Säure verdünnen

Der sichere Umgang mit Säuren und Basen ist eine der ersten Übungen, die Sie in der Chemie auf Hochschulniveau lernen. Wenn Sie beispielsweise eine Säure verdünnen, um eine niedrigere Konzentration zu erreichen, fügen Sie niemals Wasser zu Säure hinzu, sondern fügen Sie Säure zu Wasser hinzu. Auf den ersten Blick mag es egal sein, aber das Hinzufügen von Wasser zu Säure führt zu einer gefährlichen Situation, daher ist das Hinzufügen von Säure zu Wasser sicherer.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Fügen Sie dem Wasser immer Säure hinzu, niemals umgekehrt.

Sie verdünnen Säuren, um die Menge an gelöster Substanz in der Lösung zu verringern. Es macht die Säure nicht schwächer oder weniger reaktiv. Es verringert die Säuremenge in der Lösung, mit der Sie arbeiten. Bei einer chemischen Reaktion möchten Sie die Mengen der Reaktanten aufeinander abstimmen, damit die Reaktion jeden Reaktanten vollständig verbraucht. Andernfalls verunreinigen übrig gebliebene Reaktanten die Reaktionsprodukte. Säuren verdünnen Sie auch, wenn Sie mit konzentrierten Lagervorräten davon arbeiten. Wenn Sie beispielsweise Salpetersäure von einem Chemikalienlieferanten gekauft haben, liegt diese normalerweise in hochkonzentrierter Form vor. Um es zu verwenden, nimmst du eine kleine Menge aus dem Behälter des Verkäufers und mischst die Probe mit Wasser für deine eigenen Experimente.

Wenn Sie einer starken Säure Wasser hinzufügen, bildet sich in dem winzigen Bruchteil einer Sekunde, nachdem der erste Wassertropfen die Säure berührt hat, ein kleiner „Pool“ konzentrierter H+-Ionen. Diese Reaktion ist stark exotherm (wärmeerzeugend) und die Lösung an diesem Punkt ist gefährlich ätzend. Durch den plötzlichen Temperaturanstieg dampft, kocht und spritzt die Säure fast sofort, was für alle in der Nähe eine gefährliche Situation darstellt.

Im Gegensatz dazu erzeugt die Zugabe von Säure zu Wasser im Moment des Kontakts einen kleinen Pool an verdünnter Säure. Die Reaktion ist immer noch exotherm, setzt aber wenig Wärme frei. Die Wahrscheinlichkeit von Blasenbildung und Spritzern wird stark reduziert und die produzierte verdünnte Säure ist weniger schädlich als in der vorherigen Situation.

Bevor Sie die Verdünnung selbst durchführen, berechnen Sie die für die gewünschte Konzentration benötigte Wasser- und Säuremenge. Um beispielsweise 100 ml 0,01 molare (M) Salzsäure herzustellen, verwenden Sie 10 ml 0,1 molare Säure und 90 ml Wasser. Besorgen Sie die richtigen Mengen an entionisiertem (DI) Wasser in einem Becher und Säure in einem anderen. Gießen Sie langsam die gesamte Säure in das Wasser. Warten Sie ein oder zwei Minuten, bis sich die Säure vermischt hat, bevor Sie sie verwenden, oder rühren Sie sie vorsichtig mit einem sauberen Glasstab um und spülen Sie sie dann in DI-Wasser.

Eine ähnliche Situation besteht beim Verdünnen starker Basen wie Kaliumhydroxid. Die Reaktion ist stark exotherm und erzeugt die gleiche Blasen- und Spritzgefahr wie bei Säure. Der Unterschied besteht darin, dass sich bei der Zugabe von Wasser zu einer Base eine starke Konzentration von Hydroxidionen (OH-) an der Stelle bildet, an der die Base mit dem Wasser in Kontakt kommt. Die sichere Praxis besteht darin, die Base in Wasser zu geben.

Tragen Sie beim Arbeiten mit starken Säuren und Laugen immer geeignete persönliche Schutzausrüstung (PSA) wie Schutzbrille und Einmalhandschuhe. Geschlossene Schuhe und Hosen, die die Knöchel bedecken, sind ebenfalls erforderlich. Arbeiten Sie immer mit sauberen Glaswaren. Für konzentrierte Säuren und Basen werden die Sicherheitsanforderungen strenger. Arbeiten Sie mit ihnen nur in einem Abzug. Möglicherweise benötigen Sie bei Bedarf auch andere PSA wie eine Schürze, ellbogenlange Neoprenhandschuhe oder einen Gesichtsschutz.