Získání kyseliny chlorovodíkové doma

Alchymisté, kteří poprvé dostali kyselinu chlorovodíkovou v 15. století, ji nazývali „spiritus salis“, „duch ze soli“. Tato kyselina měla tehdy magické vlastnosti: zkorodovala papír, rozpuštěné kovy, otrávila lidi. Tyto vlastnosti s ní zůstaly dodnes, ale nyní byla tato kyselina dostatečně studována a není zde žádná magie.
Kyselina chlorovodíková (HCI) je silná kyselina monobasová, ve své čisté formě je čirou kapalinou. Při maximální koncentraci 38% „kouří“ na vzduchu. Dostaneme kyselinu s poloviční koncentrací.
Tak pojďme začít.

Bezpečnostní opatření

Pozor, pracujte s toxickými látkami!
Všechny experimenty musí být prováděny v dobře větrané místnosti nebo pod digestoří. Nezapomeňte nosit ochranné brýle (dostupné v obchodě. Obchod) a rukavice (pokud nenajdete speciální chemické rukavice, jsou dobré pro mytí nádobí).
Na místě experimentu musí být přítomna jedlá soda, aby se neutralizovala kyselina v nepředvídané situaci (v tomto případě se uvolní oxid uhličitý a voda).
Je přísně zakázáno provádět experiment v kovových nádobách.

Bude potřebovat

K provedení experimentu budeme potřebovat:

• Kyselý elektrolyt pro baterie (prodávaný v autosalonu);
• Destilovaná voda (tamtéž);
• Sůl (je v jakékoli kuchyni);
• Jedlá soda (viz bezpečnostní opatření).

Z jídel, které potřebujete:

• Skleněná baňka;
• Nádoba s pískem, kam můžete umístit banku;
• Několik jednorázových šálků po 200 ml;

Pokud máte žárovku odolnou vůči teplu, můžete ji zahřát pod otevřeným plamenem hořáku. Ale přesto to doporučuji přes písek, v tom případě absorbuje kyselinu.
Budete také potřebovat pár instalatérských rohů o průměru 50 mm a hořák (v mém případě alkohol, ale doporučuji použít plynový).

Fáze 1 - odpařování

Elektrolyt z baterie je nejvíce 36% kyselina sírová (H2SO4). Nejprve musíme zvýšit jeho koncentraci.
Do sklenice nalijte 200 ml, tj. Téměř k okrajům a do baňky nalijte trochu více než polovinu sklenice. Vytvořte značku pomocí značky a přidejte zbytek.
Okolo baňky jsem položil fóliový reflektor pro účinnější zahřívání, ale později jsem ho odstranil, protože se začal roztavovat.
Nyní dáme banku na hořák a odpaří se na úroveň dříve nastavené značky, dokonce o něco nižší.
Paralelně jsme několikrát položili gázu složenou za roh a upevnili ji elastickou páskou. Připravíme nenasycený roztok sody a namočíme do něj konec rohu gázou.
Když se elektrolyt začne vařit, dáme do baňky roh, který na něm pevně sedí. Konec gázy se odešle do otevřeného okna.
To je nezbytné, pokud se náhle samotná kyselina sírová začne odpařovat vodou. Pokud baňku příliš nepřehříváte, nestane se to.
Hořák v akci:
Síla mého hořáku je relativně malá, takže odpařování trvalo asi hodinu. Plynový hořák nebo elektrický sporák by tento proces velmi urychlil.
Po dokončení prvního stupně by v baňce měla zůstat o něco méně než polovina roztoku, tj. Kyselina s koncentrací asi 75%. Nezapomeňte na přesnost.
Nechte ji vychladnout na pokojovou teplotu.

Fáze 2 - výpočty

Nyní, když jsme koncentrovali kyselinu sírovou, můžeme provést hlavní reakci, vypadá to takto:
Nejdříve ale udělejme několik výpočtů a nakonec je porovnáme s tím, co se stalo v praxi.
Zpočátku jsme měli 200 ml elektrolytu s hustotou 1,27 g / cm3. Při pohledu na tabulku hustot kyseliny sírové vidíme, že tato hustota odpovídá koncentraci 36%. Vypočítejte objem kyseliny:
Poté, co jsme roztok odpařili, jeho koncentrace a v důsledku toho se hustota zvýšila. Podíváme se na stejnou tabulku a vidíme, že koncentrace 75% odpovídá hustotě 1,67 g / cm3.
Známe hustotu proudu (p) a objem (V) kyseliny a zjistíme hmotnost:
Nyní ze školní chemie si vzpomínáme:
Molární hmotnosti H2SO4, NaCl a HCI jsou 98, 58,5 a 36,5 g / mol. Nyní můžeme zjistit, kolik soli je potřeba a kolik HC1 bude.
Konkrétně budeme potřebovat 72 g NaCl, což je 34 ml, v nadbytku - čtvrt šálku.
Vynikající a HCI teoreticky bude 44,7 g.
V tabulce hustoty HCl je sloupec g / l. Vezmeme odtud hodnotu koncentrace 15% - 166,4 g / l. Objem vody potřebný k získání 15% HC1 je 44,7 / 166,4-270 ml. Vezmeme 200 ml. Výsledkem je, že teoreticky dostanu 22% kyselinu chlorovodíkovou.

Fáze 3 - získání kyseliny

Spojujeme oba rohy následujícím způsobem:
A celá struktura bude vypadat takto:
Odpovídající kyselina kondenzuje do nádoby označené HC1, objem vody v ní je 200 ml. Označte také aktuální hladinu kapaliny v této nádobě.
Odstraňujeme rohy a naléváme množství soli vypočtené ve výpočtech do baňky přes nálevku.
Roztok zžloutne.
K tomu, aby kyselina chlorovodíková začala vynikat, musíte zapnout hořák. Nejprve ale pevně připojíme rohy k baňce a přijímací nádobě.
Při kondenzaci kyseliny ve vodě vznikají „vertikální vlny“. Také se roztok zahřívá a musí být chlazen. Můžete například vložit další nádobu s ledem zespodu.
Reakce probíhá poměrně rychle - 20 minut, po které můžete vypnout oheň. Posledním párům kyseliny chlorovodíkové dáváme rozpustit se ve vodě a poté nádobu pevně uzavřete. Když se baňka ochladí, zbývající roztok tam zředíme vodou (asi jedna ku jedné) a nalijeme do kanalizace.

Shrnutí

Podle štítku na nádobě určíme, kolik kapaliny bylo přidáno. Mám to ⅙, to je 17%. Toto je koncentrace naší kyseliny chlorovodíkové. Porovnejte to s tím, co bylo získáno teoreticky.
Je důležité si uvědomit, že neexistuje žádný způsob, jak se rovnat 1, vždy existují ztráty. V mém případě to nestačí odpařený elektrolyt. V ideálním případě by měla být koncentrace kyseliny sírové 90 až 95%.
Zkontrolujte výslednou kyselinu z hlediska interakce s kovem.
Pozorujeme rychlý vývoj vodíku. To znamená, že kyselina je vhodná pro další experimenty.

Variace

Jako baňku můžete použít čistou sklenici piva nebo sodu, ale za předpokladu, že je ohřev co nejhladší. Místo rohů z PVC můžete použít polypropylenové trubky a rohy s menším průměrem (vhodné pro vaši banku).
Ještě jednou vás žádám, abyste dodržovali bezpečnostní opatření. Hodně štěstí všem!