Как сделать кислоту химия
Кислоты. Химические свойства и способы получения
Перед изучением этого раздела рекомендую прочитать следующую статью:
Кислоты – сложные вещества, которые при взаимодействии с водой образуют в качестве катионов только ионы Н + (или Н3О + ).
Получение кислот
1. Взаимодействие кислотных оксидов с водой. При этом с водой реагируют при обычных условиях только те оксиды, которым соответствует кислородсодержащая растворимая кислота.
кислотный оксид + вода = кислота
При этом оксид кремния (IV) с водой не реагирует:
2. Взаимодействие неметаллов с водородом. Таким образом получают только бескислородные кислоты.
Неметалл + водород = бескислородная кислота
H2 0 + Cl2 0 → 2 H + Cl —
3. Электролиз растворов солей. Как правило, для получения кислот электролизу подвергают растворы солей, образованных кислотным остатком кислородсодержащих кислот. Более подробно этот вопрос рассмотрен в статье Электролиз.
4. Кислоты образуются при взаимодействии других кислот с солями. При этом более сильная кислота вытесняет менее сильную.
Например: карбонат кальция CaCO3 (нерастворимая соль угольной кислоты) может реагировать с более сильной серной кислотой.
5. Кислоты можно получить окислением оксидов, других кислот и неметаллов в водном растворе кислородом или другими окислителями.
Химические свойства кислот
1. В водных растворах кислоты диссоциируют на катионы водорода Н + и анионы кислотных остатков. При этом сильные кислоты диссоциируют почти полностью, а слабые кислоты диссоциируют частично.
HCl → H + + Cl –
Если говорить точнее, происходит протолиз воды, и в растворе образуются ионы гидроксония:
HCl + H2O → H3O + + Cl –
Многоосновные кислоты диссоциируют cтупенчато.
HSO3 – ↔ H + + SO3 2–
2. Кислоты изменяют окраску индикатора. Водный раствор кислот окрашивает лакмус в красный цвет, метилоранж в красный цвет. Фенолфталеин не изменяет окраску в присутствии кислот.
С нерастворимыми основаниями и соответствующими им оксидами взаимодействуют только растворимые кислоты.
нерастворимое основание + растворимая кислота = соль + вода
основный оксид + растворимая кислота = соль + вода
При этом гидроксид меди (II) не взаимодействует с нерастворимой кремниевой кислотой.
С сильными основаниями (щелочами) и соответствующими им оксидами реагируют любые кислотами.
щёлочь(избыток)+ кислота = средняя соль + вода
щёлочь + многоосновная кислота(избыток) = кислая соль + вода
При этом дигидрофосфаты образуются в избытке кислоты, либо при мольном соотношении (соотношении количеств веществ) реагентов 1:1.
При мольном соотношении количества щелочи и кислоты 1:2 образуются гидрофосфаты:
В избытке щелочи, либо при мольном соотношении количества щелочи и кислоты 3:1 образуется фосфат щелочного металла.
4. Растворимые кислоты взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами.
Растворимая кислота + амфотерный оксид = соль + вода
Растворимая кислота + амфотерный гидроксид = соль + вода
5. Некоторые кислоты являются сильными восстановителями. Восстановителями являются кислоты, образованные неметаллами в минимальной или промежуточной степени окисления, которые могут повысить свою степень окисления (йодоводород HI, сернистая кислота H2SO3 и др.).
4H I — + 2 Cu +2 Cl2 → 4HCl + 2 Cu + I + I2 0
6. Кислоты взаимодействуют с солями.
Кислота1 + растворимая соль1 = соль2 + кислота2/оксид + вода
Ag + NO3 — + H + Cl — → Ag + Cl — ↓ + H + NO3 —
5. Кислоты взаимодействуют с кислыми и основными солями. При этом более сильные кислоты вытесняют менее сильные из кислых солей. Либо кислые соли реагируют с кислотами с образованием более кислых солей.
кислая соль1 + кислота1 = средняя соль2 + кислота2/оксид + вода
KHCO3 + HCl → KCl + CO2 + H2O
Ещё пример : гидрофосфат калия взаимодействует с фосфорной кислотой с образованием дигидрофосфата калия:
При взаимодействии основных солей с кислотами образуются средние соли. Более сильные кислоты также вытесняют менее сильные из солей.
Основные соли могут взаимодействовать с собственными кислотами. При этом вытеснения кислоты из соли не происходит, а просто образуются более средние соли.
Al (OH) Cl2 + HCl → AlCl3 + H2O
6. Кислоты взаимодействуют с металлами.
При этом протекает окислительно-восстановительная реакция. Однако минеральные кислоты и кислоты-окислители взаимодействуют по-разному.
К минеральным кислотам относятся соляная кислота HCl, разбавленная серная кислота H2SO4, фосфорная кислота H3PO4, плавиковая кислота HF, бромоводородная HBr и йодоводородная кислоты HI.
Такие кислоты взаимодействуют только с металлами, расположенными в ряду активности до водорода:
При взаимодействии минеральных кислот с металлами образуются соль и водород:
минеральная кислота + металл = соль + H2↑
Fe + 2 H + Cl → Fe +2 Cl2 + H2 0
Сероводородная кислота H2S, угольная H2CO3, сернистая H2SO3 и кремниевая H2SiO3 с металлами не взаимодействуют.
Кислоты-окислители (азотная кислота HNO3 любой концентрации и серная концентрированная кислота H2SO4(конц)) при взаимодействии с металлами водород не образуют, т.к. окислителем выступает не водород, а азот или сера. Продукты восстановления азотной или серной кислот бывают различными. Определять их лучше по специальным правилам. Эти правила подробно разобраны в статье Окислительно-восстановительные реакции. Я настоятельно рекомендую выучить их наизусть.
7. Некоторые кислоты разлагаются при нагревании.
Угольная H2CO3, сернистая H2SO3 и азотистая HNO2 кислоты разлагаются самопроизвольно, без нагревания:
Кремниевая H2SiO3, йодоводородная HI кислоты разлагаются при нагревании:
Азотная кислота HNO3 разлагается при нагревании или на свету:
Как получить соляную кислоту в домашних условиях: свойства и применение
Соляная кислота применяется в изготовлении некоторых ВВ. Сейчас является перекурсором, и приобрести ее в Химмаге не получится. Но ее достаточно просто изготовить в домашних условиях. Химически чистая концентрированная соляная кислота бесцветная, дымящаяся на воздухе жидкость (выделяется хлороводород) с резким запахом. Плотность соляной кислоты составляет 1.19, при концентрации 37 %.
Реактивы:
NaCl – поваренная соль. В принципе подойдет любой хлорид, KCl например.
H2SO4 – серная кислота. Обязательно концентрированная (обугливает спичку в холодном состоянии), вполне подойдет выпаренный электролит.
Защитное снаряжение:
Соляная кислота – ЗЛО! При попадании на кожу вызывает химические ожоги. На одежду ей тоже не следует попадать – разъедает мгновенно. Хлороводород ядовит! Получение соляной кислоты лучше производить на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении. Минимум защитных средств: 1. Резиновые перчатки (лучше как на фото). 2. Противогаз ну или респиратор (поможет вам быстро ликвидировать последствия возможной аварии без вреда для здоровья).
Оборудование: 1. Электрическая плитка или другой источник тепла. 2. Весы. 3. Мерный стакан. 4. Реакционный сосуд, я использовал плоскодонную колбу на 250 мл. 5. Предохранительная склянка. Прекрасно подойдет любая колба, (главное, чтобы объем склянки не был меньше объема получаемой кислоты). 6. Пара резиновых пробок. 7. Трубки, можно использовать трубки от капельниц.
В итоге должен получиться вот такой прибор.
Правда тут есть пара нюансов: 1. Трубки, используемые в приборе должны быть одного диаметра, лучше отказаться от использования иголок от шприцов в качестве штуцеров. Это создаст разность в давлении и аппарат рванет (у меня так и случилось при использовании иглы от шприца). 2. Трубку, из которой идет HCl лучше не опускать в воду, так как вода может быть засосана в систему из-за большой растворимости HCl. 3. Предохранительная склянка в принципе необязательна, можно и без нее, но если воду засосет в реакционную колбу и она может лопнуть, разбрызгивая горячую серную кислоту.
Изготовление:
1. Отвешиваем соль примерно 10-20 граммов. Кислоты возьмите примерно столько же 10-15 миллилитров. Я написал примерно потому что количество кислоты зависит от ее концентрации. Я брал 1 : 1 по объему. Если кислота 60-80%, то хлороводород сначала растворится в воде, а только потом будет выделяться.
