איך מכינים חומצה חנקתית?
כאשר תערובת החומצה מתחממת, המלח החנקתי וחומצת הגופרית יגיבו לייצור ביסולפט וחומצה חנקתית נוזלית.
חומצה חנקתית היא סוג של חומצה מינרלית חזקה המשמשת לייצור דברים כמו דשנים, צבעים ונפצים גבוהים. הנוזל הקאוסטי וחסר הצבע מיוצר בדרך כלל בקנה מידה תעשייתי תוך שימוש בתהליכים כימיים מיוחדים במיוחד. עם זאת, ניתן גם להכין חומצה חנקתית בטוהרים שונים עם חומרי מעבדה נפוצים, כמו מלחי חנקה, חומצה גופרתית ונחושת. חלק מהחומרים הנדרשים לניסוי זה מאכלים, לכן הקפד ללבוש את ציוד הבטיחות המתאים לפני הטיפול בהם. זה גם לא יזיק להבריש את נהלי הבטיחות במעבדה, כך שתהיה מוכן במקרה של תאונה.
שיטה 1 מתוך 2: הפקת חומצה חנקתית מנחושת
- 1ממיסים 80 גרם (2,8 עוז) מלח חנקתי ב 50 מיליליטר (1,7 fl oz) מים. התחל על ידי חלוקת מלח החנקות שלך למיכל ערבוב זכוכית קטן. ואז שופכים את כל המים בבת אחת. מערבול את התערובת בתוך המיכל כדי לעזור לה להתמוסס מהר יותר.
- חשוב להשתמש במים מזוקקים ולא במי ברז רגילים. רוב מי הברז מכילים עקבות של כימיקלים אחרים שיכולים לזרוק את הרכב החומצה שאתה מייצר.
- למטרות ניסוי זה, יהיה הכי קל להשתמש בנתרן חנקתי, אשלגן חנקתי או אמוניום חנקתי. כל הכימיקלים האלה זמינים בכל חנות מקוונת לאספקת כימיה.
- יש חנויות לאספקת כימיה שמוכרות רק למוסדות ולא ליחידים. זה עשוי להקשות לשים את היד על הפריטים שאתה צריך אלא אם כן יש לך מורה או מפקח להזמין אותם בשמך.
- 2הוסף 100 מיליליטר (3,4 fl oz) של חומצה הידרוכלורית. מדוד את החומצה בגליל מדורג כדי להבטיח שאתה משתמש בדיוק בכמות הנכונה. העבירו את החומצה לתמיסת מלח החנקתי בזהירות, והקפידו שלא לתת לה להישפך או להתיז. מערבולת את תכולת המכל שוב כדי לערבב את המרכיבים הכימיים שלך.
- אתה יכול לקנות בקבוק חומצה הידרוכלורית מרוכזת בסביבות 0,70 € לגרם (29,57 מ"ל).
- מומלץ לעבוד מתחת למכסה המנוע או להקים את הציוד שלך באזור פתוח מאוורר, מכיוון שחומרי הבדיקה שלך יפלוטו אדים חזקים כאשר יובאו במגע עם החומצה.
אזהרה: לבש תמיד כפפות ומשקפי מגן בעת עבודה עם חומצות. חומצה הידרוכלורית בפרט מאוד מאכלת - ללא הגנה מתאימה, אפילו טיפה קטנה על עורך עלולה לגרום לכוויות חמורות.
- 3מלא מיכל שני גדול יותר עם 50 מיליליטר מים. יוצקים רק מספיק מים כדי לכסות את תחתית המכל השני. אתה תשתמש במיכל זה כדי לקנן את מיכל הערבוב שלך ולמנוע זליגה או הצפה, כדי לוודא שהוא גדול מספיק כדי להחזיק את חומרי הבדיקה שלך בנוחות.
- באופן אידיאלי, גם המכל השני שלך יהיה מעט גבוה יותר ממיכל הערבוב שלך.
- אם אתה משתמש בכוס 250 מ"ל כמיכל הערבוב שלך, ייתכן שתניח אותו בכוס של 1000 מ"ל על מנת להשאיר כמות מספקת של מקום.
- 4הניחו את מיכל הערבוב בתחתית המיכל הגדול יותר. הניחו את מיכל הערבוב בעדינות במים הרדודים. ודא כי לפחות 1/4 אינץ '(0,64 ס"מ) של מים עדיין חשוף סביב כל הצדדים של מיכל ערבוב. אם לא, מצא מיכל גדול יותר שיתאים לתוכו.
