Прости начини за получаване на азотна киселина: 11 стъпки (със снимки)

Съдържание:

Прости начини за получаване на азотна киселина: 11 стъпки (със снимки)
Прости начини за получаване на азотна киселина: 11 стъпки (със снимки)

Видео: Прости начини за получаване на азотна киселина: 11 стъпки (със снимки)

Видео: Прости начини за получаване на азотна киселина: 11 стъпки (със снимки)
Видео: Химични експерименти в домашни условия 2024, Март
Anonim

Азотната киселина е вид мощна минерална киселина, използвана за производство на торове, багрила и експлозиви. Ядката, безцветна течност обикновено се произвежда в промишлен мащаб, използвайки високоспециализирани химични процеси и оборудване. Възможно е обаче да се направи азотна киселина в различни чистоти с обичайни лабораторни материали, като соли на нитрати, сярна киселина и мед. Някои от веществата, необходими за този експеримент, са корозивни, така че не забравяйте да носите подходящите предпазни средства, преди да боравите с тях. Също така няма да навреди да разгледате лабораторните процедури за безопасност, така че ще бъдете подготвени в случай на злополука.

Стъпки

Метод 1 от 2: Извличане на азотна киселина от мед

Направете азотна киселина Стъпка 1
Направете азотна киселина Стъпка 1

Стъпка 1. Разтворете 80 грама (2,8 унции) нитратна сол в 50 милилитра (1,7 унции) вода

Започнете, като разпределите нитратната си сол в малък стъклен съд за смесване. След това изсипете цялата вода наведнъж. Завъртете сместа вътре в контейнера, за да й помогнете да се разтвори по -бързо.

  • Важно е да използвате дестилирана вода, а не обикновена чешмяна вода. Повечето чешмяна вода съдържа следи от други химикали, които могат да изхвърлят състава на киселината, която произвеждате.
  • За целите на този експеримент ще бъде най -лесно да се използва или натриев нитрат, калиев нитрат или амониев нитрат. Всички тези химикали са лесно достъпни във всеки онлайн магазин за химикали.
  • Някои магазини за химикали продават само на институции, а не на физически лица. Това може да затрудни получаването на ръцете от необходимите ви предмети, освен ако нямате учител или ръководител да ги поръча от ваше име.
Направете азотна киселина Стъпка 2
Направете азотна киселина Стъпка 2

Стъпка 2. Добавете 100 милилитра (3.4 fl oz) солна киселина

Измерете киселината в градуиран цилиндър, за да сте сигурни, че използвате точното количество. Прехвърлете киселината внимателно в разтвора на нитратната сол, като внимавате да не я разлеете или пръснете. Завъртете отново съдържанието на контейнера, за да смесите химическите си компоненти.

  • Можете да си купите бутилка концентрирана солна киселина за около 1 долар за унция (29,57 мл).
  • Добра идея е да работите под аспиратор или да инсталирате оборудването си в добре проветриво открито пространство, тъй като тестовите ви материали ще отделят силни изпарения, когато бъдат в контакт с киселината.

Внимание:

Винаги носете ръкавици и предпазни очила, когато работите с киселини. По-специално солната киселина е силно корозивна-без подходяща защита, дори и малка капка върху кожата ви може да причини сериозни изгаряния.

Направете азотна киселина Стъпка 3
Направете азотна киселина Стъпка 3

Стъпка 3. Напълнете втори по -голям съд с 50 милилитра (1.7 fl oz) вода

Налейте достатъчно вода, за да покриете дъното на втория съд. Ще използвате този контейнер, за да поставите смесителния си контейнер и да предотвратите разливане или преливане, така че се уверете, че е достатъчно голям, за да държи тестовите ви материали удобно.

