Skal du tilsætte syre til vandet?

Syreopløsninger, især dem af nogle stærke syrer såsom svovlsyre og salpetersyre, er blandt de mest udbredte opløsninger i laboratoriet til forskellige formål. Af denne grund er det vigtigt at vide, hvordan man forbereder dem korrekt, især i betragtning af hvor farlige disse stoffer kan være, når de er meget koncentrerede.

En opløsning er en homogen blanding mellem to eller flere komponenter, hvoraf den ene fungerer som opløsningsmiddel. Selvom dets tilberedning kan virke simpelt, er det ikke et simpelt spørgsmål om at blande to komponenter i de rigtige proportioner, og det er det. Faktisk har rækkefølgen, hvori komponenterne blandes, og de mellemliggende trin, der skal udføres, når de blandes, betydning, selvom slutresultatet er nøjagtigt det samme.

Dette får os til at spørge os selv, når vi forbereder en opløsning af en stærk syre, hvad skal vi tilføje først, syren (opløst stof) eller vandet (opløsningsmidlet)? Skal vi med andre ord tilsætte vandet til syren, eller skal vi gøre det omvendt?

Svaret er, at når vi tilbereder en syreopløsning, skal vi altid starte med at tilsætte rent vand og derefter langsomt tilsætte syren til vandet . I de følgende afsnit vil vi lære, hvorfor det er farligt at tilberede stærke syreopløsninger, hvilke risici der er forbundet med det, hvilke sikkerhedsforanstaltninger vi altid skal tage, når vi arbejder med denne klasse af stoffer, og hvad er de nødvendige trin for at forberede syreopløsninger sikkert sikker.

Risikoen ved at tilberede stærke syreopløsninger

Den måde, hvorpå en opløsning fremstilles, er især relevant i tilfælde af fremstilling af opløsninger ud fra koncentrerede syrer. At gøre det på den forkerte måde eller i den forkerte rækkefølge kan være meget farligt, hvilket kan føre til kraftige syrespild eller farlige sprøjt, der kan forårsage alvorlige forbrændinger på hud, øjne eller slimhinder.

Årsagen bag dette er, at opløsnings- og ioniseringsprocessen af ​​en stærk syre er meget eksoterm (dvs. den frigiver meget varme). Hvis der ikke tages passende forholdsregler, kan al denne varme koncentreres i en lille mængde vand, hvorved det hurtigt opvarmes til kogepunktet og forårsage en voldsom kogning af opløsningen, der sprøjter koncentreret syre i alle retninger. Disse stænk kan være meget farlige, og hvis vi ikke er forsigtige, kan vi blive blinde eller i bedste fald mærket af en forbrænding på huden.

Hvordan undgår man sprøjt ved fortynding af koncentrerede stærke syrer?

Nøglen til at forberede løsningen sikkert er at forstå, hvad der forårsager sprøjt, så du kan undgå det. Som vi lige har set, er problemet den store mængde varme, der frigives ved at opløse og ionisere syren i vandet.

Det er ikke muligt at forhindre denne varme i at blive frigivet, men vi kan enten få den til at blive frigivet på en kontrolleret måde, eller vi kan tage skridt til at sprede al varmen hurtigt og dermed forhindre opløsningen i at blive varm nok til at koge. Følgende er tre forskellige måder at nå disse mål på.

1 Bland langsomt

Den første kan opnås ved at blande de to komponenter, vand og syre, meget langsomt. Dette vil begrænse mængden af ​​varme, der frigives, hvilket giver varmen tid til at strømme fra opløsningen ind i hætteglasset, kolben eller bægeret, hvor vi forbereder opløsningen.

2 Tilsæt syre til vand og ikke omvendt

Det andet kan vi nemt opnå ved først at tilsætte en god mængde rent vand som en pude og derefter tilsætte syren til vandet under konstant omrøring. Da syren i dette tilfælde opløses i en meget stor mængde vand, fordeles varmen over en meget større masse og forårsager ikke den dramatiske temperaturstigning, der fører til sprøjt.

