Как сделать кислоту в домашних условиях - flagman-ug.ru

Как сделать кислоту в домашних условиях

Получение кислоты в домашних условиях

Получение кислоты в домашних условиях

Попробуем получить щёлочь или кислоту в домашних условиях с помощью подручных средств. Конечно, полученный нами препарат не будет концентрированным (это достигается с помощью специального оборудования), но характерные свойства кислоты обязательно будут заметны.

Наиболее простой способ получение кислоты в домашних условиях будет основан на электролизе какого-либо раствора, который диссоциирует с образованием сульфат-иона. Иным способом получить кислоту тоже можно, но это связано или с получением сернистого ангидрида, или других химических препаратов, которых может не оказаться, да и все они достаточно опасны, чтобы с ними работать дома. Поэтому, получим, например, серную кислоту (разбавленную) из медного купороса. Та концентрация, которая получается из купороса — особо не опасна, к тому же, средств для её получения нужно немного. Итак, для опыта нам необходим источник тока (отлично подойдёт блок питания от 15 до 30 вольт). Анод (электрод подключаемый к плюсу) будем брать графитовый, — чтобы не растворялся. Катод – лучше взять виде графитовой пластинки, но можно также использовать медную фольгу.

Разведите раствор купороса опустите в него электроды. На катоде будем наблюдать выделение бурого рыхлого вещества – это медь.

Что такое медный купорос? Это медь, растворённая в серной кислоте. Приготовьтесь периодически вынимать катод » — » и очищать его от выделившейся на нём меди. Чем дольше продолжается опыт, тем раствор нашего электролита становится всё более светлым – из него удаляется медь. Если опустить наш индикатор в посветлевший раствор, то окраска изменится на алый цвет. Как-никак серная кислота! Конечно, она сильно разбавленная, но всё же проявляет свои свойства. Для того, чтобы более удостовериться в полученной кислоте возьмите пищевую соду и капните на неё полученной кислотой, — при этом должно наблюдаться бурное выделение газа – это углекислый газ. Серная кислота вступает в реакцию с пищевой содой, образуя при этом соль натрия (Na2SO4), воду и пузырьки углекислого газа.

Задуманное получилось! Для некоторых веществ она слабовата (т.к. сильно разбавлена) и реакции с ними Вы наблюдать не будете.

Конечно, можно увеличить концентрацию кислоты, если растворить в воде больше медного купороса или выпариванием излишка воды в полученной кислоте. Последнее проделывать не рекомендую, т.к. пары кислоты очень опасны.

  • HCl — pH=1,0
  • CCl3COOH — pH=1,2
  • H2C2O2 — pH=1,3
  • NaHSO4 — pH=1,4
  • Винная кислота — pH=2,0
  • Лимонная кислота — pH=2,1
  • Молочная кислота — pH=2,4
  • Салициловая кислота — pH=2,4
  • Янтарная кислота — pH=2,7
  • C6H5COOH — pH=2,8
  • CH3COOH — pH=2,9
  • NH4H2PO4 — pH=4,0
  • H2S — pH=4,1
  • NaH2PO4 — pH=4,5
  • KH2PO4 — pH=4,7
  • HCN — pH=5,1
  • NH4Cl — pH=5,1
  • H3BO3 — pH=5,3
  • (NH4)2SO4 — pH=5,5
  • Фенол — pH=5,5
  • CaCO3 — pH=7,3
  • (NH4)2HPO4 — pH=7,9
  • C6H5COONa — pH=8,0
  • NaHCO3 — pH=8,3
  • CH3COONa — pH=8,9
  • Na2HPO4 — pH=9,2
  • Mg(OH)2 — pH=10,0
  • KCN — pH=11,1
  • NH3 — pH=11,3
  • Na2CO3 — pH=11,6
  • Na3PO4 — pH=12,0
  • Ca(OH)2 — pH=12,4
  • Na2SiO3 — pH=12,6
  • K2S — pH=12,8
  • NaOH — pH=13,0

Какая кислота кислее?!

