Вычисления при разбавлении и концентрировании растворов. Готовим электролит для аккумуляторов в домашних условиях самостоятельно Разбавление серной кислоты водой

Как смешать два жидких вещества? Например, какую-нибудь кислоту и воду? Казалось бы эта задача из серии «дважды два – четыре». Что может быть проще: слить две жидкости вместе, в какой-нибудь подходящей емкости, и все дела! Или влить одну жидкость в емкость, где уже находится другая. Увы, это та самая простота, которая, по меткому народному выражению, хуже воровства. Поскольку дело может закончиться крайне печально!

Инструкция

Имеется две емкости, в одной из них содержится концентрированная серная кислота, в другой – вода. Как их правильно смешать? Лить кислоту в воду или, наоборот, воду в кислоту? Ценой неверного решения в теории может стать низкая оценка, а на практике - в лучшем случае, сильный ожог.

Почему? А потому, что концентрированная серная кислота, во-первых, гораздо плотнее воды, а во-вторых, чрезвычайно гигроскопична. Иными словами, она активно поглощает воду. В-третьих, это поглощение сопровождается выделением большого количества тепла.

Если в емкость с концентрированной серной кислотой начнут приливать воду, первые же порции воды «растекутся» по поверхности кислоты (поскольку вода гораздо менее плотная), и кислота начнет жадно поглощать ее, выделяя тепло. А этого тепла будет так много, что вода буквально «вскипит» и брызги полетят во все стороны. Естественно, не миновав незадачливого экспериментатора. Обжечься и «чистым» кипятком не очень приятно, а если учесть, что в водяных брызгах наверняка будет еще кислота. Перспектива становится совсем невеселой!

Именно поэтому многие поколения учителей-химиков заставляли своих учеников буквально зазубривать правило: «Сначала вода, потом – кислота! Иначе случится большая беда!» Концентрированную серную кислоту следует добавлять в воду, маленькими порциями, при перемешивании. Вот тогда вышеописанная неприятная ситуация не произойдет.

Резонный вопрос: с серной-то кислотой понятно, а как быть с другими кислотами? Как правильно смешивать их с водой? В каком порядке? Необходимо знать плотность кислоты. Если она плотнее воды, например, концентрированная азотная, ее точно так же, как серную, следует приливать в воду, соблюдая вышеуказанные условия (понемногу, при перемешивании). Ну, а если плотность кислоты очень незначительно отличается от плотности воды, как в случае с уксусной кислотой, тут уж без разницы.

Все интересное

Повышенное внимание и осторожность, а также соблюдение особых мер безопасности - необходимое условие при работе с кислотами. К работе с кислотами допускаются лица, достигшие 18 лет, при этом обязательным условием является прохождение курса…

Сернистая кислота - это неорганическая кислота средней силы. Из-за неустойчивости нельзя приготовить ее водный раствор с концентрацией более 6%, иначе она начнет распадаться на серный ангидрид и воду. Химические свойства сернистой кислотыСернистая…

Серная кислота - маслянистая бесцветная жидкость, не имеющая запаха. Относится к сильным кислотам и растворяется в воде в любых соотношениях. Имеет колоссальное применение в промышленности. Серная кислота - довольно тяжелая жидкость, ее плотность…

Серная кислота по физическим свойствам – тяжелая маслянистая жидкость. Она не имеет запаха и цвета, гигроскопична, хорошо растворяется в воде. Раствор с содержанием H2SO4 менее 70% обычно называют разбавленной серной кислотой, более 70% –…

Хлористоводородная (соляная, HCl) кислота – это бесцветная, очень едкая и ядовитая жидкость, раствор хлорного водорода в воде. При сильной концентрации (38% от общей массы при температуре 20оС окружающей среды) - «дымится», туман и пары…

Серная кислота имеет химическую формулу H2SO4. Это тяжелая маслянистая жидкость, бесцветная или с желтоватым оттенком, который ей придают примеси ионов металлов, например, железа. Серная кислота очень гигроскопична, легко поглощает водяные пары.…

Серная кислота входит в пятерку самых сильных кислот. Необходимость в нейтрализации этой кислоты возникает, в частности, в случае ее утечки и при возникновении угрозы отравления ей. Инструкция 1Молекула серной кислоты состоит из двух атомов…