3 Brug et isbad

En anden yderligere foranstaltning, der kan tages, er at fremstille opløsningen i en beholder nedsænket i et isvandbad. Den lave temperatur kræver mere varme for at varme op til kog. Derudover accelererer den store temperaturforskel mellem det punkt, hvor de to komponenter blandes og isbadet, varmestrømmen fra opløsningen til isbadet, hvilket får opløsningen til at afkøle hurtigere og dermed sprede al den frigivne varme. blande.

4 Alt ovenstående

Der er ingen grund til kun at vælge én af ovenstående tiltag, så hvis vi vil være mere sikre, kan vi kombinere dem alle. Det vil sige, at vi først tilsætter en pude vand og tilsætter derefter syren langsomt og under konstant omrøring, mens vi holder alt køligt i et isbad.

Yderligere sikkerhedsforanstaltninger ved fremstilling af stærke syreopløsninger fra koncentreret syre

Forberedelse af en syreopløsning efter ovenstående anbefalinger minimerer risikoen for ulykker. Det ophæver dem dog ikke fuldstændigt. Det er altid muligt, at noget går galt, hvorfor det er nødvendigt at tage andre yderligere sikkerhedsforanstaltninger, som er almindelige i ethvert videnskabeligt laboratorium.

Disse tiltag er:

• Bær laboratoriehandsker: latex- eller neoprenhandsker er modstandsdygtige over for mange aggressive kemikalier såsom stærke syrer. Ved at bruge handsker kan vi sikkert håndtere de instrumenter, der kommer i kontakt med disse stoffer, og dermed beskytte vores hænder mod forbrændinger.
• Bær altid en laboratoriefrakke: Laboratoriefrakken hjælper med at beskytte det meste af vores hud mod kontakt med kemiske stoffer, der kan sprøjte på os. Også i tilfælde af stænk er det nemt at fjerne uden at komme i kontakt med det berørte område.
• Bær sikkerhedsbriller: Øjnene er meget sarte organer, og en stærk syreforbrænding vil sandsynligvis resultere i delvist eller fuldstændigt tab af synet, hvilket kan undgås ved at bære briller.
• Sørg for, at nødøjenskylningen virker: hvert laboratorium bør have en øjenskyl, der udsender to vandstråler for hurtigt at fjerne eventuelle stænk uden at skulle bruge vores hænder. Dette sikkerhedsudstyr bør kontrolleres med jævne mellemrum for at sikre, at det fungerer korrekt.
• Hav en neutraliserende opløsning ved hånden: En anden vigtig sikkerhedsforanstaltning er altid at have en 5% eller 10% vandig opløsning af natriumbicarbonat ved hånden . Denne løsning bruges til hurtigt at neutralisere ethvert syrespild og undgå mulige yderligere ulykker.
• Arbejde i et stinkskab: mange koncentrerede syrer ryger. Det betyder, at væskefasen inde i flasken er i ligevægt med den syre eller anhydrid, der danner den i gasfasen. Afdæk flasken, dampene kan være meget irriterende for øjnene og åndedrætssystemet, så det anbefales kun at afdække disse koncentrerede reagenser inde i et stinkskab.

Referencer

Fertiberia. (2005, 4. januar). Sikkerhedsdatablad for salpetersyre (20% til 70% HNO3) . https://www.ecosmep.com/cabecera/upload/ficas/7819.pdf

Hurum, D. (nd). Laboratoriesikkerhed . Northwestern University. https://faculty.washington.edu/korshin/Class-486/AEESP-safety-notes.pdf

Traful. (2014, 4. august). Fremstilling af en opløsning fra en kommerciel syre . Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=hgZMMh6056s

Madrids autonome universitet. (nd). FREMSTILLING AF OPLYSNINGER OG ANVENDELSE AF STØIKIOMETRIEN AF EN KEMISK REAKTION . http://www.qfa.uam.es/qb/practicas/P1-guion.pdf

National Autonomous University of Mexico. (nd). SIKKERHEDSBLAD III HALTSYRE . https://quimica.unam.mx/wp-content/uploads/2016/12/3hshcl.pdf

nabo til picasso (2011, 6. oktober). Fremstilling af opløsninger i laboratoriet . https://vecinadelpicasso.wordpress.com/2011/10/06/preparacion-de-dissoluciones-en-el-laboratorio/