Получение соляной кислоты в домашних условиях


Алхимики, впервые получившие соляную кислоту в 15 веке, назвали её «spiritus salis», «дух из соли». Эта кислота обладала на тот момент волшебными свойствами: разъедала бумагу, растворяла металлы, отравляла людей. Эти свойства остались у неё и по сей день, но сейчас эта кислота достаточно изучена, и волшебства здесь нет.
Соляная кислота (HCl) – сильная одноосновная кислота, в чистом виде – прозрачная жидкость. При своей максимальной концентрации 38% «дымит» на воздухе. Мы же будем получать кислоту с концентрацией вдвое меньшей.
Итак, приступим.
Техника безопасности
Осторожно, работа с ядовитыми веществами!
Все опыты необходимо проводить в хорошо вентилируемом помещении либо под вытяжкой, Обязательно в защитных очках (можно приобрести в строй. магазине) и перчатках (если не найдёте специальные химические перчатки, подойдут хорошего качества для мытья посуды).

На месте проведения опыта обязательно должна присутствовать пищевая сода, чтобы в непредвиденной ситуации нейтрализовать ею кислоту (при этом выделится углекислый газ и вода).
Строго запрещено проводить эксперимент в металлической посуде.
Понадобится
Для проведения опыта нам потребуется:

  • Кислотный электролит для аккумуляторов (продаётся в автомагазине);
  • Дистиллированная вода (там же);
  • Поваренная соль (есть на любой кухне);
  • Пищевая сода (см. технику безопасности).


Из посуды необходимо:

  • Стеклянная колба;
  • Сосуд с песком, куда можно колбу поместить;
  • Несколько одноразовых стаканчиков 200 мл;



Если Вы располагаете термостойкой колбой, то можно нагревать её под открытым пламенем горелки. Но всё же рекомендую через песок, в случае чего он впитает в себя кислоту.
Также понадобятся пара сантехнических уголков диаметром 50 мм и горелка (в моём случае спиртовая, но рекомендую использовать газовую).

1 этап – выпаривание
Электролит для аккумуляторов – самая что ни на есть 36%-ая серная кислота (H2SO4). Вначале нам необходимо повысить её концентрацию.
Наливаем в стаканчик 200 мл, то есть почти до краёв и переливаем чуть больше половины стаканчика в колбу. Делаем маркером метку и доливаем остальное.

Поставил вокруг колбы отражатель из фольги для более эффективного нагревания, но позже снял, ибо начал плавиться.
Теперь ставим колбу на горелку и выпариваем до уровня поставленной ранее метки, даже чуть ниже.

Параллельно надеваем на уголок сложенную в несколько раз марлю и фиксируем резинкой. Готовим ненасыщенный раствор соды и макаем в него конец уголка с марлей.

Когда электролит начнёт кипеть, надеваем на колбу уголок, он плотно на неё садится. Марлевый конец направляем в открытое окно.

Это необходимо, если вдруг вместе с водой начнёт испаряться сама серная кислота. Если сильно не перегревать колбу, этого не произойдёт.
Горелка в действии:

Мощность моей горелки сравнительно мала, поэтому выпаривание заняло около часа. Газовая горелка или электрическая плита значительно бы ускорили этот процесс.
После завершения первого этапа в колбе должно остаться чуть меньше половины раствора, то есть кислота концентрацией около 75%. Не забываем про аккуратность.

Даём ей остыть до комнатной температуры.
2 этап – вычисления
Теперь, когда у нас есть концентрированная серная кислота, можем провести основную реакцию, она выглядит следующим образом:

Но прежде давайте проведём некоторые вычисления, а в конце сравним их с тем, что получилось на практике.
Итак, изначально у нас было 200ml электролита плотностью 1,27 г/см³. Заглянув в таблицу плотностей серной кислоты увидим, что данная плотность соответствует концентрации 36%. Вычислим объём кислоты:
200ml*36%=72ml – V(H2SO4)
После того, как мы выпарили раствор, его концентрация, а соответственно, и плотность увеличилась. Глядим в ту же таблицу и видим, что концентрации 75% соответствует плотность 1,67 г/см³.
Зная текущую плотность(p) и объём(V) кислоты узнаем массу:
m=p*V;
m(H2SO4)=1,67г/см³ * 72ml=120г;
Теперь из школьной химии вспоминаем:
m(H2SO4)/M(H2SO4)=m(NaCl)/M(NaCl)=m(HCl)/M(HCl),
где M – молярная масса вещества.
Молярные массы H2SO4, NaCl и HCl соответственно равны 98, 58.5 и 36.5 г/моль. Теперь мы можем узнать, сколько понадобится поваренной соли и сколько получится HCl.
А именно нам понадобится 72г NaCl, это 34 мл, возьмём в избытке – четверть стаканчика.
Отлично, а HCl в теории выйдет 44,7г.
В таблице плотностей HCl есть столбец г/л. Берём оттуда значение для концентрации 15% – 166,4 г/л. Объём воды, необходимый для получения 15% HCl равен 44,7/166,4≈270ml. Мы возьмём 200ml. В итоге в теории у меня выйдет 22%-ная соляная кислота.
3 этап – получение кислоты
Соединяем два уголка следующим образом:

А вся конструкция будет выглядеть так:

В сосуд с надписью HCl будет конденсироваться соответствующая кислота, объём воды в нём – 200ml. Также на этом сосуде отметьте текущий уровень жидкости.
Снимаем уголки и через воронку засыпаем в колбу вычисленное в расчётах количество соли.

Раствор желтеет.

Чтобы соляная кислота начала выделяться, необходимо включить горелку. Но вначале плотно присоединяем к колбе и получающему сосуду уголки.
При конденсации кислоты в воде, образуются “вертикальные волны”. Также при этом раствор нагревается, и его надо охлаждать. Например, можно снизу поставить ещё один сосуд со льдом.

Реакция протекает относительно быстро – 20 минут, после чего можно выключать огонь. Даём последним парам соляной кислоты раствориться в воде, после чего герметично закрываем сосуд. Когда колба остынет, разбавляем оставшийся там раствор водой (примерно один к одному) и сливаем его в канализацию.
Итог

По метке на сосуде определяем, сколько жидкости прибавилось. У меня это ⅙, то есть 17%. Это и есть концентрация нашей соляной кислоты. Сравним её с той, которая получается в теории.
17%/22%*100%=77% – выход реакции.
Важно отметить, выхода равного 1 не бывает, всегда есть потери. В моём случае это недостаточно выпаренный электролит. В идеале концентрация серной кислоты должна быть 90-95%.
Проверим получившуюся кислоту на взаимодействие с металлом.

Наблюдаем бурное выделение водорода. Это означает, что кислота пригодна для дальнейших экспериментов.
Вариации
В качестве колбы можно воспользоваться чистой стеклянной бутылкой из-под пива или газировки, но при условии, что нагревание будет максимально плавным. Вместо ПВХ уголков можно взять полипропиленовые трубы и уголки меньшего диаметра (подходящего под Вашу колбу).
Ещё раз призываю соблюдать технику безопасности. Всем удачных опытов!

Смотрите также:

Почтовый ящик Деда Мороза
Следки спицами: схема и описание на двух...
6 способов предотвратить раскручивание г...
Мраморный пол из бетонного в гараже свои...
Моддинг ПК на стене или Racoon project
Колонки 2.1 с изобарическим сабвуфером д...
Как сделать нож их гаечного ключа
Ажурные узоры для вязания спицами с опис...
Восстановление зубьев пластиковой шестер...
ПОЛИРОЛЬ ДЛЯ МЕБЕЛИ СВОИМИ РУКАМИ
Мастерица развела смесь из гипса и воды ...
Как намертво насадить молоток на рукоять...
Бумажные кристаллы для декора
Новогодние украшения из бумаги своими ру...
Ваза из треугольных модулей оригами
Электронное восстановление аккумулятора
Уничтожитель электроники
Ну и дела, вот такая красота получилась ...
Чем заклеить подошву осенней либо же зим...
20 лучших идей использования картонных т...
Индикатор наличия тока
Светодиодная цветомузыка
ШЬЕМ ГОЛОВНЫЕ УБОРЫ WOLKA. ИДЕЯ ДЛЯ ТЕХ,...
Бисероплетение для самых-самых начинающи...