С давних времен, объясняя, как смешивать концентрированную серную кислоту с водой, учителя заставляли учеников запоминать правило: «Сначала вода, потом – кислота!» Дело в том, что если поступить наоборот, первые же порции более легкой…

Серная кислота, имеющая химическую формулу H2SO4, представляет собою тяжелую, плотную жидкость маслянистой консистенции. Очень гигроскопична, легко смешивается с водой, при этом обязательно следует лить кислоту в воду, ни в коем случае не наоборот.…

В любом автомобиле есть источник тока, этим источником является аккумулятор. Т. к. аккумулятор – это элемент многоразового использования, то его можно подзаряжать и менять в нем электролит. Раньше, в автомобилях применялись как кислотные, так и…

Сульфаты железа – это неорганические химические вещества, они делятся на разновидности. Существует двухвалентный сульфат железа(2) и трехвалентный сульфат железа(3). Есть много способов получения этих сернокислых солей. Вам понадобитсяЖелезо,…

Что происходит, если кислоту соединить с какой-либо солью? Ответ на этот вопрос зависит от того, какая это кислота и какая соль. Химическая реакция (то есть превращение веществ, сопровождающееся изменением их состава) между кислотой и солью может…

При смешивании концентрированной серной кислоты и воды выделяется много тепла. Для химика этот факт очень важен, поскольку и в лаборатории, и в промышленности часто приходится готовить разбавленные растворы серной кислоты. Для этого нужно смешивать концентрированную серную кислоту с водой - не всегда, но часто.

Как смешать концентрированную серную кислоту и воду ?

Во всех учебниках и практикумах настоятельно рекомендуют лить серную кислоту в воду (тонкой струйкой и при хорошем перемешивании) - а не наоборот: нельзя лить воду в концентрированную серную кислоту!

Почему? Серная кислота более тяжелая, чем вода.

Если лить кислоту тонкой струйкой в воду, то кислота опустится на дно. Тепло, которое выделится при смешивании, рассеется - пойдет на нагрев всей массы раствора, поскольку над слоем кислоты, которая опустилась на дно сосуда, расположено большое количество воды.

Тепло рассеется, раствор нагреется - и ничего плохого не произойдет, особенно, если в процессе добавлении кислоты к воде жидкость хорошо перемешивать.

А что будет, если сделать неправильно , - в концентрированную серную кислоту добавить воду? Когда первые порции воды попадут в серную кислоту, они останутся на поверхности (поскольку вода легче, чем концентрированная серная кислота). Выделится много тепла, которое пойдет на нагрев маленького количества воды.

Вода резко вскипит, в результате полетят брызги серной кислоты и образуется едкий аэрозоль. Эффект может быть примерно такой, как при добавлении воды на горячую сковородку с маслом. Брызги серной кислоты могут попасть в глаза, на кожу и одежду. Аэрозоль серной кислоты не только очень неприятен при вдыхании, но и опасен для легких.

Если стекло не термостойкое - сосуд может треснуть.

Чтобы это правило было легче запомнить, придумывают специальные стишки вроде:

"Сначала вода, а потом кислота - иначе случиться большая беда!".

Используют также специальные фразы для запоминания - "мемы", например:

"Чай с лимоном".

Книги - хорошо, но решил заснять, как выглядит результат неправильного смешивания концентрированной серной кислоты и воды на практике.

Разумеется, со всеми мерами предосторожности: начиная от защитных очков, заканчивая использованием небольших количеств веществ.

Провел несколько экспериментов - я пробовал смешивать серную кислоту с водой (и правильно, и неправильно). Во обоих случаях наблюдался лишь сильный разогрев. А закипания, разбрызгивания, и подобного не происходило.

Для примера, опишу один из экспериментов, проведенный в пробирке. Концентрированной серной кислоты взял 20 мл, воды 5 мл. Обе жидкости комнатной температуры.

Начал добавлять к серной кислоте воду. Вода закипела лишь в момент, когда приливал первые порции воды к кислоте. Новые порции воды погасили кипение. Едкий аэрозоль полетел (к этому я был не готов, пришлось на несколько секунд отойти). Попробовал перемешать алюминиевой проволочкой (то, что было под рукой). Эффекта ноль. Измерил температуру термометром. Оказалось 80 градусов по Цельсию. Эксперимент удался едва ли.