Наверное, Вы когда-нибудь задавали вопрос «какая же из кислот более кислая ?!» «или какая из щелочей более едкая ?!» На этот вопрос можно ответить, рассмотрев значения pH растворов кислот и щелочей. Кислот очень много, поэтому рассмотрим лишь самые основные.
Значение рН раствора зависит от концентрации. Поэтому в таблице приведены значения рН водных растворов при концентрации 0,1 моль/л. Для малорастворимых соединений, отмеченных звёздочкой, указаны рН насыщенных растворов. Чем меньше значение pH раствора, тем кислота «кислее» и наоборот, чем больше значение pH раствора, тем более едкая щелочь! Получается, что, если выпить концентрированный лимонный сок, кислотность желудочного сока. понизится !? Действительно, раствор лимонной кислоты лишь разбавит более сильную соляную кислоту, содержащуюся в желудочном соке.

Кислотность воды

Большинство живых организмов могут существовать лишь в средах, близких к нейтральным. Это связано с тем, что под действием ионов Н + и ОН — многие белки, содержащие кислотные или основные группы, изменяют свою конфигурацию и заряд. А в сильнокислой и сильнощелочной средах рвётся пептидная связь, которая соединяет отдельные аминокислотные остатки в длинные белковые цепи. Из-за этого ультраосновные (сильнощелочные) растворы вызывают щелочные ожоги кожи и разрушают шёлк и шерсть, состоящие из белка. Все живые организмы вынуждены поддерживать во внутриклеточных жидкостях определённое значение кислотности среды (а так, как клетка состоит из воды на 80%, то — кислотность воды). Природная вода способна сохранять значение рН более или менее постоянным, даже если в неё извне попадает определённое количество кислоты или основания. Если в литр дистиллированной воды внести каплю концентрированной соляной кислоты, то рН понизится с 7 до 4. А если каплю соляной кислоты добавить в литр речной воды с рН=7, показатель почти не изменится. Кислоты и основания, попадающие в природную воду, нейтрализуются растворёнными в ней углекислым газом и гидрокарбонат-ионами:
Н + +НСО -3 → Н2О+СО2;
ОН — +СО2→ HCO -3 .

Рецепты паяльной кислоты

При проведении пайки для предварительной обработки поверхности деталей во многих случаях используют флюсы кислотного характера. Степень активности материала подбирают в зависимости от типа металла и меры его загрязнения.

В продаже есть различные средства, состав которых подобран с учетом специфики предстоящей работы. Можно сделать паяльную кислоту в домашних условиях самостоятельно.

Для этого потребуется определенные знания, элементарное умение делать химические составы и небольшая сумма денег для приобретения компонентов.

Зачем нужен кислотный флюс

К металлам относятся вещества большой активности. Многие из них легко и быстро окисляются в присутствии воздуха. Образующиеся оксиды под действием атмосферной влаги превращаются в гидроксиды.

Смесь продуктов окисления хорошо заметна на железных изделиях после хранения на воздухе. Называется она ржавчиной. Другие металлы также покрываются оксидным слоем, который не позволяет ничего припаять к изделию.

Справиться с проблемой помогают кислотные флюсы, самым простым их которых является паяльная кислота. Под этим названием собраны несколько разных однокомпонентных или сложных составов, многие из которых можно приготовить своими руками.

Что можно сделать дома

Степень кислотности флюсов отличается. К активным смесям относятся композиции с хлоридом цинка. Из школьного курса, возможно, кто-то запомнил свойства солевых растворов.

Соли в присутствии воды склонны претерпевать гидролиз. Хлорид цинка при обменных реакциях с водой образует сильную кислоту и слабую щелочь. Поэтому раствор имеет активный кислотный характер. Соляная кислота быстро удаляет оксидные вещества.

Обычно паяльную кислоту делают прибавлением 412 г цинка к 1 литру концентрированной соляной (гидрохлоридной) кислоты. Процедура это не совсем приятна и безопасна. При работе выделяются летучие кислые пары.

Работать с концентрированной солянкой следует только под вытяжкой или в респираторе, находясь в хорошо проветриваемой комнате.

С соляной кислотой

Популярностью пользуется несколько составов с хлористым цинком. Соединения цинка используются в процессе цинкования для защиты металлов от коррозии. Этот химический элемент известен устойчивостью к процессам окисления. Сделать паяльные кислоты своими руками несложно.

Для продукции из черных и цветных металлов подойдет следующее соотношение:

  • хлорид цинка – минимум 25 %, максимум – 30 %;
  • концентрированная соляная кислота – 0,7 %.

