Når du blander sterke syrer og vann, gjør det en forskjell om du tilfører syre til vann eller vann til syre. Tilsett alltid syre i vann og ikke omvendt.
Hvis du tilfører litt vann til mye konsentrert syre, er den resulterende løsningen fortsatt konsentrert. Hydreringsreaksjonen bruker alt vannet (syre er den begrensende reaktanten), og genererer mye varme. Løsningen koker voldsomt og spytter konsentrert syre ut av beholderen. Hvis du tilsetter litt konsentrert syre til mye vann, er vann den begrensende reaktanten, og den resulterende løsningen er mer fortynnet. Her reagerer all syre, men det er ekstra vann for å absorbere varmen, noe som reduserer sjansen for å koke.
Hvorfor tilsette syre til vann
Det er noen få faktorer som gjør det bedre å tilsette syre i vann. Å fortynne syre med vann er eksoterm, så det er lettere å koke og plaske vann tilsatt syre enn syre tilsatt i vann fordi vann har høy varmekapasitet og kan absorbere mye varme. Også noen sterke syrer har høyere egenvekt eller tetthet enn vann. Så hvis du legger vann på syre, er varmen som genereres på syreoverflaten. I denne situasjonen koker og spytter væsken lett. På den annen side, hvis du heller syre oppå eller i vann, stiger vannet over syren før blanding og inneholder reaksjonen.
Fortynnende svovelsyre
Svovelsyre (H2SO4 ) er den farligste vanlige syren å fortynne. Delvis er dette fordi det reagerer så voldsomt med hud og klær. Svovelsyre dehydrerer raskt proteiner og karbohydrater i hud og muskler. Syren er mye tyngre enn vann, så vann som tilsettes den reagerer med det øverste laget først. Det genereres mye varme, selv når svovelsyre og vann blandes ordentlig. Å blande 100 ml konsentrert svovelsyre og 100 ml vann ved 19 ° C når temperaturen over 131 ° C (godt forbi vannets kokepunkt) på under ett minutt.
Det er hydratiseringsreaksjonen som genererer all den varmen:
H2SO4 + H2O → H3O + + HSO4–
Tilsvarende fjerner svovelsyre lett vann fra organiske molekyler og dehydrerer dem.
Fortynningssikkerhetstips
I generelt, jo høyere konsentrasjon syren er, jo større er jo større varmeøkning og jo større er sjansen for å koke og sprute. Vær ekstremt forsiktig med å fortynne konsentrert sterk syre. Bruk alltid riktig sikkerhetsutstyr og arbeid under avtrekksvifte.
Uansett hvilken syre du fortynner , husk reaksjonshastighetene doble for hver 10 graders temperaturøkning. Så hvis du gjør en seriefortynning av en syre, øker endringen av koking eller sprut av syren fordi stamløsningen allerede er varm. Det er et par måter å unngå dette på. Den ene er å avkjøle stamløsningen før den fortynnes. Du kan hvile beholderen i et isbad før fortynningen. En annen metode er å helle den varme syreoppløsningen over is laget av avionisert vann og deretter fortynne den med romtemperaturvann for å nå det endelige volumet.
Velg til slutt glasset ditt med omhu. En Erlenmeyer-kolbe eller målekolbe er et bedre valg enn et beger eller en sylinder fordi kolbeformen fungerer som et slags sprutskjold (også, graduerte sylindre er notorisk ustabile og enkle å velte).
Tips å huske å tilsette syre i vann
Her er noen enkle mnemoniske enheter som hjelper deg å huske å legge til syre i vann:
- AA: Tilsett syre
- Syre til vann, som A & W Root Beer
- Drop acid, not water
- Hvis du synes livet ditt er for rolig, legg til vannet til syren
- Først vannet, så syren, ellers vil det ikke være rolig
Fortynne sterke baser
Som sterke syrer, sterke baser reagerer med vann i en eksoterm reaksjon. I likhet med de sterke syrene, har sterke baser en tendens til å være etsende og i stand til å forårsake kjemiske og termiske forbrenninger på huden. Det er best å legge til base i vann, akkurat som du ville syre.