Новый эксперимент провел в колбе: чтобы поверхность соприкосновения двух жидкостей была максимальной (это обеспечит более резкое выделение тепла), а толщина слоя воды над серной кислотой - минимальной. Воду добавлял не всю сразу, а небольшими порциями (чтобы тепло пошло на кипение воды, а не на нагрев всей массы воды).

Итак, в коническую колбу налил около 10-15 мл концентрированной серной кислоты. Воды использовал около 10 мл.

Пока готовился к опыту, кислота под палящим солнцем разогрелась до 36-37 градусов (что градусов на 20 выше, чем начальная температура кислоты в прошлом опыте). Вода в пробирке тоже слегка нагрелась, но не так сильно. Думаю, это сыграло большую роль в успехе опыта.

При добавлении основной порции воды в серную кислоту заметно летели брызги и едкий аэрозоль. К счастью, их сносило ветром, который дул с моей стороны, поэтому я даже ничего не ощутил.

В итоге, температура в пробирке поднялась выше 100 градусов!

Какие можно сделать выводы? Если нарушить правило, что нельзя добавлять воду к концентрированной серной кислоте , разбрызгивание происходит не всегда, но оно возможно - особенно, когда вода и кислота теплые. Особенно - если добавлять воду медленно, небольшими порциями и в широкой посуде.

При работе с бОльшими количествами воды и кислоты вероятность резкого разогрева и разбрызгивания возрастает (напоминаю: мы взяли всего несколько миллилитров).

Опыт, который демонстрирует, что нельзя добавлять воду в концентрированную серную кислоту , описан в практикуме авторов Рипан и Четяну .

Приведу цитату:

Если в концентрированную серную кислоту наливать воду, то первые капли воды, попавшие в нее, моментально превращаются в пар и из сосуда вылетают брызги жидкости. Это происходит по той причине, что вода, обладая небольшим удельным весом, не погружается в кислоту, а кислота ввиду малой теплоемкости не поглощает выделившейся теплоты. При вливании горячей воды наблюдается более сильное разбрызгивание серной кислоты.

Опыт . Смешивание воды с концентрированной Н 2 SO 4 . Стаканчик с концентрированной серной кислотой ставят на дно большого стакана, прикрытого воронкой. Теплую воду вливают при помощи пипетки (рис. 161). При вливании горячей воды внутренние стенки большого стакана и воронки моментально покрываются брызгами жидкости.

Рис. 161

За неимением стеклянной воронки можно воспользоваться картонной, внутрь которой вводят пипетку с водой.

Если в стакан с водой приливать по каплям или тонкой струей концентрированную серную кислоту, то можно заметить, как более тяжелая серная кислота опускается на дно стакана.

При смешивании концентрированной Н 2 SO 4 со льдом можно одновременно наблюдать два явления: гидратацию кислоты, сопровождающуюся выделением тепла, и плавление льда, сопровождающееся поглощением тепла. Поэтому в результате смешивания можно наблюдать либо повышение, либо понижение температуры. Так, при смешивании 1 кг льда с 4 кг кислоты температура повышается почти до 100°, а при смешивании 4 кг льда с 1 кг кислоты температура снижается почти до -20°.

В настоящее время выбор аккумуляторных батарей огромен - в продаже можно найти уже готовые к использованию источники питания, а также сухозаряженные батареи, которые требуют осуществить приготовление электролита и его заливку до начала эксплуатации. Дальнейшее обслуживание аккумуляторов многие часто осуществляют в сервисах. По разным причинам может возникнуть необходимость самостоятельно приготовить раствор. Чтобы это мероприятие увенчалось успехом, следует знать, как сделать электролит в домашних условиях.

Электролит - электропроводящий раствор, содержащий в своём составе дистиллированную воду и серную кислоту, едкий калий или натрий в зависимости от типа источника питания.

Концентрация серной кислоты в АКБ

Этот показатель кислотности напрямую зависит от необходимой плотности электролита. Изначально средняя концентрация этого раствора в автомобильном аккумуляторе - около 40% в зависимости от температуры и климата, в которых используется источник питания. Во время эксплуатации концентрация кислоты падает до 10–20%, что сказывается на работоспособности АКБ.

