Salpetersuur is 'n sterk minerale suur wat gebruik word om kunsmis, kleurstowwe en hoë plofstof te maak. Die bytende, kleurlose vloeistof word tipies op industriële skaal vervaardig met behulp van hoogs gespesialiseerde chemiese prosesse en toerusting. Dit is egter ook moontlik om salpetersuur in verskillende suiwerhede te maak met gewone laboratoriummateriaal, soos nitraat soute, swaelsuur en koper. Sommige van die stowwe wat vir hierdie eksperiment benodig word, is korrosief, dus trek die regte veiligheidsuitrusting aan voordat u dit hanteer. Dit sal ook nie skade doen om u laboratoriumveiligheidsprosedures op te vang nie, sodat u voorbereid is in geval van 'n ongeluk.
Stappe
Metode 1 van 2: Die verkryging van salpetersuur uit koper
Stap 1. Los 80 gram (2,8 oz) nitraat sout op in 50 milliliter (1,7 fl oz) water
Begin deur u nitraat sout in 'n klein houer te meng. Giet dan al die water gelyktydig. Draai die mengsel in die houer om dit vinniger op te los.
- Dit is belangrik om gedistilleerde water eerder as gewone kraanwater te gebruik. Die meeste kraanwater bevat spore van ander chemikalieë wat die samestelling van die suur wat jy produseer kan weggooi.
- Vir die doeleindes van hierdie eksperiment is dit die maklikste om natriumnitraat, kaliumnitraat of ammoniumnitraat te gebruik. Al hierdie chemikalieë is geredelik beskikbaar by enige aanlyn chemievoorraadwinkel.
- Sommige chemiese voorraadwinkels verkoop slegs aan instellings, nie aan individue nie. Dit kan dit moeilik maak om die items wat u benodig, in die hande te kry, tensy u 'n onderwyser of toesighouer dit namens u bestel.
Stap 2. Voeg 100 milliliter (3,4 fl oz) soutsuur by
Meet die suur in 'n gegradeerde silinder om te verseker dat u die regte hoeveelheid gebruik. Dra die suur versigtig oor na die nitraat soutoplossing, wees versigtig om nie te laat mors of spat nie. Draai die inhoud van die houer weer om jou chemiese komponente te meng.
- U kan 'n bottel gekonsentreerde soutsuur koop vir ongeveer $ 1 per ons (29,57 ml).
- Dit is 'n goeie idee om onder 'n afzuigkap te werk of u toerusting in 'n goed geventileerde oop ruimte op te sit, aangesien u toetsmateriaal sterk dampe sal afgee wanneer dit met die suur in aanraking kom.
Waarskuwing:
Dra altyd handskoene en veiligheidsbril wanneer u met sure werk. Veral soutsuur is baie korrosief-sonder behoorlike beskerming, maar selfs 'n klein druppel op u vel kan ernstige brandwonde veroorsaak.
Stap 3. Vul 'n tweede groter houer met 50 milliliter water
Giet net genoeg water om die bodem van die tweede houer te bedek. U gebruik hierdie houer om u menghouer te nestel en mors of oorloop te voorkom, dus maak seker dat dit groot genoeg is om u toetsmateriaal gemaklik te hou.
- Ideaal gesproke sal u tweede houer ook effens langer wees as die mengbak.
- As u 'n beker van 250 ml as mengbak gebruik, kan u dit in 'n beker van 1 000 ml plaas om genoeg ruimte te laat.
Stap 4. Plaas die mengbak onderaan die groter houer
Plaas die mengbak saggies in die vlak water. Kontroleer dit ten minste 1⁄4 duim (0,64 cm) water word steeds rondom alle kante van die menghouer blootgestel. As dit nie die geval is nie, soek 'n groter houer om dit in te pas.
Stap 5. Voeg ten minste 32 gram (1,1 oz) koper by die suurmengsel
Gebruik indien moontlik 99% suiwer koper korrels van laboratoriumkwaliteit. Weeg die korrels op 'n presiese skaal in 'n ligte houer, en sorg dat u die houer self eers weeg en die gewig daarvan aftrek van die finale lesing. As u ten minste 32 gram het, gooi u die koper in die mengbak.
- As u nie koperkorrels kan koop nie, kan u ook koperskyfies, skaafsels, draad of selfs muntstukke gebruik. Hou egter in gedagte dat die suurmengsel die koper meestal sal oplos, sodat u dit nie terugkry nie.
- Koper is nodig om die oksidasie reaksie wat uiteindelik salpetersuur sal oplewer, te begin.
Stap 6. Bedek die mengbak met 'n aparte houer en wag ongeveer 1 uur
Die derde houer vang die stikstofdioksied wat gegenereer word namate die koper in die suurmengsel oplos. Die gas vloei dan uit die menghouer en borrel deur die water in die houer en produseer salpetersuur.
- 'N Beker van een of twee groottes moet perfek oor jou mengbak pas. U kan ook 'n messelkruik of ander drinkhouer gebruik, mits dit van glas gemaak is.
- Dit kan help om 'n klein, swaar voorwerp, soos 'n boek of stuk hout, oor die houer te hou om dit vas te hou en te verhoed dat dit waai terwyl die ontsnapende gas dit opwaarts dwing.
- Die salpetersuur wat u met hierdie metode produseer, is slegs ongeveer 40-60% suiwer. Om suur van hoër suiwerheid te maak, moet u dit distilleer met nitraat soute en swaelsuur.
