומתאדים לרמה של הסימון שנקבע בעבר, אפילו מעט נמוך יותר.
במקביל, שמנו גזה מקופלת מספר פעמים מעבר לפינה ומתקן אותה עם פס אלסטי. אנו מכינים פיתרון לא רווי של סודה וטובלים בתוכה את הקצה בפינה בגזה.
כשהאלקטרוליט מתחיל לרתוח, שמנו פינה על הבקבוק, הוא יושב עליו בחוזקה. קצה הגזה נשלח לחלון הפתוח.
זה הכרחי אם פתאום חומצה גופרתית עצמה מתחילה להתאדות עם מים. אם לא תחמם יותר מדי את הבקבוק, זה לא יקרה.
צורב בפעולה:
הכוח של המבער שלי הוא קטן יחסית, ולכן האידוי ארך כשעה. כיריים או כיריים חשמליות יאיצו מאוד את התהליך הזה.
לאחר סיום השלב הראשון, קצת פחות ממחצית התמיסה צריכה להישאר בבקבוק, כלומר חומצה בריכוז של כ 75%. אל תשכח מהדיוק.
תנו לו להתקרר לטמפרטורת החדר.

שלב ב '- חישובים

כעת, לאחר שריכזנו חומצה גופרתית, אנו יכולים לבצע את התגובה העיקרית, היא נראית כך:
אך ראשית, בואו נעשה כמה חישובים, ובסוף נשווה אותם למה שקרה בפועל.
אז בהתחלה היו לנו 200 מ"ל אלקטרוליט בצפיפות של 1.27 גרם / ס"מ. בהתבוננות בטבלת הצפיפות של חומצה גופרתית, אנו רואים כי צפיפות זו תואמת ריכוז של 36%. חשב את נפח החומצה:
לאחר שהתאיידנו את התמיסה, ריכוזו, ובהתאם, הצפיפות עלתה. אנו מסתכלים על אותה טבלה ורואים שריכוז של 75% מתאים לצפיפות של 1.67 גרם / ס"מ.
בידיעת הצפיפות הנוכחית (p) ונפח (V) של החומצה, אנו מגלים את המסה:
כעת מכימיה של בית הספר אנו נזכרים:
ההמונים הטוחניים של H2SO4, NaCl ו- HCl הם בהתאמה 98, 58.5 ו- 36.5 גרם / מול. כעת אנו יכולים לגלות כמה מלח צריך וכמה HCl יהיה.
כלומר, נצטרך 72 גרם של NaCl, זה 34 מ"ל, קח עודף - רבע כוס.
מעולה, ו- HCl בתיאוריה יהיה 44.7 גרם.
בטבלת הצפיפות HCl יש עמודה g / l. אנו לוקחים משם את הערך לריכוז של 15% - 166.4 גרם לליטר. נפח המים הנדרש בכדי להשיג 15% HCl הוא 44.7 / 166.4≈270 מ"ל. ניקח 200 מ"ל. כתוצאה מכך, בתיאוריה, אקבל 22% חומצה הידרוכלורית.

שלב 3 - השגת חומצה

חבר את שתי הפינות באופן הבא:
וכל המבנה ייראה כך:
החומצה המקבילה תתעבה לכלי המסומן HCl, נפח המים בתוכו הוא 200 מ"ל. סמנו גם את רמת הנוזל הנוכחית בכלי זה.
אנו מסירים את הפינות ושופכים את כמות המלח המחושבת בחישובים לתוך הבקבוק דרך המשפך.
הפיתרון הופך לצהוב.
על מנת שחומצה הידרוכלורית תתחיל להתבלט, עליך להפעיל את המבער. אבל ראשית, אנו מחברים היטב את הפינות לבקבוק ולכלי הקליטה.
עם עיבוי חומצה במים נוצרים "גלים אנכיים". כמו כן, הפיתרון מתחמם וצריך לקרר אותו. לדוגמה, אתה יכול לשים כלי אחר עם קרח מלמטה.
התגובה מתרחשת במהירות יחסית - 20 דקות, שלאחריה תוכלו לכבות את האש. אנו נותנים לזוגות האחרונים של חומצה הידרוכלורית להתמוסס במים, לאחר מכן אנו סוגרים בחוזקה את הכלי. לאחר שהבקבוק התקרר, אנו מדללים את הפיתרון שנותר שם במים (בערך אחד לאחד) ושופכים אותו לביוב.

סיכום

לפי התווית שעל הכלי אנו קובעים כמה נוזלים נוספו. יש לי את זה that, זה 17%. זה הריכוז של החומצה ההידרוכלורית שלנו. השווה את זה לזה שמתקבל בתיאוריה.
חשוב לציין כי אין מוצא שווה ל -1, תמיד יש הפסדים. במקרה שלי, זה לא מספיק אלקטרוליט שהתאייד. באופן אידיאלי, ריכוז חומצה גופרתית צריך להיות 90-95%.
בדוק את החומצה המתקבלת לאינטראקציה עם המתכת.
אנו מתבוננים בהתפתחות המהירה של מימן. המשמעות היא שהחומצה מתאימה לניסויים נוספים.

וריאציות

כמו בקבוקון תוכלו להשתמש בבקבוק זכוכית נקי של בירה או סודה, אך בתנאי שהחימום יהיה חלק ככל האפשר. במקום פינות PVC תוכלו לקחת צינורות פוליפרופילן ופינות בקוטר קטן יותר (מתאים לבקבוק שלכם).
שוב אני קורא לך להקפיד על אמצעי זהירות. בהצלחה לכולם!