De synthese van salpeterzuur

Alle discussies over de experimenten in "Uitgevoerde experimenten". Alleen discussies over de experimenten toegestaan.
User avatar
Pyrochemistry
Zwavel
Posts: 547
Joined: 09 Feb 2009, 17:23
Chemistry interests: Organic
Location: Randstedelijk en toch landelijk gelegen.

De synthese van salpeterzuur

Post by Pyrochemistry » 16 May 2010, 20:29

Dames en heren, dit topic mag gewijd worden aan de discussie over mijn experiment, namelijk de synthese van salpeterzuur.

Experiment: Klik

Waarom salpeterzuur kopen als je het op deze manier ook zelf kan maken? Ja oke de methode is wel wat duurder en voor redelijk wat salpeterzuur moet je toch al gouw enkele honderden grammen nitraat en enkele honderden milliliters zwavelzuur gebruiken.

Voor de meeste toepassingen gebruik ik dan ook gewoon de goedkope 53% oplossing die wel bij een paar adresjes via internet te verkrijgen valt.
Will it work? You only know after the experiment!

Student (M.Sc) Scheikunde

User avatar
Gruson
Neon
Posts: 234
Joined: 14 Jan 2009, 16:21

Re: De synthese van salpeterzuur

Post by Gruson » 16 May 2010, 21:26

Mooie synthese. Altijd handig, en zo zie je hoe iets echt gedaan wordt, hoewel de synthese wel bekend is. Alleen een vraag, bij je destillatieopstelling zie ik geen vacuum allonge oid, krijg je zo geen last van overdruk?
It could be that the purpose of your life is only to serve as a warning to others.

User avatar
Wouter
Krypton
Posts: 1978
Joined: 02 Aug 2008, 01:47
Chemistry interests: Organic
Location: Groesbeek, Gelderland
Contact:

Re: De synthese van salpeterzuur

Post by Wouter » 16 May 2010, 21:57

Gruson wrote:Mooie synthese. Altijd handig, en zo zie je hoe iets echt gedaan wordt, hoewel de synthese wel bekend is. Alleen een vraag, bij je destillatieopstelling zie ik geen vacuum allonge oid, krijg je zo geen last van overdruk?
Ik vermoed (hoop?) dat de slijpstukken van de opvangkolf en liebigkoeler niet tegen elkaar vast zitten.

Mooie synthese en goede foto's! Bij het toevoegen van ureum vormt zich ureumnitraat, neem ik aan? Is dit geen vervelende verontreiniging?
Organisch chemicus

User avatar
Pyrochemistry
Zwavel
Posts: 547
Joined: 09 Feb 2009, 17:23
Chemistry interests: Organic
Location: Randstedelijk en toch landelijk gelegen.

Re: De synthese van salpeterzuur

Post by Pyrochemistry » 16 May 2010, 23:31

Nee die slijpstukken zaten zeker niet vast anders had dat mij waarschijnlijk een bezoekje naar de eerste hulp opgelevert! :P Ureumnitraat kan een vervelende verondreiniging zijn, het is namelijk een explosieve stof. Ureumnitraat wordt echter alleen maar gevormt als er een overmaat carbamide was toegevoegt. De ureum reageert met de NO2 in de oplossing en vormt salpeterzuur en CO2.
Will it work? You only know after the experiment!

Student (M.Sc) Scheikunde

User avatar
Z4x
Gallium
Posts: 1596
Joined: 03 Aug 2009, 15:29
Chemistry interests: Overall
Location: Grunn

Re: De synthese van salpeterzuur

Post by Z4x » 19 May 2010, 21:09

Wel vet dat je zo'n gevaarlijk stofje in zo'n hoge concentratie thuis zelf gemaakt hebt.

Kan je die goedkope salpeterzuur niet destilleren naar hogere concentratie?
De kunst is om te blijven oefenen, oefenen en oefenen...

User avatar
Pyrochemistry
Zwavel
Posts: 547
Joined: 09 Feb 2009, 17:23
Chemistry interests: Organic
Location: Randstedelijk en toch landelijk gelegen.

Re: De synthese van salpeterzuur

Post by Pyrochemistry » 19 May 2010, 21:47

Ja je kan wel goedkope salpeterzuur (53%) destilleren, dit heb ik wel eens gedaan, alleen kost dit nogal wat zwavelzuur, die verder niet gebruikt wordt als reagens maar enkel als dehydratiemiddel. Bij de synthese reageert bijna al je KNO3 en H2SO4 op tot HNO3 en KHSO4 hierdoor is de methode veel efficiënter en goedkoper gezien ik voor KNO3 een euro per kg betaal, zuiverheid is hierbij absoluut niet van belang.

Voor de meeste reacties verdun ik de salpeterzuur ook nog naar 65% of lager, hoge concentraties zijn alleen nodig bij aromatische nitratie enzovoort.
Will it work? You only know after the experiment!

Student (M.Sc) Scheikunde

Jor
Zwavel
Posts: 562
Joined: 13 Jan 2009, 00:20
Chemistry interests: --------------
Contact:

Re: De synthese van salpeterzuur

Post by Jor » 21 May 2010, 19:13

Leuke proef, dat rokend salpeterzuur leek me altijd al interessant om proefjes mee te doen.

Volgens mij is ureumnitraat, zelfs in zuivere vorm een erg ongevoelig explosief, maar dit weet ik niet zeker.

Je moet wit rokend salpeterzuur alleen bewaren in een flesje:
-met Teflon inlage
-met ontluchtingsventiel
Het valt HDPE aan (en jou dop heeft volgens mij geen teflon inlage, dat hebben alleen de rode doppen).
Ook heeft jouw dop volgens mij geen ontluchtingsventiel. En dat kan gevaarlijk zijn, omdat het salpeterzuur langzaam ontleedt. Het ontstane NO2 lost op, maar het O2 niet, waardoor de druk steeds groter wordt. Nou kan een DURAN flesje volgens mij wel 2-3 bar hebben, maar ik zou het toch snel verdunnen naar <70%.
Het rood rokende zuur ontleedt volgens mij veel langzamer.

User avatar
woelen
IJzer
Posts: 1298
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: De synthese van salpeterzuur

Post by woelen » 22 May 2010, 18:20

Ik heb inderdaad salpterzuur geconcentreerd. Dit vereist voor iedere ml salpeterzuur ongeveer 2 ml zwavelzuur.

http://woelen.homescience.net/science/c ... cid90.html.

Het resultaat is een gele vloeistof, er wordt minder NO2 gevormd dan bij destillatie vanuit een nitraat/zwavelzuur mix (ook dat heb ik wel eens gedaan). Ik kan inderdaad beamen wat Jor aangeeft. De salpeterzuur ontleedt langzaam en er bouwt zich druk op in het flesje. Dat is heel vervelend. De kleur wordt ook steeds donkerder, na een maand bewaren is de vloeistof oranje i.p.v. geel.

Ik heb nu ca. 20 ml rokend salpeterzuur en heb er meer dan genoeg van. Het is heel vervelend spul om te bewaren. Tot nu toe heb ik er nog geen experimenten mee gedaan, het ging me meer om het maken van deze stof, om te zien hoe moeilijk dat is. Dat viel me dus wel mee.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

User avatar
Ragbips
Natrium
Posts: 304
Joined: 07 May 2010, 17:47
Chemistry interests: Organic
Location: Apeldoorn

Re: De synthese van salpeterzuur

Post by Ragbips » 23 May 2010, 16:32

Ik dacht altijd dat salpeterzuur een azeotroop vormde en dat je dus eigenlijk geen hogere concentratie dan 70% kon krijgen. Maar dit is dan zeker de reden dat het gaat roken. En wat is die witte rook nou precies? Is het NO gas, N2O4 gas, of echt gasvormig HNO3? Het rood rokende lijkt mij NO2 gas omdat dat volgens mij alleen die kleur heeft.
En woelen, wat een prachtige foto, die close-up van die witte rook!

User avatar
woelen
IJzer
Posts: 1298
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: De synthese van salpeterzuur

Post by woelen » 23 May 2010, 18:55

Die witte rook is verdund salpeterzuur. Het zelfde zie je ook boven geconcentreerd zoutzuur, de nevel is verdund zoutzuur. Het mechanisme achter de vorming van deze witte nevel is best wel subtiel, ik zal het proberen uit te leggen. Het heeft te maken met de vorming van azeotropen welke een hoger kookpunt hebben dan de zuivere stoffen.

Als voorbeeld neem ik ruim 90% salpterzuur. Dit kookt bij pakweg 90 graden en wat er wordt afgegeven is hoofdzakelijk HNO3. Bij een bepaalde temperatuur hoort een bepaalde dampdruk hiervan. Dit komt als gas in de lucht en zou je dus niet kunnen zien. Als de lucht nu vochtig is, dan krijg je vrij snel een verhouding van salpeterzuurdamp en waterdamp. Bij de azeotrope verhouding (ca. 68% HNO3) is het kookpunt echter veel hoger (ca. 120 graden) en bij de concentratie dicht boven de opening van de fles komt die concentratie van de azeotroop zo hoog uit dat het condenseert tot kleine druppeltjes. Wat je dus krijgt is dat in vochtige lucht er dus een reactie optreedt waarbij een azeotroop mengsel ontstaat met hoger kookpunt.

