Ottenere acido cloridrico a casa

Gli alchimisti che per primi hanno ricevuto acido cloridrico nel 15 ° secolo lo chiamavano "spiritus salis", "spirito dal sale". Questo acido aveva proprietà magiche a quel tempo: corrose la carta, i metalli disciolti, le persone avvelenate. Queste proprietà sono rimaste con lei fino ad oggi, ma ora questo acido è stato sufficientemente studiato e qui non c'è magia.
L'acido cloridrico (HCl) è un acido monobasico forte, nella sua forma pura è un liquido chiaro. Alla sua massima concentrazione del 38%, "fuma" nell'aria. Riceveremo un acido con una concentrazione pari alla metà.
Quindi cominciamo.

Precauzioni di sicurezza

Attenzione, lavora con sostanze tossiche!
Tutti gli esperimenti devono essere effettuati in una stanza ben ventilata o sotto un cappuccio, assicurati di indossare occhiali di sicurezza (disponibili presso il negozio. Negozio) e guanti (se non trovi guanti chimici speciali, sono di buona qualità per lavare i piatti).
Al posto dell'esperimento, il bicarbonato di sodio deve essere presente per neutralizzare l'acido in una situazione imprevista (il biossido di carbonio e l'acqua verranno rilasciati).
È severamente vietato condurre un esperimento in contenitori di metallo.

Avrà bisogno

Per condurre l'esperimento avremo bisogno di:

• Elettrolita acido per batterie (venduto nel negozio di automobili);
• Acqua distillata (ibid.);
• Sale (è in qualsiasi cucina);
• Bicarbonato di sodio (vedere le precauzioni di sicurezza).

Dai piatti di cui hai bisogno:

• Bulbo di vetro;
• Una nave con sabbia dove è possibile posizionare il pallone;
• Diverse tazze usa e getta da 200 ml;

Se hai una lampadina resistente al calore, puoi riscaldarla sotto la fiamma aperta del bruciatore. Ma lo consiglio comunque attraverso la sabbia, nel qual caso assorbe l'acido.
Avrai anche bisogno di un paio di angoli idraulici con un diametro di 50 mm e un bruciatore (nel mio caso, alcool, ma ti consiglio di usarne uno a gas).

Fase 1 - evaporazione

L'elettrolito della batteria è il 36% di acido solforico (H2SO4). Innanzitutto, dobbiamo aumentare la sua concentrazione.
Versare 200 ml nel bicchiere, cioè quasi ai bordi e versare poco più della metà del bicchiere nel pallone. Crea un pennarello con un pennarello e aggiungi il resto.
Ho messo un riflettore di alluminio intorno al pallone per un riscaldamento più efficiente, ma in seguito l'ho rimosso perché ha iniziato a sciogliersi.
Ora mettiamo il pallone sul bruciatore ed evaporiamo al livello del segno precedentemente impostato, anche un po 'più in basso.
Parallelamente, mettiamo una garza piegata più volte sull'angolo e la fissiamo con un elastico. Prepariamo una soluzione insatura di soda e immergiamo in essa la fine dell'angolo con una garza.
Quando l'elettrolita inizia a bollire, mettiamo un angolo sul pallone, che si trova saldamente su di esso. L'estremità della garza viene inviata alla finestra aperta.
Ciò è necessario se improvvisamente l'acido solforico stesso inizia a evaporare con l'acqua. Se non si surriscalda molto il pallone, questo non accadrà.
Bruciatore in azione:
La potenza del mio bruciatore è relativamente piccola, quindi l'evaporazione ha richiesto circa un'ora. Un bruciatore a gas o una stufa elettrica accelererebbe notevolmente questo processo.
Dopo che il primo stadio è completato, poco meno della metà della soluzione dovrebbe rimanere nel pallone, cioè un acido con una concentrazione di circa il 75%. Non dimenticare l'accuratezza.
Lascialo raffreddare a temperatura ambiente.

