Salzsäure nach Hause bringen

Alchemisten, die zum ersten Mal im 15. Jahrhundert Salzsäure erhielten, nannten sie "spiritus salis", "Geist aus Salz". Diese Säure hatte zu dieser Zeit magische Eigenschaften: Sie korrodierte Papier, gelöste Metalle, vergiftete Menschen. Diese Eigenschaften sind ihr bis heute erhalten geblieben, aber jetzt ist diese Säure ausreichend erforscht und es gibt hier keine Magie.
Salzsäure (HCl) ist eine starke einbasige Säure, in reiner Form eine klare Flüssigkeit. Bei einer maximalen Konzentration von 38% „raucht“ es in der Luft. Wir erhalten eine Säure mit der Hälfte der Konzentration.
Also fangen wir an.

Sicherheitstechnik

Vorsicht, arbeiten Sie mit giftigen Stoffen!
Alle Experimente müssen in einem gut belüfteten Raum oder unter einer Haube durchgeführt werden. Tragen Sie unbedingt eine Schutzbrille (im Laden erhältlich) und Handschuhe (wenn Sie keine speziellen chemischen Handschuhe finden, sind diese von guter Qualität für das Geschirrspülen).
Am Versuchsort muss Backpulver vorhanden sein, um in unvorhergesehenen Situationen die Säure zu neutralisieren (in diesem Fall werden Kohlendioxid und Wasser freigesetzt).
Es ist strengstens verboten, Experimente in Metallbehältern durchzuführen.

Wird brauchen

Um das Experiment durchführen zu können, benötigen wir:

• Saurer Elektrolyt für Batterien (im Autohaus erhältlich);
• Destilliertes Wasser (ebenda);
• Salz (ist in jeder Küche);
• Backpulver (siehe Sicherheitshinweise).

Von den Gerichten, die Sie brauchen:

• Glaskolben;
• Ein Gefäß mit Sand, in das Sie den Kolben stellen können.
• Mehrere Einwegbecher à 200 ml;

Wenn Sie eine hitzebeständige Glühlampe haben, können Sie diese unter der offenen Flamme des Brenners erhitzen. Trotzdem empfehle ich es durch Sand. In diesem Fall absorbiert es Säure.
Sie benötigen auch ein Paar Sanitärarmaturen mit einem Durchmesser von 50 mm und einen Brenner (in meinem Fall Alkohol, aber ich empfehle die Verwendung eines Gases).

Stufe 1 - Verdunstung

Batterieelektrolyt ist die 36% igste Schwefelsäure (H2SO4). Erstens müssen wir seine Konzentration erhöhen.
Gießen Sie 200 ml in das Glas, dh fast bis zum Rand, und gießen Sie etwas mehr als die Hälfte des Glases in den Kolben. Mache einen Marker mit einem Marker und füge den Rest hinzu.
Ich legte einen Folienreflektor um die Flasche, um sie effizienter zu erhitzen, entfernte ihn aber später, weil er zu schmelzen begann.
Jetzt setzen wir den Kolben auf den Brenner und verdampfen auf das Niveau der zuvor eingestellten Marke, sogar etwas niedriger.
Parallel dazu legen wir Gaze mehrfach gefaltet über die Ecke und fixieren sie mit einem Gummiband. Wir bereiten eine ungesättigte Sodalösung vor und tauchen sie am Ende der Ecke mit Gaze ein.
Wenn der Elektrolyt zu kochen beginnt, setzen wir eine Ecke auf den Kolben, er sitzt fest darauf. Das Mullende wird zum geöffneten Fenster geschickt.
Dies ist notwendig, wenn plötzlich Schwefelsäure selbst mit Wasser zu verdampfen beginnt. Wenn Sie den Kolben nicht stark überhitzen, geschieht dies nicht.
Brenner in Aktion:
Die Leistung meines Brenners ist relativ gering, daher dauerte die Verdunstung ungefähr eine Stunde. Ein Gasbrenner oder ein Elektroherd würde diesen Vorgang erheblich beschleunigen.
Nach Beendigung der ersten Stufe sollte etwas weniger als die Hälfte der Lösung im Kolben verbleiben, d. H. Säure mit einer Konzentration von etwa 75%. Vergessen Sie nicht die Genauigkeit.
Lassen Sie es auf Raumtemperatur abkühlen.

