Pitäisikö veteen lisätä happoa?

Happoliuokset, erityisesti joidenkin vahvojen happojen, kuten rikki- ja typpihapon, liuokset ovat laboratoriossa yleisimmin käytettyjä liuoksia eri tarkoituksiin. Tästä syystä on tärkeää tietää, miten ne valmistetaan oikein, varsinkin kun otetaan huomioon, kuinka vaarallisia nämä aineet voivat olla, kun ne ovat erittäin väkeviä.

Liuos on homogeeninen seos kahden tai useamman komponentin välillä, joista toinen toimii liuottimena. Vaikka sen valmistus saattaa tuntua yksinkertaiselta, se ei ole yksinkertaista kahden komponentin sekoittamista oikeissa suhteissa ja se on siinä. Itse asiassa ainesosien sekoitusjärjestys ja välivaiheet, jotka niitä sekoitettaessa on suoritettava, ovat tärkeitä, vaikka lopputulos olisi täsmälleen sama.

Tämä saa meidät kysymään itseltämme valmistettaessa vahvan hapon liuosta, mitä meidän pitäisi lisätä ensin, happoa (liukenevaa ainetta) vai vettä (liuotin)? Toisin sanoen, pitäisikö meidän lisätä vesi happoon vai pitäisikö meidän tehdä se päinvastoin?

Vastaus on, että kun valmistetaan happoliuosta, meidän tulee aina aloittaa lisäämällä puhdasta vettä ja sitten lisätä happoa hitaasti veteen . Seuraavissa osioissa opimme, miksi vahvojen happoliuosten valmistaminen on vaarallista, mitkä ovat siihen liittyvät riskit, mitä turvallisuustoimenpiteitä meidän tulee aina noudattaa työskennellessämme tämän luokan aineilla ja mitkä toimenpiteet ovat välttämättömiä happoliuosten valmistamiseksi turvallisesti. turvassa.

Vahvojen happoliuosten valmistamisen riskit

Tapa, jolla liuos valmistetaan, on erityisen tärkeä valmistettaessa liuoksia väkevistä hapoista. Väärällä tavalla tai väärässä järjestyksessä tekeminen voi olla erittäin vaarallista ja johtaa mahdollisiin voimakkaisiin happoroiskeisiin tai vaarallisiin roiskeisiin, jotka voivat aiheuttaa vakavia palovammoja iholle, silmiin tai limakalvoille.

Syynä tähän on se, että vahvan hapon liukenemis- ja ionisaatioprosessi on erittäin eksoterminen (eli se vapauttaa paljon lämpöä). Jos asianmukaisia ​​varotoimenpiteitä ei tehdä, kaikki tämä lämpö voidaan keskittää pieneen määrään vettä, lämmittäen sen nopeasti kiehumispisteeseensä ja aiheuttaen liuoksen voimakkaan kiehumisen, joka suihkuttaa väkevää happoa kaikkiin suuntiin. Nämä roiskeet voivat olla erittäin vaarallisia, ja jos emme ole varovaisia, voimme sokeutua tai parhaassa tapauksessa saada iholle palovamman.

Kuinka välttää roiskeita laimentaessasi väkeviä vahvoja happoja?

Avain liuoksen turvalliseen valmistukseen on ymmärtää, mikä aiheuttaa roiskeita, jotta voit välttää ne. Kuten olemme juuri nähneet, ongelmana on suuri määrä lämpöä, joka vapautuu liuottamalla ja ionisoimalla happo veteen.

Tämän lämmön vapautumista ei voida estää, mutta voimme joko saada sen vapautumaan hallitusti tai voimme ryhtyä toimenpiteisiin kaiken lämmön haihduttamiseksi nopeasti, estäen näin liuoksen kuumenemasta tarpeeksi kuumaksi kiehumaan. Seuraavassa on kolme eri tapaa saavuttaa nämä tavoitteet.

1 Sekoita hitaasti

Ensimmäinen voidaan saavuttaa sekoittamalla kaksi komponenttia, vettä ja happoa, hyvin hitaasti. Tämä rajoittaa vapautuvan lämmön määrää ja antaa lämmölle aikaa virrata liuoksesta pulloon, pulloon tai dekantterilasiin, jossa valmistelemme liuosta.

2 Lisää happoa veteen eikä päinvastoin

Toinen, saavutetaan helposti lisäämällä ensin hyvä määrä puhdasta vettä tyynyksi ja lisäämällä sitten happoa veteen jatkuvasti sekoittaen. Koska tässä tapauksessa happoa liukenee erittäin suureen määrään vettä, lämpö jakautuu paljon suuremmalle massalle eikä aiheuta dramaattista lämpötilan nousua, joka johtaa roiskeisiin.

