Απλοί τρόποι παρασκευής νιτρικού οξέος: 11 βήματα (με εικόνες)

Πίνακας περιεχομένων:

Απλοί τρόποι παρασκευής νιτρικού οξέος: 11 βήματα (με εικόνες)
Απλοί τρόποι παρασκευής νιτρικού οξέος: 11 βήματα (με εικόνες)

Βίντεο: Απλοί τρόποι παρασκευής νιτρικού οξέος: 11 βήματα (με εικόνες)

Βίντεο: Απλοί τρόποι παρασκευής νιτρικού οξέος: 11 βήματα (με εικόνες)
Βίντεο: Πώς να μεταφέρουμε αρχεία μέσω bluetooth 2024, Μάρτιος
Anonim

Το νιτρικό οξύ είναι ένας τύπος ισχυρού μεταλλικού οξέος που χρησιμοποιείται για την παρασκευή λιπασμάτων, χρωστικών και εκρηκτικών υψηλής περιεκτικότητας. Το καυστικό, άχρωμο υγρό παράγεται συνήθως σε βιομηχανική κλίμακα χρησιμοποιώντας εξαιρετικά εξειδικευμένες χημικές διεργασίες και εξοπλισμό. Ωστόσο, είναι επίσης δυνατό να παρασκευαστεί νιτρικό οξύ σε διάφορες καθαρότητες με κοινά εργαστηριακά υλικά, όπως νιτρικά άλατα, θειικό οξύ και χαλκό. Μερικές από τις ουσίες που απαιτούνται για αυτό το πείραμα είναι διαβρωτικές, οπότε φροντίστε να δώσετε τον κατάλληλο εξοπλισμό ασφαλείας πριν τις χειριστείτε. Επίσης, δεν θα βλάψει να ακολουθήσετε τις διαδικασίες ασφάλειας του εργαστηρίου σας, ώστε να είστε προετοιμασμένοι σε περίπτωση ατυχήματος.

Βήματα

Μέθοδος 1 από 2: Παράγωγο νιτρικού οξέος από χαλκό

Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 1
Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 1

Βήμα 1. Διαλύστε 80 γραμμάρια (2,8 oz) νιτρικού άλατος σε 50 χιλιοστόλιτρα (1,7 fl oz) νερού

Ξεκινήστε με την κατανομή του νιτρικού άλατος σε ένα μικρό γυάλινο δοχείο ανάμειξης. Στη συνέχεια, ρίξτε όλο το νερό ταυτόχρονα. Περιστρέψτε το μείγμα μέσα στο δοχείο για να το βοηθήσετε να διαλυθεί γρηγορότερα.

  • Είναι σημαντικό να χρησιμοποιείτε απεσταγμένο νερό παρά συνηθισμένο νερό βρύσης. Το περισσότερο νερό της βρύσης περιέχει ίχνη άλλων χημικών ουσιών που μπορούν να ρίξουν τη σύνθεση του οξέος που παράγετε.
  • Για τους σκοπούς αυτού του πειράματος, θα είναι ευκολότερο να χρησιμοποιήσετε είτε νιτρικό νάτριο, είτε νιτρικό κάλιο είτε νιτρικό αμμώνιο. Όλες αυτές οι χημικές ουσίες είναι άμεσα διαθέσιμες σε οποιοδήποτε ηλεκτρονικό κατάστημα προμηθειών χημείας.
  • Ορισμένα καταστήματα χημικών πωλούν μόνο σε ιδρύματα και όχι σε ιδιώτες. Αυτό μπορεί να δυσκολέψει το να πάρετε στα χέρια σας τα αντικείμενα που χρειάζεστε, εκτός εάν έχετε έναν δάσκαλο ή επόπτη να τα παραγγείλει για λογαριασμό σας.
Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 2
Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 2

Βήμα 2. Προσθέστε 100 χιλιοστόλιτρα (3,4 fl oz) υδροχλωρικού οξέος

Μετρήστε το οξύ σε έναν βαθμολογημένο κύλινδρο για να βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε τη σωστή ποσότητα. Μεταφέρετε το οξύ στο διάλυμα νιτρικού άλατος προσεκτικά, προσέχοντας να μην το αφήσετε να χυθεί ή να πιτσιλιστεί. Περιστρέψτε ξανά το περιεχόμενο του δοχείου για να αναμίξετε τα χημικά συστατικά σας.

  • Μπορείτε να αγοράσετε ένα μπουκάλι συμπυκνωμένο υδροχλωρικό οξύ για περίπου 1 $ ανά ουγγιά (29,57 mL).
  • Είναι καλή ιδέα να εργαστείτε κάτω από έναν απορροφητήρα ή να εγκαταστήσετε τον εξοπλισμό σας σε έναν καλά αεριζόμενο ανοιχτό χώρο, καθώς τα υλικά δοκιμής σας θα εκπέμπουν ισχυρούς καπνούς όταν έρχονται σε επαφή με το οξύ.

Προειδοποίηση:

Φοράτε πάντα γάντια και προστατευτικά γυαλιά όταν εργάζεστε με οξέα. Το υδροχλωρικό οξύ είναι ιδιαίτερα διαβρωτικό-χωρίς την κατάλληλη προστασία, το να κολλήσετε έστω και μια μικρή σταγόνα στο δέρμα σας θα μπορούσε να προκαλέσει σοβαρά εγκαύματα.

Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 3
Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 3

Βήμα 3. Γεμίστε ένα δεύτερο μεγαλύτερο δοχείο με 50 χιλιοστόλιτρα (1,7 fl oz) νερού

Ρίξτε ακριβώς τόσο νερό ώστε να καλύψει το κάτω μέρος του δεύτερου δοχείου. Θα χρησιμοποιείτε αυτό το δοχείο για να φωλιάσετε το δοχείο ανάμειξης και να αποφύγετε τη διαρροή ή υπερχείλιση, οπότε βεβαιωθείτε ότι είναι αρκετά μεγάλο για να συγκρατεί άνετα τα υλικά δοκιμής σας.

  • Στην ιδανική περίπτωση, το δεύτερο δοχείο σας θα είναι επίσης ελαφρώς ψηλότερο από το δοχείο ανάμειξης.
  • Εάν χρησιμοποιείτε ένα ποτήρι 250 ml ως δοχείο ανάμειξης, μπορείτε να το τοποθετήσετε σε ένα ποτήρι 1, 000 ml για να αφήσετε αρκετό χώρο.
Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 4
Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 4

Βήμα 4. Τοποθετήστε το δοχείο ανάμειξης στο κάτω μέρος του μεγαλύτερου δοχείου

Τοποθετήστε το δοχείο ανάμιξης απαλά στο ρηχό νερό. Ελέγξτε για να βεβαιωθείτε ότι τουλάχιστον 14 ίντσα (0,64 cm) νερού εξακολουθεί να εκτίθεται σε όλες τις πλευρές του δοχείου ανάμιξης. Εάν δεν είναι, βρείτε ένα μεγαλύτερο δοχείο για να το χωρέσετε.

Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 5
Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 5

Βήμα 5. Προσθέστε τουλάχιστον 32 γραμμάρια (1,1 ουγκιές) χαλκού στο μείγμα οξέος

Εάν είναι δυνατόν, χρησιμοποιήστε σφαιρίδια καθαρού χαλκού 99% εργαστηριακής ποιότητας. Ζυγίστε τα σφαιρίδια σε κλίμακα ακριβείας σε ένα ελαφρύ δοχείο, φροντίζοντας να ζυγίσετε πρώτα το ίδιο το δοχείο και αφαιρέστε το βάρος του από την τελική ένδειξη. Όταν έχετε τουλάχιστον 32 γραμμάρια (1,1 ουγκιές), ρίξτε τον χαλκό στο δοχείο ανάμειξης.

  • Εάν δεν μπορείτε να βρείτε σφαιρίδια χαλκού για αγορά, μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε χάλκινα τσιπ, ροκανίδια, σύρμα ή ακόμη και νομίσματα. Λάβετε υπόψη, ωστόσο, ότι το μείγμα οξέος θα διαλύσει ως επί το πλείστον τον χαλκό, οπότε δεν θα τον πάρετε πίσω.
  • Χαλκός χρειάζεται για να ξεκινήσει η αντίδραση οξείδωσης που τελικά θα δώσει νιτρικό οξύ.
Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 6
Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 6

Βήμα 6. Καλύψτε το δοχείο ανάμιξης με ένα ξεχωριστό δοχείο και περιμένετε περίπου 1 ώρα

Το τρίτο δοχείο θα παγιδεύσει το διοξείδιο του αζώτου που παράγεται καθώς ο χαλκός διαλύεται στο μείγμα οξέος. Το αέριο στη συνέχεια θα ρέει από το δοχείο ανάμιξης και θα διοχετεύεται φυσαλίδες μέσα στο νερό στο δοχείο συγκράτησης, παράγοντας νιτρικό οξύ.

  • Ένα ποτήρι με ένα ή δύο μεγέθη πρέπει να ταιριάζει απόλυτα πάνω στο δοχείο ανάμειξης. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε ένα βάζο με τοιχοποιία ή άλλο δοχείο πόσης, υπό την προϋπόθεση ότι είναι κατασκευασμένο από γυαλί.
  • Μπορεί να βοηθήσει να ξεκουραστείτε ένα μικρό, βαρύ αντικείμενο, όπως ένα βιβλίο ή ένα κομμάτι ξύλου, πάνω από το δοχείο κάλυψης για να το συγκρατήσετε και να το κρατήσετε από το να φύγει, καθώς το αέριο που διαφεύγει το αναγκάζει προς τα πάνω.
  • Το νιτρικό οξύ που παράγετε με αυτήν τη μέθοδο θα είναι μόνο περίπου 40-60% καθαρό. Για να φτιάξετε οξύ υψηλότερης καθαρότητας, θα πρέπει να το αποστάξετε χρησιμοποιώντας νιτρικά άλατα και θειικό οξύ.

Μέθοδος 2 από 2: Απόσταξη καθαρού νιτρικού οξέος

Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 7
Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 7

Βήμα 1. Μετρήστε 80 γραμμάρια (2,8 ουγκιές) καθαρού νιτρικού καλίου σε φιάλη που βράζει

Το μίγμα νιτρικού καλίου και θειικού οξέος τείνει να παράγει νιτρικό οξύ με τον υψηλότερο βαθμό καθαρότητας. Χρησιμοποιήστε μια κλίμακα ακριβείας για να μοιράσετε μια ακριβή ποσότητα νιτρικού άλατος. Μην ξεχάσετε να λάβετε υπόψη το βάρος του δοχείου μέτρησης.

  • Μια φιάλη βρασμού στρογγυλού πυθμένα είναι απαραίτητη για αυτό το πείραμα. Η καμπύλη επιφάνεια και το κωνικό στόμιο της φιάλης θα εμποδίσουν τη διαφυγή του εξατμισμένου νιτρικού οξέος κατά τη διαδικασία απόσταξης.
  • Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε νιτρικό νάτριο ή αμμώνιο εάν τα έχετε, αν και η καθαρότητα του προκύπτοντος οξέος μπορεί να είναι σημαντικά χαμηλότερη.
Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 8
Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 8

Βήμα 2. Προσθέστε 60-65 χιλιοστόλιτρα (2,0-2,2 fl oz) συμπυκνωμένου θειικού οξέος

Ρίξτε το οξύ στη φιάλη που βράζει χρησιμοποιώντας μια πλαστική χοάνη. Εάν δεν έχετε στη διάθεσή σας μια χοάνη, μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε ένα σταγονόμετρο, με την προϋπόθεση ότι φέρει ετικέτα με ακριβείς αυξήσεις για τη μέτρηση του υγρού.

  • Εργαστείτε κάτω από έναν απορροφητήρα ή σε έναν καλά αεριζόμενο εξωτερικό χώρο και φροντίστε να φοράτε γάντια και γυαλιά ασφαλείας πριν χειριστείτε οποιαδήποτε από τις απαιτούμενες χημικές ουσίες.
  • Όσο μεγαλύτερη είναι η καθαρότητα του οξέος σας, τόσο το καλύτερο. Η χρήση θειικού οξέος που έχει αραιωθεί με νερό θα οδηγήσει σε ασθενέστερο νιτρικό οξύ.

Υπόδειξη:

Εάν τυχαίνει να έρθετε σε άμεση επαφή με ένα οξύ, ξεπλύνετε την πληγείσα περιοχή με κρύο νερό για τουλάχιστον 15-20 λεπτά.

Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 9
Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 9

Βήμα 3. Ρυθμίστε ένα άδειο γυάλινο δοχείο και έναν συμπυκνωτή για απόσταξη

Εισάγετε μια ακίνητη κεφαλή με ένα γυάλινο πώμα στο στόμιο της φιάλης που βράζει. Συνδέστε το γωνιακό στέλεχος της ακίνητης κεφαλής σε έναν σωλήνα συμπυκνωτή. Τοποθετήστε το κάτω άκρο του συμπυκνωτή πάνω από το άνοιγμα του άδειου δοχείου.

  • Μπορείτε να παραλάβετε ένα βασικό κιτ απόσταξης, πλήρες με όλα όσα χρειάζεστε για να πραγματοποιήσετε τις δικές σας χημικές αποστάξεις στο σπίτι, από οποιοδήποτε κατάστημα προμηθειών χημείας.
  • Ελέγξτε ξανά ότι τα πώματα στη συσκευή απόσταξης είναι ασφαλή. Εάν δεν είναι, είναι πιθανό να βγουν επιβλαβείς αναθυμιάσεις.
Φτιάξτε Νιτρικό Οξύ Βήμα 10
Φτιάξτε Νιτρικό Οξύ Βήμα 10

Βήμα 4. Ζεσταίνετε το μείγμα οξέος για περίπου 1 ώρα

Ενεργοποιήστε τον καυστήρα ή την εστία σας, στη συνέχεια καθίστε αναπαυτικά και παρακολουθήστε τη μαγεία να συμβαίνει. Καθώς το μίγμα οξέος θερμαίνεται, το νιτρικό άλας και το θειικό οξύ θα αντιδράσουν για να παράγουν διθειικό και υγρό νιτρικό οξύ. Το νιτρικό οξύ στη συνέχεια εξατμίζεται και μεταφέρεται στον συμπυκνωτή, όπου ψύχεται σε μικρά σταγονίδια που θα στραγγίζουν λίγο-λίγο στο άδειο δοχείο.

  • Εάν έχετε θερμόμετρο, τοποθετήστε το στην κορυφή της ακίνητης κεφαλής και παρακολουθήστε το ενώ το μείγμα οξέων βρίσκεται στην πηγή θερμότητας. Η θερμοκρασία μέσα στη φιάλη βρασμού θα κυμανθεί κάπως, αλλά ιδανικά θα πρέπει να παραμείνει ακριβώς γύρω από το σημείο βρασμού του οξέος, 337 ° C (639 ° F).
  • Μπορεί να παρατηρήσετε το συμπυκνωμένο νιτρικό οξύ να αναπτύσσει κιτρινωπή απόχρωση καθώς συλλέγεται. Αυτή είναι μια φυσιολογική παρενέργεια της μόλυνσης από διοξείδιο του υδρογόνου. Το οξύ θα είναι ακόμα αρκετά καθαρό για χρήση για διάφορους σκοπούς.
Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 11
Φτιάξτε νιτρικό οξύ Βήμα 11

Βήμα 5. Φυσήξτε αέρα στο νιτρικό σας οξύ για να ελέγξετε την καθαρότητά του

Πάρτε ένα μήκος σωλήνα από καουτσούκ ή ένα πλαστικό καλαμάκι και τοποθετήστε το ένα άκρο μέσα στο στόμιο της φιάλης που βράζει. Φυσήξτε απαλά στο άλλο άκρο. Καθώς φυσάτε, προσέξτε το οξύ να εκπέμπει σπαστούς, ανοιχτό κίτρινους αναθυμιάσεις. Ουσιαστικός καπνισμός θα συμβεί μόνο εάν το νιτρικό σας οξύ έχει καθαρότητα μεγαλύτερη από περίπου 80%. Λόγω αυτού του μοναδικού αποτελέσματος, το νιτρικό οξύ με υψηλή καθαρότητα αναφέρεται μερικές φορές ως «καπνικό νιτρικό οξύ».

  • Να είστε εξαιρετικά προσεκτικοί ώστε να μην εισπνεύσετε τις αναθυμιάσεις. Κάτι τέτοιο μπορεί να προκαλέσει σοβαρό ερεθισμό στους αεραγωγούς σας.
  • Εάν φοράτε γάντια λατέξ ή νιτριλίου, βγάλτε τα πριν δοκιμάσετε το νιτρικό σας οξύ. Μπορεί να ακούγεται αντιφατικό, αλλά το καθαρό νιτρικό οξύ μπορεί στην πραγματικότητα να προκαλέσει λατέξ και νιτρίλιο να πυρποληθούν!

Συμβουλές

  • Να έχετε πάντα κοντά σας ένα κουτί πρώτων βοηθειών στην περιοχή εργασίας σας σε περίπτωση απροσδόκητων ατυχημάτων.
  • Το νιτρικό οξύ είναι χρήσιμο για την έναρξη χημικών αντιδράσεων και την παραγωγή πολλών άλλων χημικών ενώσεων σε εργαστηριακό περιβάλλον.
  • Ο χαλκός δεν είναι φθηνός, ειδικά αν πρόκειται απλώς να τον λιώσετε. Ανακυκλώστε τον χαλκό σας προσθέτοντας μικρά κομμάτια αλουμινόχαρτου στα υγρά απορρίμματα χαλκού, στη συνέχεια στραγγίζοντάς τον μέσα από μια χαρτοπετσέτα μόλις είχε την ευκαιρία να διαλυθεί. Τα στερεά κομμάτια που θα μείνουν πίσω θα είναι χαλκός χαμηλής καθαρότητας, τον οποίο μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για άλλα πειράματα.

Προειδοποιήσεις

  • Ορισμένες από τις διαδικασίες που περιγράφονται εδώ μπορεί να είναι επικίνδυνες εάν δεν εκτελούνται υπεύθυνα. Για το λόγο αυτό, είναι καλύτερα να αφήνονται σε έμπειρους χημικούς και προσωπικό εργαστηρίου. Εάν είναι η πρώτη φορά που πραγματοποιείτε ένα πείραμα χημείας, σκεφτείτε ένα απλούστερο έργο, όπως η αλλαγή του pH του νερού ή η εξουδετέρωση του κιτρικού οξέος.
  • Ζητήστε άμεση ιατρική βοήθεια εάν παρατηρήσετε κάψιμο, πρήξιμο, κνησμό ή ερεθισμό ως αποτέλεσμα έκθεσης σε χημικά. Εάν αφεθεί χωρίς θεραπεία, τα χημικά εγκαύματα μπορεί να οδηγήσουν σε πιο σοβαρά συμπτώματα, συμπεριλαμβανομένου του σοκ.

Συνιστάται: