Ska man tillsätta syra i vattnet?

Sura lösningar, särskilt de av vissa starka syror som svavelsyra och salpetersyra, är bland de mest använda lösningarna i laboratoriet för olika ändamål. Av denna anledning är det viktigt att veta hur man förbereder dem på rätt sätt, särskilt med tanke på hur farliga dessa ämnen kan vara när de är mycket koncentrerade.

En lösning är en homogen blandning mellan två eller flera komponenter, varav en fungerar som lösningsmedel. Även om dess framställning kan verka enkel, är det inte en enkel fråga att blanda två komponenter i rätt proportioner och det är allt. Faktum är att den ordning i vilken komponenterna blandas och de mellansteg som måste utföras när de blandas spelar roll, även om slutresultatet är exakt detsamma.

Detta får oss att fråga oss själva när vi förbereder en lösning av en stark syra, vad ska vi tillsätta först, syran (löst ämne) eller vattnet (lösningsmedlet)? Med andra ord, ska vi tillsätta vattnet till syran, eller ska vi göra det tvärtom?

Svaret är att när vi förbereder en sur lösning bör vi alltid börja med att tillsätta rent vatten och sedan långsamt tillsätta syran i vattnet . I de följande avsnitten kommer vi att lära oss varför det är farligt att bereda starka sura lösningar, vilka risker är förknippade med dem, vilka säkerhetsåtgärder vi alltid bör vidta när vi arbetar med denna klass av ämnen och vilka steg som är nödvändiga för att bereda sura lösningar på ett säkert sätt säker.

Riskerna med att bereda starka sura lösningar

Sättet på vilket en lösning framställs är särskilt relevant vid framställning av lösningar från koncentrerade syror. Att göra det på fel sätt eller i fel ordning kan vara mycket farligt, vilket kan leda till kraftiga syror eller farliga stänk som kan orsaka allvarliga brännskador på hud, ögon eller slemhinnor.

Anledningen till detta är att upplösningen och joniseringsprocessen av en stark syra är mycket exoterm (dvs. den avger mycket värme). Om lämpliga försiktighetsåtgärder inte vidtas kan all denna värme koncentreras i en liten volym vatten, snabbt värma upp den till sin kokpunkt och orsaka en våldsam kokning av lösningen som sprejar koncentrerad syra i alla riktningar. Dessa stänk kan vara mycket farliga och om vi inte är försiktiga kan vi bli blinda eller i bästa fall märkas av en brännskada på huden.

Hur undviker man stänk vid spädning av koncentrerade starka syror?

Nyckeln till att förbereda lösningen på ett säkert sätt är att förstå vad som orsakar stänk så att du kan undvika det. Som vi nyss har sett är problemet den stora mängd värme som frigörs genom att syran i vattnet löses upp och joniseras.

Det är inte möjligt att förhindra denna värme från att frigöras, men vi kan antingen få den att frigöras på ett kontrollerat sätt, eller så kan vi vidta åtgärder för att avleda all värme snabbt och på så sätt förhindra att lösningen blir tillräckligt varm för att koka. Följande är tre olika sätt att uppnå dessa mål.

1 Blanda långsamt

Den första kan uppnås genom att blanda de två komponenterna, vatten och syra, mycket långsamt. Detta kommer att begränsa mängden värme som frigörs, vilket ger värmen tid att flöda från lösningen till flaskan, kolven eller bägaren där vi förbereder lösningen.

2 Tillsätt syra i vattnet och inte tvärtom

Det andra kan vi enkelt uppnå genom att först tillsätta en bra mängd rent vatten som en kudde och sedan tillsätta syran i vattnet under konstant omrörning. Eftersom syran i detta fall löses i en mycket stor volym vatten fördelas värmen över en mycket större massa och orsakar inte den dramatiska temperaturhöjningen som leder till stänk.

3 Använd ett isbad

En annan ytterligare åtgärd som kan vidtas är att bereda lösningen i en behållare nedsänkt i ett isvattenbad. Den låga temperaturen kräver mer värme för att koka upp. Dessutom påskyndar den stora temperaturskillnaden mellan punkten där de två komponenterna blandas och isbadet värmeflödet från lösningen till isbadet, vilket gör att lösningen svalnar snabbare och därmed försvinner all värme som frigörs. blanda.

4 Allt ovanstående

Det finns ingen anledning att välja endast en av ovanstående åtgärder, så om vi vill vara säkrare kan vi kombinera dem alla. Det vill säga, vi tillsätter först en kudde med vatten och tillsätter sedan syran långsamt och under konstant omrörning samtidigt som allt hålls svalt i ett isbad.

Ytterligare säkerhetsåtgärder vid beredning av starka sura lösningar från koncentrerad syra

Att förbereda en sur lösning enligt ovanstående rekommendationer minimerar risken för olyckor. Det upphäver dem dock inte helt. Det är alltid möjligt att något går fel, varför det är nödvändigt att vidta andra ytterligare säkerhetsåtgärder som är vanliga i alla vetenskapliga laboratorium.

Dessa åtgärder är:

• Använd laboratoriehandskar: latex- eller neoprenhandskar är resistenta mot många aggressiva kemikalier som starka syror. Genom att använda handskar kan vi säkert hantera de instrument som kommer i kontakt med dessa ämnen och på så sätt skydda våra händer från brännskador.
• Bär alltid en labbrock: Labbrocken hjälper till att skydda det mesta av vår hud från kontakt med kemiska ämnen som kan stänka på oss. Dessutom, vid stänk är det lätt att ta bort utan att komma i kontakt med det drabbade området.
• Använd skyddsglasögon: Ögonen är mycket ömtåliga organ och en stark syrabränna kommer sannolikt att resultera i partiell eller fullständig synförlust, vilket kan undvikas genom att bära glasögon.
• Se till att ögonsköljningen fungerar: varje laboratorium bör ha en ögonsköljning som sprutar ut två vattenstrålar för att snabbt ta bort eventuella stänk utan att behöva använda händerna. Denna säkerhetsutrustning bör kontrolleras regelbundet för att säkerställa att den fungerar korrekt.
• Ha en neutraliserande lösning till hands: En annan viktig säkerhetsåtgärd är att alltid ha en 5 % eller 10 % vattenlösning av natriumbikarbonat till hands . Denna lösning används för att snabbt neutralisera eventuellt syraspill och undvika eventuella ytterligare olyckor.
• Arbeta i ett dragskåp: många koncentrerade syror ryker. Det betyder att, inuti flaskan, är vätskefasen i jämvikt med syran eller anhydriden som genererar den i gasfasen. Avtäck flaskan, ångorna kan vara mycket irriterande för ögonen och andningsorganen, så det rekommenderas endast att avtäcka dessa koncentrerade reagenser inuti ett dragskåp.

Referenser

Fertiberia. (2005, 4 januari). Säkerhetsdatablad för salpetersyra (20% till 70% HNO3) . https://www.ecosmep.com/cabecera/upload/fichas/7819.pdf

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

Tragiskt. (2014, 4 augusti). Beredning av en lösning från en kommersiell syra . Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=hgZMMh6056s

Madrids autonoma universitet. (nd). BEREDNING AV LÖSNINGAR OCH ANVÄNDNING AV STOIKIOMETRI FÖR EN KEMISKA REAKTION . http://www.qfa.uam.es/qb/practicas/P1-guion.pdf

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

granne till picasso (2011, 6 oktober). Beredning av lösningar i laboratoriet . https://vecinadelpicasso.wordpress.com/2011/10/06/preparacion-de-dissoluciones-en-el-laboratorio/