Короче говоря, МЕНЬШЕ ВОДЫ – Меньше ПРОБЛЕМ! Так что лучше потратить побольше времени на выпаривание электролита.
2. Помещаем соль в реакционную колбу. 3. Собираем установку, проверяем все соединения, они должны быть герметичны. 4. Наливаем в мерный стакан 50-100 мл. воды (желательно дистиллированной) и вставляем в него трубку. 5. Надеваем противогаз. 6. Теперь главное быстро налить серную кислоту в реакционную колбу и заткнуть горлышко газоотводной трубкой. Противогаз спасет вас от хлороводорода, который начнет выделяться. 7. Сначала реакция идет сама, потом колбу нужно чуть-чуть нагреть. NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl↑
Далее приведены фотографии прибора и всего процесса:
Таким способом можно получить кислоту максимальной концентрации 37-40%. В процессе получения вы увидите, как объем воды, которую вы налили в стакан начнет увеличиваться. Продолжайте насыщать воду до тех пор, пока газ не перестанет растворятся. Хранить кислоту нужно в плотно закрытой таре, во избежании улетучивания HCl. УДАЧИ!
Как получить соляную кислоту в домашних условиях
Попробуем получить щёлочь или кислоту в домашних условиях с помощью подручных средств. Конечно, полученный нами препарат не будет концентрированным (это достигается с помощью специального оборудования), но характерные свойства кислоты обязательно будут заметны.
Наиболее простой способ получение кислоты в домашних условиях
будет основан на электролизе какого-либо раствора, который диссоциирует с образованием сульфат-иона. Иным способом получить кислоту тоже можно, но это связано или с получением сернистого ангидрида, или других химических препаратов, которых может не оказаться, да и все они достаточно опасны, чтобы с ними работать дома.
Поэтому, получим, например, серную кислоту (разбавленную) из медного купороса. Та концентрация, которая получается из купороса — особо не опасна, к тому же, средств для её получения нужно немного. Итак, для опыта нам необходим источник тока (отлично подойдёт блок питания от 15 до 30 вольт). Анод (электрод подключаемый к плюсу) будем брать графитовый, — чтобы не растворялся.
Катод – лучше взять виде графитовой пластинки, но можно также использовать медную фольгу.
Разведите раствор купороса опустите в него электроды. На катоде будем наблюдать выделение бурого рыхлого вещества – это медь.
Что такое медный купорос? Это медь, растворённая в серной кислоте. Приготовьтесь периодически вынимать катод » — » и очищать его от выделившейся на нём меди. Чем дольше продолжается опыт, тем раствор нашего электролита становится всё более светлым – из него удаляется медь. Если опустить наш индикатор в посветлевший раствор, то окраска изменится на алый цвет.
Как-никак серная кислота! Конечно, она сильно разбавленная, но всё же проявляет свои свойства. Для того, чтобы более удостовериться в полученной кислоте возьмите пищевую соду и капните на неё полученной кислотой, — при этом должно наблюдаться бурное выделение газа – это углекислый газ.
Серная кислота вступает в реакцию с пищевой содой, образуя при этом соль натрия (Na2SO4), воду и пузырьки углекислого газа.
Задуманное получилось! Для некоторых веществ она слабовата (т.к. сильно разбавлена) и реакции с ними Вы наблюдать не будете.
Конечно, можно увеличить концентрацию кислоты, если растворить в воде больше медного купороса или выпариванием излишка воды в полученной кислоте. Последнее проделывать не рекомендую, т.к. пары кислоты очень опасны.
Какая кислота кислее?!
Значение рН раствора зависит от концентрации. Поэтому в таблице приведены значения рН водных растворов при концентрации 0,1 моль/л. Для малорастворимых соединений, отмеченных звёздочкой, указаны рН насыщенных растворов.
Чем меньше значение pH раствора, тем кислота «кислее» и наоборот, чем больше значение pH раствора, тем более едкая щелочь! Получается, что, если выпить концентрированный лимонный сок, кислотность желудочного сока.
Большинство живых организмов могут существовать лишь в средах, близких к нейтральным. Это связано с тем, что под действием ионов Н + и ОН — многие белки, содержащие кислотные или основные группы, изменяют свою конфигурацию и заряд. А в сильнокислой и сильнощелочной средах рвётся пептидная связь, которая соединяет отдельные аминокислотные остатки в длинные белковые цепи.