3 Käytä jäähaudetta

Toinen mahdollinen lisätoimenpide on valmistaa liuos jäävesihauteeseen upotettuun astiaan. Matala lämpötila vaatii enemmän lämpöä lämmittääkseen kiehumispisteeseen. Lisäksi kahden komponentin sekoittumiskohdan ja jäähauteen välinen suuri lämpötilaero kiihdyttää lämmön virtausta liuoksesta jäähauteeseen, mikä saa liuoksen jäähtymään nopeammin ja siten haihduttamaan kaiken vapautuvan lämmön. sekoita.

4 Kaikki edellä mainitut

Ei ole mitään syytä valita vain yhtä yllä olevista toimenpiteistä, joten jos haluamme olla varmempia, voimme yhdistää ne kaikki. Eli lisäämme ensin tyynyn vettä ja sitten lisäämme happoa hitaasti ja jatkuvasti sekoittaen pitäen kaiken viileänä jäähauteessa.

Lisävarotoimet valmistettaessa vahvoja happoliuoksia väkevästä haposta

Happoliuoksen valmistaminen yllä olevien suositusten mukaisesti minimoi onnettomuusriskit. Se ei kuitenkaan mitätöi niitä kokonaan. Aina on mahdollista, että jokin menee pieleen, minkä vuoksi on tarpeen ryhtyä muihin lisäturvatoimiin, jotka ovat yleisiä missä tahansa tiedelaboratoriossa.

Nämä toimenpiteet ovat:

• Käytä laboratoriokäsineitä: lateksi- tai neopreenikäsineet kestävät monia aggressiivisia kemikaaleja, kuten vahvoja happoja. Käsineiden käyttö mahdollistaa näiden aineiden kanssa kosketuksiin joutuvien instrumenttien turvallisen käsittelyn ja suojaa näin käsiämme palovammilta.
• Käytä aina laboratoriotakkia: laboratoriotakki auttaa suojaamaan suurinta osaa ihostamme kosketukselta kemiallisten aineiden kanssa, jotka voivat roiskua päällemme. Myös roiskeiden sattuessa se on helppo poistaa koskettamatta vaurioituneen alueen kanssa.
• Käytä suojalaseja: Silmät ovat erittäin herkkiä elimiä ja voimakas hapan palovamma johtaa todennäköisesti osittaiseen tai täydelliseen näön menetykseen, joka voidaan välttää käyttämällä laseja.
• Varmista, että hätäsilmähuuhtelu toimii: jokaisessa laboratoriossa tulee olla silmähuuhtelulaite, joka suihkuttaa kaksi vesisuihkua, jotta roiskeet voidaan poistaa nopeasti ilman käsiä. Nämä turvalaitteet on tarkastettava säännöllisesti sen varmistamiseksi, että ne toimivat oikein.
• Pidä neutraloiva liuos käsillä: Toinen tärkeä turvatoimenpide on pitää aina 5- tai 10-prosenttinen natriumbikarbonaatin vesiliuos käsillä . Tätä liuosta käytetään nopeasti neutraloimaan mahdolliset happovuodot, mikä välttää mahdolliset lisäonnettomuudet.
• Työskentely vetokaapissa: monet väkevät hapot savuavat. Tämä tarkoittaa, että pullon sisällä nestefaasi on tasapainossa sen kaasufaasissa muodostavan hapon tai anhydridin kanssa. Avaa pullo, sillä höyryt voivat ärsyttää silmiä ja hengityselimiä erittäin voimakkaasti, joten on suositeltavaa paljastaa nämä tiivistetyt reagenssit vetokaapissa.

Viitteet

Fertiberia. (2005, 4. tammikuuta). Typpihapon käyttöturvallisuustiedote (20 % – 70 % HNO3) . https://www.ecosmep.com/cabecera/upload/fichas/7819.pdf

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

Surullista. (2014, 4. elokuuta). Liuoksen valmistus kaupallisesta haposta . Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=hgZMMh6056s

Madridin autonominen yliopisto. (nd). LIUOOSTEN VALMISTAMINEN JA KEMIALLISEN REAKTION STOKIOMETRIAN KÄYTTÖ . http://www.qfa.uam.es/qb/practicas/P1-guion.pdf

Meksikon kansallinen autonominen yliopisto. (nd). KÄYTTÖTURVALLISUUSTIEDOTE III VETOKLORIHAPPO . https://quimica.unam.mx/wp-content/uploads/2016/12/3hshcl.pdf

Picasson naapuri (2011, 6. lokakuuta). Liuosten valmistus laboratoriossa . https://vecinadelpicasso.wordpress.com/2011/10/06/preparacion-de-dissoluciones-en-el-laboratorio/