Når du blander stærke syrer og vand, gør det en forskel, om du tilsætter syre til vand eller vand til syre. Tilsæt altid syre til vand og ikke omvendt.
Hvis du tilsætter lidt vand til meget koncentreret syre, er den resulterende opløsning stadig koncentreret. Hydreringsreaktionen bruger alt vandet (syre er den begrænsende reaktant) og genererer meget varme. Opløsningen koger voldsomt og spytter koncentreret syre ud af beholderen. Hvis du tilsætter lidt koncentreret syre til meget vand, er vand den begrænsende reaktant, og den resulterende opløsning er mere fortyndet. Her reagerer al syren, men der er ekstra vand til at absorbere varmen, hvilket mindsker risikoen for kogning.
Hvorfor tilsætte syre til vand
Der er et par faktorer, der gør det bedre at tilsætte syre til vand. Fortynding af syre med vand er eksoterm, så det er lettere at koge og sprøjte vand tilsat syre end syre tilsat til vand, fordi vand har en høj varmekapacitet og kan absorbere meget varme. Også nogle stærke syrer har en højere vægtfylde eller densitet end vand. Så hvis du lægger vand oven på syren, er den varme, der genereres, på syreoverfladen. I denne situation koger væsken let og spytter. På den anden side, hvis du hælder syre oven på eller i vand, stiger vandet over syren før blanding og indeholder reaktionen.
Fortynding af svovlsyre
Svovlsyre (H2SO4 ) er den farligste almindelige syre, der skal fortyndes. Dels skyldes det, at det reagerer så voldsomt med hud og tøj. Svovlsyre dehydrerer hurtigt proteiner og kulhydrater i hud og muskler. Syren er meget tungere end vand, så vand tilsat den reagerer med det øverste lag først. Der genereres meget varme, selv når svovlsyre og vand blandes ordentligt. Blanding af 100 ml koncentreret svovlsyre og 100 ml vand ved 19 ° C når en temperatur over 131 ° C (godt forbi vandets kogepunkt) på under et minut.
Det er hydratiseringsreaktionen, der genererer al den varme:
H2SO4 + H2O → H3O + + HSO4–
Tilsvarende fjerner svovlsyre let vand fra organiske molekyler og dehydrerer dem.
Tip til fortynding
I generelt, jo højere koncentrationen syren er, desto større er jo større stigningen i varmen, og jo større er chancen for at koge og sprøjte. Vær yderst forsigtig med at fortynde enhver koncentreret stærk syre. Bær altid korrekt sikkerhedsudstyr, og arbejd under et stinkskab.
Uanset hvilken syre du fortynder , husk reaktionshastigheder fordoblet for hver 10 graders temperaturstigning. Så hvis du foretager en seriefortynding af en syre, ændres kogningen eller stænkningen af syren, fordi stamopløsningen allerede er varm. Der er et par måder at undgå dette på. Den ene er at afkøle stamopløsningen, inden den fortyndes. Du kan hvile beholderen i et isbad inden fortyndingen. En anden metode er at hælde den varme syreopløsning over is fremstillet af deioniseret vand og derefter fortynde den med vand ved stuetemperatur for at nå det endelige volumen.
Endelig skal du vælge dit glasvarer med omtanke. En Erlenmeyer-kolbe eller målekolbe er et bedre valg end et bægerglas eller en gradueret cylinder, fordi kolbeformen fungerer som en slags stænkskærm (også graderede cylindre er notorisk ustabile og lette at vælte).
Tips at huske at tilføje syre til vand
Her er nogle nemme mnemoniske enheder, der hjælper dig med at huske at tilføje syre til vand:
- AA: Tilføj syre
- Syre til vand, som A & W Root Beer
- Drop acid, not water
- Hvis du synes, dit liv er for roligt, skal du tilføje vandet til syren
- Først vandet, så syren, ellers vil det ikke være roligt
Fortyndende stærke baser
Som stærk syrer, stærke baser reagerer med vand i en eksoterm reaktion. Ligesom de stærke syrer har stærke baser tendens til at være ætsende og i stand til at forårsage kemiske og termiske forbrændinger på huden. Det er bedst at tilføje base til vand, ligesom du ville syre.