공장에서는 진한 황산을 물로 희석하거나 진한 산을 첨가하여 희석산의 농도를 높여야 하는 경우가 많습니다. 이를 위해서는 먼저 원래 산의 H2SO4 함량을 결정하여 원래 산의 농도를 설정하거나 확인해야 합니다.
농축된 산(올레움 또는 일수화물)에 물을 첨가하면 어떤 농도의 산도 얻을 수 있지만 혼합하면 농축됩니다. 황산과 물은 많은 양의 열을 방출합니다. 산이 끓을 때까지 가열될 수 있고 증기가 격렬하게 방출되며 용액이 용기에서 분출될 수 있습니다. 따라서 산은 적절한 예방 조치를 취하여 특수 장치-믹서에서 혼합됩니다.
저농도 산 제조용 믹서는 내산성 재료로 만들어지고, 농축산 제조용 믹서는 주철로 만들어집니다. 다양한 디자인의 믹서가 황산에 사용됩니다. 어떤 경우에는 믹서가 주철로 만들어지고 내부가 에나멜 처리되어 강철 케이스에 넣고 뚜껑으로 닫힙니다. 혼합된 산은 양쪽이 에나멜 처리된 주철 원뿔에 들어가서 혼합된 후 보일러로 흘러 들어갑니다. 산을 혼합할 때 발생하는 열을 제거하기 위해 보일러와 케이싱 사이의 공간에 물의 흐름을 지속적으로 공급하여 장치의 벽을 세척합니다.
어떤 경우에는 산이 작은 탱크에서 혼합된 후 외부에서 물로 관개된 파이프로 들어가 동시에 냉각되고 추가로 혼합됩니다.
진한황산에 물 또는 그 이상의 묽은황산을 혼합할 경우에는 혼합된 산의 양을 계산할 필요가 있다. 계산은 소위 십자가의 법칙에 따라 수행됩니다. 다음은 그러한 계산의 몇 가지 예입니다.
1. 45% II2SO|를 얻기 위해 혼합해야 하는 100% 황산과 물의 양을 결정합니다.
왼쪽에는 더 농축된 산의 농도(이 경우 100%)가 표시되고 오른쪽에는 더 희석된 산(이 경우 0% 물)의 농도가 표시됩니다. 아래에는 지정된 농도(45%)가 표시되어 있습니다. 이 농도를 나타내는 숫자를 통해 교차선이 그려지고 해당 숫자의 차이가 끝 부분에 표시됩니다.
초기 농도의 산을 사용하여 얻은 숫자는 주어진 농도의 산을 얻기 위해 표시된 각 농도의 산을 몇 질량부로 혼합해야 하는지를 나타냅니다. 우리의 예에서는 45% 산을 준비하려면 45wt를 혼합해야 합니다. 100% 산 포함 n 55 중량. 몇 시간의 물.
황산의 II2SO4(또는 SO3)의 전체 균형을 기반으로 동일한 문제를 해결할 수 있습니다.
0,45.
방정식 왼쪽의 분자는 100% 황산 1kg당 H2SO4 함량(kg)에 해당하고, 분모는 주어진 용액의 총량(kg)에 해당합니다. 방정식의 오른쪽은 황산의 농도(1분율)에 해당합니다. 방정식을 풀면 x-1.221kg을 얻습니다. 이는 100% 황산 1kg에 물 1.221kg을 첨가해야 45%의 황산이 된다는 뜻이다.
2. 98% 산을 얻기 위해 10% 비황산과 혼합되어야 하는 20% 발연황산의 양을 결정합니다.
이 문제는 교차 법칙을 사용해도 해결되지만, 이 예에서 발연황 농도는 방정식 (9)와 (8)을 사용하여 % H2SO4로 표현되어야 합니다.
A --= 81.63 + 0.1837-20 --= 85.304;
B 1.225-85.304 - 104.5.
십자가의 법칙에 따라
따라서 98%의 황산을 얻기 위해서는 88%의 황산을 혼합해야 한다. 20% 올레움 및 6.5 중량% 포함. 10% 황산을 포함한다.
일반 정보. 황철석 연소를 위한 다양한 디자인의 용광로가 있습니다: 기계식 선반(다중 난로), 회전 원통형 분진 연소로, 유동층 용광로. 황철석은 기계식 선반 가마에서 구워집니다...
