Wanneer je sterke zuren mengt met water, maakt het verschil of je zuur aan water toevoegt of water aan zuur. Voeg altijd zuur toe aan water en niet andersom.
Als je een beetje water toevoegt aan veel geconcentreerd zuur, is de resulterende oplossing nog steeds geconcentreerd. De hydratatiereactie gebruikt al het water (zuur is de beperkende reactant), waardoor veel warmte wordt gegenereerd. De oplossing kookt heftig en spuugt geconcentreerd zuur uit de container. Als je een beetje geconcentreerd zuur aan veel water toevoegt, is water de beperkende reactant en is de resulterende oplossing meer verdund. Hier reageert al het zuur, maar er is extra water om de warmte te absorberen, waardoor de kans op koken kleiner wordt.
Waarom zuur aan water toevoegen
Er zijn een paar factoren die ervoor zorgen dat het beter om zuur aan water toe te voegen. Het verdunnen van zuur met water is exotherm, dus het is gemakkelijker om water te koken en te spatten dat aan zuur wordt toegevoegd dan zuur dat aan water wordt toegevoegd, omdat water een hoge warmtecapaciteit heeft en veel warmte kan opnemen. Ook hebben sommige sterke zuren een hoger soortelijk gewicht of hogere dichtheid dan water. Dus als je water op zuur doet, is de warmte die wordt gegenereerd aan het zuuroppervlak. In deze situatie kookt en spuugt de vloeistof gemakkelijk. Aan de andere kant, als je zuur op of in water giet, stijgt het water vóór het mengen boven het zuur en bevat het de reactie.
Verdunnen van zwavelzuur
Zwavelzuur (H2SO4 ) is het gevaarlijkste veel voorkomende zuur om te verdunnen. Deels komt dit doordat het zo heftig reageert met huid en kleding. Zwavelzuur droogt snel eiwitten en koolhydraten uit in huid en spieren. Het zuur is veel zwaarder dan water, dus water dat eraan wordt toegevoegd, reageert eerst met de toplaag. Er wordt veel warmte gegenereerd, zelfs als zwavelzuur en water goed worden gemengd. Het mengen van 100 ml geconcentreerd zwavelzuur en 100 ml water van 19 ° C bereikt in minder dan een minuut een temperatuur van meer dan 131 ° C (ruim voorbij het kookpunt van water).
Het is de hydratatiereactie die genereert al die hitte:
H2SO4 + H2O → H3O + + HSO4–
Evenzo ontdoet zwavelzuur gemakkelijk water van organische moleculen en ontwatert ze.
Veiligheidstips voor verdunning
In In het algemeen geldt dat hoe hoger de concentratie van het zuur, hoe groter de warmtetoename en hoe groter de kans op koken en spatten. Wees uiterst voorzichtig met het verdunnen van geconcentreerd sterk zuur. Draag altijd de juiste veiligheidsuitrusting en werk onder een zuurkast.
Het maakt niet uit welk zuur je verdunt Onthoud dat de reactiesnelheid verdubbelt voor elke temperatuurstijging van 10 graden Celsius. Dus als u een seriële verdunning van een zuur maakt, neemt de verandering van het koken of spetteren van het zuur toe omdat de stamoplossing al heet is. Er zijn een aantal manieren om dit te voorkomen. Een daarvan is om de stamoplossing af te koelen voordat deze wordt verdund. U kunt de container in een ijsbad laten rusten voordat u de verdunning maakt. Een andere methode is om de hete zuuroplossing over ijs gemaakt van gedeïoniseerd water te gieten en het vervolgens te verdunnen met water op kamertemperatuur om het uiteindelijke volume te bereiken.
Kies tenslotte verstandig je glaswerk. Een erlenmeyer of maatkolf is een betere keuze dan een beker of maatcilinder omdat de vorm van de kolf als een soort spatscherm fungeert (ook zijn maatcilinders notoir onstabiel en gemakkelijk om te kantelen).
Tips om te onthouden om zuur aan water toe te voegen
Hier zijn enkele eenvoudige geheugensteuntjes om u te helpen herinneren dat u zuur aan water moet toevoegen:
- AA: Zuur toevoegen
- Zuur tot water, zoals A & W Wortelbier
- Laat zuur vallen, geen water
- Als je denkt dat je leven te rustig is, voeg dan toe het water naar het zuur
- Eerst het water, dan het zuur, anders wordt het niet kalm
Verdunnende sterke basen
Als sterk zuren, sterke basen reageren met water in een exotherme reactie. Evenals de sterke zuren, hebben sterke basen de neiging corrosief te zijn en kunnen ze chemische en thermische brandwonden op de huid veroorzaken. Het is het beste om base aan water toe te voegen, net zoals zuur.