- 5הוסיפו לפחות 32 גרם נחושת לתערובת החומצה. במידת האפשר, השתמש בכדורי נחושת טהורים בכיתה 99%. שקלו את הכדורים בקנה מידה מדויק במיכל קל משקל, וודאו לשקול תחילה את המיכל עצמו ולהחסיר את משקלו מהקריאה הסופית. כשיש לך מינימום 32 גרם, זרוק את הנחושת למיכל הערבוב שלך.
- אם אינך מוצא כדורי נחושת לרכישה, תוכל גם להשתמש בשבבי נחושת, שבבי, תיל או אפילו מטבעות. עם זאת, זכור כי תערובת החומצה תמיס בעיקר את הנחושת, כך שלא תקבל אותה בחזרה.
- נחושת נחוצה בכדי להתחיל את תגובת החמצון שתניב בסופו של דבר חומצה חנקתית.
- 6מכסים את מיכל הערבוב במיכל נפרד וממתינים כשעה. המכל השלישי ילכוד את החנקן הדו חמצני שנוצר כשהנחושת מתמוססת בתערובת החומצה. לאחר מכן יזרום הגז ממיכל הערבוב ויעבור דרך המים במיכל ההחזקה וייצר חומצה חנקתית.
- כוס בגודל אחד או שניים מעלה צריכה להתאים בצורה מושלמת מעל מיכל הערבוב שלך. אתה יכול גם להשתמש בצנצנת בנייה או במיכל שתייה אחר, בתנאי שהוא עשוי מזכוכית.
- זה עשוי לעזור לנוח חפץ קטן וכבד, כמו ספר או פיסת עץ גרוטאות, מעל מיכל הכיסוי כדי להחזיק אותו ולמנוע ממנו להתנודד כשהגז הנמלט מכריח אותו כלפי מעלה.
- החומצה החנקתית שאתה מייצר בשיטה זו תהיה טהורה בסביבות 40-60% בלבד. כדי להכין חומצה בעלת טוהר גבוה יותר, יהיה עליכם לזקק אותה באמצעות מלחי ניטראט וחומצה גופרתית.
בגלל אפקט ייחודי זה, חומצה חנקתית עם טוהר גבוהה מכונה לפעמים "חומצה חנקתית מקריחה".
שיטה 2 מתוך 2: זיקוק חומצה חנקתית טהורה
- 1מדוד 80 גרם (2,8 עוז) של אשלגן חנקתי טהור בבקבוק רותח. תערובת אשלגן חנקתי וחומצה גופרתית נוטה לייצר חומצה חנקתית בדרגת הטוהר הגבוהה ביותר. השתמש בסולם מדויק כדי לחלק כמות מדויקת של מלח חנקתי. אל תשכח להסביר את משקל מיכל המדידה שלך.
- בקבוק רותח תחתון עגול הוא חובה לניסוי זה. המשטח המעוקל והפה מחודד של הבקבוק ימנעו את חומצת חנקתית התאדתה לברוח במהלך תהליך הזיקוק.
- אתה יכול גם להשתמש בנתרן או אמוניום חנקתי אם יש לך אותם, אם כי טוהר החומצה שהתקבל עשוי להיות נמוך משמעותית.
- 2הוסף 60-65 מיליליטר (2,0-2,2 fl oz) של חומצה גופרתית מרוכזת. יוצקים את החומצה לבקבוק הרותח בעזרת משפך פלסטיק. אם אין לך משפך נוח, אתה יכול גם להשתמש בכלי טפטפת, בתנאי שהוא מתויג עם תוספות מדויקות למדידת נוזלים.
- עבוד מתחת למנדף או בחלל מאוורר היטב, והקפד ללבוש כפפות ומשקפי מגן לפני הטיפול באחד מכימיקלים הנדרשים.
- ככל שטוהר החומצה שלך גדול יותר, כן ייטב. שימוש בחומצה גופרתית שדוללה במים יביא לחומצה חנקתית חלשה יותר.
טיפ: אם במקרה באתם במגע ישיר עם חומצה, שטפו את האזור הפגוע במים קרים למשך 15-20 דקות לפחות.
- 3הגדר מיכל זכוכית ריק וקבל לזיקוק. הכניסו ראש דומם עם פקק זכוכית אל פי הבקבוקון הרותח. חבר את הגזע הזוויתי של הדומם לצינור מעבה. מקם את הקצה התחתון של הקבל מעל פתח המיכל הריק.
- אתה יכול לאסוף ערכת זיקוק בסיסית, עם כל מה שאתה צריך בכדי לבצע זיקוקים כימיים משלך בבית, מכל חנות לאספקת כימיה.
- בדוק פעמיים שהפקקים במנגנון הזיקוק שלך תקינים. אם לא, יתכן כי אדי מזיק דולפים.