Stufe 2 - Berechnungen

Nachdem wir Schwefelsäure aufkonzentriert haben, können wir die Hauptreaktion wie folgt durchführen:
Aber lassen Sie uns zuerst einige Berechnungen durchführen, und am Ende vergleichen wir sie mit dem, was in der Praxis passiert ist.
Wir hatten also anfangs 200 ml Elektrolyt mit einer Dichte von 1,27 g / cm³. Aus der Tabelle der Schwefelsäuredichten geht hervor, dass diese Dichte einer Konzentration von 36% entspricht. Berechnen Sie das Säurevolumen:
Nachdem wir die Lösung eingedampft hatten, nahm ihre Konzentration und dementsprechend die Dichte zu. Wir sehen in der gleichen Tabelle, dass eine Konzentration von 75% einer Dichte von 1,67 g / cm³ entspricht.
Bei Kenntnis der Stromdichte (p) und des Volumens (V) der Säure ermitteln wir die Masse:
Jetzt aus der Schulchemie erinnern wir uns:
Die Molmassen von H2SO4, NaCl und HCl betragen 98, 58,5 bzw. 36,5 g / mol. Jetzt können wir herausfinden, wie viel Salz benötigt wird und wie viel HCl sein wird.
Wir brauchen nämlich 72 g NaCl, das sind 34 ml, nehmen mehr ein - eine viertel Tasse.
Ausgezeichnet und HCl in der Theorie beträgt 44,7 g.
In der HCl-Dichte-Tabelle befindet sich eine g / l-Säule. Wir nehmen von dort den Wert für die Konzentration von 15% - 166,4 g / l. Das zum Erhalt von 15% iger HCl erforderliche Wasservolumen beträgt 44,7 / 166,4 ~ 270 ml. Wir werden 200ml nehmen. Infolgedessen werde ich theoretisch 22% ige Salzsäure erhalten.

Stufe 3 - Gewinnung von Säure

Verbinden Sie die beiden Ecken wie folgt:
Und die ganze Struktur wird so aussehen:
Die entsprechende Säure kondensiert in dem mit HCl gekennzeichneten Gefäß, das Wasservolumen beträgt 200 ml. Markieren Sie auch den aktuellen Flüssigkeitsstand auf diesem Behälter.
Wir entfernen die Ecken und gießen die in den Berechnungen berechnete Salzmenge durch den Trichter in den Kolben.
Die Lösung färbt sich gelb.
Damit Salzsäure auffällt, müssen Sie den Brenner einschalten. Aber zuerst befestigen wir die Ecken fest am Kolben und am Aufnahmegefäß.
Bei der Kondensation von Säure in Wasser bilden sich „vertikale Wellen“. Außerdem erwärmt sich die Lösung und muss gekühlt werden. Zum Beispiel können Sie ein anderes Gefäß mit Eis von unten stellen.
Die Reaktion verläuft relativ schnell - nach 20 Minuten können Sie das Feuer ausschalten. Wir geben die letzten Paare Salzsäure zum Auflösen in Wasser und verschließen das Gefäß dann fest. Wenn der Kolben abgekühlt ist, verdünnen wir die Lösung mit Wasser (etwa eins zu eins) und gießen sie in den Abwasserkanal.

Zusammenfassung

Anhand des Etiketts auf dem Gefäß bestimmen wir, wie viel Flüssigkeit hinzugefügt wurde. Ich habe es ⅙, das sind 17%. Dies ist die Konzentration unserer Salzsäure. Vergleichen Sie es mit dem theoretisch erhaltenen.
Es ist wichtig zu beachten, dass es keinen Ausweg gibt, der gleich 1 ist, es gibt immer Verluste. In meinem Fall ist das nicht genug verdampfter Elektrolyt. Idealerweise sollte die Schwefelsäurekonzentration 90-95% betragen.
Überprüfen Sie die entstehende Säure auf Wechselwirkung mit dem Metall.
Wir beobachten die schnelle Entwicklung von Wasserstoff. Dies bedeutet, dass die Säure für weitere Experimente geeignet ist.

Variationen

Als Flasche können Sie eine saubere Glasflasche Bier oder Soda verwenden, vorausgesetzt, die Heizung ist so gleichmäßig wie möglich. Anstelle von PVC-Ecken können Sie auch Polypropylenrohre und Ecken mit kleinerem Durchmesser (passend für Ihren Kolben) verwenden.
Ich fordere Sie erneut auf, die Sicherheitsvorkehrungen zu beachten. Viel Glück an alle!