  • В идеалния случай вторият ви контейнер също ще бъде малко по -висок от вашия контейнер за смесване.
  • Ако използвате чаша от 250 ml като контейнер за смесване, можете да я поставите в чаша от 1 000 ml, за да оставите достатъчно място.
Направете азотна киселина Стъпка 4
Направете азотна киселина Стъпка 4

Стъпка 4. Поставете контейнера за смесване на дъното на по -големия контейнер

Внимателно поставете смесителния съд в плитката вода. Проверете, за да се уверите, че поне 14 инч (0,64 см) вода все още е изложена от всички страни на смесителния съд. Ако не е, намерете по -голям контейнер, за да го поставите.

Направете азотна киселина Стъпка 5
Направете азотна киселина Стъпка 5

Стъпка 5. Добавете най -малко 32 грама (1,1 унции) мед в киселинната смес

Ако е възможно, използвайте лабораторни гранули с 99% чиста мед. Претеглете пелетите на прецизна везна в лек контейнер, като внимавате първо да претеглите самия контейнер и да извадите теглото му от крайното отчитане. Когато имате минимум 32 грама (1,1 унции), изхвърлете медта в контейнера си за смесване.

  • Ако не можете да намерите медни пелети за покупка, можете също да използвате медни стърготини, стърготини, тел или дори монети. Имайте предвид обаче, че киселинната смес ще разтвори предимно медта, така че няма да я върнете.
  • Медта е необходима за стартиране на окислителната реакция, която в крайна сметка ще даде азотна киселина.
Направете азотна киселина Стъпка 6
Направете азотна киселина Стъпка 6

Стъпка 6. Покрийте смесителния съд с отделен контейнер и изчакайте около 1 час

Третият контейнер ще улавя азотния диоксид, генериран при разтварянето на медта в киселинната смес. След това газът ще изтича от смесителния контейнер и ще се издигне нагоре през водата в задържащия контейнер, произвеждайки азотна киселина.

  • Чаша, която е с един или два размера нагоре, трябва да пасне идеално върху контейнера ви за смесване. Можете също така да използвате буркан за зидария или друг съд за пиене, при условие че е направен от стъкло.
  • Може да ви помогне да поставите малък, тежък предмет, като книга или парче скрап, върху покриващия контейнер, за да го задържите и да го предпазите от трептене, тъй като изтичащият газ го притиска нагоре.
  • Азотната киселина, която произвеждате по този метод, ще бъде само около 40-60% чиста. За да направите киселина с по-висока чистота, ще трябва да я дестилирате, като използвате нитратни соли и сярна киселина.

Метод 2 от 2: Дестилация на чиста азотна киселина

Направете азотна киселина Стъпка 7
Направете азотна киселина Стъпка 7

Стъпка 1. Измерете 80 грама (2,8 унции) чист калиев нитрат във вряща колба

Сместа от калиев нитрат и сярна киселина има тенденция да произвежда азотна киселина с най -висока степен на чистота. Използвайте прецизна скала, за да разделите точно количество нитратна сол. Не забравяйте да вземете предвид теглото на вашия измервателен съд.

  • Задължителна за този експеримент е колба с варене с кръгло дъно. Извитата повърхност и заостреното устие на колбата ще попречат на изпарената азотна киселина да излезе по време на процеса на дестилация.
  • Можете също да използвате натриев или амониев нитрат, ако ги имате, въпреки че чистотата на получената киселина може да бъде значително по -ниска.
Направете азотна киселина Стъпка 8
Направете азотна киселина Стъпка 8

Стъпка 2. Добавете 60-65 милилитра (2.0-2.2 fl oz) концентрирана сярна киселина

Изсипете киселината във врящата колба с помощта на пластмасова фуния. Ако нямате удобна фуния, можете да използвате и инструмент за капкомер, при условие че е обозначен с точни стъпки за измерване на течността.

  • Работете под аспиратор или в добре проветриво външно пространство и не забравяйте да сложите ръкавици и предпазни очила, преди да боравите с някой от необходимите химикали.
  • Колкото по -голяма е чистотата на вашата киселина, толкова по -добре. Използването на сярна киселина, разредена с вода, ще доведе до по -слаба азотна киселина.

