我從學校記住了一個非常重要的規則:首先,您需要倒水,然後倒入酸(需要混合時),反之亦然。這是因為否則,助燃劑會變得很熱,並可能發生飛濺。發生什麼反應?
我從學校記住了一個非常重要的規則:首先,您需要倒水,然後倒入酸(需要混合時),反之亦然。這是因為否則,助燃劑會變得很熱,並可能發生飛濺。發生什麼反應?
大多數情況下是硫酸。市售的硫酸濃稠(〜1.8 g / ml),加水時可能不會混合。在這種情況下,會形成一層熱的弱酸溶液,該溶液會沸騰並噴射。將酸倒入水中後,它會向下流到燒瓶中並混合得更好,因此不會發生沸騰。
發生這種情況的原因是由於硫酸離子水化反應中釋放的大量能量。不要相信熱量來自分解,因為酸,鹼和鹽的分解總是消耗能量。能量從隨後的水合作用中釋放出來,並且釋放可能很高,尤其是如果$ \ ce {H +} $或$ \ ce {OH-} $離子被水合時。
這發生在強酸和強鹼中。 Strong (強)表示酸幾乎完全分解成離子;例如$ \ ce {HCl} $到$ \ ce {H +} $和$ \ ce {Cl-} $。當解離發生時,它釋放大量的熱量(即放熱),因為隨後的水化作用是將\\ ce {H +} $水解為$ \ ce {H3O +} $,正如其他評論所述指示。向水中添加酸的原因是,如果向酸中添加水,則第一滴水會立即反應,並且熱量可能很高,足以立即將水煮沸,這可能會將酸噴出容器。
更多的是熱質量問題。當將水引入到典型的儲備硫酸中時,硫酸釋放出大量的熱能,所述儲備硫酸的酸為約90重量%。當進行稀釋時,少量的酸與大量的水混合。
如果接收瓶中有酸,開始稀釋時,最初會有少量酸和水。釋放的能量將加熱低質量的混合物,四焦耳的能量將一克混合物加熱一攝氏度。如果質量不大,則溫度變化會非常劇烈,並且很容易導致溶液沸騰,從而將濃硫酸滴落到空氣中。
硫酸非常危險。它具有極強的吸濕性,可以通過除去氧氣和氫氣來使水分子脫水,從而使碳水化合物和蛋白質容易脫水。這個過程將破壞碳水化合物和蛋白質,包括構成皮膚和肌肉的物質。濃硫酸使許多不幸倒塌的人喪命。即使以適當的方式稀釋硫酸,也可以通過將硫酸添加到一定量的水中來稀釋,這仍然會導致混合物非常熱甚至沸騰。
優良作法包括使用一個盛有飛濺的酸性水混合物的接收瓶(例如錐形瓶),並在稀釋過程中將混合物冷卻。防濺板也可以放置在工作人員和稀釋液之間,並且可以在通風櫥中進行。建議使用沉重的氯丁橡膠實驗室手套以及護目鏡。入門化學課的學生很少執行這種稀釋程序,因為發生事故的可能性很高。
當強酸(例如硫酸和HCl)與水混合時,會釋放大量的熱量。首先,添加更多的酸會放出更多的熱量,因為它是放熱的。
如果將水加到酸中,它最初會形成非常濃的酸溶液。釋放出的熱量如此之多,以至於溶液可能劇烈沸騰,將濃酸濺出容器,而所有這些都是因為反應放熱。
另一方面,向水中添加酸,形成的溶液非常稀,並且釋放出的少量熱量不足以汽化它。因此,向水中添加酸而不是向酸添加水總是更安全。