Quando você mistura ácidos fortes e água, faz diferença se você adiciona ácido à água ou água para ácido. Sempre adicione ácido à água e não o contrário.
Se você adicionar um pouco de água a uma grande quantidade de ácido concentrado, a solução resultante ainda estará concentrada. A reação de hidratação usa toda a água (o ácido é o reagente limitante), gerando muito calor. A solução ferve violentamente, cuspindo ácido concentrado de seu recipiente. Se você adicionar um pouco de ácido concentrado a muita água, a água será o reagente limitante e a solução resultante será mais diluída. Aqui, todo o ácido reage, mas há água extra para absorver o calor, diminuindo a chance de ferver.
Por que adicionar ácido à água
Existem alguns fatores que o tornam melhor adicionar ácido à água. Diluir o ácido com água é exotérmico, por isso é mais fácil ferver e espirrar água adicionada ao ácido do que ácido adicionado à água, porque a água tem uma alta capacidade de calor e pode absorver muito calor. Além disso, alguns ácidos fortes têm uma densidade ou gravidade específica mais alta do que a água. Então, se você colocar água em cima do ácido, o calor gerado estará na superfície do ácido. Nessa situação, o líquido imediatamente ferve e cospe. Por outro lado, se você derramar ácido sobre ou na água, a água sobe sobre o ácido antes de misturar e contém a reação.
Diluindo ácido sulfúrico
Ácido sulfúrico (H2SO4 ) é o ácido comum mais perigoso de diluir. Em parte, isso ocorre porque ele reage violentamente com a pele e as roupas. O ácido sulfúrico desidrata rapidamente as proteínas e carboidratos da pele e dos músculos. O ácido é muito mais pesado do que a água, então a água adicionada a ele reage com a camada superior primeiro. Muito calor é gerado, mesmo quando o ácido sulfúrico e a água são misturados adequadamente. A mistura de 100 ml de ácido sulfúrico concentrado e 100 ml de água a 19 ° C atinge uma temperatura acima de 131 ° C (bem além do ponto de ebulição da água) em menos de um minuto.
É a reação de hidratação que gera todo aquele calor:
H2SO4 + H2O → H3O + + HSO4–
Da mesma forma, o ácido sulfúrico retira prontamente a água das moléculas orgânicas, desidratando-as.
Dicas de segurança de diluição
Em em geral, quanto mais alta a concentração do ácido, maior será o aumento do calor e maior será a chance de ferver e respingar. Tenha muito cuidado ao diluir qualquer ácido forte concentrado. Sempre use equipamentos de segurança adequados e trabalhe sob uma coifa.
Não importa o ácido que você está diluindo , lembre-se que as taxas de reação dobram para cada aumento de temperatura de 10 graus Celsius. Portanto, se você fizer uma diluição em série de um ácido, a mudança de fervura ou salpicos do ácido aumenta porque a solução estoque já está quente. Existem algumas maneiras de evitar isso. Uma é resfriar a solução estoque antes de diluí-la. Você pode colocar o recipiente em um banho de gelo antes de fazer a diluição. Outro método é despejar a solução de ácido quente sobre o gelo feito de água desionizada e, em seguida, diluí-la com água em temperatura ambiente para atingir o volume final.
Finalmente, escolha bem a sua vidraria. Um Erlenmeyer ou balão volumétrico é uma escolha melhor do que um béquer ou cilindro graduado porque o formato do frasco atua como uma espécie de proteção contra respingos (além disso, cilindros graduados são notoriamente instáveis e fáceis de tombar).
Dicas para lembrar de adicionar ácido à água
Aqui estão alguns dispositivos mnemônicos fáceis para ajudá-lo a se lembrar de adicionar ácido à água:
- AA: Adicionar ácido
- Ácido em água, como A & W Root Beer
- Solte ácido, não água
- Se você acha que sua vida é muito plácida, adicione da água para o ácido
- Primeiro a água, depois o ácido, do contrário não será plácido
Diluindo bases fortes
Como fortes ácidos, bases fortes reagem com água em uma reação exotérmica. Além disso, como os ácidos fortes, as bases fortes tendem a ser corrosivas e capazes de causar queimaduras químicas e térmicas na pele. É melhor adicionar base à água, assim como você faria com ácido.