Zakup najbardziej rozcieńczonego kwasu, który odpowiada Twoim potrzebom, jest wysoce zalecany ze względu na bezpieczeństwo i łatwość użycia, ale czasami może być konieczne rozcieńczenie go w domu. Nie zmniejszaj budżetu na sprzęt ochronny, ponieważ stężone kwasy mogą powodować poważne oparzenia chemiczne. Przy obliczaniu ilości kwasu i wody, którą należy zmieszać, należy znać stężenie molowe (M) kwasu i pożądane stężenie molowe po rozcieńczeniu.
Krok
Część 1 z 3: Obliczanie wzoru rozcieńczenia
Krok 1. Sprawdź, co już masz
Poszukaj stężenia roztworu kwasu na etykiecie lub na problemie historycznym, nad którym pracujesz. Liczba ta jest często zapisywana w jednostkach molarności lub stężenia molowego, w skrócie M. Na przykład 6M kwas zawiera sześć moli cząsteczek kwasu na litr. Nazywamy to koncentracją C1.
Poniższy wzór również używa terminu V1. To jest ilość kwasu, którą dodamy do wody. To powiedziawszy, prawdopodobnie nie będziemy używać pełnej butelki kwasu, więc nie znamy jeszcze objętości.
Krok 2. Określ wynik końcowy
Pożądane stężenie i objętość kwasu są zwykle określane na podstawie pracy szkolnej lub wymagań laboratorium, w którym pracujesz. Na przykład możemy chcieć rozcieńczyć nasz kwas do stężenia 2M i wymagać 0,5 litra. Będziemy odnosić się do tego pożądanego stężenia jako C2 i żądaną głośność jako V2.
- Jeśli używasz nietypowych jednostek, przed kontynuowaniem przelicz wszystkie jednostki na jednostki stężenia molowego (mole na litr) i litry.
- Jeśli nie masz pewności co do wymaganej ilości lub objętości kwasu, skonsultuj się z nauczycielem, chemikiem lub specjalistą w sprawie zadań, w których będą używane kwasy.
Krok 3. Zapisz wzór do obliczenia rozcieńczenia
Zawsze, gdy jesteś gotowy do rozcieńczenia roztworu, możesz użyć formuły C1V1 = C2V2. Oznacza to, że początkowe stężenie roztworu x początkowa objętość = stężenie rozcieńczonego roztworu x objętość rozcieńczenia. Wiemy to, ponieważ stężenie x objętość = ilość kwasu, a ilość kwasu pozostaje taka sama, jak kwas dodaje się do wody.
W naszym przykładzie możemy napisać tę formułę (6M)(V1)=(2M)(0,5L).
Krok 4. Rozwiąż wzór na V1.
To plemię, V1, powie nam, ile początkowego roztworu kwasu musimy dodać do wody, aby uzyskać pożądane stężenie i objętość. Zmień formułę na V1=(C2V2)/(C1), a następnie wprowadź liczby, które znasz.
W naszym przykładzie otrzymamy V1=((2M)(0,5L))/(6M)=1/6 litra. To około 0,167 litra lub 167 mililitrów.
Krok 5. Oblicz ilość potrzebnej wody
Teraz, gdy znasz V1, ilość kwasu, którego użyjesz, oraz V2, ilość roztworu, która zostanie wytworzona, możesz łatwo obliczyć ilość wody potrzebnej do osiągnięcia wymaganej objętości. V2 - V1 = wymagana ilość wody.
W naszym przypadku chcemy uzyskać 0,5 litra i zużyjemy 0,167 litra kwasu. Potrzebna nam ilość wody = 0,5L – 0,167L = 0,333L lub 333 mililitry
Część 2 z 3: Tworzenie bezpiecznego miejsca pracy
Krok 1. Przeczytaj internetową Kartę Bezpieczeństwa Chemicznego
Międzynarodowa Karta Bezpieczeństwa Chemicznego zawiera zwięzłe i szczegółowe informacje dotyczące bezpieczeństwa. Wyszukaj dokładną nazwę kwasu, którego zamierzasz użyć, np. „kwas solny” w internetowych bazach danych. Niektóre kwasy mogą wymagać dodatkowych środków ostrożności, oprócz tych opisanych powyżej.