Оба компонента нужно быстро растворить в воде. Следует учесть, что соляная кислота – сильно летучее вещества. Работать с ней желательно под вытяжкой. Склянку с исходным реактивом нужно держать только в закрытом состоянии.

С вазелином и спиртом

Для деталей из черных и цветных металлов иногда вместо паяльной кислоты удобнее использовать пасту с кислотными свойствами.

Для ее приготовления нужно смешать насыщенный раствор хлорида цинка – 3,7 % и технический вазелин – 85 %. Для придания требуемой консистенции в смесь добавляют немного воды.

Для работы с никелем, платиной и их сплавами своими руками можно сделать паяльную смесь из хлорида цинка – 1,4 % и этилового (винного) спирта – 40 %. Оба компонента нужно тщательно растворить в воде и перемешать готовый паяльный раствор.

После пользования всеми приведенными составами паяльную зону нужно хорошо промыть обычной водой.

С канифолью

Для проведения ответственных работы с черными металлами, пайки драгоценных и цветных металлов подойдет пастообразная смесь, сделанная своими руками из канифоли – 24 % и хлорида цинка – 1 %. Все это нужно растворить в этиловом спирте. Промывать рабочую зону по окончании паяльной процедуры нужно ацетоном.

Для образования шва с повышенными прочностными характеристиками рекомендуется взять:

  • канифоли – 16 %,
  • хлорида цинка – 4 %,
  • технического вазелина – 80 %.

Промывать место пайки после обработки такой паяльной пастой, сделанной своими руками, сложнее. Взять нужно ацетон.

Как показывает опыт, в некоторых случаях имеет смысл заменить паяльную кислоту соответствующей пастой кислотного характера.

Самодельные кислые пасты

При работе с алюминиевыми деталями часто используют флюс с олеиновой кислотой, формула которой С17Н33СООН дает представление о большой молекулярной массе. Высшая кислота имеет вязкую консистенцию, похожа на слегка тягучую жидкость.

Паяльный флюс делается следующим образом: 20 мл олеиновой кислоты, около 3 г йодида лития растворяют в стеклянной емкости на водяной бане. Однородный раствор, сделанный своими руками, после остывания переливают в стеклянный флакон для хранения.

После пайки рабочую зону промывают ацетоном, бензином или спиртом.

Для пайки нихрома можно своими руками сделать состав из 100 г вазелина, 7 г порошкообразного хлорида цинка, 7 г глицерина.

Всю массу нужно хорошо перемешать. Желательно это сделать в толстой фарфоровой чашке или специальной ступке.

Другие доступные варианты

Широко используется для обработки железных, стальных, никелевых сплавов ортофосфорная кислота. Часто ее называют просто фосфорной. Этой кислотой можно обрабатывать поверхность чистой меди.

На всех металлах фосфорная кислота не только удаляет оксиды, но и образует защитный слой.

При паяльных работах верхний слой фосфатов легко разрушается разогретым жалом паяльника. На обработанных деталях равномерно распределяется припойная масса. В результате получается прочное соединение.

Самым, пожалуй, простым вариантом замены паяльной кислоты является обычный аспирин. Раствор быстро готовится своими руками. Нужно взять обычную дешевую таблетку, растворить в небольшом количестве воды. Иногда мастера просто посыпают растолченным аспирином место пайки.

В продаже есть готовый флюс ВТС, который, по сути, также является паяльной кислотой. Аналогичное средство можно сделать своими руками.

Нужно взять салициловую кислоту, вазелин, триэтаноламин. Растворить все компоненты в спирте. Флюс успешно используется для работы с медью, платиной, серебром и их сплавами.

Получение азотной кислоты в домашних условиях: как обращаться с реагентами

Химия — увлекательная наука. Те, кто интересуются не только теорией, но и пробует свои навыки на практике, точно знают, о чем идет речь. С большинством элементов из таблицы Менделеева знаком каждый школьник. Но всем ли удалось попробовать на собственном опыте смешивать реагенты и проводить химические испытания? Даже сегодня не во всех современных школах имеется в наличии необходимое оборудование и реагенты, потому химия остается наукой открытой для самостоятельного изучения. Многие стремятся познать ее глубже, проводя исследования в домашних условиях.

