När du blandar starka syror och vatten, gör det skillnad om du tillsätter syra i vatten eller vatten i syra. Tillsätt alltid syra i vatten och inte tvärtom.
Om du tillsätter lite vatten i mycket koncentrerad syra är den resulterande lösningen fortfarande koncentrerad. Hydreringsreaktionen använder allt vatten (syra är den begränsande reaktanten) och genererar mycket värme. Lösningen kokar våldsamt och spottar koncentrerad syra ur behållaren. Om du tillsätter lite koncentrerad syra i mycket vatten är vatten den begränsande reaktanten och den resulterande lösningen är mer utspädd. Här reagerar all syra, men det finns extra vatten för att absorbera värmen, vilket minskar risken för kokning.
Varför tillsätt syra i vatten
Det finns några faktorer som gör det bättre att tillsätta syra i vatten. Utspädning av syra med vatten är exoterm, så det är lättare att koka och stänka vatten tillsatt till syra än syra tillsatt till vatten eftersom vatten har hög värmekapacitet och kan absorbera mycket värme. Vissa starka syror har också en högre specifik vikt eller densitet än vatten. Så om du lägger vatten ovanpå syra ligger värmen som genereras på syraytan. I denna situation kokar och spottar vätskan lätt. Å andra sidan, om du häller syra ovanpå eller i vatten, stiger vattnet över syran innan det blandas och innehåller reaktionen.
Utspädning av svavelsyra
Svavelsyra (H2SO4 ) är den farligaste vanliga syran att späda ut. Delvis beror det på att det reagerar så våldsamt med hud och kläder. Svavelsyra uttorkar snabbt proteiner och kolhydrater i hud och muskler. Syran är mycket tyngre än vatten, så vatten som tillsätts reagerar först med toppskiktet. Mycket värme genereras, även när svavelsyra och vatten blandas ordentligt. Blandning av 100 ml koncentrerad svavelsyra och 100 ml vatten vid 19 ° C når en temperatur över 131 ° C (långt över kokpunkten för vatten) på under en minut.
Det är hydratiseringsreaktionen som genererar all den värmen:
H2SO4 + H2O → H3O + + HSO4–
På samma sätt räcker svavelsyra lätt vatten från organiska molekyler och uttorkar dem.
Säkerhetstips för utspädning
I allmänt, ju högre koncentrationen syran är, desto större desto större blir värmeökningen och desto större är risken för kokning och stänk. Var extremt försiktig med att späda ut koncentrerad stark syra. Bär alltid rätt skyddsutrustning och arbeta under dragskåp.
Oavsett vilken syra du spädar ut , kom ihåg reaktionshastigheter dubbla för varje 10 graders temperaturökning. Så, om du gör en seriell utspädning av en syra ökar förändringen av kokning eller stänk av syran eftersom stamlösningen redan är varm. Det finns ett par sätt att undvika detta. En är att kyla stamlösningen innan den späds ut. Du kan vila behållaren i ett isbad innan du gör utspädningen. En annan metod är att hälla den heta syralösningen över is gjord av avjoniserat vatten och sedan späda den med rumstemperaturvatten för att nå den slutliga volymen.
Slutligen, välj ditt glas på ett klokt sätt. En Erlenmeyer-kolv eller mätkolv är ett bättre val än en bägare eller graderad cylinder eftersom kolvformen fungerar som ett slags stänkskydd (också, graderade cylindrar är notoriskt instabila och lätta att välta).
Tips att komma ihåg att lägga till syra i vatten
Här är några enkla mnemonic-enheter som hjälper dig att komma ihåg att lägga till syra i vatten:
- AA: Lägg till syra
- Syra till vatten, som A & W Root Beer
- Droppsyra, inte vatten
- Om du tycker att ditt liv är för lugnt, lägg till vattnet till syran
- Först vattnet, sedan syran, annars blir det inte lugnt
Utspädning av starka baser
Som stark syror, starka baser reagerar med vatten i en exoterm reaktion. Liksom de starka syrorna tenderar starka baser att vara frätande och kunna orsaka kemiska och termiska brännskador på huden. Det är bäst att lägga bas till vatten, precis som du skulle sura.