- Czasami wydaje się kilka kart, w zależności od stężenia i dodatku kwasu. Wybierz ten, który najlepiej pasuje do Twojego początkowego roztworu kwasu.
- Jeśli chcesz przeczytać ją w innym języku, wybierz ją tutaj.
Krok 2. Noś okulary ochronne, rękawiczki i fartuch laboratoryjny
Podczas pracy z kwasami wymagane są okulary ochronne, które zakrywają wszystkie strony oka. Chroń swoją skórę i ubranie, nosząc rękawiczki i fartuch laboratoryjny lub fartuch.
- Zwiąż długie włosy przed pracą z kwasem.
- Przedziurawienie odzieży kwasem może zająć kilka godzin. Nawet jeśli nie jesteś świadomy rozlania, kilka kropli kwasu może uszkodzić twoje ubrania, jeśli nie są chronione przez fartuch laboratoryjny.
Krok 3. Pracuj pod wyciągami lub w pomieszczeniach z wentylacją
Jeśli to możliwe, przechowuj roztwór kwasu pod wyciągiem do wykorzystania podczas pracy. Ogranicza to kontakt z oparami gazów wytwarzających kwasy, które mogą być żrące lub toksyczne. Jeśli nie masz wyciągu, otwórz wszystkie okna i drzwi oraz włącz wentylator, aby wywietrzyć pomieszczenie.
Krok 4. Dowiedz się, gdzie płynie woda
Jeśli kwas dostanie się do oczu lub skóry, należy go myć zimną bieżącą wodą przez 15-20 minut. Nie zaczynaj rozcieńczać, dopóki nie poznasz pobliskiego płynu do płukania oczu lub zlewu, którego można użyć.
Podczas mycia oczu otwórz szeroko powieki. Obracaj oczy patrząc w górę, w prawo, w dół i w lewo, aby upewnić się, że wszystkie boki gałki ocznej są spłukane
Krok 5. Przygotuj plan postępowania z wyciekiem, który jest specyficzny dla twojego kwasu
Możesz kupić zestaw do usuwania wycieków kwasu, który zawiera wszystkie potrzebne składniki, lub osobno zakupić neutralizator i pochłaniacz. Opisany tutaj proces może być stosowany do kwasów chlorowodorowych, siarczkowych, azotowych lub fosforowych, ale inne kwasy mogą wymagać dalszych badań w celu prawidłowego oczyszczenia:
- Wymieniaj powietrze w pomieszczeniu otwierając okna i drzwi, uruchamiając wentylację okapu i włączając wentylatory.
- Użyj słabej zasady, takiej jak węglan sodu (soda kalcynowana), wodorowęglan sodu lub węglan wapnia na zewnątrz wycieku, unikając rozpryskiwania.
- Kontynuuj używanie podstawy powoli, pracując od zewnątrz do wewnątrz, aż wyciek zostanie przykryty.
- Dokładnie wymieszaj z plastikowymi naczyniami. Sprawdź pH wycieku papierkiem lakmusowym. W razie potrzeby dodaj więcej bazy, aby uzyskać pH między 6 a 8, a następnie spłucz wyciek dużą ilością wody.
Część 3 z 3: Rozcieńczanie kwasu
Krok 1. Schłodź wodę w łaźni lodowej używając stężonego kwasu
Ten krok jest konieczny tylko wtedy, gdy pracujesz z wysoce stężonym roztworem kwasu, takim jak 18M kwas siarkowy lub 12M kwas solny. Schłodź wodę, której będziesz używać, umieszczając ją w pojemniku otoczonym wodą na co najmniej 20 minut przed rozpoczęciem rozcieńczania.
W przypadku większości rozcieńczeń wodę można przechowywać w temperaturze pokojowej
Krok 2. Dodaj wodę destylowaną do dużej dyni
W przypadku projektów wymagających precyzyjnych pomiarów, takich jak miareczkowanie, należy używać kolby miarowej. W większości praktycznych celów można użyć kolby Erlenmeyera. W obu przypadkach wybierz pojemnik, który z łatwością pomieści żądaną objętość, pozostawiając dużo miejsca, aby zminimalizować rozlanie na krawędziach.
Nie musisz dokładnie odmierzać tej wody, o ile pochodzi ona z pojemnika, który jest odpowiednio odmierzony, aby pomieścić całą wymaganą wodę
Krok 3. Dodaj trochę kwasu
Jeśli używasz niewielkiej ilości kwasu, użyj pipety pomiarowej (Mohr) z gumową końcówką na górze. Dla większej objętości przyłożyć lejek do szyjki kolby i powoli wlać niewielką ilość kwasu za pomocą cylindra miarowego.
Nigdy nie używaj zakraplacza do ust w laboratorium chemicznym
Krok 4. Pozwól, aby roztwór ostygł
Silne kwasy mogą akumulować dużo ciepła po dodaniu do wody. Jeśli kwas jest bardzo stężony, roztwór może rozpryskiwać się lub wytwarzać żrące opary. W takim przypadku należy wykonać całe rozcieńczenie w bardzo małych dawkach lub schłodzić wodę w kąpieli lodowej przed kontynuowaniem.
Krok 5. Dodaj pozostały kwas w małych dawkach
Po każdej dawce poczekaj, aż roztwór ostygnie, zwłaszcza jeśli zauważysz ciepło, dym lub rozpryski. Kontynuuj, aż zostanie dodana wymagana ilość kwasu.
Ta liczba jest obliczana jako V1, jak wyżej.
Krok 6. Wymieszaj roztwór
Aby uzyskać najlepsze wyniki, po każdym dodaniu kwasu można mieszać roztwór szklanym mieszadłem. Jeśli wielkość kolby sprawia, że mieszanie jest niepraktyczne, po całkowitym rozcieńczeniu wymieszać roztwór i wyjąć lejek.
Krok 7. Zachowaj kwas i wypłucz sprzęt
Wlej roztwór kwasu do wyraźnie oznaczonego pojemnika, najlepiej w szklanej butelce powlekanej PVC, i przechowuj go w bezpiecznym miejscu. Wypłucz kolbę, lejek, mieszadło, pipetę i/lub cylinder miarowy w wodzie, aby usunąć resztki kwasu.
Porady
- Zawsze dodawaj kwas do wody, nie odwrotnie. Kiedy te dwie substancje się spotkają, wytworzą całkiem sporo ciepła. Im więcej zużytej wody, tym więcej ciepła musi zostać wchłonięte, aby zapobiec wrzeniu i rozpryskiwaniu.
- Jako przypomnienie pomaga zapamiętać prawidłową sekwencję: „zrób to, co należy zrobić, dodaj kwas do wody”. Alternatywnie możesz również zapamiętać STAS: „Zawsze dodawaj kwas”.
- Mieszając dwa kwasy, zawsze dodawaj mocniejszy kwas do słabszego z powodów opisanych powyżej.
- W razie potrzeby możesz dodać połowę wody, całkowicie rozcieńczyć, a następnie powoli wymieszać z resztą wody. Ta metoda nie jest zalecana dla stężonych roztworów.
- Kup najbardziej rozcieńczony kwas, który odpowiada Twoim potrzebom, aby zapewnić maksymalne bezpieczeństwo i łatwość przechowywania.
Ostrzeżenie
- Nawet jeśli działanie kwasu nie jest bardzo silne, kwas może nadal być toksyczny. Przykładem jest kwasowy cyjanowodór (niezbyt silny, bardzo toksyczny).
- Nigdy nie dotykaj skutków rozlania kwasu silnym roztworem alkalicznym, takim jak KOH lub NaOH. Użyj wody lub słabej zasady, takiej jak rozcieńczony wodorowęglan sodu (NaHCO3).
- Nie rozpuszczaj składników dla zabawy lub z jakiegokolwiek innego powodu, chyba że dokładnie wiesz, co robisz. W ten sposób możesz wytwarzać wysoce niebezpieczne produkty, takie jak toksyczne lub wybuchowe gazy lub materiały wybuchowe, które natychmiast wybuchają.
- Tak zwane „słabe” kwasy mogą również generować dużo ciepła i są bardzo niebezpieczne. Różnica między słabymi i mocnymi kwasami jest tylko pod względem chemicznym.