Ни один самодельщик не обойдется без азотной кислоты — крайне важной в хозяйстве вещи. Достать вещество сложно: приобрести его можно только в специализированном магазине, где покупка осуществляется по подтверждающим мирное использование вещества документам. Потому если вы мастер-самоделка, достать этот компонент, скорее всего, не получится. Здесь и возникает вопрос о том, как сделать азотную кислоту в домашних условиях. Процесс вроде не отличается сложностью, тем не менее на выходе должно получиться вещество достаточного уровня чистоты и необходимой концентрации. Здесь без навыков химика-экспериментатора никак не обойтись.

Где используется вещество?

Применение азотной кислоты разумно в безопасных целях. Вещество используется в таких сферах деятельности человека:

  • создание красящих пигментов;
  • проявление фотопленок;
  • приготовление лекарственных препаратов;
  • переработка пластиковых изделий;
  • использование в химии;
  • удобрение садовых и огородных культур;
  • производство динамита.

Чистая азотная кислота в неизмененном виде выглядит как жидкое вещество, которое при контакте с воздухом начинает выпускать белые пары. Замерзание его происходит уже при -42 о С, а кипение — при +80 о С. Как вывести такое вещество, как азотная кислота, своими руками в домашних условиях?

Дымящееся вещество получают посредством воздействия концентрата серной кислоты на натриевую (калийную) селитру (натрий (калий) нитрат). В результате реакции получается искомое вещество и гидросульфат натрия (калия). Схема реакции выглядит таким образом: NaNO3+H2SO4=>HNO3+NaHSO4. Запомните, что концентрация полученного вещества зависит от концентрации серной кислоты перед вступлением в реакцию.

Получение азотной кислоты в домашних условиях с меньшей концентрацией вещества происходит тем же способом, необходимо только заменить натриевую селитру нитратом аммония. Химическое уравнение выглядит так: NH4NO3+H2SO4=>(NH4)2SO4+HNO3. Заметьте, что аммиачная селитра доступнее, чем калийная или натриевая, потому большинство исследователей проводят реакцию на ее основе.

Чем выше концентрация H2SO4, тем более концентрированной будет азотная кислота. Чтобы получить сбалансированное вещество, требуется увеличить объем электролита, необходимого для проведения реакции. Чтобы достичь желаемого результата, на практике пользуются методом выпаривания, который заключается в постепенном уменьшении объема электролита примерно в 4 раза от первоначального.

Особенности метода выпаривания

На дно посуды высыпают просеянный песок и ставят резервуар с электролитом. При этом процесс кипячения регулируют вентилем газовой плиты, поддавая или уменьшая огонь. Процесс отличается длительностью, поэтому в таком деле важно терпение. Эксперты рекомендуют использовать кипелки — стеклянные или керамические трубочки, предназначенные для проведения химических опытов, в том числе и выпаривания. Они нейтрализуют образование пузырей и снижают силу кипения, предотвращая разбрызгивание вещества. В таких условиях допустимо получение азотной кислоты в домашних условиях с концентрацией около 93 %.

Инструменты и реагенты для практического получения вещества

Для проведения реакции потребуется наличие:

  • концентрированного H2SO4 (>95%) — 50 мл;
  • нитрата аммония, калия, натрия;
  • 100 мл емкости;
  • 1000 мл контейнера;
  • стеклянной воронки;
  • резинки;
  • водяной бани;
  • колотого льда (можно заменить на снег или холодную воду);
  • термометра.

Получение азотной кислоты в домашних условиях, как и проведение любой другой химической реакции, требует соблюдения мер предосторожности:

  • В процессе получения азотной кислоты в домашних условиях необходимо поддерживать температуру в рамках 60-70 о С. Если превысить эти границы, кислота начнет распадаться.
  • Во время проведения реакции могут выделяться пары и газы, поэтому, работая с кислотами, обязательно пользуйтесь защитной маской. Руки должны быть защищены от внезапного попадания вещества на кожу, потому химики работают в резиновых перчатках. На больших химических производствах, где человек контактирует с опасными для здоровья веществами, рабочие вообще работают в специальных защитных костюмах.

Теперь вы знаете, как получить азотную кислоту в процессе проведения простой реакции. Будьте осторожны с использованием такого вещества и применяйте его только в мирных целях.