Бакшиш:

Ако случайно влезете в пряк контакт с киселина, промийте засегнатата зона със студена вода за поне 15-20 минути.

Направете азотна киселина Стъпка 9
Направете азотна киселина Стъпка 9

Стъпка 3. Поставете празен стъклен съд и кондензатор за дестилация

Поставете неподвижна глава със стъклена запушалка в устието на кипящата колба. Свържете ъгловия ствол на неподвижната глава към тръбата на кондензатора. Поставете долния край на кондензатора над отвора на празния контейнер.

  • Можете да вземете основен комплект за дестилация, пълен с всичко необходимо за извършване на собствена химическа дестилация у дома, от всеки магазин за химикали.
  • Проверете отново дали запушалките на вашия дестилационен апарат са здраво закрепени. Ако не са, възможно е изтичането на вредни изпарения.
Направете азотна киселина Стъпка 10
Направете азотна киселина Стъпка 10

Стъпка 4. Загрейте киселинната смес за около 1 час

Включете горелката или котлона, след това седнете и гледайте как се случва магията. Тъй като киселинната смес се нагрява, нитратната сол и сярната киселина ще реагират, за да произведат бисулфат и течна азотна киселина. След това азотната киселина ще се изпари и ще се премести в кондензатора, където ще се охлади на малки капчици, които ще се оттичат малко по малко в празния контейнер.

  • Ако имате термометър, поставете го в горната част на неподвижната глава и го следете, докато киселинната смес е върху източника на топлина. Температурата в кипящата колба ще варира до известна степен, но в идеалния случай тя трябва да остане точно около точката на кипене на киселината, 337 ° C (639 ° F).
  • Може да забележите, че концентрираната азотна киселина развива жълтеникав оттенък, докато се събира. Това е нормален страничен ефект от замърсяването с водороден диоксид. Киселината все още ще бъде достатъчно чиста, за да се използва за различни цели.
Направете азотна киселина Стъпка 11
Направете азотна киселина Стъпка 11

Стъпка 5. Издухайте въздуха върху азотната си киселина, за да проверите нейната чистота

Вземете една гумена тръба или пластмасова сламка за пиене и поставете единия й край в устието на кипящата колба. Внимателно издухайте в другия край. Докато духате, следете киселината да отделя мъхливи, бледожълти изпарения. Значително изгаряне ще възникне само ако вашата азотна киселина има чистота по -голяма от около 80%. Поради този уникален ефект, азотната киселина с висока чистота понякога се нарича „димяща азотна киселина“.

  • Бъдете изключително внимателни да не вдишвате изпаренията. Това може да причини силно дразнене на дихателните пътища.
  • Ако носите латексови или нитрилови ръкавици, свалете ги, преди да тествате азотната си киселина. Може да звучи контраинтуитивно, но чистата азотна киселина всъщност може да причини латекс и нитрил да избухнат в пламъци!

Съвети

  • В случай на неочаквани злополуки винаги дръжте под ръка аптечка.
  • Азотната киселина е полезна за иницииране на химични реакции и производство на много други химични съединения в лабораторни условия.
  • Медта не е евтина, особено ако просто ще я стопите. Рециклирайте медта си, като добавите малки парчета алуминиево фолио към течните медни отпадъци, след което ги прецедете през хартиена кърпа, след като има възможност да се разтвори. Твърдите частици, оставени след това, ще бъдат мед с ниска чистота, който можете да използвате за други експерименти.

Предупреждения

  • Някои от описаните тук процедури могат да бъдат опасни, ако не се изпълняват отговорно. Поради тази причина те са най -добре оставени на опитни химици и лабораторен персонал. Ако за първи път провеждате химически експеримент, помислете за по -прост проект, като промяна на рН на водата или неутрализиране на лимонена киселина.
  • Потърсете незабавно медицинска помощ, ако забележите парене, подуване, сърбеж или дразнене в резултат на излагане на химикали. Ако не се лекува, химическите изгаряния могат да доведат до по -сериозни симптоми, включително шок.

Препоръчано: