Gdy zmieszasz mocne kwasy z wodą, to robi różnicę, czy dodasz kwas do wody, czy do wody. kwas. Zawsze dodawaj kwas do wody, a nie odwrotnie.
Jeśli dodasz trochę wody do dużej ilości stężonego kwasu, uzyskany roztwór będzie nadal stężony. Reakcja hydratacji wykorzystuje całą wodę (kwas jest ograniczającym reagentem), generując dużo ciepła. Roztwór gwałtownie wrze, wypluwając stężony kwas z pojemnika. Jeśli dodasz trochę stężonego kwasu do dużej ilości wody, woda będzie reagentem ograniczającym, a otrzymany roztwór będzie bardziej rozcieńczony. Tutaj cały kwas reaguje, ale jest dodatkowa woda, która pochłania ciepło, zmniejszając ryzyko wrzenia.
Po co dodawać kwas do wody
Jest kilka czynników, które sprawiają, że lepiej dodać kwas do wody. Rozcieńczanie kwasu wodą jest egzotermiczne, więc łatwiej jest zagotować i rozpryskać wodę dodaną do kwasu niż kwas dodany do wody, ponieważ woda ma dużą pojemność cieplną i może pochłaniać dużo ciepła. Ponadto niektóre mocne kwasy mają większy ciężar właściwy lub gęstość niż woda. Tak więc, jeśli nałożysz wodę na kwas, wytworzone ciepło jest na powierzchni kwasu. W tej sytuacji ciecz łatwo się gotuje i pluje. Z drugiej strony, jeśli wlejesz kwas na górę lub do wody, woda podniesie się ponad kwas przed zmieszaniem i zatrzyma reakcję.
Rozcieńczony kwas siarkowy
Kwas siarkowy (H2SO4 ) jest najniebezpieczniejszym, powszechnym kwasem do rozcieńczania. Częściowo dzieje się tak dlatego, że tak gwałtownie reaguje ze skórą i ubraniem. Kwas siarkowy szybko odwadnia białka i węglowodany w skórze i mięśniach. Kwas jest znacznie cięższy od wody, dlatego dodana do niego woda najpierw reaguje z wierzchnią warstwą. Wytwarzane jest dużo ciepła, nawet gdy kwas siarkowy i woda są odpowiednio wymieszane. Zmieszanie 100 ml stężonego kwasu siarkowego i 100 ml wody o temperaturze 19 ° C osiąga temperaturę powyżej 131 ° C (znacznie powyżej temperatury wrzenia wody) w niecałą minutę.
To reakcja hydratacji generuje całe to ciepło:
H2SO4 + H2O → H3O + + HSO4–
Podobnie, kwas siarkowy łatwo usuwa wodę z cząsteczek organicznych, odwadniając je.
Wskazówki dotyczące bezpiecznego rozcieńczania
W Ogólnie rzecz biorąc, im wyższe stężenie kwasu, tym większy, tym większy wzrost ciepła i większe prawdopodobieństwo wrzenia i rozpryskiwania. Zachowaj szczególną ostrożność przy rozcieńczaniu stężonego mocnego kwasu. Zawsze noś odpowiednią odzież ochronną i pracuj pod wyciągiem.
Nieważne, jaki kwas rozcieńczasz pamiętaj, że szybkość reakcji podwaja się na każde 10 stopni Celsjusza wzrostu temperatury. Tak więc, jeśli wykonasz seryjne rozcieńczanie kwasu, zmiana wrzenia lub rozpryskiwania kwasu zwiększa się, ponieważ roztwór podstawowy jest już gorący. Można tego uniknąć na kilka sposobów. Jednym z nich jest schłodzenie roztworu podstawowego przed jego rozcieńczeniem. Przed wykonaniem rozcieńczenia pojemnik można umieścić w łaźni lodowej. Inną metodą jest wylanie gorącego roztworu kwasu na lód zrobiony z dejonizowanej wody, a następnie rozcieńczenie go wodą o temperaturze pokojowej do uzyskania końcowej objętości.
Wreszcie, mądrze wybierz szkło. Kolba Erlenmeyera lub kolba miarowa to lepszy wybór niż zlewka lub cylinder z podziałką, ponieważ kształt kolby działa jak rodzaj osłony przeciwbryzgowej (również cylindry z podziałką są notorycznie niestabilne i łatwe do przewrócenia).
Wskazówki to Pamiętaj o dodawaniu kwasu do wody
Oto kilka prostych narzędzi mnemonicznych, które pomogą Ci pamiętać o dodawaniu kwasu do wody:
- AA: Add Acid
- Kwas do wody, jak A & W Piwo korzenne
- Wlej kwas, a nie wodę
- Jeśli uważasz, że Twoje życie jest zbyt spokojne, dodaj woda do kwasu
- Najpierw woda, potem kwas, w przeciwnym razie nie będzie spokojnie
Rozcieńczanie silnych zasad
Jak mocne kwasy, mocne zasady reagują z wodą w reakcji egzotermicznej. Ponadto, podobnie jak mocne kwasy, silne zasady mają tendencję do korozji i mogą powodować chemiczne i termiczne oparzenia skóry. Najlepiej dodawać zasady do wody, tak jak zakwaszasz.