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두 액체 물질을 혼합하는 방법은 무엇입니까? 예를 들어, 산과 물? 이 문제는 '2는 4'라는 시리즈에서 나온 것 같습니다. 더 간단할 수 있는 방법은 두 가지 액체를 적절한 용기에 함께 담아 배출하는 것입니다. 또는 이미 다른 액체가 들어 있는 용기에 한 액체를 붓습니다. 아아, 이것은 대중적인 표현에 따르면 절도보다 더 나쁜 것과 동일한 단순성입니다. 상황이 매우 슬프게 끝날 수 있기 때문입니다!
지침
두 개의 용기가 있는데, 그 중 하나에는 진한 황산이 들어 있고 다른 하나에는 물이 들어 있습니다. 올바르게 혼합하는 방법은 무엇입니까? 산을 물에 부어야 할까요, 아니면 반대로 물을 산에 부어야 할까요? 이론적으로 잘못된 결정의 대가는 낮은 점수일 수 있지만 실제로는 기껏해야 심각한 화상입니다.
왜? 그러나 진한 황산은 첫째로 물보다 밀도가 훨씬 높고 둘째로 흡습성이 매우 높습니다. 즉, 물을 적극적으로 흡수합니다. 셋째, 이러한 흡수는 다량의 열 방출을 동반합니다.
진한 황산이 담긴 용기에 물을 부으면 물의 첫 번째 부분이 산 표면 위로 "확산"되고(물의 밀도가 훨씬 낮기 때문에) 산이 이를 탐욕스럽게 흡수하여 열을 방출하기 시작합니다. 그리고 열이 너무 많아서 물이 말 그대로 "끓고" 물보라가 사방으로 날아갈 것입니다. 당연히 불운한 실험자를 피하지 않고 말이죠. "깨끗한" 끓는 물에 화상을 입는 것은 그다지 즐겁지 않지만 물 스프레이에 여전히 산이 포함되어 있을 가능성이 있다는 점을 고려하면 다음과 같습니다. 전망이 완전히 어두워지고 있습니다!
그렇기 때문에 여러 세대의 화학 교사들은 학생들에게 문자 그대로 다음과 같은 규칙을 암기하도록 강요했습니다. “먼저 물, 그 다음에는 산! 그렇지 않으면 큰 문제가 발생할 것입니다!” 진한 황산을 물에 조금씩 첨가하면서 저어주어야 합니다. 그러면 위에서 설명한 불쾌한 상황이 발생하지 않습니다.
합리적인 질문: 황산은 투명하지만 다른 산은 어떻습니까? 물과 적절하게 섞는 방법은 무엇입니까? 어떤 순서로? 산의 밀도를 알아야 합니다. 예를 들어 농축된 질소와 같이 물보다 밀도가 높은 경우 위의 조건을 준수하면서 황과 마찬가지로 물에 첨가해야 합니다(조금씩 저으면서). 음, 아세트산의 경우처럼 산의 밀도가 물의 밀도와 아주 약간 다르다면 아무런 차이가 없습니다.
오늘만 주의하세요!
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대략적인 솔루션. 대부분의 경우 실험실에서는 염산, 황산, 질산을 사용해야 합니다. 산은 농축된 용액 형태로 상업적으로 이용 가능하며, 그 비율은 밀도에 따라 결정됩니다.
실험실에서 사용되는 산은 기술적이고 순수합니다. 기술 산에는 불순물이 포함되어 있으므로 분석 작업에 사용되지 않습니다.
농축된 염산은 공기 중에서 연기가 납니다., 따라서 흄후드에서 작업해야 합니다. 가장 농축된 염산은 밀도가 1.2g/cm3이고 염화수소가 39.11% 함유되어 있습니다.
산의 희석은 위에서 설명한 계산에 따라 수행됩니다.
예. 밀도가 1.19g/cm3인 용액을 사용하여 5% 염산 용액 1리터를 준비해야 합니다. 참고서에서 우리는 5% 용액의 밀도가 1.024g/cm3임을 알 수 있습니다. 따라서 1리터의 무게는 1.024 * 1000 = 1024g입니다. 이 양에는 순수한 염화수소가 포함되어야 합니다.