Вместе с тем стоит понимать, что аккумуляторная серная составляющая - наичистейшая жидкость, которая на 93% состоит непосредственно из кислоты остальные 7% — примеси. На территории России производство этого химиката строго регламентировано - продукция должна соответствовать требованиям ГОСТ.

Отличия электролитов для разных типов аккумуляторов

Несмотря на то что принцип работы раствора одинаков для разных источников питания, следует знать о некоторых различиях составов. В зависимости от состава принято выделять щелочной и кислотный электролиты.

Щелочные АКБ

Этот вид источников питания характеризуется наличием гидроокиси никеля, окиси бария и графита. Электролит в этом виде аккумуляторов представляет собой 20% раствор едкого калия. Традиционно используется добавка моногидрата лития, которая позволяет продлить срок эксплуатации АКБ.

Щелочные источники питания отличаются отсутствием взаимодействия калийного раствора с веществами, образуемыми во время работы аккумулятора, что способствует аксимальному уменьшению расхода.

Кислотные АКБ

Этот вид источников питания является одним из самых традиционных, поэтому и раствор в них знаком многим - смесь дистиллированной воды и серного раствора. Концентрат электролита для свинцово-кислотных аккумуляторов дешёво стоит и характеризуется способностью проводить ток большой величины. Плотность жидкости должна соответствовать климатическим показателям.

Другие виды АКБ: можно ли приготовить электролит для них самостоятельно?

Отдельно хотелось бы обратить внимание на современные свинцово-кислотные источники питания - гелевые и AGM. Они также могут быть заправлены собственноручно приготовленным раствором, который в них находится в специфической форме - в виде геля или внутри сепараторов. Для заправки гелевых аккумуляторов понадобится ещё один химический компонент - силикагель, который загустит кислотный раствор.

Кадмиевоникелевые и железоникелевые аккумуляторы

В отличие от свинцовых источников питания, кадмиево- и железоникелевые заливаются щелочным растовром, который является смесью дистиллированной воды и едкого калия или натрия. Гидроксид лития, входящий в состав этого раствора для определённых температурных режимов, позволяет увеличить срок службы АКБ.

Таблица 2. Состав и плотность электролита для кадмиево- и железоникелевых и аккумуляторов.

Как правильно приготовить электролит в домашних условиях: техника безопасности

Приготовление раствора - работа с кислотами и щелочами, поэтому соблюдение мер предосторожности необходимо для самых опытных людей. Перед началом действия подготовьте средства защиты:

• резиновые перчатки
• одежду и фартук, устойчивый химическим веществам;
• защитные очки;
• нашатырный спирт, кальцинированную соду или борный раствор, чтобы нейтрализовать кислоту и щёлочь.

Оборудование

Для приготовления аккумуляторного электролита помимо самого источника питания потребуются следующие предметы:

• ёмкость и палочка, устойчивые к воздействию кислот и щелочей;
• дистиллированная вода;
• инструменты для измерения уровня, плотности и температуры раствора;
• аккумуляторная серная жидкость - для кислотной АКБ, твёрдые или жидкие щелочи, литий - для соответствующих видов АКБ, силикагель - для гелевых аккумуляторов.

Последовательность процесса: делаем электролит для кислотно-свинцового источника питания

Перед началом работ ознакомьтесь с информацией, приведённой в таблице 3. Она позволит выбрать необходимый объем жидкостей. В аккумуляторах залито от 2,6 до 3,7 литра кислотного раствора. Мы рекомендуем разводить примерно 4л электролита.

Таблица 3. Пропорции воды и серной кислоты.

• В ёмкость, устойчивую к едким веществам, налейте нужный объем воды.
• Разбавлять воду кислотой следует постепенно.
• По окончании процесса вливания замеряйте плотность получившегося электролита с помощью ареометра.
• Дайте составу отстояться около 12 часов.

Таблица 4. Плотность электролита для разных климатов.

Концентрация кислотного раствора должна соотноситься с минимальной температурой, при которой эксплуатируется аккумулятор. Если жидкость получилась слишком концентрированной, её необходимо разбавить дистиллированной водой.

Смотрите видео, как измерить плотность электролита.

