Các cách đơn giản để tạo ra axit nitric: 11 bước (có hình ảnh)

Mục lục:

Các cách đơn giản để tạo ra axit nitric: 11 bước (có hình ảnh)
Các cách đơn giản để tạo ra axit nitric: 11 bước (có hình ảnh)

Video: Các cách đơn giản để tạo ra axit nitric: 11 bước (có hình ảnh)

Video: Các cách đơn giản để tạo ra axit nitric: 11 bước (có hình ảnh)
Video: Đại số tuyến tính - Chương 4. Bài 3. Giá trị riêng, véc tơ riêng 2024, Tháng Ba
Anonim

Axit nitric là một loại axit khoáng mạnh được sử dụng để tạo ra những thứ như phân bón, thuốc nhuộm và chất nổ cao. Chất lỏng ăn da, không màu thường được sản xuất ở quy mô công nghiệp bằng cách sử dụng các quy trình và thiết bị hóa chất chuyên dụng cao. Tuy nhiên, cũng có thể tạo ra axit nitric ở nhiều độ tinh khiết khác nhau bằng các vật liệu thông thường trong phòng thí nghiệm, chẳng hạn như muối nitrat, axit sulfuric và đồng. Một số chất cần thiết cho thí nghiệm này có tính ăn mòn, vì vậy hãy đảm bảo trang bị thiết bị an toàn thích hợp trước khi xử lý chúng. Bạn cũng sẽ không bị ảnh hưởng gì khi thực hiện các quy trình an toàn trong phòng thí nghiệm của mình, vì vậy bạn sẽ chuẩn bị sẵn sàng trong trường hợp xảy ra tai nạn.

Các bước

Phương pháp 1/2: Lấy axit nitric từ đồng

Tạo axit nitric Bước 1
Tạo axit nitric Bước 1

Bước 1. Hòa tan 80 gam (2,8 oz) muối nitrat trong 50 ml (1,7 oz) nước

Bắt đầu bằng cách chia nhỏ muối nitrat của bạn vào một hộp trộn thủy tinh nhỏ. Sau đó, đổ tất cả nước vào cùng một lúc. Xoay hỗn hợp xung quanh bên trong hộp để giúp nó hòa tan nhanh hơn.

  • Điều quan trọng là sử dụng nước cất thay vì nước máy thông thường. Hầu hết nước máy có chứa các dấu vết của các hóa chất khác có thể làm mất đi thành phần axit mà bạn tạo ra.
  • Đối với mục đích của thí nghiệm này, dễ dàng nhất là sử dụng natri nitrat, kali nitrat hoặc amoni nitrat. Tất cả những hóa chất này đều có sẵn tại bất kỳ cửa hàng cung cấp hóa chất trực tuyến nào.
  • Một số cửa hàng cung cấp hóa chất chỉ bán cho các tổ chức, không phải cá nhân. Điều này có thể khiến bạn khó có được những món đồ bạn cần trừ khi bạn được giáo viên hoặc người giám sát đặt mua chúng thay cho bạn.
Tạo axit nitric Bước 2
Tạo axit nitric Bước 2

Bước 2. Thêm 100 ml (3,4 fl oz) axit clohydric

Đo axit trong ống đong chia độ để đảm bảo rằng bạn đang sử dụng đúng lượng. Chuyển axit vào dung dịch muối nitrat một cách cẩn thận, cẩn thận không để axit bị tràn hoặc bắn tung tóe. Xoay các chất trong hộp một lần nữa để trộn các thành phần hóa học của bạn.

  • Bạn có thể mua một chai axit clohydric đậm đặc với giá khoảng $ 1 mỗi ounce (29,57 mL).
  • Bạn nên làm việc dưới tủ hút hoặc bố trí thiết bị của mình ở khu vực mở thông gió tốt, vì vật liệu thử nghiệm của bạn sẽ phát ra khói mạnh khi tiếp xúc với axit.

Cảnh báo:

Luôn đeo găng tay và kính bảo hộ khi làm việc với axit. Axit clohydric đặc biệt có tính ăn mòn cao - nếu không có biện pháp bảo vệ thích hợp, dù chỉ một giọt nhỏ trên da của bạn cũng có thể gây bỏng nghiêm trọng.

Tạo axit nitric Bước 3
Tạo axit nitric Bước 3

Bước 3. Đổ đầy 50 ml nước vào thùng chứa lớn thứ hai (1,7 fl oz)

Đổ nước vừa đủ ngập đáy thùng thứ hai. Bạn sẽ sử dụng hộp đựng này để lồng hộp đựng hỗn hợp của mình và ngăn không cho đổ hoặc tràn, vì vậy hãy đảm bảo rằng nó đủ lớn để chứa vật liệu thử nghiệm của bạn một cách thoải mái.

  • Lý tưởng nhất là thùng chứa thứ hai của bạn cũng sẽ cao hơn thùng trộn của bạn một chút.
  • Nếu bạn đang sử dụng cốc 250 mL làm vật chứa trộn của mình, bạn có thể đặt nó vào cốc có mỏ 1000 mL để để lại một khoảng trống vừa đủ.
Tạo axit nitric Bước 4
Tạo axit nitric Bước 4

Bước 4. Đặt thùng trộn của bạn ở dưới cùng của thùng lớn hơn

Đặt thùng trộn xuống một cách nhẹ nhàng trong vùng nước nông. Kiểm tra để đảm bảo rằng ít nhất 14 inch (0,64 cm) nước vẫn còn tiếp xúc xung quanh tất cả các mặt của thùng trộn. Nếu không, hãy tìm một hộp đựng lớn hơn để vừa với nó.

Tạo axit nitric Bước 5
Tạo axit nitric Bước 5

Bước 5. Thêm ít nhất 32 gam (1,1 oz) đồng vào hỗn hợp axit

Nếu có thể, hãy sử dụng đồng nguyên chất 99% cấp phòng thí nghiệm. Cân các viên trên một cân chính xác trong một vật chứa nhẹ, đảm bảo cân vật chứa trước và trừ đi trọng lượng của nó từ số đọc cuối cùng. Khi bạn có tối thiểu 32 gam (1,1 oz), hãy đổ đồng vào thùng trộn của bạn.

  • Nếu bạn không thể tìm thấy đồng dạng viên để mua, bạn cũng có thể sử dụng đồng vụn, phoi bào, dây hoặc thậm chí là tiền xu. Tuy nhiên, hãy nhớ rằng hỗn hợp axit chủ yếu sẽ hòa tan đồng, vì vậy bạn sẽ không lấy lại được đồng.
  • Đồng là cần thiết để bắt đầu phản ứng oxy hóa mà cuối cùng sẽ tạo ra axit nitric.
Tạo axit nitric Bước 6
Tạo axit nitric Bước 6

Bước 6. Đậy nắp thùng trộn bằng thùng riêng và đợi khoảng 1 giờ

Thùng thứ ba sẽ giữ nitơ điôxít sinh ra khi đồng tan trong hỗn hợp axit. Sau đó khí sẽ chảy ra khỏi thùng trộn và sủi bọt qua nước trong thùng chứa, tạo ra axit nitric.

  • Một cốc có mỏ lớn hơn một hoặc hai cỡ phải vừa khít với thùng trộn của bạn. Bạn cũng có thể sử dụng bình xây hoặc đồ đựng đồ uống khác, miễn là nó được làm bằng thủy tinh.
  • Có thể giúp đặt một vật nhỏ, nặng, chẳng hạn như một cuốn sách hoặc một mảnh gỗ vụn, lên trên vật chứa có nắp đậy để giữ nó xuống và giữ cho nó không bị nhấp nhô khi khí thoát ra đẩy nó lên trên.
  • Axit nitric bạn sản xuất bằng phương pháp này sẽ chỉ có khoảng 40-60% tinh khiết. Để tạo ra axit có độ tinh khiết cao hơn, bạn cần phải chưng cất nó bằng cách sử dụng muối nitrat và axit sulfuric.

Phương pháp 2/2: Chưng cất Axit Nitric tinh khiết

Tạo axit nitric Bước 7
Tạo axit nitric Bước 7

Bước 1. Định lượng 80 gam (2,8 oz) kali nitrat tinh khiết trong bình đun sôi

Hỗn hợp kali nitrat và axit sunfuric có xu hướng tạo ra axit nitric với mức độ tinh khiết cao nhất. Sử dụng cân chính xác để chia ra một lượng muối nitrat chính xác. Đừng quên tính đến trọng lượng của vật chứa đo lường của bạn.

  • Một bình đun sôi đáy tròn là thứ bắt buộc cho thí nghiệm này. Bề mặt cong và miệng bình thuôn nhọn sẽ ngăn không cho axit nitric bay hơi thoát ra ngoài trong quá trình chưng cất.
  • Bạn cũng có thể sử dụng natri hoặc amoni nitrat nếu có, mặc dù độ tinh khiết của axit tạo thành có thể thấp hơn đáng kể.
Tạo axit nitric Bước 8
Tạo axit nitric Bước 8

Bước 2. Thêm 60–65 mililit (2,0–2,2 fl oz) axit sulfuric đậm đặc

Dùng phễu nhựa rót axit vào bình đun sôi. Nếu không có phễu, bạn cũng có thể sử dụng dụng cụ nhỏ giọt, miễn là nó được gắn nhãn với các bước tăng chính xác để đo chất lỏng.

  • Làm việc dưới tủ hút hoặc trong không gian ngoài trời thông thoáng, và nhớ đeo găng tay và kính bảo hộ trước khi xử lý bất kỳ hóa chất nào được yêu cầu.
  • Độ tinh khiết của axit càng lớn càng tốt. Sử dụng axit sunfuric đã được pha loãng với nước sẽ tạo ra axit nitric yếu hơn.

Mẹo:

Nếu bạn vô tình tiếp xúc trực tiếp với axit, hãy rửa vùng bị ảnh hưởng bằng nước lạnh trong ít nhất 15-20 phút.

Tạo axit nitric Bước 9
Tạo axit nitric Bước 9

Bước 3. Đặt một bình thủy tinh rỗng và một bình ngưng để chưng cất

Đưa một đầu tĩnh có nút thủy tinh vào miệng bình đun sôi. Nối phần thân góc của đầu tĩnh vào ống ngưng tụ. Đặt đầu dưới của bình ngưng trên phần mở của hộp chứa rỗng.

  • Bạn có thể mua một bộ dụng cụ chưng cất cơ bản, đầy đủ mọi thứ bạn cần để thực hiện quá trình chưng cất hóa chất của riêng mình tại nhà, từ bất kỳ cửa hàng cung cấp hóa chất nào.
  • Kiểm tra kỹ các nút trên thiết bị chưng cất của bạn có chắc chắn không. Nếu không, khói độc hại có thể thoát ra ngoài.
Tạo axit nitric Bước 10
Tạo axit nitric Bước 10

Bước 4. Đun nóng hỗn hợp axit trong khoảng 1 giờ

Bật ổ ghi hoặc bếp điện, sau đó ngồi lại và xem điều kỳ diệu xảy ra. Khi hỗn hợp axit nóng lên, muối nitrat và axit sunfuric sẽ phản ứng để tạo ra bisunfat và axit nitric lỏng. Sau đó, axit nitric sẽ được hóa hơi và di chuyển vào bình ngưng, nơi nó sẽ nguội thành những giọt nhỏ sẽ thoát từng chút một vào thùng rỗng.

  • Nếu bạn có nhiệt kế, hãy lắp nó vào đầu của vật tĩnh và để mắt đến nó trong khi hỗn hợp axit ở trên nguồn nhiệt. Nhiệt độ bên trong bình đun sôi sẽ dao động đôi chút, nhưng lý tưởng nhất là nó phải ở ngay xung quanh điểm sôi của axit, 337 ° C (639 ° F).
  • Bạn có thể nhận thấy axit nitric đậm đặc phát triển thành màu vàng khi nó tụ lại. Đây là một tác dụng phụ bình thường của ô nhiễm hydro dioxide. Axit vẫn đủ tinh khiết để sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau.
Tạo axit nitric Bước 11
Tạo axit nitric Bước 11

Bước 5. Thổi không khí vào axit nitric của bạn để kiểm tra độ tinh khiết của nó

Lấy một đoạn ống cao su hoặc ống hút bằng nhựa và đặt một đầu vào bên trong miệng bình đun sôi. Nhẹ nhàng thổi vào đầu bên kia. Khi bạn thổi, hãy để ý xem axit tạo ra khói màu vàng nhạt, có màu vàng nhạt. Sự bốc khói đáng kể sẽ chỉ xảy ra nếu axit nitric của bạn có độ tinh khiết lớn hơn khoảng 80%. Do tác dụng độc đáo này, axit nitric có độ tinh khiết cao đôi khi được gọi là “axit nitric bốc khói”.

  • Hãy cực kỳ cẩn thận để không hít phải khói. Làm như vậy có thể gây kích ứng nghiêm trọng cho đường hô hấp của bạn.
  • Nếu bạn đang đeo găng tay cao su hoặc găng tay nitrile, hãy cởi chúng ra trước khi thử axit nitric. Nghe có vẻ phản trực giác, nhưng axit nitric tinh khiết thực sự có thể khiến latex và nitrile bùng cháy!

Lời khuyên

  • Luôn luôn để một bộ sơ cứu gần khu vực làm việc của bạn trong trường hợp rủi ro bất ngờ.
  • Axit nitric rất hữu ích để bắt đầu các phản ứng hóa học và sản xuất nhiều hợp chất hóa học khác trong phòng thí nghiệm.
  • Đồng không hề rẻ, đặc biệt nếu bạn chỉ muốn nấu chảy nó. Tái chế đồng của bạn bằng cách thêm các mảnh lá nhôm nhỏ vào chất thải đồng lỏng, sau đó lọc nó qua khăn giấy khi nó có cơ hội hòa tan. Các bit rắn còn lại sẽ là đồng có độ tinh khiết thấp, bạn có thể sử dụng cho các thí nghiệm khác.

Cảnh báo

  • Một số quy trình được mô tả ở đây có thể nguy hiểm nếu không được thực hiện một cách có trách nhiệm. Vì lý do này, tốt nhất nên để chúng cho các nhà hóa học và nhân viên phòng thí nghiệm có kinh nghiệm. Nếu đây là lần đầu tiên bạn tiến hành một thí nghiệm hóa học, hãy xem xét một dự án đơn giản hơn, chẳng hạn như thay đổi độ pH của nước hoặc trung hòa axit xitric.
  • Tìm kiếm sự chăm sóc y tế ngay lập tức nếu bạn nhận thấy bất kỳ vết bỏng, sưng, ngứa hoặc kích ứng nào do tiếp xúc với hóa chất. Nếu không được điều trị, bỏng hóa chất có thể dẫn đến các triệu chứng nghiêm trọng hơn, bao gồm cả sốc.

Đề xuất: