Как смешать два жидких вещества? Например, какую-нибудь кислоту и воду? Казалось бы эта задача из серии «дважды два – четыре». Что может быть проще: слить две жидкости вместе, в какой-нибудь подходящей емкости, и все дела! Или влить одну жидкость в емкость, где уже находится другая. Увы, это та самая простота, которая, по меткому народному выражению, хуже воровства. Поскольку дело может закончиться крайне печально!
Инструкция
Имеется две емкости, в одной из них содержится концентрированная серная кислота, в другой – вода. Как их правильно смешать? Лить кислоту в воду или, наоборот, воду в кислоту? Ценой неверного решения в теории может стать низкая оценка, а на практике - в лучшем случае, сильный ожог.
Почему? А потому, что концентрированная серная кислота, во-первых, гораздо плотнее воды, а во-вторых, чрезвычайно гигроскопична. Иными словами, она активно поглощает воду. В-третьих, это поглощение сопровождается выделением большого количества тепла.
Если в емкость с концентрированной серной кислотой начнут приливать воду, первые же порции воды «растекутся» по поверхности кислоты (поскольку вода гораздо менее плотная), и кислота начнет жадно поглощать ее, выделяя тепло. А этого тепла будет так много, что вода буквально «вскипит» и брызги полетят во все стороны. Естественно, не миновав незадачливого экспериментатора. Обжечься и «чистым» кипятком не очень приятно, а если учесть, что в водяных брызгах наверняка будет еще кислота. Перспектива становится совсем невеселой!
Именно поэтому многие поколения учителей-химиков заставляли своих учеников буквально зазубривать правило: «Сначала вода, потом – кислота! Иначе случится большая беда!» Концентрированную серную кислоту следует добавлять в воду, маленькими порциями, при перемешивании. Вот тогда вышеописанная неприятная ситуация не произойдет.
Резонный вопрос: с серной-то кислотой понятно, а как быть с другими кислотами? Как правильно смешивать их с водой? В каком порядке? Необходимо знать плотность кислоты. Если она плотнее воды, например, концентрированная азотная, ее точно так же, как серную, следует приливать в воду, соблюдая вышеуказанные условия (понемногу, при перемешивании). Ну, а если плотность кислоты очень незначительно отличается от плотности воды, как в случае с уксусной кислотой, тут уж без разницы.
Внимание, только СЕГОДНЯ!
Все интересное
Повышенное внимание и осторожность, а также соблюдение особых мер безопасности - необходимое условие при работе с кислотами. К работе с кислотами допускаются лица, достигшие 18 лет, при этом обязательным условием является прохождение курса…
Сернистая кислота - это неорганическая кислота средней силы. Из-за неустойчивости нельзя приготовить ее водный раствор с концентрацией более 6%, иначе она начнет распадаться на серный ангидрид и воду. Химические свойства сернистой кислотыСернистая…
Серная кислота - маслянистая бесцветная жидкость, не имеющая запаха. Относится к сильным кислотам и растворяется в воде в любых соотношениях. Имеет колоссальное применение в промышленности. Серная кислота - довольно тяжелая жидкость, ее плотность…
Серная кислота по физическим свойствам – тяжелая маслянистая жидкость. Она не имеет запаха и цвета, гигроскопична, хорошо растворяется в воде. Раствор с содержанием H2SO4 менее 70% обычно называют разбавленной серной кислотой, более 70% –…
Хлористоводородная (соляная, HCl) кислота – это бесцветная, очень едкая и ядовитая жидкость, раствор хлорного водорода в воде. При сильной концентрации (38% от общей массы при температуре 20оС окружающей среды) - «дымится», туман и пары…
Серная кислота имеет химическую формулу H2SO4. Это тяжелая маслянистая жидкость, бесцветная или с желтоватым оттенком, который ей придают примеси ионов металлов, например, железа. Серная кислота очень гигроскопична, легко поглощает водяные пары.…
Серная кислота входит в пятерку самых сильных кислот. Необходимость в нейтрализации этой кислоты возникает, в частности, в случае ее утечки и при возникновении угрозы отравления ей. Инструкция 1Молекула серной кислоты состоит из двух атомов…
С давних времен, объясняя, как смешивать концентрированную серную кислоту с водой, учителя заставляли учеников запоминать правило: «Сначала вода, потом – кислота!» Дело в том, что если поступить наоборот, первые же порции более легкой…
Серная кислота, имеющая химическую формулу H2SO4, представляет собою тяжелую, плотную жидкость маслянистой консистенции. Очень гигроскопична, легко смешивается с водой, при этом обязательно следует лить кислоту в воду, ни в коем случае не наоборот.…
В любом автомобиле есть источник тока, этим источником является аккумулятор. Т. к. аккумулятор – это элемент многоразового использования, то его можно подзаряжать и менять в нем электролит. Раньше, в автомобилях применялись как кислотные, так и…
Сульфаты железа – это неорганические химические вещества, они делятся на разновидности. Существует двухвалентный сульфат железа(2) и трехвалентный сульфат железа(3). Есть много способов получения этих сернокислых солей. Вам понадобитсяЖелезо,…
Что происходит, если кислоту соединить с какой-либо солью? Ответ на этот вопрос зависит от того, какая это кислота и какая соль. Химическая реакция (то есть превращение веществ, сопровождающееся изменением их состава) между кислотой и солью может…
Для безопасности и простоты применения рекомендуется покупать максимально разбавленную кислоту, но иногда ее приходится разбавлять еще больше в домашних условиях. Не забудьте о защитных средствах для тела и лица, поскольку концентрированные кислоты вызывают сильные химические ожоги. Чтобы рассчитать необходимое количество кислоты и воды, вам нужно будет знать молярность (М) кислоты и молярность раствора, который вам нужно получить.