Metode 2 van 2: Suiwer salpetersuur distilleer
Stap 1. Meet 80 gram (2,8 oz) suiwer kaliumnitraat in 'n kokende fles
Die mengsel van kaliumnitraat en swaelsuur produseer salpetersuur met die hoogste suiwerheid. Gebruik 'n presiese skaal om 'n presiese hoeveelheid nitraat sout uit te deel. Moenie vergeet om die gewig van u maathouer in ag te neem nie.
- 'N Rondkolfkolf is 'n moet vir hierdie eksperiment. Die geboë oppervlak en die tapse mond van die kolf sal verhoed dat die ingedampte salpetersuur tydens die distillasieproses ontsnap.
- U kan ook natrium- of ammoniumnitraat gebruik as u dit het, hoewel die suurheid van die resulterende suur aansienlik laer kan wees.
Stap 2. Voeg 60–65 milliliter (2,0–2,2 fl oz) gekonsentreerde swaelsuur by
Giet die suur in die kookkolf met 'n plastiek tregter. As u nie 'n tregter byderhand het nie, kan u ook 'n druppelgereedskap gebruik, mits dit op presiese stappe vir vloeistofmeting aangedui is.
- Werk onder 'n afzuigkap of in 'n goed geventileerde buitelugruimte en trek handskoene en veiligheidsbril aan voordat u enige van die vereiste chemikalieë hanteer.
- Hoe groter die suiwerheid van u suur, hoe beter. Die gebruik van swaelsuur wat met water verdun is, sal swakker salpetersuur tot gevolg hê.
Wenk:
As u per ongeluk direk met 'n suur in aanraking kom, spoel die aangetaste gebied ten minste 15-20 minute met koue water.
Stap 3. Stel 'n leë glashouer en 'n kondensor op vir distillasie
Steek 'n stil kop met 'n glasprop in die mond van die kookkolf. Verbind die hoek van die stilkop met 'n kondensorbuis. Plaas die onderkant van die kondensor oor die opening van die leë houer.
- U kan 'n basiese distillasiestel, met alles wat u nodig het om u eie chemiese distillasies tuis te kry, by enige winkel in die chemie -voorraad afhaal.
- Kontroleer of die stoppers op u distillasie-apparaat veilig is. As dit nie die geval is nie, kan skadelike dampe uitlek.
Stap 4. Verhit die suurmengsel vir ongeveer 1 uur
Skakel u brander of kookplaat aan, sit dan terug en kyk hoe die magie gebeur. Namate die suurmengsel verhit word, reageer die nitraat sout en swaelsuur om bisulfaat en vloeibare salpetersuur te produseer. Die salpetersuur word dan verdamp en in die kondensor beweeg, waar dit afkoel tot klein druppeltjies wat bietjie-bietjie in die leë houer sal dreineer.
- As u 'n termometer het, plaas dit bo -op die stilstaande kop en hou dit dop terwyl die suurmengsel op die hittebron is. Die temperatuur binne -in die kookkolf sal effens wissel, maar dit moet verkieslik net rondom die kookpunt van die suur, 337 ° C (639 ° F), bly.
- U kan sien dat die gekonsentreerde salpetersuur 'n gelerige kleur kry terwyl dit versamel. Dit is 'n normale newe-effek van waterstofdioksiedbesmetting. Die suur sal steeds suiwer genoeg wees om vir verskillende doeleindes te gebruik.
Stap 5. Blaas lug op jou salpetersuur om die suiwerheid daarvan te toets
Neem 'n lengte rubberbuis of 'n plastiekstrooitjie en plaas die een kant in die mond van die kookkolf. Blaas saggies in die ander kant. Terwyl jy blaas, kyk of die suur skerp, liggeel dampe afgee. Aansienlike rook kan slegs plaasvind as u salpetersuur 'n suiwerheid van meer as ongeveer 80%het. As gevolg van hierdie unieke effek word salpeterzuur met 'n hoë suiwerheid soms 'rookende salpetersuur' genoem.
- Wees uiters versigtig om nie die dampe in te asem nie. Dit kan ernstige irritasie van u lugweë veroorsaak.
- As u latex- of nitrilhandskoene dra, trek dit uit voordat u salpetersuur toets. Dit klink dalk teen -intuïtief, maar suiwer salpetersuur kan eintlik latex en nitril laat vlamvat!
Wenke
- Hou altyd 'n noodhulpkissie byderhand in u werkarea in geval van onverwagte ongelukke.
- Salpetersuur is nuttig vir die aanvang van chemiese reaksies en die vervaardiging van baie ander chemiese verbindings in 'n laboratorium.
- Koper is nie goedkoop nie, veral as u dit net wil laat smelt. Hersien u koper deur klein stukkies aluminiumfoelie by die vloeibare koperafval te voeg en dan deur 'n papierhanddoek te druk sodra dit die kans gehad het om op te los. Die vaste stukkies wat agtergelaat word, is koper met 'n lae suiwerheid, wat u vir ander eksperimente kan gebruik.
Waarskuwings
- Sommige van die prosedures wat hier beskryf word, kan gevaarlik wees as dit nie verantwoordelik uitgevoer word nie. Om hierdie rede word dit die beste aan ervare aptekers en laboratoriumpersoneel oorgelaat. As dit die eerste keer is dat u 'n chemie -eksperiment doen, oorweeg dit 'n eenvoudiger projek, soos om die pH van water te verander of sitroensuur te neutraliseer.
- Soek onmiddellike mediese hulp as u brand, swelling, jeuk of irritasie sien as gevolg van blootstelling aan chemikalieë. As dit nie behandel word nie, kan chemiese brandwonde tot meer ernstige simptome lei, insluitend skok.