밀도가 1.19g/cm3인 산에는 37.23%의 HCl이 포함되어 있습니다(참고서에서도 찾아볼 수 있음). 이 산의 양을 확인하려면 다음 비율을 구성하십시오.
또는 137.5/1.19 = 밀도가 1.19 g/cm3인 115.5 산 116 ml의 산 용액을 측정하여 그 부피를 1 리터로 만듭니다.
황산도 희석됩니다. 희석할 때 물에 산을 첨가해야 하며 그 반대의 경우는 필요하지 않다는 점을 기억하십시오. 희석하면 강한 발열이 일어나고, 산에 물을 넣으면 튀는 경우가 있어 위험하다. 황산은 심한 화상을 입기 때문이다. 산이 옷이나 신발에 묻은 경우에는 다량의 물로 신속히 씻어낸 후 탄산나트륨이나 암모니아수로 산을 중화시켜야 합니다. 손이나 얼굴의 피부에 닿은 경우에는 즉시 다량의 물로 해당 부위를 씻어내십시오.
무수 황산 SO3로 포화된 황산 일수화물인 발연황을 취급할 때는 특별한 주의가 필요합니다. 후자의 내용에 따르면 발연황은 여러 가지 농도로 제공됩니다.
약간 냉각시키면 올레움이 결정화되고 실온에서만 액체 상태라는 것을 기억해야 합니다. 공기 중에서는 연기가 나고 SO3를 방출하며, 이는 공기 수분과 상호작용할 때 황산 증기를 형성합니다.
큰 용기에서 작은 용기로 발연황을 옮기는 것은 매우 어렵습니다. 이 작업은 외풍이나 공기 중에서 수행해야 하지만, 생성된 황산과 SO3는 사람과 주변 물체에 유해한 영향을 미칠 수 없습니다.
발연황이 굳었다면 먼저 용기를 따뜻한 방에 넣어 가열해야 합니다. 발연황이 녹아 기름성 액체로 변하면 공기 중에 꺼낸 다음 공기(건식) 또는 불활성 가스(질소)로 압착하는 방법을 사용하여 더 작은 용기에 부어야 합니다.
질산이 물과 혼합되면 가열도 발생하므로(황산의 경우만큼 강하지는 않지만) 작업 시 주의가 필요합니다.
고체 유기산은 실험실 실습에서 사용됩니다. 액체보다 취급이 훨씬 간단하고 편리합니다. 이 경우, 산이 이물질로 오염되지 않도록 주의해야 합니다. 필요한 경우 재결정을 통해 고체 유기산을 정제합니다(15장 "결정화" 참조).
정확한 솔루션. 정밀한 산성 용액그것들은 대략적인 것과 같은 방식으로 준비되지만 처음에는 약간 더 높은 농도의 용액을 얻으려고 노력하여 나중에 계산에 따라 정확하게 희석될 수 있다는 유일한 차이점이 있습니다. 정확한 용액을 위해서는 화학적으로 순수한 제제만 사용하십시오.
필요한 농축산의 양은 일반적으로 밀도를 기준으로 계산된 부피로 계산됩니다.
예. 0.1을 준비해야합니다. H2SO4 용액. 이는 1리터의 용액에 다음이 포함되어야 함을 의미합니다.
1.84 g/cmg의 밀도를 갖는 산은 95.6% H2SO4 n을 포함하여 0.1 n 1리터를 제조합니다. 용액의 다음 양(x)(g)을 취해야 합니다.
해당 산의 양은 다음과 같습니다.
뷰렛에서 정확히 2.8ml의 산을 측정한 후 메스 플라스크에서 이를 1리터로 희석한 다음 알칼리 용액으로 적정하여 생성된 용액의 정상성을 확인합니다. 용액이 더 농축된 것으로 판명되면 뷰렛에서 계산된 양의 물이 용액에 추가됩니다. 예를 들어, 적정 중에 1ml의 6.1N이 발견되었습니다. H2SO4 용액에는 H2SO4가 0.0049g이 아니라 0.0051g 포함되어 있습니다. 정확히 0.1N을 준비하는 데 필요한 물의 양을 계산하려면 다음과 같이 하십시오. 솔루션, 비율을 구성하십시오:
계산에 따르면 이 부피는 1041ml이며 용액에 1041 - 1000 = 41ml의 물을 추가해야 합니다. 적정에 사용되는 용액의 양도 고려해야 합니다. 사용 가능한 용량의 20/1000 = 0.02인 20ml를 채취합니다. 따라서 41ml가 아닌 41 - (41*0.02) = = 41 -0.8 = 40.2ml의 물을 추가해야 합니다.