Внимание! Вливать воду в кислоту нельзя! В результате этой химической реакции может возникнуть закипание состава, что приведёт к его расплескиванию и возможности получить кислотные ожоги!

Обращаем ваше внимание, что во время смешивания компонентов выделяется тепло. В подготовленный аккумулятор следует заливать остывший раствор.

Способ развести электролит для щелочного источника питания

Плотность и количество электролита в таких аккумуляторах указана в инструкции по эксплуатации источника питания или на сайте компании-производителя.

• Влейте в посуду дистиллированную воду.
• Добавьте щелочь.
• Смешайте раствор, герметично его закройте и дайте настояться в течение 6 часов.
• По истечении времени слейте образовавшийся светлый раствор - электролит готов.

При появлении осадка следует его перемешивать. Если к концу отстаивания он остаётся, слейте электролит так, чтобы осадок не попал в аккумулятор - это приведёт к уменьшению срока его эксплуатации.

Внимание! Во время работ температура щелочного раствора не должна превышать 25 градусов по Цельсию. Если жидкость чрезмерно нагревается, охладите её.

После приведения раствора к комнатной температуре и его заливке в аккумулятор, источник питания необходимо полностью зарядить током, составляющим 10% от ёмкости АКБ (60Ач — 6А).

Как видите, приготовление раствора электролита не такое сложное дело. Главное, следует чётко определиться с необходимым количеством ингредиентов и помнить о безопасности. Вы пробовали развести электролит своими руками? Поделитесь опытом с нашими читателями в комментариях.

Приблизительные растворы. В большинстве случаев в лаборатории приходится пользоваться соляной, серной и азотной кислотами. Кислоты имеются в продаже в виде концентрированных растворов, процентное содержание которых определяют по их плотности.

Кислоты, применяемые в лаборатории, бывают технические и чистые. Технические кислоты содержат примеси, а потому при аналитических работах не употребляются.

Концентрированная соляная кислота на воздухе дымит , поэтому работать с ней нужно в вытяжном шкафу. Наиболее концентрированная соляная кислота имеет плотность 1,2 г/см3 и содержит 39,11%" хлористого водорода.

Разбавление кислоты проводят по расчету, описайному выше.

Пример. Нужно приготовить 1 л 5%-ного раствора соляной кислоты, пользуясь раствором ее с плотностью 1,19 г/см3. По справочнику узнаем, что 5%,-ный раствор нмеет плотность 1,024 г/см3; следовательно, 1 л ее будет весить 1,024*1000 = 1024 г. В этом количестве должно содержаться чистого хлористого водорода:

Кислота с плотностью 1,19 г/см3 содержит 37,23% HCl (находим также по справочнику). Чтобы узнать, сколько следует взять этой кислоты, составляют пропорцию:

или 137,5/1,19 = 115,5 кислоты с плотностью 1,19 г/см3, Отмерив 116 мл раствора кислоты, доводят объем его до 1 л.

Так же разбавляют серную кислоту. При разбавлении ее следует помнить, что нужно приливать кислотук воде~, а не наоборот. При разбавлении происходит сильное разогревание, и если приливать воду к кислоте, то возможно разбрызгивание ее, что опасно, так как серная кислота вызывает тяжелые ожоги. Если кислота попала на одежду или обувь, следует быстро обмыть облитое место большим количеством воды, а затем нейтрализовать кислоту углекислым натрием или раствором аммиака. При попадании на кожу рук или лица нужно сразу же обмыть это место большим количеством воды.

Особой осторожности требует обращение с олеумом, представляющим моногидрат серной кислоты, насыщенный серным ангидридом SO3. По содержанию последнего олеум бывает нескольких концентраций.

Следует помнить, что при небольшом охлаждении олеум закристаллизовывается и в жидком состоянии находится только при комнатной температуре. На воздухе он дымит с выделением SO3, который образует пары серной кислоты при взаимодействии с влагой воздуха.

Большие трудности вызывает переливание олеума из крупной тары в мелкую. Эту операцию следует проводить или под тягой, или на воздухе, но там, где образующаяся серная кислота и SO3 не могут оказать какого-либо вредного действия на людей и окружающие предметы.

Если олеум затвердел, его следует вначале нагреть, поместив тару с ним в теплое помещение. Когда олеум расплавится и превратится в маслянистую жидкость, его нужно вынести на воздух и там переливать в более мелкую посуду, пользуясь для этого способом передавлива-ния при помощи воздуха (сухого) или инертного газа (азота).

При смешивании с водой азотной кислоты также происходит разогревание (не такое, правда, сильное, как в случае серной кислоты), и поэтому меры предосторожности должны применяться и при работе с ней.

В лабораторной практике находят применение твердые органические кислоты. Обращение с ними много проще и удобнее, чем с жидкими. В этом случае следует заботиться лишь о том, чтобы кислоты не загрязнялись чем-либо посторонним. При необходимости твердые органические кислоты очищают перекристаллизацией (см, гл. 15 «Кристаллизация»),

Точные растворы. Точные растворы кислот готовят так же, как и приблизительные, с той только разницей, что вначале стремятся получить раствор несколько большей концентрации, чтобы после можно было его точно, по расчету, разбавить. Для точных растворов берут только химически чистые препараты.

Нужное количество концентрированных кислот обычно берут по объему, вычисленному на основании плотности.

Пример. Нужно приготовить 0,1 и. раствор H2SO4. Это значит, что в I л раствора должно содержаться:

Кислота с плотностью 1,84 г\смг содержит 95,6% H2SO4 н для приготовления 1 л 0,1 н. раствора нужно взять следующее количество (х) ее (в г):

Соответствующий объем кислоты составит:

Отмерив из бюретки точно 2,8 мл кислоты, разбавляют ее до 1 л в мерной колбе и затем титруют раствором щелочи п устанавливают нормальность полученного раствора. Если раствор получится более концентрированный), к нему добавляют из бюретки рассчитанное количество воды. Например, при титровании установлено, что 1 мл 6,1 н. раствора H2SO4 содержит не 0,0049 г H2SO4, а 0,0051 г. Для вычисления количества воды, которое необходимо для приготовления точно 0,1 н. раствора, составляем пропорцию:

Расчет показывает, что этот объем равен 1041 мл раствор нужно добавить 1041 - 1000 = 41 мл воды. Следует еще учесть то количество раствора, которое взято для титрования. Пусть взято 20 мл, что составляет 20/1000 = 0,02 от имеющегося объема. Следовательно, воды нужно добавить не 41 мл, а меньше: 41 - (41*0,02) = = 41 -0,8 = 40,2 мл.

* Для отмеривания кислоты пользуются тщательно высушенной бюреткой с притертым краном. .

Исправленный раствор следует снова проверить на содержание вещества, взятого для растворения. Точные растворы соляной кислоты готовят также ионообменным способом, исходя из точной рассчитанной навески хлористого натрия. Рассчитанную и отвешенную на аналитических весах навеску растворяют в дистиллированной или деминерализованной воде, полученный раствор пропускают через хроматографическую колонку, наполненную катионитом в Н-форме. Раствор, вытекающий из колонки, будет содержать эквивалентное количество HCl.

Как правило, точные (или титрованные) растворы следует сохранять в плотно закрытых колбах, В пробку сосуда обязательно нужно вставлять хлоркальциевую трубку, заполненную в случае раствора щелочи натронной известью или аскаритом, а в случае кислоты - хлористым кальцием или просто ватой.

Для проверки нормальности кислот часто применяют прокаленный углекислый натрий Na2COs. Однако он обладает гигроскопичностью и поэтому не полностью удовлетворяет требованиям аналитиков. Значительно удобнее пользоваться для этих целей кислым углекислым калием KHCO3, высушенным в эксикаторе над CaCl2.

При титровании полезно пользоваться «свидетелем», для приготовления которого в дистиллированную или деминерализованную воду добавляют одну каплю кислоты (если титруют щелочь) или щелочи (если титруют кислоту) и столько капель индикаторного раствора, сколько добавлено в титруемый раствор.

Приготовление эмпирических, по определяемому веществу, и стандартных растворов, кислот проводят по расчету с применением формул, приведенных для этих и описанных выше случаев.

В заводских условиях нередко бывает необходимо разбавить концентрированную серную кислоту водой или повысить концентрацию разбавленной кислоты, до­бавляя к ней концентрированную. Для этого предвари­тельно надо установить или проверить концентрацию ИСХОДНЫХ КИСЛОТ, определив в НИХ содержание H2SO4.

При добавлении воды к концентрированной кислоте (олеуму или моногидрату) можно получить кислоту лю­бой концентрации, однако при смешивании концентри­рованной. серной кислоты с водой выделяется большое количество тепла. Кислота может нагреться до кипения, произойдет бурное выделение паров и возможен выброс раствора из сосуда. Поэтому кислоты смешивают в спе­циальных аппаратах - смесителях, соблюдая соответ­ствующие меры предосторожности.

Смесители для приготовления кислоты низкой кон­центрации делают из кислотостойкого материала, для приготовления концентрированной кислоты - из чугуна. В серной кислоты используют смесители разнообразного устройства. В некоторых случаях смеси­тель представляет собой чугунный эмалированный из­нутри , помещенный в стальной кожух и закры­тый крышкой. Смешиваемые кислоты поступают в чу­гунный эмалированный с обеих сторон конус, в котором они перемешиваются, после чего вытекают в котел. Для отвода тепла, выделяющегося при смешивании кислот, в пространство между котлом и кожухом непрерывно подается струя воды, омывающая стенки аппарата.

В некоторых случаях кислота после смешивания в небольшом резервуаре поступает в трубы, орошаемые снаружи водой, где одновременно охлаждается и допол­нительно перемешивается.

При смешивании концентрированной серной кислоты с водой или с более разбавленной серной кислотой необ­ходимо рассчитывать количество смешиваемых кислот. Расчеты проводят по так называемому правилу креста. Ниже приводится несколько примеров такого расчета.

1. Определить количество 100%-ной серной кислоты и воды, которые необходимо смешать для получения 45%-ной II2SO|.

Слева указывают концентрацию более концентрированной кис­лоты (в данном случае 100%), а справа - более разбавленной (п данном случае 0%-вода). Ннже, между ними, указывают заданную концентрацию (45%). Через цифру, обозначающую эту концентрацию, проводят дне перекрещивающиеся линии, а на их концах указывают соответствующую разность чисел:

Полученные под кислотами исходных концентраций цифры по­казывают, сколько массовых частей кислоты каждой из указанных концентраций необходимо смешать для получения кислоты заданной концентрации. В нашем примере для приготовления 45%-ной кисло­ты следует смешать 45 масс. ч. 100%-ной кислоты н 55 масс. ч. воды.

Эту же задачу можно решить исходя из общего баланса II2SO4 (или S03) в серной кислоте:

0,45.

Числитель левой части уравнения соответствует содержанию H2S04 (в кг) в I кг 100%-ной серной кислоты, знаменатель - об­щему количеству заданного раствора (в кг). Правая часть уравнения соответствует концентрации серной кислоты в долях единицы. Ре­шая уравнение, получаем х-1,221 кг. Это значит, что к 1 кг 100%- ной серной кислоты надо добавить 1,221 кг воды, при этом полу­чится 45%-ная кислота.

2. Определить количество 20%-ного олеума, которое следует сме­шать с 10%-нон серной кислотой для получения 98%-ной кислоты.

Задача решается также по правилу креста, однако концентрацию олеума в этом примере нужно выразить в % H2SO4, используя урав­нения (9) н (8):

А --= 81,63 + 0,1837-20--= 85,304;

Б 1,225-85,304 - 104,5.

По правилу креста

Следовательно, для получения 98%-ной серной кислоты требуется смешать 88 масс. ч. 20%-ного олеума и 6,5 масс. ч. 10%-иой серной кислоты.

Общие сведения. Для обжига колчедана существу­ют печи различных конструкций: механические полоч­ные (многоподовые), вращающиеся цилиндрические, печи пылевидного обжига, печи для обжига в кипящем слое. В механических полочных печах обжиг колчедана ведут …

Амелин А. Г., Яшке Е. В. Как уже упоминалось, основная часть серной кислоты потребляется для изготовления удобрений. Для питания растений особенно нужны фосфор и азот. Природные фосфорные соединения (апатиты и …

Физико-химические основы процесса. Процесс окисле­ния сернистого ангидрида до серного протекает по реак­ции 2S02+02^S03 + A^, (45) Где АН - тепловой эффект реакции. Процентное отношение количества S02, окисленного до S03, к …