Vandenilio chlorido rūgšties gaminimas namuose

Alchemikai, kurie pirmą kartą pagamino druskos rūgštį XV amžiuje, pavadino ją „spiritus salis“, „dvasia iš druskos“. Tuo metu ši rūgštis turėjo magiškų savybių: rūdė popierių, tirpdė metalus, nuodijo žmones. Šios savybės išliko iki šiol, tačiau dabar ši rūgštis pakankamai ištirta, ir jokios magijos čia nėra.
Vandenilio chlorido rūgštis (HCl) yra stipri monobazinė rūgštis, gryna forma yra skaidrus skystis. Esant didžiausiai 38% koncentracijai, jis „rūko“ ore. Gausime rūgštį, kurios koncentracija bus perpus mažesnė.
Taigi pradėkime.

Saugos priemonės

Būkite atsargūs dirbdami su toksiškomis medžiagomis!
Visi eksperimentai turi būti atliekami gerai vėdinamoje patalpoje arba po gaubtu.Būtinai dėvėkite apsauginius akinius (galima įsigyti statybinių prekių parduotuvėje) ir pirštines (jei nerandate specialių cheminių pirštinių, tinka geros kokybės). indams plauti).

Eksperimento vietoje turi būti kepimo soda, kad nenumatytoje situacijoje būtų neutralizuota rūgštis (išskirs anglies dvideginį ir vandenį).
Griežtai draudžiama atlikti eksperimentus metaliniuose induose.

Reikės

Norėdami atlikti eksperimentą, mums reikės:

• Rūgštinis elektrolitas akumuliatoriams (parduodamas automobilių parduotuvėje);
  
• Distiliuotas vanduo (ten pat);
  
• Stalo druska (galima bet kurioje virtuvėje);
  
• Kepimo soda (žr. saugos priemones).

Iš patiekalų, kurių jums reikia:

• Stiklinė kolba;
  
• Indas su smėliu, kuriame galite įdėti kolbą;
  
• Keli vienkartiniai puodeliai 200 ml;

Jei turite karščiui atsparią kolbą, galite ją šildyti po atvira degiklio liepsna. Bet vis tiek rekomenduoju naudoti smėlį, tokiu atveju jis sugers rūgštį.
Taip pat reikės 50 mm skersmens santechnikos kampų ir degiklio (mano atveju alkoholio, bet rekomenduoju naudoti dujinį).

1 etapas – išgarinimas

Akumuliatorių elektrolitas yra 36% sieros rūgšties (H2SO4). Pirmiausia turime padidinti jo koncentraciją.
Supilkite 200 ml į stiklinę, tai yra beveik iki kraštų, ir supilkite į kolbą šiek tiek daugiau nei pusę stiklinės. Pažymėkite žymekliu ir pridėkite likusią dalį.

Aplink kolbą uždėjau folijos atšvaitą, kad šildyčiau efektyviau, bet vėliau jį pašalinau, nes pradėjo tirpti.
Dabar uždėkite kolbą ant degiklio ir išgarinkite iki anksčiau nustatyto ženklo lygio, net šiek tiek žemiau.

Tuo pačiu metu ant kampo uždedame kelis kartus sulankstytą marlę ir pritvirtiname elastine juostele. Paruoškite nesočią sodos tirpalą ir įmerkite kampo galą su marle.

Kai elektrolitas pradeda virti, mes uždedame ant kolbos kampą, jis tvirtai sėdi ant jo. Marlės galą nukreipiame į atvirą langą.

Tai būtina, jei staiga kartu su vandeniu pradeda garuoti ir pati sieros rūgštis. Jei kolbos per daug nekaitinsite, taip neatsitiks.
Degiklis veikia:

Mano degiklis yra palyginti mažos galios, todėl išgarinimas užtruko apie valandą.Dujinis degiklis arba elektrinė viryklė šį procesą žymiai pagreitintų.
Baigę pirmąjį etapą, kolboje turėtų likti šiek tiek mažiau nei pusė tirpalo, tai yra rūgštis, kurios koncentracija yra apie 75%. Nepamirškite apie tikslumą.

