Eenvoudige manieren om salpeterzuur te maken: 11 stappen (met afbeeldingen)

Inhoudsopgave:

Eenvoudige manieren om salpeterzuur te maken: 11 stappen (met afbeeldingen)
Eenvoudige manieren om salpeterzuur te maken: 11 stappen (met afbeeldingen)

Video: Eenvoudige manieren om salpeterzuur te maken: 11 stappen (met afbeeldingen)

Video: Eenvoudige manieren om salpeterzuur te maken: 11 stappen (met afbeeldingen)
Video: Eigenwaarden en eigenvectoren 2024, Maart
Anonim

Salpeterzuur is een soort krachtig mineraal zuur dat wordt gebruikt om dingen als meststoffen, kleurstoffen en explosieven te maken. De bijtende, kleurloze vloeistof wordt meestal op industriële schaal geproduceerd met behulp van zeer gespecialiseerde chemische processen en apparatuur. Het is echter ook mogelijk om salpeterzuur in verschillende zuiverheden te maken met gebruikelijke laboratoriummaterialen, zoals nitraatzouten, zwavelzuur en koper. Sommige van de stoffen die nodig zijn voor dit experiment zijn bijtend, dus zorg ervoor dat u de juiste veiligheidsuitrusting aantrekt voordat u ermee omgaat. Het kan ook geen kwaad om de veiligheidsprocedures van uw laboratorium op te frissen, zodat u voorbereid bent op een ongeval.

Stappen

Methode 1 van 2: Salpeterzuur afleiden uit koper

Maak salpeterzuur Stap 1
Maak salpeterzuur Stap 1

Stap 1. Los 80 gram (2,8 oz) nitraatzout op in 50 milliliter (1,7 fl oz) water

Begin met het verdelen van uw nitraatzout in een kleine glazen mengkom. Giet vervolgens al het water in één keer erin. Wervel het mengsel rond in de container om het sneller op te lossen.

  • Het is belangrijk om gedestilleerd water te gebruiken in plaats van gewoon kraanwater. Het meeste kraanwater bevat sporen van andere chemicaliën die de samenstelling van het zuur dat je produceert kunnen verstoren.
  • Voor dit experiment is het het gemakkelijkst om natriumnitraat, kaliumnitraat of ammoniumnitraat te gebruiken. Al deze chemicaliën zijn direct verkrijgbaar bij elke online chemiewinkel.
  • Sommige winkels voor chemiebenodigdheden verkopen alleen aan instellingen, niet aan particulieren. Dit kan het moeilijk maken om de items die je nodig hebt te bemachtigen, tenzij je een leraar of supervisor ze namens jou laat bestellen.
Maak salpeterzuur Stap 2
Maak salpeterzuur Stap 2

Stap 2. Voeg 100 milliliter (3,4 fl oz) zoutzuur toe

Meet het zuur af in een maatcilinder om er zeker van te zijn dat u precies de juiste hoeveelheid gebruikt. Breng het zuur voorzichtig over in de nitraatzoutoplossing en zorg ervoor dat het niet morst of spettert. Wervel de inhoud van de container opnieuw om uw chemische componenten te mengen.

  • Je kunt een fles geconcentreerd zoutzuur kopen voor ongeveer $ 1 per ounce (29,57 ml).
  • Het is een goed idee om onder een zuurkast te werken of uw apparatuur in een goed geventileerde open ruimte op te stellen, omdat uw testmaterialen sterke dampen afgeven wanneer ze in contact komen met het zuur.

Waarschuwing:

Draag altijd handschoenen en een veiligheidsbril bij het werken met zuren. Met name zoutzuur is zeer corrosief - zonder de juiste bescherming kan zelfs een kleine druppel op uw huid ernstige brandwonden veroorzaken.

Maak salpeterzuur Stap 3
Maak salpeterzuur Stap 3

Stap 3. Vul een tweede grotere container met 50 milliliter (1,7 fl oz) water

Giet net genoeg water in om de bodem van de tweede container te bedekken. Je gaat deze container gebruiken om je mengcontainer te nesten en morsen of overlopen te voorkomen, dus zorg ervoor dat deze groot genoeg is om je testmaterialen comfortabel te houden.

  • Idealiter is je tweede kom ook iets groter dan je mengkom.
  • Als u een beker van 250 ml als uw mengbeker gebruikt, kunt u deze in een beker van 1.000 ml plaatsen om voldoende ruimte over te laten.
Maak salpeterzuur Stap 4
Maak salpeterzuur Stap 4

Stap 4. Plaats je mengbeker op de bodem van de grotere bak

Zet de mengkom voorzichtig in het ondiepe water. Controleer om er zeker van te zijn dat ten minste 14 inch (0,64 cm) water is nog steeds zichtbaar aan alle kanten van de mengbeker. Als dit niet het geval is, zoek dan een grotere container om het in te passen.

Maak salpeterzuur Stap 5
Maak salpeterzuur Stap 5

Stap 5. Voeg ten minste 32 gram (1,1 oz) koper toe aan het zuurmengsel

Gebruik, indien mogelijk, 99% pure koperpellets van laboratoriumkwaliteit. Weeg de pellets op een precisieweegschaal in een lichtgewicht container, waarbij u ervoor zorgt dat u eerst de container zelf weegt en het gewicht ervan aftrekt van de uiteindelijke waarde. Als je minimaal 32 gram (1,1 oz) hebt, gooi je het koper in je mengbeker.

  • Als u geen koperen pellets kunt vinden om te kopen, kunt u ook koperen chips, schaafsel, draad of zelfs munten gebruiken. Houd er echter rekening mee dat het zuurmengsel het koper grotendeels zal oplossen, dus je krijgt het niet terug.
  • Koper is nodig om de oxidatiereactie op gang te brengen die uiteindelijk salpeterzuur oplevert.
Maak salpeterzuur Stap 6
Maak salpeterzuur Stap 6

Stap 6. Bedek de mengcontainer met een aparte container en wacht ongeveer 1 uur

De derde container vangt het stikstofdioxide op dat wordt gegenereerd als het koper oplost in het zuurmengsel. Het gas zal dan uit de mengcontainer stromen en door het water in de container omhoog borrelen, waarbij salpeterzuur wordt geproduceerd.

  • Een beker die een of twee maten groter is, moet perfect over je mengbeker passen. Je kunt ook een glazen pot of een andere drinkbus gebruiken, mits deze van glas is.
  • Het kan helpen om een klein, zwaar voorwerp, zoals een boek of een stuk sloophout, over de afdekkende container te laten rusten om het naar beneden te houden en te voorkomen dat het gaat dobberen als het ontsnappende gas het omhoog duwt.
  • Het salpeterzuur dat u met deze methode produceert, is slechts ongeveer 40-60% zuiver. Om zuur met een hogere zuiverheid te maken, moet je het destilleren met nitraatzouten en zwavelzuur.

Methode 2 van 2: Zuiver salpeterzuur destilleren

Maak salpeterzuur Stap 7
Maak salpeterzuur Stap 7

Stap 1. Meet 80 gram (2,8 oz) zuiver kaliumnitraat af in een kookkolf

Het mengsel van kaliumnitraat en zwavelzuur heeft de neiging om salpeterzuur te produceren met de hoogste graad van zuiverheid. Gebruik een precisieweegschaal om een exacte hoeveelheid nitraatzout te verdelen. Vergeet niet rekening te houden met het gewicht van uw maatbeker.

  • Een rondbodemkolf is een must voor dit experiment. Het gebogen oppervlak en de taps toelopende opening van de kolf voorkomen dat het verdampte salpeterzuur tijdens het distillatieproces ontsnapt.
  • Je kunt ook natrium- of ammoniumnitraat gebruiken als je die hebt, hoewel de zuiverheid van het resulterende zuur aanzienlijk lager kan zijn.
Maak salpeterzuur Stap 8
Maak salpeterzuur Stap 8

Stap 2. Voeg 60-65 milliliter (2,0-2,2 fl oz) geconcentreerd zwavelzuur toe

Giet het zuur in de kokende kolf met behulp van een plastic trechter. Als u geen trechter bij de hand hebt, kunt u ook een druppelaar gebruiken, op voorwaarde dat deze is gelabeld met nauwkeurige stappen voor vloeistofmeting.

  • Werk onder een zuurkast of in een goed geventileerde buitenruimte, en zorg ervoor dat u handschoenen en een veiligheidsbril draagt voordat u met de vereiste chemicaliën omgaat.
  • Hoe groter de zuiverheid van je zuur, hoe beter. Het gebruik van zwavelzuur dat is verdund met water zal resulteren in zwakker salpeterzuur.

Tip:

Als u per ongeluk in direct contact komt met een zuur, spoel het getroffen gebied dan gedurende ten minste 15-20 minuten met koud water.

