Bør du tilsette syre i vannet?

Syreløsninger, spesielt de av noen sterke syrer som svovelsyre og salpetersyre, er blant de mest brukte løsningene i laboratoriet til forskjellige formål. Av denne grunn er det viktig å vite hvordan de skal tilberedes riktig, spesielt med tanke på hvor farlige disse stoffene kan være når de er svært konsentrert.

En løsning er en homogen blanding mellom to eller flere komponenter, hvorav den ene fungerer som løsningsmiddel. Selv om tilberedningen kan virke enkel, er det ikke en enkel sak å blande to komponenter i riktige proporsjoner, og det er det. Faktisk er rekkefølgen komponentene blandes i og de mellomliggende trinnene som må utføres når de blandes, av betydning, selv om sluttresultatet er nøyaktig det samme.

Dette får oss til å spørre oss selv når vi tilbereder en løsning av en sterk syre, hva skal vi tilsette først, syren (oppløst stoff) eller vannet (løsningsmiddel)? Skal vi med andre ord tilsette vannet i syren, eller skal vi gjøre det omvendt?

Svaret er at når vi tilbereder en sur løsning, bør vi alltid starte med å tilsette rent vann og deretter sakte tilsette syren til vannet . I de følgende avsnittene vil vi lære hvorfor det er farlig å tilberede sterke syreløsninger, hva er de tilknyttede risikoene, hvilke sikkerhetstiltak vi alltid bør ta når vi arbeider med denne klassen av stoffer, og hva er trinnene som er nødvendige for å tilberede syreløsninger på en sikker måte trygt.

Risikoen ved å tilberede sterke sure løsninger

Måten en løsning fremstilles på er spesielt relevant ved fremstilling av løsninger fra konsentrerte syrer. Å gjøre det på feil måte eller i feil rekkefølge kan være svært farlig, og føre til mulig sterkt syresøl eller farlige sprut som kan forårsake alvorlige brannskader på hud, øyne eller slimhinner.

Årsaken bak dette er at oppløsnings- og ioniseringsprosessen til en sterk syre er veldig eksoterm (dvs. den frigjør mye varme). Hvis det ikke tas riktige forholdsregler, kan all denne varmen konsentreres i et lite volum vann, raskt varme det opp til kokepunktet og forårsake en voldsom koking av løsningen som sprayer konsentrert syre i alle retninger. Disse sprutene kan være svært farlige, og hvis vi ikke er forsiktige, kan vi bli blinde eller i beste fall merkes av et brannsår på huden.

Hvordan unngå sprut ved fortynning av konsentrerte sterke syrer?

Nøkkelen til å forberede løsningen på en sikker måte er å forstå hva som forårsaker sprut slik at du kan unngå det. Som vi nettopp har sett er problemet den store mengden varme som frigjøres ved å løse opp og ionisere syren i vannet.

Det er ikke mulig å forhindre at denne varmen frigjøres, men vi kan enten få den til å frigjøres på en kontrollert måte, eller vi kan ta skritt for å spre all varmen raskt, og dermed forhindre at løsningen blir varm nok til å koke. Følgende er tre forskjellige måter å nå disse målene på.

1 Bland sakte

Den første kan oppnås ved å blande de to komponentene, vann og syre, veldig sakte. Dette vil begrense mengden varme som frigjøres, noe som gir varmen tid til å strømme fra løsningen inn i hetteglasset, kolben eller begeret der vi tilbereder løsningen.

2 Tilsett syre i vann og ikke omvendt

Det andre kan vi enkelt oppnå ved først å tilsette en god mengde rent vann som en pute og deretter tilsette syren til vannet under konstant omrøring. Siden syren i dette tilfellet blir oppløst i et veldig stort volum vann, fordeles varmen over en mye større masse og forårsaker ikke den dramatiske temperaturstigningen som fører til sprut.

3 Bruk et isbad

Et annet ekstra tiltak som kan tas er å tilberede løsningen i en beholder nedsenket i et isvannbad. Den lave temperaturen krever mer varme for å koke opp. I tillegg akselererer den store temperaturforskjellen mellom punktet der de to komponentene blandes og isbadet varmestrømmen fra løsningen til isbadet, noe som får løsningen til å avkjøles raskere og dermed sprer all varmen som frigjøres. blande.

4 Alt ovenfor

Det er ingen grunn til å velge kun ett av de ovennevnte tiltakene, så hvis vi vil være mer sikre kan vi kombinere dem alle. Det vil si at vi først tilsetter en pute med vann og tilsetter deretter syren sakte og under konstant omrøring mens vi holder alt kjølig i et isbad.

Ytterligere sikkerhetstiltak ved tilberedning av sterke syreløsninger fra konsentrert syre

Å tilberede en syreløsning etter anbefalingene ovenfor minimerer sjansene for ulykker. Det opphever dem imidlertid ikke fullstendig. Det er alltid mulig at noe går galt, og det er derfor det er nødvendig å ta andre ekstra sikkerhetstiltak som er vanlige i ethvert vitenskapelig laboratorium.

Disse tiltakene er:

• Bruk laboratoriehansker: lateks- eller neoprenhansker er motstandsdyktige mot mange aggressive kjemikalier som sterke syrer. Ved å bruke hansker kan vi trygt håndtere instrumentene som kommer i kontakt med disse stoffene, og dermed beskytte hendene våre mot brannskader.
• Bruk alltid en laboratoriefrakk: Laboratoriefrakken bidrar til å beskytte det meste av huden vår mot kontakt med kjemiske stoffer som kan sprute på oss. I tilfelle sprut er det også lett å fjerne uten å komme i kontakt med det berørte området.
• Bruk vernebriller: Øynene er svært sarte organer og en sterk syreforbrenning vil sannsynligvis føre til delvis eller fullstendig synstap, noe som kan unngås ved å bruke briller.
• Sørg for at nødøyeskyllingen fungerer: hvert laboratorium bør ha en øyeskyll som sender ut to vannstråler for raskt å fjerne eventuelle sprut uten å måtte bruke hendene. Dette sikkerhetsutstyret bør kontrolleres med jevne mellomrom for å sikre at det fungerer som det skal.
• Ha en nøytraliserende løsning for hånden: Et annet viktig sikkerhetstiltak er å alltid ha en 5 % eller 10 % vandig løsning av natriumbikarbonat for hånden . Denne løsningen brukes til raskt å nøytralisere syresøl, og unngå mulige ytterligere ulykker.
• Arbeid i avtrekksskap: mange konsentrerte syrer ryker. Dette betyr at inne i flasken er væskefasen i likevekt med syren eller anhydridet som genererer den i gassfasen. Avdekk flasken, dampene kan være svært irriterende for øynene og luftveiene, så det anbefales kun å avdekke disse konsentrerte reagensene inne i et avtrekksskap.

Referanser

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

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

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

Autonome universitetet i Madrid. (nd). FREMSTILLING AV LØSNINGER OG BRUK AV STØIKIOMETRI TIL EN KJEMISK REAKSJON . http://www.qfa.uam.es/qb/practicas/P1-guion.pdf

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

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