Концентрированная серная кислота

Концентрированная серная кислота -  краеугольный камень любой кухонной алхимии. Изготавливается из электролита для свинцовых аккумуляторов (приобретается в магазине на авторынке). Это 36% раствор кислоты в воде. Небольшое количество электролита выливается в какую-нибудь широкую стеклянную ёмкость вроде маленькой банки (отрезанное дно от бутылки с высотой стенок около 4 см также подойдёт). Для безопасности лучше работать с малыми порциями электролита (по 10-20 мл). Так вот, эта банка с электролитом ставится на песочную баню. Баня . это  песок слоем 5-10 см насыпан  например в литровую эмалированную кружку (кастрюлю, что угодно, главное из металла). Вся эта конструкция ставится на слабый огонь газовой плиты. Песок прогревается и прогревает электролит. При нагревании разбавленная H2SO4 теряет воду, пока концентрация кислоты не достигнет примерно 98%. Продолжайте нагревать, пока жидкость не начнёт дымить. Как только появился слабый дымок . выключайте газ. Не перегрейте кислоту, иначе вся кухня заполнится едкими и без сомнения очень вредными  парами серной кислоты.  Продержите жидкость в остывающей бане минут 5-10. Если начал идти сильный едкий дым . сразу вынимайте банку с кислотой из песка и переносите её на какую-нибудь деревянную подставку . Закройте банку металлической или стеклянной крышкой. Конц. серная кислота впитывает влагу из воздуха, поэтому как можно быстрее перелейте её в ёмкость для хранения и хорошенько закройте. Во время процедуры на случай того, если вы опрокинете ёмкость с кислотой или если стекло банки треснет и та выльется на раскалённый песок держите поблизости бутылку с раствором соды и носите очки (хотя бы какие-нибудь солнцезащитные). Обращайтесь с раствором также осторожно, как с нитроглицерином . концентрированная серная кислота, да ещё нагретая градусов до 200-300, проест в ваших руках дыру ещё до того, как вы это успеете заметить.

jumpman <[email protected]>


Иногда при проведении реакций нитрования приходится сталкиваться с ситуацией, когда выходы оказываются значительно ниже указанных в прописи (нитроэфиры) или же получается явно недонитрованный продукт (нитроароматика) - хотя использовались вроде бы качественные покупные реактивы. Одна из возможных причин этого - недостаточная концентрация обычной (продажной) концентрированной серной кислоты.

Например, концентрированная лабораторная серная кислота содержит 93,6-95,6% основного вещества (по ГОСТу); концентрированная аккумуляторная - 92-94%, купоросное масло - 90-93%. В то же время в прописях, указывая плотность 1,84 (иногда 1,8), обычно подразумевают использование азеотропной кислоты, с концентрацией, близкой к 98,3%. К сожалению, определять по плотности такие концентрации довольно сложно (из-за слабой зависимости при концентрациях свыше 90%); более реально определять плотность по температуре кипения (соответствующую таблицу - правда, в градусах Фаренгейта, можно найти на http://www.resistoflex.com/sulfuric_graphs.htm). Ниже приводится фрагмент этой таблицы (переведенной в градусы Цельсия) для 90-100% кислоты.

Degrees

Baum

Плотность

(15.5°C)

Процент серной кислоты

H2SO4

Нормальная точка кипения

°C

Плавление°C

65 1/4

1.8182

89.55

252.22

-4.17

65 1/2

1.8239

90.6

258.89

-9.44

65 3/4

1.8297

91.8

268.33

-16.39

66

1.8354

93.19

279.44

-29.44

 

1.8373

93.77

285.00

-34.89

 

1.8381

94

286.67

-33.33

 

1.8407

95

296.67

-22.22

 

1.8427

96

307.78

-13.89

 

1.8437

97

318.89

-6.94

 

1.8437

98

327.22

-1.11

 

1.8424

99

310.00

5.00

 

1.8391

100

274.44

10.94

Ясно, что очень быстрый рост температуры кипения при подходе к азеотропу (почти на 70град.С по сравнению с 90% кислотой) позволяет очень эффективно серную кислоту концентрировать.