Из-за этого ультраосновные (сильнощелочные) растворы вызывают щелочные ожоги кожи и разрушают шёлк и шерсть, состоящие из белка. Все живые организмы вынуждены поддерживать во внутриклеточных жидкостях определённое значение кислотности среды (а так, как клетка состоит из воды на 80%, то — кислотность воды
Физико-химические свойства и состав
Перед тем, как сделать паяльную кислоту, следует ознакомиться с составом материала. В данное вещество входят:
Паяльная кислота в домашних условиях может иметь другие компоненты в своем составе. Главное, чтобы добиться обязательных свойств, которыми обладает этот флюс. Во-первых, здесь должна присутствовать высокая активность материала. Быстрое взаимодействие с элементами придает среде агрессивность и уничтожение практически всех вредных веществ, которые мешают нормальному проведению пайки. Это имеет побочный эффект, так как мелкие детали из металла могут пострадать в результате соприкосновения с кислотой. Подобными свойствами обладает и жир паяльный активный.
Требования к компонентам
Нормальное протекание химических реакций предъявляет особые требования к веществам электролита. Основное требование – высокая степень чистоты материалов. Чем чище будут химические вещества для приготовления электролита, тем выше будет КПД аккумуляторов и их долговечность.
Согласно требованиям стандартов, аккумуляторная серная кислота должна содержать не менее 92 – 94% серной кислоты. Оставшиеся 6 – 8% занимает вода. Содержание солей металлов не более тысячных долей процента.
Внимание! Щелочь выпускается в сухом виде и к ней предъявляются подобные требования.
Если с перечисленными веществами вопросов обычно не возникает (ответственность за чистоту возлагается на предприятия, выпускающие материалы и торговые организации), то с водой дела обстоят несколько хуже. Многие автолюбители не делают различие между обычной и дистиллированной водой.
Вода из водопровода насыщенна растворами различных солей металлов и органических веществ. Простое кипячение в состоянии избавиться от незначительного количества солей жесткости, а остальные вещества остаются в неизменном виде. В водопроводной воде наиболее опасными для аккумуляторов являются соли железа, находящиеся там в больших концентрациях.
Активные вещества для электролита нужно разводить дистиллированной водой, которая отличается тем, что содержание солей в ней минимально. Такая вода по своим химическим и физическим параметрам практически соответствует идеальной.
Делаем паяльную кислоту
Все люди, которые паяют и паяли когда-либо металлические изделия, знают, как сложно припаять к металлу олово. Конечно же, такую кислоту всегда можно купить в магазине, но всегда проще что-то сделать своими руками и понять процесс изготовления определенных вещей, чем покупать уже готовые продукты в магазине.
Если вы хотите попробовать сделать паяльную кислоту у себя дома, то смотрите видео
Для изготовления паяльной кислоты, нам понадобится: — соляная кислота, концентрированная; — цинк в гранулах или стаканчики от старых батареек; — баночка.
Если вы не нашли цинк в гранулах, вы можете использовать бочонки от старых батареек или обратится в пункт скупки цветного металла, там очень часто бывает цинк, который вы сможете приобрести. Если у вас дома не оказалось неиспользованных батареек, а в пункте цветных металлов не оказалось лишнего цинка, то просто пройдитесь по рынку, там можно очень часто найти людей, которые продают цинк.
Паяльная кислота получается, когда в соляной кислоте растворяется цинк из расчета 412 грамм цинка на 1 литр соляной кислоты.
Насыпаем цинк и аккуратно заливаем все соляной кислотой, но ее уровень не должен превышать ¾ глубины посуды. Когда цинк полностью растворится, то прекратится полностью растворение пузырьков водорода.
Важно! При изготовлении паяльной кислоты всегда соблюдайте технику безопасности. Надевайте защитные перчатки, а защитные очки на глаза.
Когда зальем цинк соляной кислотой, у нас будет огромное количество пузырьков и пара. Пар – это жидкий водород, а пузырьки – это происходит реакция, при которой полностью растворяется наш цинк.
Реакция будет достаточно продолжительная, но вам придется дождаться, пока растворится весь цинк.
Дождитесь того момента, когда поверхность соляной кислоты будет без газообразований. На низу остатки от цинка должны перестать выпускать газы и только тогда соляной кислотой можно начинать пользоваться.