Warum sollte man erst Wasser, dann die Säure hinzufügen?
Ich weiß nur, dass es sonst spritzt, aber was passiert denn da, dass es zu dem Spritzen kommt?
Danke für Antworten.
5 Antworten
Diese Problem betrifft nur den Verdünnungsvorgang mit konzentrierter Schwefelsäure.
Gibt man Wasser in diese konzentrierte Säure, dann läuft eine so starke exotherme Reaktion ab, dass die Flüssigkeit augenblicklich siedet. Dabei kommt es meistens zum Herausspritzen der Flüssigkeit. Diese ist aber stark ätzend, so dass es zu Verätzungen der Haut kommen kann.
Das ist einer der Gründe warum man beim chemischen Arbeiten grundsätzlich eine Schutzbrille tragen muss.
Diese Problem betrifft nur den Verdünnungsvorgang mit konzentrierter Schwefelsäure.
Jein. Konzentrierte Salpetersäure ist nur deshalb nicht betroffen, weil konzentrierte Salpetersäure verdünnte Salpetersäure ist, während sich konzentrierte Salpetersäure hochkonzentriert oder rein nennt. ;-) Und wenn jemand auf die Idee käme, diese verdünnen zu wollen …
Eine konzentrierte Säure hat die Eigenschaft, Wassermoleküle anzuziehen und so eine Hydrathülle um sich zu bilden. Bei diesem Vorgang der Hydratisierung wird Energie in Form von Wärme frei. Und jetzt stell dir vor, du hast in deinem Becherglas viel Konz. Säure und tropfst da etwas Wasser dazu... Da wird schlagartig viel Energie frei und das Zeug siedet und verspritzt. Und glaub mir, du willst keine Konz. Schwefelsäure auf die Haut bekommen... Ich habe schon zu viele durchlöcherte Kittel gesehen ^^°
Wenn du erst ein bestimmtes Volumen von Wasser hast und tröpfchenweise langsam die Säure hinzugibst, dann wird die Hydratationsenthalpie erst nach und nach frei, das Gemisch siedet also nicht schlagartig und du bist nicht in Gefahr.
Das mit dem Spritzen gilt für konzentrierte Schwefelsäure. Dies hat zwei wesentliche Ursachen. 1. ist die Verdünnungswärme von jeweils 1 Mol Stoff mit 3 Mol Wasser (als Beispiel, bei stärkerer Verdünnung passiert nichts spürbares mehr) bei Schwefelsäure knapp doppelt so hoch wie bei Salpetersäure und reichlich dreimal so hoch wie bei Phosphorsäure (Landolt-Börnstein, Physikalisch-Chemische Tabellen, 1905) und 2. kommt die konzentrierte Schwefelsäure (96%ig) mit rund 5 Mol Schwefelsäure auf 1 Mol Wasser daher, so daß noch viel Verdünnungswärme entstehen kann, wieviel bei konzentrierter Salpetersäure von 65% oder konzentrierter Phosphorsäure von 85% schon raus ist kannst du dir ausrechnen. Daneben spielt noch eine geringe Rolle, daß die Schwefelsäure eine geringere spezifische Wärmekapazität als Salpetersäure hat. so daß letztere gutmütiger reagiert.
Bei Salzsäure legt man auch Wasser vor, dies aber um ausgasenden Chlorwasserstoff zu vermeiden. Der stinkt erbärmlich und Materialverlust muß auch nicht sein.
Das gilt insbesondere für die Schwefelsäure. Der Grund dafür ist, dass das Wasser mit der Schwefelsäure reagiert. Diese Reaktion ist stark exotherm und setzt viel Wärme frei. Die Wärmemenge reicht aus um das Wasser zu verdampfen. Wenn das Wasser dann verdampft, reißt es Säure mit und verteilt sie fein.
Das ist das gleiche Phänomen, das auch beim Löschen eines Ölbrandes mit Wasser beobachtet werden kann, nur dass die Wärme nicht aus dem Brand kommt sondern aus der chemischen Reaktion mit dem Wasser.
Wenn das Wasser zuerst vorliegt, dann kann das Wasser die Wärme aufnehmen und verdampft nicht.
Erst das Wasser, dann die Säure, sonst geschieht das ungeheure.
Die Gefahr ist das umherfliegen von Säure, unteranderem in Augen.
Dein erster Satz muss eigentlich so lauten: Erst das Wasser, dann die konzentrierte Schwefelsäure, dann passiert das Ungeheure.
Schon bei verdünnter Schwefelsäure geschieht bei Zugabe von Wasser zu dieser nichts Ungeheuerliches.