Для этого шлицованная колба (на 2л) из термостойкого стекла устанавливается на песчаную баню с достаточно мощным (более 500Вт) и регулируемым нагревателем. В колбу заливают около 1,5л 90-95% серной кислоты и бросают несколько стойких к кислоте кипелок (кусочки пористого стекла, керамики, десяток гранул силикагеля). К колбе на шлицах присоединяется водяной холодильник перегонного аппарата. В верхнюю горловину (под термометр) холодильника на шлицах же вставляется длинная термопара в стеклянной оболочке - так, чтобы рабочий спай оказался вблизи дна колбы; в крайнем случае, можно провести термопару в запаянной стеклянной трубке через подходящую фторопластовую пробку или же можно просто установить обычный термометр (до 350-400град.С) и контролировать температуру выходящих паров.

Поскольку при разрушении (по какой-либо причине) колбы произойдет выброс большого количества горячей кислоты, перегонный аппарат лучше собирать в вытяжном шкафу на заполненном песком поддоне (корыте) из нержавеющей стали.

При перегонке мощность нагревателя регулируют так, чтобы кипение было умеренно-бурным (без выбросов кислоты), и отслеживают температуру кипения: ниже 300град.С отгоняется практически одна вода (с примесью SO2), далее концентрация кислоты в парах начинает быстро расти и при 337град.С (Некрасов)отгоняется азеотропная (98,3%) серная кислота (по другим данным - 98,5% при 326град.С). Соответственно, меняя приемники конденсата, можно получить несколько порций дистиллированной кислоты различной концентрации.

Для окончания процесса фиксируют момент времени, когда температура кипящей жидкости перестает расти, далее отгоняют еще 50-100мл кислоты и останавливают перегонку.

После прекращения кипения и достаточного охлаждения перегонный аппарат разбирают, а колбу закрывают пробкой с хлоркальциевой трубкой для поглощения воды (не наглухо !). При охлаждении до комнатной температуры кислота по фторопластовой или полиэтиленовой трубке отсасывается для хранения в толстостенную стеклянную бутыль (установленную в короб из жести или толстого полиэтилена). Бутыль должна иметь герметичную полиэтиленовую пробку, желательно уплотненную специальной пленкой или пластилином.

Если необходимо приготовить азеотропную серную кислоту из обычной (разбавленной) 36% аккумуляторной, то перегонку лучше выполнять в два этапа - сначала три порции по 1,5л разбавленной кислоты упаривают до 0,5л каждая, а далее суммарные 1,5л доотгоняют до азеотропа.

Другой метод концентрирования - вымораживание - основан на монотонном падении температуры плавления серной кислоты с +11град.С до -35град.С при снижении концентрации со 100% до 93,77%. В принципе, этим методом удается доводить концентрацию кислоты почти до 100% (т.е. до т.н. моногидрата). Однако практически этот метод сложен: серная кислота склонна к переохлаждению и застывает резко в плотную волокнисто-кристаллическую массу. Отделить пропитывающую эту массу разбавленную кислоту не просто (из-за ее высокой вязкости и гигроскопичности); более-менее успешно можно использовать "выжимание" сжатым просушенным воздухом.

Mihail Gen <[email protected]>


Серная кислота 94-98% из ак. электролита

     Как известно, любому пиротехнику как воздух необходима серная кислота соответствующей концентрации. Когда меня коснулся этот вопрос, пришлось побегать по многим местам, и, хотя все же серку я достал, она быстро кончилась и это начало доставать. Попытки же выпарить электролит были удачными, но огорчал сернокислотный туман в сарае и потери кислоты. После нескольких неудачных попыток был создан нехитрый прибор для выпаривания кислоты, испытан, а полученная кислота отнесена в лабораторию, где её плотность была точно определена. Итак по порядку.

1. Стеклянная тонкостенная трубка. Диаметр – как у пробирки. Вообще-то подбирается под пробку. Трубка играет роль дефлегматора. Зазор между конической пробкой и этой трубкой аккуратно замазывается силиконовым герметиком

2. Пробка. Это горлышко, отрезанное на наждаке от какой-то химической посудины. Оно имеет коническую горловину, как внутри, так и снаружи.

3. Колба. Плоскодонная или круглодонная – без разницы. У меня с плоским дном, стоит в песчаной бане и нагревается электроплиткой. На колбе есть маркировка о термостойкости. Были попытки использовать не дефицитную посуду – 3-х и 1-но литровые банки, но они не выдерживают даже кипячения воды – лопаются в 100% случаев. Поэтому колба – незаменима.

4. Упариваемая серная кислота.

Процесс.

В колбу заливают электролит (для колбы 500мл – 400мл электролита), добавляют кипелки и кипятят без трубки до начала выделения белого дыма. После охлаждения, предварительно упаренный электролит переливают для хранения в бутылку с п/э пробкой. Наливают новую порцию электролита в колбу. Повторяют эти действия, сколько нужно. На этом этапе из 1 л электролита выходит где-то 350 мл кислоты с концентрацией около 90%.

Предварительно упаренный электролит заливают в колбу (400мл на 500 мл колбу), не забываем про кипелки, вставляют пробку с трубкой, предварительно обмотав пробку до нужной толщины стеклотканью с силиконом. Ставят на нагреватель, и, периодически наблюдая за конструкцией,  проводят окончательное выпаривание. В процессе дела с нижнего конца в кислоту периодически будет капать разбавленный раствор кислоты и при этом происходит  микровзрыв, сопровождаемый выбросом пара с верхнего конца, поэтому его диаметр не должен быть меньше 7 мм. По истечении какого-то времени кипение становится всё тише и в конце концов практически прекращается, но кислота продолжает интенсивно испарятся, а капли, падающие с трубки, просто интенсивно закипают. На это требуется часа 4. Нужно от этого момента пождать ещё около часа и можно выключать нагреватель. После охлаждения кислоту переливают в ёмкость для хранения. Её концентрация – от 94% до 98% (если делать тщательно). Дальнейшее повышение концентрации выпариванием невозможно, нужно вымораживать. Выход – с 1 л 37% –250 мл. 94-98% (пл. 1,84). Точно определить концентрацию можно по точке замерзания.

Замечания. Нагреватель с конструкцией очень неплохо поставить на поддон с песком – без него если лопнет колба – будет много неприятностей. Вам самим советую носить резиновый фартук, очки или лучше маску и не крутится возле колбы во время выпаривания лишний раз. Поблизости должно быть около 5 литров насыщенного раствора стиральной соды и сама сода в сухом виде – для аварийного смывания с тела кислоты или засыпания её на предметах быта. Также должна быть вытяжка или делать нужно в сарае, на воздухе.

vo_ka


Для жаждущих 98% серняги. Это не содрано, лично так и делаю. Выпаривательная ёмкость - глазированный фарфоровый горшок для запекания чего-то там в духовке, с крышкой, ёмкость-1,5 л в форме тыквы :) Нагреватель-электроплитка с открытой спиралью (1,5 кВт). Наливаю электролит, закрываю крышкой. Кипит долго, как будет мокрый палец шипит на крышке, как на утюге, значить достаточно. Упаренную сернягу переливаю в низкую бутылку с узким горлом, ставлю в морозилку. Часть серки замерзает в виде кристаллических столбов. Сливаю, что не замерзло на повт. выпарку. Что замёрзло - держу сутки при +3-4 (на нижней полке) Опять сливаю, только дольше, минут пять-десять стекает. Всё, 98-99%!!!. Пробовал мутить из этой серняги, азотки 96% и перегнанного тосола ЭГДН - 70мл серки+70мл азотки+37 мл тосола - выход 58 мл ЭГДН (честно сказать, я вообще был в отпаде от такого выхода, раньше делал на серке-селитре-неперегнанном тосоле)

"я"

 

Назад на www.pirotek.info - самодельная пиротехника и взрывчатые вещества, гексоген и СВУ