- 4מחממים את תערובת החומצה כשעה. הפעל את המבער או את הפלטה, ואז שב וראה את הקסם קורה. כאשר תערובת החומצה מתחממת, המלח החנקתי וחומצת הגופרית יגיבו לייצור ביסולפט וחומצה חנקתית נוזלית. חומצת החנקן תתאדה ואז תעבור למעבה, שם היא תתקרר לטיפות קטנות שתנקז מעט-טיפה למיכל הריק.
- אם יש לכם מדחום, התאימו אותו לראש הדממה ופקחו עליו בזמן שתערובת החומצה נמצאת על מקור החום. הטמפרטורה בתוך הבקבוקון הרותח תשתנה במקצת, אך באופן אידיאלי היא צריכה להישאר ממש סביב נקודת הרתיחה של החומצה, 337°C.
- יתכן שתבחין בחומצה החנקתית המרוכזת המפתחת גוון צהבהב בזמן שהיא נאספת. זוהי תופעת לוואי רגילה של זיהום מימן דו חמצני. החומצה עדיין תהיה טהורה מספיק לשימוש למגוון מטרות.
- 5נשף אוויר על חומצת החנקן שלך כדי לבדוק את טוהר שלה. קח אורך של צינורות גומי או קש שתייה מפלסטיק והנח קצה אחד בתוך פתח הבקבוקון הרותח. נשוף בעדינות לקצה השני. כשאתה נושף, צפה שהחומצה תפיג אדים חיוורים וצהובים. הקאה משמעותית תתרחש רק אם לחומצה החנקתית שלך יש טוהר העולה על כ- 80%. בגלל אפקט ייחודי זה, חומצה חנקתית עם טוהר גבוהה מכונה לפעמים "חומצה חנקתית מקריחה".
- היזהר ביותר שלא לשאוף את האדים. פעולה זו עלולה לגרום לגירוי חמור בדרכי הנשימה שלך.
- אם אתה לובש כפפות לטקס או ניטריל, הסר אותם לפני שתבדוק את החומצה החנקתית שלך. זה אולי נשמע לא אינטואיטיבי, אבל חומצה חנקתית טהורה יכולה לגרום לטקס וניטריל להתפרץ בלהבות!
תערובת אשלגן חנקתי וחומצה גופרתית נוטה לייצר חומצה חנקתית בדרגת הטוהר הגבוהה ביותר.
- שמור תמיד ערכת עזרה ראשונה בקרבת מקום באזור העבודה שלך במקרה של תקלות בלתי צפויות.
- חומצה חנקתית שימושית ליזום תגובות כימיות וייצור תרכובות כימיות רבות אחרות במעבדה.
- נחושת לא זולה, במיוחד אם אתה רק הולך להמיס אותה. מחזר את הנחושת שלך על ידי הוספת חתיכות קטנות של נייר אלומיניום לפסולת הנחושת הנוזלית, ואז מסנן אותו דרך מגבת נייר לאחר שהייתה לו אפשרות להתמוסס. החלקים המוצקים שנותרו מאחור יהיו נחושת עם טוהר נמוך, שתוכלו להשתמש בהם לניסויים אחרים.
- פנה לטיפול רפואי מיידי אם אתה מבחין בשריפה, נפיחות, גירוד או גירוי כתוצאה מחשיפה לכימיקלים. אם לא מטפלים בהם, כוויות כימיות עלולות להוביל לתסמינים חמורים יותר, כולל הלם.
- חלק מההליכים המתוארים כאן עלולים להיות מסוכנים אם לא מבצעים אותם באחריות. מסיבה זו, עדיף להשאיר כימאים מנוסים ואנשי מעבדה. אם זו הפעם הראשונה שאתה מבצע ניסוי בכימיה, שקול פרויקט פשוט יותר, כמו שינוי pH של מים או נטרול חומצת לימון.
לאחר מכן יזרום הגז ממיכל הערבוב ויעבור דרך המים במיכל ההחזקה וייצר חומצה חנקתית.
הפקת חומצה חנקתית מנחושת
- מלחי ניטראט
- מים מזוקקים
- חומצה הידרוכלורית
- כדורי נחושת
- כלי זכוכית מעבדה שונים
- משורה
- סולם דיוק
- מכסה מנוע
- כפפות גומי
- משקפי מגן
- מטבעות נחושת (אופציונלי - טהרת 90% ומעלה)
זיקוק חומצה חנקתית טהורה
- אשלגן חנקתי
- חומצה גופרתית מרוכזת
- בקבוק רותח תחתון עגול
- משורה
- סולם דיוק
- משפך פלסטיק או כלי טפטפת
- ציוד זיקוק
- מקור חום
- צינורות גומי או קש שתייה מפלסטיק
- מכסה מנוע
- כפפות גומי
- משקפי מגן
- מדחום (אופציונלי)
