Získanie kyseliny chlorovodíkovej doma

Alchymisti, ktorí prvýkrát dostali kyselinu chlorovodíkovú v 15. storočí, ju nazývali „spiritus salis“, „duch zo soli“. Táto kyselina mala v tom čase magické vlastnosti: skorodovala papier, rozpustené kovy, otrávila ľudí. Tieto vlastnosti s ňou zostali dodnes, ale teraz je táto kyselina dostatočne študovaná a nie je tu žiadna mágia.
Kyselina chlorovodíková (HCl) je silná kyselina monobázová, v čistej forme je číra kvapalina. Pri maximálnej koncentrácii 38% „fajčí“ na vzduchu. Dostaneme kyselinu s polovičnou koncentráciou.
Začnime teda.

Bezpečnostné opatrenia

Pozor, pracujte s toxickými látkami!
Všetky experimenty sa musia vykonávať v dobre vetranej miestnosti alebo pod digestorom. Uistite sa, že máte ochranné okuliare (dostupné v obchode. Obchod) a rukavice (ak nenájdete špeciálne chemické rukavice, sú vhodné na umývanie riadu).
Na mieste experimentu musí byť prítomná sóda na pečenie, aby sa neutralizovala kyselina v nepredvídateľnej situácii (uvoľní sa oxid uhličitý a voda).
Je prísne zakázané vykonávať experiment v kovových nádobách.

Bude potrebovať

Na vykonanie experimentu budeme potrebovať:

• Kyslý elektrolyt pre batérie (predávaný v automobilovom obchode);
• Destilovaná voda (tamtiež);
• Soľ (je v akejkoľvek kuchyni);
• Sóda na pečenie (pozri bezpečnostné opatrenia).

Z jedál, ktoré potrebujete:

• Sklenená banka;
• Nádoba s pieskom, do ktorej môžete umiestniť banku;
• Niekoľko jednorázových šálok s objemom 200 ml;

Ak máte žiaruvzdornú žiarovku, môžete ju zahriať pod otvoreným plameňom horáka. Napriek tomu ju odporúčam pieskom, v takom prípade absorbuje kyselinu.
Potrebujete tiež pár inštalatérskych rohov s priemerom 50 mm a horáka (v mojom prípade alkohol, ale odporúčam použiť plynový).

Stupeň 1 - odparovanie

Elektrolyt z batérie je najviac 36% kyselina sírová (H2SO4). Najprv musíme zvýšiť jeho koncentráciu.
Nalejte do pohára 200 ml, to znamená takmer k okrajom a do banky nalejte trochu viac ako polovicu pohára. Vytvorte značku pomocou značky a pridajte zvyšok.
Okolo banky som položil reflektor z fólie na efektívnejšie zahrievanie, ale neskôr som ho odstránil, pretože sa začal topiť.
Teraz dáme banku na horák a odparíme na úroveň pôvodne nastavenej značky, dokonca o niečo nižšie.
Paralelne sme niekoľkokrát zložili gázu zloženú za roh a pripevnili ju elastickou páskou. Pripravíme nenasýtený roztok sódy a na konci kúpeľa namočíme gázu.
Keď sa elektrolyt začne vrieť, dáme do banky roh, ktorý pevne sedí. Koniec gázy sa odošle do otvoreného okna.
Je to potrebné, ak sa náhle začne samotná kyselina sírová odparovať s vodou. Ak sa fľaša príliš neprehrieva, nestane sa to.
Horák v akcii:
Výkon môjho horáka je pomerne malý, takže odparovanie trvalo asi hodinu. Plynový horák alebo elektrický sporák by tento proces veľmi urýchlil.
Po dokončení prvého stupňa by mala v banke zostať trochu menej ako polovica roztoku, t. J. Kyselina s koncentráciou asi 75%. Nezabudnite na presnosť.
Nechajte vychladnúť na izbovú teplotu.