Leiskite atvėsti iki kambario temperatūros.

2 etapas – skaičiavimai

Dabar, kai turime koncentruotą sieros rūgštį, galime atlikti bazinę reakciją, ji atrodo taip:

Bet pirmiausia atlikime keletą skaičiavimų, o pabaigoje palyginsime juos su tuo, kas nutiko praktiškai.
Taigi iš pradžių turėjome 200 ml elektrolito, kurio tankis buvo 1,27 g/cm³. Žvelgdami į sieros rūgšties tankių lentelę matome, kad šis tankis atitinka 36% koncentraciją. Apskaičiuokime rūgšties tūrį:

Išgarinus tirpalą, jo koncentracija, taigi ir tankis, padidėjo. Žiūrime į tą pačią lentelę ir matome, kad 75% koncentracija atitinka 1,67 g/cm³ tankį.
Žinodami rūgšties srovės tankį (p) ir tūrį (V), sužinome masę:

Dabar mes prisimename iš mokyklos chemijos:

H2SO4, NaCl ir HCl molinės masės yra atitinkamai 98, 58,5 ir 36,5 g/mol. Dabar galime sužinoti, kiek reikia valgomosios druskos ir kiek gausime HCl.
Būtent, mums reikia 72 g NaCl, tai yra 34 ml, imkime per daug - ketvirtadalį stiklinės.
Puiku, o HCl teoriškai išeis iki 44,7 g.
HCl tankio lentelėje yra g/l stulpelis. Iš ten paimame 15% koncentracijos vertę – 166,4 g/l. Vandens tūris, reikalingas 15% HCl gauti, yra 44,7/166,4≈270 ml. Imsime 200 ml. Dėl to teoriškai gausiu 22% druskos rūgšties.

3 etapas – rūgšties gavimas

Mes sujungiame du kampus taip:

Ir visa struktūra atrodys taip:

Atitinkama rūgštis kondensuosis į indą, pažymėtą HCl; vandens tūris jame yra 200 ml. Taip pat ant šios talpyklos pažymėkite esamą skysčio lygį.
Nuimame kampus ir per piltuvėlį supilame į kolbą apskaičiuotą druskos kiekį.

Tirpalas pasidaro geltonas.

Kad druskos rūgštis pradėtų išsiskirti, reikia įjungti degiklį. Bet pirmiausia tvirtai pritvirtiname kampus prie kolbos ir priėmimo indo.
Kai rūgštis kondensuojasi vandenyje, susidaro „vertikalios bangos“. Be to, tirpalas įkaista ir turi būti atvėsintas. Pavyzdžiui, apačioje galite pastatyti kitą indą su ledu.

Reakcija vyksta gana greitai - 20 minučių, po kurios galite išjungti šilumą. Leiskite paskutiniams druskos rūgšties garams ištirpti vandenyje, tada hermetiškai uždarykite indą. Kai kolba atvės, likusį tirpalą atskieskite vandeniu (maždaug vienas prieš vieną) ir supilkite į kanalizaciją.

Apatinė eilutė

Pagal ženklą ant indo nustatome, kiek skysčio buvo įpilta. Man tai yra ⅙, tai yra 17%. Tai yra mūsų druskos rūgšties koncentracija. Palyginkime jį su teoriškai gautu.

Svarbu atkreipti dėmesį, kad nėra išėjimo, lygaus 1, visada yra nuostolių. Mano atveju tai yra nepakankamai išgarintas elektrolitas. Idealiu atveju sieros rūgšties koncentracija turėtų būti 90-95%.
Patikrinkime susidariusios rūgšties sąveiką su metalu.

Stebime greitą vandenilio evoliuciją. Tai reiškia, kad rūgštis tinka tolesniems eksperimentams.

Variacijos

Kaip kolbą galite naudoti švarų stiklinį alaus ar sodos butelį, tačiau su sąlyga, kad kaitinimas būtų kuo sklandesnis. Vietoj PVC kampų galite paimti polipropileninius vamzdžius ir mažesnio skersmens kampus (tinka jūsų kolbai).
Dar kartą raginu laikytis saugos priemonių. Linksmų įspūdžių visiems!