Паяльная кислота своими руками

Кислота для пайки является флюсом, который находится в особой категории, так как он отличается повышенной агрессивностью к материалам, с которыми работает. Данное вещество распространяется преимущественно в жидком виде, вне зависимости от своей концентрации. Иногда могут продаваться разбавленные разновидность, или же концентрированное вещество, которое можно разбавить самостоятельно. Помимо этого можно еще постараться сделать паяльную кислоту своими руками.

Паяльная кислота своими руками

Все свойства материала определяют сферу ее применения. Она предназначена больше для сильно загрязненных металлов, у которых быстро образуются окислы или есть остатки ржавчины на поверхности. Из-за высокой активности материал оказывается опасным для контакта с кожей и поверхностью слизистых оболочек. Нужно знать правила использования кислоты, прежде чем приступать к работе с ней.

Технология, как сделать паяльную кислоту в домашних условиях, предполагает, что в итоге должна получиться субстанция, которая обладала бы свойствами, которые максимально соответствуют ГОСТ 23178-78. Это поможет повысить качество флюса, чтобы получать надежные соединения. Главное, чтобы свойства кислоты проявлялись и после нанесения, так как флюс на металле не только убирает жировые пленки и окислы, но и предотвращает их повторное образование. Стоит также отметить лучшую растекаемость припоя по поверхности и высокий уровень схватываемости с основным материалом.

Физико-химические свойства и состав

Перед тем, как сделать паяльную кислоту, следует ознакомиться с составом материала. В данное вещество входят:

  • Кислота соляная;
  • Хлорид амония;
  • Хлорид цинка;
  • Вода деионизированная;
  • Смачивающая присадка.

Паяльная кислота в домашних условиях может иметь другие компоненты в своем составе. Главное, чтобы добиться обязательных свойств, которыми обладает этот флюс. Во-первых, здесь должна присутствовать высокая активность материала. Быстрое взаимодействие с элементами придает среде агрессивность и уничтожение практически всех вредных веществ, которые мешают нормальному проведению пайки. Это имеет побочный эффект, так как мелкие детали из металла могут пострадать в результате соприкосновения с кислотой. Подобными свойствами обладает и жир паяльный активный.

Кислота издает специфический запах и является вредной для здоровья, когда человек вдыхает ее пары. Таким образом, во время работы следует использовать респиратор, а помещение, в котором это все проходит, должно хорошо проветриваться. Требуется исключить попадание флюса на руки, глаза, а также другие поверхности, кроме самой заготовки и припоя.

Необходимые инструменты и материалы для изготовления

Следует понимать, что паяльная кислота в домашних условиях будет иметь несколько иной состав, что в свою очередь делает ее более простой в производстве. Для ее приготовления требуются следующие материалы и инструменты:

  • Банка или другая емкость для приготовления и смешивания (желательно стеклянная);
  • Гранулированный цинк или вместо него можно применять стаканчики от старых батареек, которые содержат данный элемент;
  • Вода, которая служит для разбавления концентрата;
  • Концентрированная соляная кислота, которая является основным элементом и может растворять дополнительные примеси.

Материалы для кислоты для пайки своими руками

Технология создания кислоты для пайки своими руками

Первым делом подготавливается лабораторная емкость, в роли которой выступает стеклянная баночка, или другая фарфоровая и керамическая емкость. В нее следует поместить цинк или остатки от батареек. Только после помещения добавок в емкость помещается концентрат соляной кислоты. Заливать ее нужно очень осторожно, так как при попадании на руку можно получить химический ожог. Общий уровень жидкости в емкости не должен превышать ¾ от полного объема.

Процесс смешивания соляной кислоты с цинком

Пропорции вещества, если есть точные измерительные инструменты, должны выглядеть следующим образом – на один литр соляной кислоты требуется 412 г. цинка. Естественно, что возможны небольшие отклонения, но они не должны быть слишком высокими.

Следующим пунктом, как приготовить паяльную кислоту, является ожидание окончания реакции. При контакте кислоты и цинка, металл начинает растворяться. Во время растворения выделяется водород, благодаря чему в жидкости образуются пузырьки.

Химическая реакция соляной кислоты и цинка

Также жидкость становится более прозрачной. После того, как все закончилось, полученную субстанцию следует перелить в другую емкость, которая плотно закрывается. Приобрести все материалы можно без проблем в магазинах, которые продают химические реактивы. Если использовать батарейки, то подойдут практически любые типа «ААА» и «АА».

Если вам требуется не сольно концентрированный материал, а нужно сделать что-то более слабое, что не обладало бы высоким уровнем агрессивности, то можно добавить воды, чтобы снизить концентрацию. Это также необходимо делать крайне аккуратно, чтобы не разбрызгать жидкость. Пропорции можно подбирать самостоятельно, в зависимости от особенностей пайки.

Как правильно приготовить паяльную кислоту в домашних условиях

В первую очередь нужно уделить внимание мерам безопасности, так как это очень опасное дело. При производстве на предприятиях, все делается в специальных шкафах, где реактивы смешиваются под вытяжкой и в защищенных от посторонних местах. Дома нужно обязательно использовать средства индивидуальной защиты, которые помогут защитить кожу, глаза, органы дыхания и прочие. Процесс растворения лучше всего производить вне помещения на открытом воздухе, или же обеспечить хорошее проветривание. Это необходимо из-за того, что в воздух активно выделяется водород. Поблизости также должен быть источник воды, для того, чтобы была возможность промыть поврежденный участок кожи, если случится несчастный случай. Желательно должна быть проточная вода из крана, лучше всего холодная, так как это слегка снизит уровень боли.

Если вещество было разлито на какую-либо поверхность, то его можно смыть при помощи раствора щелочи и воды. Не стоит забывать и о правильном хранении материала емкость должна быть герметичной, а хранить все следует в прохладном темном месте. Посторонние люди, которые не знают, как пользоваться паяльной кислотой, не должны иметь к ней доступа. Для флюса иногда применяется и чистая соляная кислота, без добавления примесей цинка, а также не разбавляемая водой. Такой флюс чаще всего применяется для материалов из железа.

Получение соляной кислоты в домашних условиях

Алхимики, впервые получившие соляную кислоту в 15 веке, назвали её «spiritus salis», «дух из соли». Эта кислота обладала на тот момент волшебными свойствами: разъедала бумагу, растворяла металлы, отравляла людей. Эти свойства остались у неё и по сей день, но сейчас эта кислота достаточно изучена, и волшебства здесь нет.

Соляная кислота (HCl) — сильная одноосновная кислота, в чистом виде — прозрачная жидкость. При своей максимальной концентрации 38% «дымит» на воздухе. Мы же будем получать кислоту с концентрацией вдвое меньшей.

Техника безопасности

Осторожно, работа с ядовитыми веществами!

Все опыты необходимо проводить в хорошо вентилируемом помещении либо под вытяжкой, Обязательно в защитных очках (можно приобрести в строй. магазине) и перчатках (если не найдёте специальные химические перчатки, подойдут хорошего качества для мытья посуды).

На месте проведения опыта обязательно должна присутствовать пищевая сода, чтобы в непредвиденной ситуации нейтрализовать ею кислоту (при этом выделится углекислый газ и вода).

Строго запрещено проводить эксперимент в металлической посуде.

Понадобится

Для проведения опыта нам потребуется:

  • Кислотный электролит для аккумуляторов (продаётся в автомагазине);
  • Дистиллированная вода (там же);
  • Поваренная соль (есть на любой кухне);
  • Пищевая сода (см. технику безопасности).

Из посуды необходимо:

  • Стеклянная колба;
  • Сосуд с песком, куда можно колбу поместить;
  • Несколько одноразовых стаканчиков 200 мл;

Если Вы располагаете термостойкой колбой, то можно нагревать её под открытым пламенем горелки. Но всё же рекомендую через песок, в случае чего он впитает в себя кислоту.

Также понадобятся пара сантехнических уголков диаметром 50 мм и горелка (в моём случае спиртовая, но рекомендую использовать газовую).

1 этап — выпаривание

Электролит для аккумуляторов — самая что ни на есть 36%-ая серная кислота (H2SO4). Вначале нам необходимо повысить её концентрацию.

Наливаем в стаканчик 200 мл, то есть почти до краёв и переливаем чуть больше половины стаканчика в колбу. Делаем маркером метку и доливаем остальное.

Поставил вокруг колбы отражатель из фольги для более эффективного нагревания, но позже снял, ибо начал плавиться.

Теперь ставим колбу на горелку и выпариваем до уровня поставленной ранее метки, даже чуть ниже.