Fase 2 - calcoli

Ora che abbiamo concentrato l'acido solforico, possiamo eseguire la reazione principale, che appare come segue:
Ma prima facciamo alcuni calcoli e alla fine li confrontiamo con ciò che è accaduto in pratica.
Quindi, inizialmente avevamo 200 ml di elettrolita con una densità di 1,27 g / cm³. Osservando la tabella delle densità dell'acido solforico, vediamo che questa densità corrisponde a una concentrazione del 36%. Calcola il volume di acido:
Dopo che abbiamo evaporato la soluzione, la sua concentrazione e, di conseguenza, la densità è aumentata. Osserviamo la stessa tabella e vediamo che una concentrazione del 75% corrisponde a una densità di 1,67 g / cm³.
Conoscendo la densità attuale (p) e il volume (V) dell'acido, scopriamo la massa:
Ora dalla chimica della scuola ricordiamo:
Le masse molari di H2SO4, NaCl e HCl sono rispettivamente 98, 58,5 e 36,5 g / mol. Ora possiamo scoprire quanto sale è necessario e quanto HCl sarà.
Vale a dire, avremo bisogno di 72 g di NaCl, questo è 34 ml, prendere in eccesso - un quarto di tazza.
Eccellente, e HCl in teoria sarà di 44,7 g.
C'è una colonna g / l nella tabella della densità HCl. Prendiamo da lì il valore per la concentrazione del 15% - 166,4 g / l. Il volume di acqua necessario per ottenere HCl al 15% è di 44,7 / 166,4≈270 ml. Prenderemo 200 ml. Di conseguenza, in teoria, otterrò acido cloridrico al 22%.

Fase 3: ottenere l'acido

Colleghiamo i due angoli come segue:
E l'intera struttura sarà simile a questa:
L'acido corrispondente si condenserà nel recipiente etichettato HCl, il volume di acqua in esso è di 200 ml. Contrassegnare anche l'attuale livello del fluido su questa nave.
Rimuoviamo gli angoli e versiamo la quantità di sale calcolata nei calcoli nel pallone attraverso l'imbuto.
La soluzione diventa gialla.
Affinché l'acido cloridrico inizi a risaltare, è necessario accendere il bruciatore. Ma prima fissiamo saldamente gli angoli al pallone e alla nave ricevente.
Con la condensazione dell'acido in acqua, si formano "onde verticali". Inoltre, la soluzione si riscalda e deve essere raffreddata. Ad esempio, puoi mettere un'altra nave con ghiaccio dal basso.
La reazione procede relativamente rapidamente - 20 minuti, dopo di che è possibile spegnere l'incendio. Diamo le ultime coppie di acido cloridrico a dissolversi in acqua, dopo di che chiudiamo ermeticamente la nave. Quando il pallone si è raffreddato, diluiamo la soluzione rimanente con acqua (circa una a una) e la versiamo nella fogna.

Risultato

Con l'etichetta sulla nave, determiniamo la quantità di liquido aggiunta. Ce l'ho ⅙, cioè il 17%. Questa è la concentrazione del nostro acido cloridrico. Confrontalo con quello ottenuto in teoria.
È importante notare che non c'è via d'uscita uguale a 1, ci sono sempre perdite. Nel mio caso, questo non è abbastanza elettrolita evaporato. Idealmente, la concentrazione di acido solforico dovrebbe essere del 90-95%.
Controllare l'acido risultante per l'interazione con il metallo.
Osserviamo la rapida evoluzione dell'idrogeno. Ciò significa che l'acido è adatto per ulteriori esperimenti.

Variazioni

Come pallone, puoi usare una bottiglia di vetro pulita di birra o soda, ma a condizione che il riscaldamento sia il più fluido possibile. Invece di angoli in PVC, puoi prendere tubi in polipropilene e angoli di diametro inferiore (adatti per il tuo pallone).
Vi esorto ancora una volta a osservare le precauzioni di sicurezza. Buona fortuna a tutti!