Шаги
Как рассчитать формулу
- В формуле также будет использоваться значение V 1 . Это объем кислоты, которую мы будем добавлять к воде. Скорее всего, нам не потребуется вся бутылка кислоты, хотя мы еще не знаем точное количество.
-
Решите, каким должен быть результат. Требуемая концентрация и объем кислоты обычно указываются в тексте задачи по химии. Например, нам нужно развести кислоту до значения 2M, и нам потребуется 0.5 литра воды. Обозначим требуемую концентрацию как C 2 , а требуемый объем - как V 2 .
- Если вам даны другие единицы, для начала переведите их в единицы молярности (моль на литр) и литры.
- Если вы не знаете, какая нужна концентрация или объем кислоты, спросите у учителя или человека, хорошо разбирающегося в химии.
-
Напишите формулу для расчета концентрации. Каждый раз при разведении кислоты вы будете пользоваться следующей формулой: C 1 V 1 = C 2 V 2 . Это означает, что первоначальная концентрация раствора, умноженная на его объем, равняется концентрации разведенного раствора, умноженной на его объем. Мы знаем, что это соответствует действительности, поскольку концентрация, умноженная на объем, равняется общему количеству кислоты, а общее количество кислоты будет оставаться неизменным.
- Используя данные из примера, запишем эту формулу как (6M)(V 1)=(2M)(0.5L) .
-
Решите уравнение V 1 . Значение V 1 скажет нам, сколько нам нужно концентрированной кислоты, чтобы получить желаемую концентрацию и объем. Перепишем формулу как V 1 =(C 2 V 2)/(C 1) , затем подставим известные числа.
- В нашем примере получится V 1 =((2M)(0.5L))/(6M). Это равняется приблизительно 167 миллилитрам.
-
Рассчитайте необходимое количество воды. Зная V 1 , то есть имеющийся объем кислоты, и V 2 , то есть количество раствора, которое у вас получится, можно с легкостью рассчитать, сколько воды вам потребуется. V 2 - V 1 = необходимый объем воды.
- В нашем случае мы хотим получить 0.167 литров кислоты на 0.5 литра воды. Нам потребуется 0.5 литра - 0.167 литров = 0.333 литра, то есть 333 миллилитра.
-
Наденьте защитные очки, перчатки и халат. Вам потребуются специальные очки, которые закроют глаза и по бокам. Чтобы не обжечь кожу и не прожечь одежду, наденьте перчатки и халат либо передник.
Работайте в хорошо проветриваемом помещении. По возможности работайте под включенной вытяжкой - это не даст парам кислоты навредить вам и окружающим предметам. Если у вас нет вытяжки, откройте все окна и двери либо включите вентилятор.
-
Выясните, где находится источник проточной воды. Если кислота попадет в глаза или на кожу, вам нужно будет промыть пострадавший участок под прохладной проточной водой 15-20 минут. Не приступайте к работе, пока не выясните, где находится ближайшая раковина.
- Промывая глаза, держите их открытыми. Смотрите вверх, вниз, в стороны, чтобы глаза промылись со всех сторон.
-
Знайте, что делать, если прольете кислоту. Можно купить специальный набор для сбора разлитой кислоты, в который будет входить все необходимое, или приобрести нейтрализаторы и абсорбенты отдельно. Процесс, описанный ниже, применим к соляной, серной, азотной и фосфорной кислотам. Прочие кислоты могут требовать другого обращения.
- Проветрите помещение, открыв окна и двери и включив вытяжку и вентилятор.
- Нанесите немного карбоната натрия (соды), бикарбоната натрия или карбоната кальция на внешние края лужи, не допуская расплескивания кислоты.
- Постепенно засыпайте всю лужу к центру, пока не покроете ее нейтрализующим веществом целиком.
- Тщательно перемешайте пластиковой палочкой. Проверьте значение pH лужи лакмусовой бумажкой. Добавьте еще нейтрализующего вещества, если это значение превышает 6-8, а затем промойте это место большим количеством воды.