Etapa 2 - výpočty

Teraz, keď sme koncentrovali kyselinu sírovú, môžeme vykonať hlavnú reakciu, vyzerá takto:
Najprv však urobme nejaké výpočty a nakoniec ich porovnáme s tým, čo sa stalo v praxi.
Spočiatku sme mali 200 ml elektrolytu s hustotou 1,27 g / cm3. Pri pohľade na tabuľku hustôt kyseliny sírovej vidíme, že táto hustota zodpovedá koncentrácii 36%. Vypočítajte objem kyseliny:
Potom, čo sme roztok odparili, jeho koncentrácia a v dôsledku toho hustota vzrástla. Pozeráme sa na tú istú tabuľku a vidíme, že koncentrácia 75% zodpovedá hustote 1,67 g / cm3.
Pri znalosti aktuálnej hustoty (p) a objemu (V) kyseliny zistíme hmotnosť:
Teraz si zo školskej chémie pripomíname:
Molárne hmotnosti H2SO4, NaCl a HCI sú 98, 58,5 a 36,5 g / mol. Teraz môžeme zistiť, koľko soli je potrebné a koľko HCl.
Konkrétne budeme potrebovať 72 g NaCl, čo je 34 ml, v nadbytku - štvrť šálky.
Vynikajúca a HCI teoreticky bude 44,7 g.
V tabuľke hustoty HCl je stĺpec g / l. Zoberieme odtiaľ hodnotu koncentrácie 15% - 166,4 g / l. Objem vody potrebný na získanie 15% HCI je 44,7 / 166,4-270 ml. Vezmeme 200 ml. V dôsledku toho teoreticky dostanem 22% kyselinu chlorovodíkovú.

Etapa 3 - získanie kyseliny

Pripojte dva rohy nasledovne:
A celá štruktúra bude vyzerať takto:
Zodpovedajúca kyselina kondenzuje do nádoby označenej HCI, objem vody v nej je 200 ml. Označte tiež aktuálnu hladinu kvapaliny v tejto nádobe.
Rohy odstránime a zalejeme množstvo soli vypočítané vo výpočtoch do banky cez lievik.
Roztok zožltne.
Aby kyselina chlorovodíková začala vynikať, musíte zapnúť horák. Najprv však pevne pripevníme rohy k banke a nádobe na príjem.
Kondenzáciou kyseliny vo vode vznikajú „vertikálne vlny“. Roztok sa tiež zahrieva a musí sa ochladiť. Napríklad môžete vložiť ďalšiu nádobu s ľadom zdola.
Reakcia prebieha pomerne rýchlo - 20 minút, po ktorých môžete vypnúť oheň. Posledné páry kyseliny chlorovodíkovej dávame na rozpustenie vo vode a potom nádobu pevne uzatvoríme. Po ochladení banky sa roztok nechá zriediť vodou (asi jedna až jedna) a naleje sa do kanalizácie.

Výsledok

Štítkom na nádobe určujeme, koľko kvapaliny sa pridalo. Mám to ⅙, to je 17%. Toto je koncentrácia našej kyseliny chlorovodíkovej. Porovnajte to s teoreticky získaným.
Je dôležité si uvedomiť, že neexistuje východisko rovné 1, vždy existujú straty. V mojom prípade to nie je dosť odparený elektrolyt. V ideálnom prípade by mala byť koncentrácia kyseliny sírovej 90 až 95%.
Skontrolujte, či výsledná kyselina nemá interakcie s kovom.
Pozorujeme rýchly vývoj vodíka. To znamená, že kyselina je vhodná pre ďalšie experimenty.

Variácie

Ako fľašu môžete použiť čistú sklenenú fľašu piva alebo sódy, ale pokiaľ je zahrievanie čo najhladšie. Namiesto rohov z PVC môžete zobrať polypropylénové rúry a rohy s menším priemerom (vhodné pre vašu banku).
Ešte raz vás žiadam, aby ste dodržiavali bezpečnostné opatrenia. Veľa šťastia všetkým!