Параллельно надеваем на уголок сложенную в несколько раз марлю и фиксируем резинкой. Готовим ненасыщенный раствор соды и макаем в него конец уголка с марлей.

Когда электролит начнёт кипеть, надеваем на колбу уголок, он плотно на неё садится. Марлевый конец направляем в открытое окно.

Это необходимо, если вдруг вместе с водой начнёт испаряться сама серная кислота. Если сильно не перегревать колбу, этого не произойдёт.

Горелка в действии:

Мощность моей горелки сравнительно мала, поэтому выпаривание заняло около часа. Газовая горелка или электрическая плита значительно бы ускорили этот процесс.

После завершения первого этапа в колбе должно остаться чуть меньше половины раствора, то есть кислота концентрацией около 75%. Не забываем про аккуратность.

Даём ей остыть до комнатной температуры.

2 этап — вычисления

Теперь, когда у нас есть концентрированная серная кислота, можем провести основную реакцию, она выглядит следующим образом:

Но прежде давайте проведём некоторые вычисления, а в конце сравним их с тем, что получилось на практике.

Итак, изначально у нас было 200ml электролита плотностью 1,27 г/см³. Заглянув в таблицу плотностей серной кислоты увидим, что данная плотность соответствует концентрации 36%. Вычислим объём кислоты:

После того, как мы выпарили раствор, его концентрация, а соответственно, и плотность увеличилась. Глядим в ту же таблицу и видим, что концентрации 75% соответствует плотность 1,67 г/см³.

Зная текущую плотность(p) и объём(V) кислоты узнаем массу:

Теперь из школьной химии вспоминаем:

где M — молярная масса вещества.

Молярные массы H2SO4, NaCl и HCl соответственно равны 98, 58.5 и 36.5 г/моль. Теперь мы можем узнать, сколько понадобится поваренной соли и сколько получится HCl.

А именно нам понадобится 72г NaCl, это 34 мл, возьмём в избытке — четверть стаканчика.

Отлично, а HCl в теории выйдет 44,7г.

В таблице плотностей HCl есть столбец г/л. Берём оттуда значение для концентрации 15% — 166,4 г/л. Объём воды, необходимый для получения 15% HCl равен 44,7/166,4≈270ml. Мы возьмём 200ml. В итоге в теории у меня выйдет 22%-ная соляная кислота.

3 этап — получение кислоты

Соединяем два уголка следующим образом:

А вся конструкция будет выглядеть так:

В сосуд с надписью HCl будет конденсироваться соответствующая кислота, объём воды в нём — 200ml. Также на этом сосуде отметьте текущий уровень жидкости.

Снимаем уголки и через воронку засыпаем в колбу вычисленное в расчётах количество соли.

Чтобы соляная кислота начала выделяться, необходимо включить горелку. Но вначале плотно присоединяем к колбе и получающему сосуду уголки.

При конденсации кислоты в воде, образуются “вертикальные волны”. Также при этом раствор нагревается, и его надо охлаждать. Например, можно снизу поставить ещё один сосуд со льдом.

Реакция протекает относительно быстро — 20 минут, после чего можно выключать огонь. Даём последним парам соляной кислоты раствориться в воде, после чего герметично закрываем сосуд. Когда колба остынет, разбавляем оставшийся там раствор водой (примерно один к одному) и сливаем его в канализацию.

По метке на сосуде определяем, сколько жидкости прибавилось. У меня это ⅙, то есть 17%. Это и есть концентрация нашей соляной кислоты. Сравним её с той, которая получается в теории.

Важно отметить, выхода равного 1 не бывает, всегда есть потери. В моём случае это недостаточно выпаренный электролит. В идеале концентрация серной кислоты должна быть 90-95%.

Проверим получившуюся кислоту на взаимодействие с металлом.

Наблюдаем бурное выделение водорода. Это означает, что кислота пригодна для дальнейших экспериментов.

В качестве колбы можно воспользоваться чистой стеклянной бутылкой из-под пива или газировки, но при условии, что нагревание будет максимально плавным. Вместо ПВХ уголков можно взять полипропиленовые трубы и уголки меньшего диаметра (подходящего под Вашу колбу).

Ещё раз призываю соблюдать технику безопасности. Всем удачных опытов!

Ссылка на основную публикацию