Изучите то, что у вас уже есть. Найдите обозначение концентрации кислоты на упаковке или в описании задачи. Обычно это значение указывают как молярность, или молярную концентрацию (кратко - М). Например, в кислоте 6М содержится 6 молей молекул кислоты на литр. Назовем эту начальную концентрацию C 1 .
Как разбавить кислоту
-
Охладите воду с помощью люда. Это нужно делать только в том случае, если вы будете работать с кислотами в большой концентрации, к примеру, с серной кислотой 18М или с соляной кислотой 12M. Налейте воду в емкость, поставьте емкость на лед минимум на 20 минут.
- Чаще всего достаточно воды комнатной температуры.
-
Налейте дистиллированную воду в большую колбу. Для задач, требующих предельной точности (например, для титриметрического анализа), используйте мерную колбу. Для всех остальных целей подойдет обычная коническая колба. В емкость должен поместиться весь требуемый объем жидкости, а также должно остаться место, чтобы жидкость не расплескалась.
- Если вместительность емкости известна, нет необходимости точно отмерять количество воды.
Процентная концентрация раствора выражает отношение массы растворенного вещества к массе раствора в целом. Если станем разбавлять раствор прибавлением к нему растворителя, масса растворенного вещества останется без изменения, а масса раствора увеличится. Отношение же этих масс (концентрация раствора) уменьшится и во столько раз, во сколько увеличится масса раствора. Если же мы станем концентрировать раствор путем испарения растворителя, масса распора будет уменьшаться, а масса растворенного вещества останется без изменения. Отношение масс (концентрация раствора) увеличится и во столько раз, во сколько уменьшится масса раствора. Отсюда следует, что масса раствора и процентная концентрация обратно пропорциональны друг другу, что в математической форме можно выразить так: л. Эта закономерность лежит в основе вычислений при разбавлении и концентрировании растворов. Пример 1. Имеется 90-процентный раствор. Какое количество его нужно взять, чтобы приготовить 500 кг 20-про-центного раствора? Решение. Согласно зависимости между массой и процентной концентрацией раствора Отсюда Следовательно, надо взять 111 кг 90-процентного раствора и прибавить к нему столько растворителя, чтобы масса раствора стала равной 500 кг. Пример 2. Имеется 15-процентный раствор. До какой массы надо упарить 8,50 т этого раствора, чтобы получить 60-процентный раствор? Решение. Если количества растворов даны в объемных единицах, их нужно перечислить на массы. В дальнейшем расчет вести по изложенной выше методике. Пример 3. Имеется 40-процентный раствор гидроокиси натрия плотностью 1,43 кг/л. Какой объем этого раствора нужно взять, чтобы приготовить 10 л 15-процентного раствора плотностью 1,16 кг/л? Ранение» Вычисляем массу 15-процентного раствора: кг п массу 40-процентного раствора: Определяем объем 40-процентного раствора: Пример 4. Имеется 1 л 50-процентного раствора серной кислоты плотностью 1,399 кг/л. До какого объема нужно разбавить этот раствор, чтобы получить 8-процентный раствор плотностью 1,055 кг/л? Решение. Находим массу 50-процентного раствора: кг и массу 8-процентного раствора: Рассчитываем объем 8-процентного раствора: V - - 8,288 -. = 8 л 288 мл Пример 5. 1 л 50-процентного раствора азотной кислоты, плотность которого 1,310 г/лм, разбавили 690 мл воды. Определить концентрацию полученного раствора *. Решение. Находим массу 50-процентного раствора: твоя = г и массу разбавленного раствора: Вычисляем концентрацию разбавленного раствора: 1 Примеры №5,6,7 взяты из книги Я Л. Голъдфарба, Ю. В. Хо-лакова «Сборник задач и упражнений по химии». М., «Просвещение», 1968ь Пример в. Имеется 93,6-процентный раствор кислоты плотностью 1,830 г/мл. Сколько требуется этого раствора, чтобы приготовить 1,000 л 20-процентного раствора плотностью 1,140 г/мл, и сколько требуется для этого воды? Решение. Определяем массу 20-процен и массу 93,6-процентного раствора, требуемую для приготовления 20-процентного раствора: Высчитываем массу воды, требуемую для приготовления разбавленного раствора: Находим объем 93,6-процентного раствора: Пример 7. Сколько миллилитров серной кислоты плотностью 1,84 г/мл необходимо для приготовления 1,000 л аккумуляторной кислоты плотностью 1,18 г/мл} Процентная концентрация раствора и плотность его находятся в определенной зависимости, зафиксированной в специальных справочных таблицах. Пользуясь ими, можно установить концентрацию раствора по его плотности. Согласно этим таблицам серная кислота плотностью 1,84 г/мл является 98,72-процентной, а плотностью 1,18 г/мл - 24,76-