* 산의 측정에는 잘 건조된 뷰렛과 분쇄 마개가 달린 뷰렛을 사용하십시오. .
교정된 용액에서 용해를 위해 취한 물질의 함량을 다시 확인해야 합니다. 정확한 염산 용액은 정확하게 계산된 염화나트륨 샘플을 기반으로 이온 교환 방법을 사용하여 제조됩니다. 분석 저울에서 계산되고 무게가 측정된 샘플을 증류수 또는 탈염수에 용해시키고 생성된 용액을 H 형태의 양이온 교환기로 채워진 크로마토그래피 컬럼을 통과시킵니다. 컬럼에서 흐르는 용액에는 동일한 양의 HCl이 포함됩니다.
정확한(또는 적정) 용액은 원칙적으로 밀폐된 플라스크에 보관해야 하며, 용기 마개에 염화칼슘 관을 삽입하고 알칼리 용액의 경우 소다석회나 아스카라이트를 채우고 염화칼슘을 채운다. 또는 산의 경우 간단히 면모로 만들 수 있습니다.
산의 정상성을 확인하기 위해 소성 탄산나트륨(Na2CO)이 자주 사용됩니다. 그러나 흡습성이 있으므로 분석가의 요구 사항을 완전히 충족시키지 못합니다. 이러한 목적을 위해 산성 탄산칼륨 KHCO3을 사용하고 CaCl2 위의 건조기에서 건조시키는 것이 훨씬 더 편리합니다.
적정할 때 산(알칼리를 적정하는 경우) 또는 알칼리(산을 적정하는 경우) 한 방울과 지시 용액 몇 방울을 첨가하는 "증인"을 사용하는 것이 유용합니다. 적정 용액에 증류수 또는 탈염수를 첨가합니다.
측정되는 물질에 따른 실험적 용액과 산 표준 용액의 준비는 위에서 설명한 경우와 이에 대해 주어진 공식을 사용하여 계산하여 수행됩니다.
안전과 사용 편의성을 위해 산은 최대한 희석하여 구입하는 것이 좋지만 때로는 집에서 더욱 희석해서 사용해야 하는 경우도 있습니다. 농축된 산은 심각한 화학적 화상을 입힐 수 있으므로 몸과 얼굴에 보호 장비를 착용하는 것을 잊지 마십시오. 필요한 산과 물의 양을 계산하려면 산의 몰농도(M)와 얻어야 하는 용액의 몰농도를 알아야 합니다.
단계
공식을 계산하는 방법
- 수식에서는 다음 값도 사용합니다. V 1. 이것은 우리가 물에 추가할 산의 양입니다. 아직 정확한 양은 모르지만 산 한 병 전체가 필요하지는 않을 것 같습니다.
-
결과가 어떻게 될지 결정하십시오.필요한 산의 농도와 양은 일반적으로 화학 문제의 본문에 표시됩니다. 예를 들어, 산을 2M로 희석해야 하고 0.5리터의 물이 필요합니다. 필요한 농도를 다음과 같이 표시합시다. C 2, 필요한 볼륨은 다음과 같습니다. 뷔 2.
- 다른 단위가 주어지면 먼저 몰농도 단위(리터당 몰)와 리터로 변환하세요.
- 필요한 산의 농도나 양을 모르는 경우 교사나 화학에 대해 잘 아는 사람에게 문의하세요.
-
농도를 계산하는 공식을 작성해 보세요.산을 희석할 때마다 다음 공식을 사용합니다. C 1V 1 = C 2V 2. 이는 용액의 원래 농도에 부피를 곱한 값이 희석된 용액의 농도에 부피를 곱한 것과 같다는 것을 의미합니다. 우리는 농도와 부피의 곱이 산의 총량과 같고, 산의 총량은 동일하게 유지되기 때문에 이것이 사실이라는 것을 알고 있습니다.
- 예제의 데이터를 사용하여 이 공식을 다음과 같이 작성합니다. (6M)(V1)=(2M)(0.5L).
-
방정식 V 1 풀기. V 1 값은 원하는 농도와 부피를 얻기 위해 얼마나 많은 농축산이 필요한지 알려줍니다. 수식을 다음과 같이 다시 작성해 보겠습니다. V 1 =(C 2 V 2)/(C 1), 알려진 숫자로 대체하십시오.
- 이 예에서는 V 1 =((2M)(0.5L))/(6M)을 얻습니다. 이는 약 167밀리리터에 해당합니다.
-
필요한 물의 양을 계산하십시오. V 1, 즉 사용 가능한 산의 양과 V 2, 즉 얻을 수 있는 용액의 양을 알면 필요한 물의 양을 쉽게 계산할 수 있습니다. V 2 - V 1 = 필요한 물의 양.
- 우리의 경우 물 0.5리터당 0.167리터의 산을 얻고 싶습니다. 0.5 리터 - 0.167 리터 = 0.333 리터, 즉 333 밀리리터가 필요합니다.
-
보안경, 장갑, 가운을 착용하십시오.눈의 측면도 가릴 수 있는 특수 안경이 필요합니다. 피부에 화상을 입거나 옷에 화상을 입지 않도록 장갑과 가운 또는 앞치마를 착용하십시오.
환기가 잘 되는 곳에서 작업하십시오.가능하다면 스위치가 켜진 후드 아래에서 작업하십시오. 이렇게 하면 산성 증기가 사용자와 주변 물체에 해를 끼치는 것을 방지할 수 있습니다. 후드가 없으면 모든 창문과 문을 열거나 선풍기를 켜세요.
-
흐르는 물의 근원이 어디에 있는지 알아보세요.산이 눈이나 피부에 들어간 경우에는 해당 부위를 흐르는 찬물에 15~20분 동안 씻어내야 합니다. 가장 가까운 싱크대가 어디에 있는지 알기 전까지는 작업을 시작하지 마십시오.
- 눈을 헹굴 때 눈을 뜨고 있도록 하십시오. 눈이 사방에서 씻겨 지도록 위, 아래, 옆을 살펴보십시오.
-
산을 쏟은 경우 어떻게 해야 하는지 알아 두십시오.필요한 모든 것이 포함된 유출된 산 수집용 특수 키트를 구입하거나 중화제 및 흡수제를 별도로 구입할 수 있습니다. 아래에 설명된 공정은 염산, 황산, 질산 및 인산에 적용 가능합니다. 다른 산은 다른 취급이 필요할 수 있습니다.
- 창문과 문을 열고 후드와 팬을 켜서 실내를 환기시키세요.
- 적용하다 조금탄산나트륨(소다), 중탄산나트륨 또는 탄산칼슘을 웅덩이의 바깥쪽 가장자리에 뿌려 산이 튀지 않도록 합니다.
- 중화 물질로 완전히 덮일 때까지 웅덩이 전체를 중앙을 향해 점차적으로 붓습니다.
- 플라스틱 스틱으로 잘 섞으세요. 리트머스 종이로 웅덩이의 pH 값을 확인합니다. 판독값이 6~8보다 크면 중화제를 더 추가한 다음 해당 부위를 물로 충분히 헹구십시오.
이미 가지고 있는 것을 탐색해 보세요.포장이나 작업 설명에서 산 농도 지정을 찾아보세요. 이 값은 일반적으로 몰 농도 또는 몰 농도(간단히 M)로 표시됩니다. 예를 들어, 6M 산에는 리터당 6몰의 산 분자가 포함되어 있습니다. 이것을 초기 농도라고 부르자. C 1.
산을 희석하는 방법
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루다로 물을 식혀주세요.이는 18M 황산 또는 12M 염산과 같은 고농도 산을 사용하여 작업하는 경우에만 수행해야 합니다. 용기에 물을 붓고 용기를 얼음 위에 20분 이상 놓아두세요.
- 대부분의 경우 실온의 물로 충분합니다.
-
큰 플라스크에 증류수를 붓습니다.극도의 정밀도가 필요한 응용 분야(예: 적정 분석)에는 부피 플라스크를 사용하십시오. 다른 모든 목적에는 일반 원추형 플라스크가 적합합니다. 용기는 필요한 액체의 전체 용량을 담아야 하며, 액체가 쏟아지지 않도록 공간도 있어야 합니다.
- 용기의 용량을 알면 물의 양을 정확하게 잴 필요가 없습니다.
용액의 농도 백분율은 용액 전체의 질량에 대한 용질의 질량의 비율을 나타냅니다. 용액에 용매를 첨가하여 희석하면 용질의 질량은 변하지 않지만 용액의 질량은 증가합니다. 이러한 질량의 비율(용액의 농도)은 용액의 질량이 증가하는 만큼 감소합니다. 용매를 증발시켜 용액을 농축하기 시작하면 용액의 질량은 감소하지만 용질의 질량은 변하지 않습니다. 질량비(용액의 농도)는 용액의 질량이 감소하는 만큼 증가합니다. 용액의 질량과 농도 백분율은 서로 반비례하며 다음과 같이 수학적 형식으로 표현될 수 있습니다. l. 이 패턴은 용액을 희석하고 농축할 때 계산의 기초가 됩니다. 예시 1. 90% 솔루션이 있습니다. 20% 용액 500kg을 준비하려면 얼마나 많은 양이 필요합니까? 해결책. 용액의 질량과 백분율 농도 사이의 관계에 따라 따라서 90% 용액 111kg을 취하고 용액의 질량이 500kg이 되도록 충분한 용매를 추가해야 합니다. 예 2. 15% 용액이 있습니다. 60% 용액을 얻으려면 이 용액 8.50톤을 증발시켜야 하는 질량은 얼마입니까? 해결책. 용액의 양이 부피 단위로 주어지면 질량으로 변환해야 합니다. 앞으로는 위에서 설명한 방법에 따라 계산을 수행해야 합니다. 예 3. 밀도가 1.43kg/l인 40% 수산화나트륨 용액이 있습니다. 밀도가 1.16kg/l인 15% 용액 10리터를 제조하려면 이 용액의 부피는 얼마입니까? 상처" 15% 용액의 질량을 계산합니다. kg n 40% 용액의 질량: 40% 용액의 부피를 결정합니다. 예 4. 밀도가 다음과 같은 50% 황산 용액 1리터가 있습니다. 1.399kg/l. 밀도가 1.055kg/l인 8% 용액을 얻으려면 이 용액을 몇 부피로 희석해야 합니까? 해결책. 50% 용액의 질량을 구합니다: kg 및 8% 용액의 질량: 8% 용액의 부피를 계산합니다: V - - 8.288 -. = 8 l 288 ml 실시예 5. 밀도가 1.310 g/lm인 50% 질산 용액 1 l를 물 690 ml로 희석했습니다. 생성된 용액의 농도를 결정합니다 *. 해결책. 우리는 50% 용액의 질량을 찾습니다: your = g 및 희석 용액의 질량: 희석 용액의 농도를 계산합니다: 1 예 번호 5,6,7은 Ya L 책에서 가져왔습니다. Goldfarb, Yu.V. Kho-lakova “화학 문제 및 연습 모음.” M., “계몽”, 1968 예 c. 밀도가 1.830g/ml인 93.6% 산성 용액이 있습니다. 밀도가 1,140g/ml인 20% 용액 1,000리터를 준비하려면 이 용액의 양이 얼마나 필요하며, 이를 위해 물이 얼마나 필요합니까? 해결책. 20% 용액을 준비하는 데 필요한 20% 용액의 질량과 93.6% 용액의 질량을 결정합니다. 희석 용액을 준비하는 데 필요한 물의 질량을 계산합니다. 93.6% 용액의 부피를 찾습니다. 예 7 밀도가 1.18g/ml인 배터리 산 1,000리터를 준비하려면 밀도가 1.84g/ml인 황산의 수 밀리리터가 필요합니다.) 용액의 농도 백분율과 밀도는 특정 관계에 있습니다. 특별 참조 테이블에 기록되어 있습니다. 이를 사용하면 밀도에 따라 용액의 농도를 결정할 수 있습니다. 이 표에 따르면 밀도가 1.84g/ml인 황산은 98.72%이고 밀도가 1.18g/ml - 24.76-입니다.