Het zelfde effect zie je ook bij geconcentreerd (> 22%) zoutzuur. Het is ook waarneembaar bij ethyleendiamine, NH2CH2CH2NH2. Het zelfde zie je ook bij geconcentreerde oplossingen van CF3COOH.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

User avatar
Ragbips
Natrium
Posts: 304
Joined: 07 May 2010, 17:47
Chemistry interests: Organic
Location: Apeldoorn

Re: De synthese van salpeterzuur

Post by Ragbips » 23 May 2010, 19:43

Dank je Woelen voor deze uitleg! Ik stelde het me dus weer veel te simpel voor, dat het gas er uit wordt geforceerd omdat de oplossing verzadigd is. Dat er dampdruk en verschil in kookpunten bij deze verschillende dampdrukken hoorde had ik nooit kunnen bedenken, plus ik heb pas net geleerd wat dampdruk is :P
Maar bijvoorbeeld alcohol vormt ook een azeotroop bij 70% geloof ik. Ik dacht altijd dat als je dit verder ging destilleren, dat het vanzelf de concentratie van de azeotroop kreeg omdat het water zou opnemen uit de lucht ofzo. Dit is dus ook gewoon met dampdruk te verklaren? Ik had dus een hele verkeerde kijk op deze zaken :P

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: De synthese van salpeterzuur

Post by spidey » 26 May 2010, 00:03

Nu heb ik er weer en vraag over. Bij zoutzuur klopt het toch dat je door destillatie geen hogere concentraties kan krijgen dan 37%? Komt dat dan omdat hierbij het kookpunt van de azeotroop lager/gelijk is dan die van hoog geconcentreerde HCl oplossing?

Nog een vraag: waarom verkleurt het witrokende NHO3 eigenlijk? In je fles heb je meteen na destillatie vrijwel alleen HNO3 moleculen, als ik het goed begrijp. Wat voor reactie treedt er dan op dat het geel wordt?

User avatar
woelen
IJzer
Posts: 1298
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: De synthese van salpeterzuur

Post by woelen » 26 May 2010, 10:51

Bij zoutzuur kom je d.m.v. destillatie normaliter niet boven de ca. 20%. Dat is de azeotroop. Deze heeft juist het hoogste kookpunt. Is de concentratie lager, dan komt vooral water over, is de concentratie hoger, dan komt vooral HCl over. Op deze manier kun je 10% zoutzuur redelijk goed omzetten naar 20%. Je kookt de 10% zoutzuur en wacht tot de kooktemperatuur vrij snel ineens van 100 graden naar zo'n 110 graden gaat. Zodra de temperatuur zo'n 110 graden wordt vang je de vloeistof op en op die manier krijg je zuiver zoutzuur van ca. 20%. Helemaal ideaal is dit proces niet en in de praktijk kom je misschien niet helemaal op 20%, maar je komt wel duidelijk hoger dan 10% (ik denk toch wel zo'n 17 of 18%).

Bij HNO3 treedt ontleding op in NO2, O2 en H2O. De gele kleur komt door de gevormde NO2.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

User avatar
Pyrochemistry
Zwavel
Posts: 547
Joined: 09 Feb 2009, 17:23
Chemistry interests: Organic
Location: Randstedelijk en toch landelijk gelegen.

Re: De synthese van salpeterzuur

Post by Pyrochemistry » 26 May 2010, 22:40

De ontleding valt heel erg mee, de kleurloze vloeistof kun je prima bewaren voor lange tijd op een donkere plek: ontleding vindt plaats onder invloed van UV! Het beste kun je rokend salpeterzuur bewaren in zo'n bruine glazen fles met glazen stop. Maar die heb ik niet, volgens mij verkoopt labstuff die dingen :).

Ik had een keer een flesje 40ml laten staan in de kast (dus buiten invloed van zonlicht) en er een half jaar niks mee gedaan, enkel heel iets vergeling was er te zien, een paar korreltjes ureum en dat was weer verholpen. Dat flesje van mij heeft een PTFE ring hoor, de dop wordt ook niet aangetast, geen spoortje te zien.
Will it work? You only know after the experiment!

Student (M.Sc) Scheikunde

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: De synthese van salpeterzuur

Post by spidey » 27 May 2010, 01:00

Is dit proces van omzetting vergelijkbaar met wat er gebeurt als je koningswater maakt? Dat heeft ook altijd enige tijd nodig voordat het zijn volledige werking krijgt.

Post Reply

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 1 guest