Maak salpeterzuur Stap 9
Maak salpeterzuur Stap 9

Stap 3. Zet een lege glazen container en een condensor op voor destillatie

Steek een stille kop met een glazen stop in de opening van de kokende kolf. Sluit de schuine steel van de stillhead aan op een condensorbuis. Plaats het onderste uiteinde van de condensor over de opening van de lege container.

  • Je kunt een basisdestillatiekit kopen, compleet met alles wat je nodig hebt om thuis je eigen chemische destillaties uit te voeren, bij elke chemiewinkel.
  • Controleer nogmaals of de stoppen op uw distillatie-apparaat goed vastzitten. Als dat niet het geval is, is het mogelijk dat er schadelijke dampen uitlekken.
Maak salpeterzuur Stap 10
Maak salpeterzuur Stap 10

Stap 4. Verwarm het zuurmengsel ongeveer 1 uur

Zet je brander of kookplaat aan, leun achterover en kijk hoe de magie gebeurt. Naarmate het zuurmengsel opwarmt, zullen het nitraatzout en zwavelzuur reageren om bisulfaat en vloeibaar salpeterzuur te produceren. Het salpeterzuur zal dan verdampen en naar de condensor gaan, waar het zal afkoelen tot kleine druppeltjes die beetje bij beetje in de lege container zullen wegvloeien.

  • Als je een thermometer hebt, plaats deze dan in de bovenkant van de stillhead en houd hem in de gaten terwijl het zuurmengsel op de warmtebron ligt. De temperatuur in de kookkolf zal enigszins fluctueren, maar zou idealiter rond het kookpunt van het zuur moeten blijven, 337 ° C (639 ° F).
  • U zult merken dat het geconcentreerde salpeterzuur een geelachtige tint krijgt tijdens het verzamelen. Dit is een normale bijwerking van waterstofdioxideverontreiniging. Het zuur zal nog steeds zuiver genoeg zijn om voor verschillende doeleinden te gebruiken.
Maak salpeterzuur Stap 11
Maak salpeterzuur Stap 11

Stap 5. Blaas lucht op je salpeterzuur om de zuiverheid te testen

Neem een stuk rubberen slang of een plastic rietje en plaats het ene uiteinde in de opening van de kokende kolf. Blaas zachtjes in het andere uiteinde. Let tijdens het blazen op dat het zuur piekerige, lichtgele dampen afgeeft. Aanzienlijk roken zal alleen optreden als uw salpeterzuur een zuiverheid heeft van meer dan ongeveer 80%. Vanwege dit unieke effect wordt salpeterzuur met een hoge zuiverheid soms "rokend salpeterzuur" genoemd.

  • Wees uiterst voorzichtig om de dampen niet in te ademen. Dit kan ernstige irritatie van uw luchtwegen veroorzaken.
  • Als u latex- of nitrilhandschoenen draagt, doe deze dan uit voordat u uw salpeterzuur test. Het klinkt misschien contra-intuïtief, maar puur salpeterzuur kan ervoor zorgen dat latex en nitril in brand vliegen!

Tips

  • Houd altijd een EHBO-doos bij de hand in uw werkgebied voor het geval er onverwachte ongelukken gebeuren.
  • Salpeterzuur is nuttig voor het initiëren van chemische reacties en het produceren van vele andere chemische verbindingen in een laboratoriumomgeving.
  • Koper is niet goedkoop, vooral als je het gewoon gaat smelten. Recycle je koper door kleine stukjes aluminiumfolie toe te voegen aan het vloeibare koperafval en het vervolgens door een papieren handdoek te persen zodra het de kans heeft gehad om op te lossen. De vaste stukjes die achterblijven, zijn koper met een lage zuiverheid, dat je voor andere experimenten kunt gebruiken.

Waarschuwingen

  • Sommige van de hier beschreven procedures kunnen gevaarlijk zijn als ze niet op verantwoorde wijze worden uitgevoerd. Om deze reden kunnen ze het beste worden overgelaten aan ervaren chemici en laboratoriumpersoneel. Als het de eerste keer is dat je een chemisch experiment uitvoert, overweeg dan een eenvoudiger project, zoals het veranderen van de pH van water of het neutraliseren van citroenzuur.
  • Zoek onmiddellijk medische hulp als u een branderig gevoel, zwelling, jeuk of irritatie bemerkt als gevolg van blootstelling aan chemicaliën. Indien onbehandeld, kunnen chemische brandwonden leiden tot ernstigere symptomen, waaronder shock.

Aanbevolen: