Anfängerluftschloß Cl-HCl durch Elektrolyse(Salzwasser)

[aliquis]

In beiden Fällen genügt ein Gasentwickler und eine Waschflasche - die passenden Edukte vorausgesetzt. Ebenso sollten beide Gase (soweit es sich nicht um verschwindend kleine Mengen handelt wie im Falle der verlinkten Kurzzeitmikroelektrolyse) nur unter dem Abzug oder im Freien hergestellt werden. Eine zweite, nachgeschaltete Waschflasche mit konz. Natronlauge absorbiert ebenfalls in beiden Fällen eine Menge nicht umgesetztes Gas, was die Angelegenheit sehr viel komfortabler und zusätzliches Tragen einer Gasmaske zur Arbeit im Freien/unter dem Abzug meist überflüssig macht.
Unangenehme Momente können sich noch beim Auseinanderbauen der Apparatur ergeben. Die lassen sich minimieren, wenn man zuerst Säure im Überschuss in den Gasentwickler fließen lässt und anschliessend gesättigte Sodalösung. Das entstehende Kohlendioxid treibt alles restliche Chlor oder Schwefeldioxid in die Absorbtionsflasche, so dass man hinterher entspannt auseinanderbauen kann.
Doppelt praktisch: die gebrauchten alkalischen Absorbtionslösungen sind - aufbewahrt und beim nächsten Mal überkreuz wiederverwendet (Sulfit gegen Chlor und Hypochlorit gegen Schwefeldioxid) - dann noch effizientere Neutralisatoren als Natronlauge allein.

Zur Bestimmung der Massenzunahme: da muss man jeweils vorher und nachher wiegen, weil die meisten elektronischen Waagen eine Auto-Off-Funktion haben, um Batteriestrom zu sparen.

[lemmi]

Ich finde diese theoretische Diskussion ein bisschen langweilig, und genau prognostizieren zu wollen, was dabei herauskommt, eigentlich auch.

@schnappi: Wie wäre es, den Versuch einfach zu machen? Die wesentlichen zu berücksichtigenden Punkte (möglichst feine Verteilung des eingeleiteten Gases, gute Kühlung der Reaktionsmischung, anschließendes Erhitzen, um überschüssiges H₂O₂ zu zersetzen/SO₂ auszutreiben) wurden ja schon genannt. Die Beobachtungen die du dabei im Detail machst, sind dann wieder für eine Diskussion hier interessant.

Und schließlich könntest du dein Produkt analysieren, in diesem Fall einfach durch eine Titration mit Natronlauge, und so selbst die Ausbeute, die du erzielt hast, berechnen.

[Schnippschnapp]

@lemmi: ja stimmt ja.

Auf ein Video zur Nutzung der Natronlauge bin ich auch schon gestossen



der hat das sehr einsteigerfreundlich erklärt..so dass sogar ich einen Teil verstanden habe^^.
Für den Anfang war mir das trotzdem zu viel, ich will erstmal den Versuch gut umsetzen, hatte vor die Konzentration über die Dichte zu messen, ich krieg ja die Tage Pyknometer dann sollte das gehen.

Beim berechnen vom PH-Wert starker Säure krieg ich teilweise -Werte raus? etwa bei 2 Mol Salzsäure(denke mal Schwefelsäure wäre das gleiche?) kommt bei mir -0,3 raus. Ist das ein Rechenfehler, oder ist das normal und das gilt dann eben als 0?

mit 1 Mol verdünnter Salzsäure ist man ja schon beim Wert 0. Aber 1 Mol ist doch immer noch eine Recht dünne Säure? Dann sagt der PH Wert ja gar nicht wirklich aus, wie ätzend/gefährlich eine Säure ist, wenn eine Konzentration von 10 Mol auch den PH-Wert 0 hat aber viel ätzender ist?


edit:
Könnte man nicht trotzdem eine Messung des PH-Wertes nutzen, um die Konzentration direkt zu messen? man könnte ja stark verdünnen, etwa
10ml der Säure nehmen, in 1L Wasser einrühren(Oder noch verdünnter bei stärkeren Konzentrationen) und dann den PH-wert messen? Dann ist man doch in PH-Gefilden wo man deutlich besser messen kann...vom PH-Wert kann man dann auf die Konzentration in Mol zurückrechnen.

[aliquis]

Die Bestimmung des pH-Werts ist zur Konzentrationsbestimmung eher ungeeignet, total ungenau wird's, wenn man nur Universalindikator zur Verfügung hat.
Dichtebestimmung ist ein gangbarer Behelf, Titration wäre der Standardweg, gravimetrisch über Calcium- oder besser Bariumsulfat (Schwefeldioxid vorher auskochen) ginge auch noch, so wie hier bei chemplayer:
Vll. ja auch eine Anregung für den möglichen Aufbau der Apparatur - ergänzt um eine gute Vorlagenkühlung und unter Tausch der elektrischen gegen eine Wasserstrahlpumpe.

Salzsäure und Schwefelsäure sind starke Säuren. Sie dissoziieren vollständig in Wasser.
Über die Gefährlichkeit sagt die Säurestärke nur bedingt etwas aus. Flusssäure ist keine besonders starke Säure, aber trotzdem sehr gefährlich. Perchlorsäure ist viel stärker als Schwefelsäure, trotzdem verursacht konz. Schwefelsäure die schwereren Verätzungen wegen ihrer dehydratisierenden Wirkung. Konz. Essigsäure oder Ameisensäure sind schwächer als die starken Mineralsäuren, verursachen aber trotzdem gemeine Verätzungen (ähnlich wie bei Verbrennungen inkl. Blasenbildung). Werden diese Carbonsäuren halogeniert, hast Du beides: eine sehr starke und gefährliche Säure.

[lemmi]

@schnappi: deine Berechnung des pH-Wertes einer 2 M Salzsäure ist richtig. Allerdings sind Werte in diesen Regionen für die Praxis wenig relevant. Interessant sind pH-Werte in Bereichen in denen sich Puffereffekte zeigen, so grob sagen wir mal zwischen 3 und 11.

Bei der Berechnung des pH-Wertes von Schwefelsäure wird die Sache schwieriger, weil das eine zweiprotonige Säure ist. Die Dissoziationskonstanten der ersten Stufe und der zweiten Stufe sind verschieden, und dann ist es so dass bei höheren Konzentrationen eigentlich nicht die Konzentrationen sondern die Aktivitäten eingesetzt werden müssen. Also, das ist was für höhere Semester. Ich müsste mir das jetzt auch erst noch mal durchlesen . mgritsch kann das aus dem Stegreif erklären, wenn du willst.

Beschäftige dich ruhig mal mit Titrationen. Das macht Spaß und ist nicht aufwändig. Man braucht nur eine Bürette. Von Waselowsky gibt es dazu ein tolles kleines Buch (Mit Meßkolben und Bürette) das die Methodik samt zugehöriger Theorie von den Grundlagen an prima erklärt. Vielleicht gibt es das irgendwo sogar online...

N.B. du hast den threadtitel geändert?! Du hast Humor!

[mgritsch]

gravimetrisch über […] oder Calciumsulfat (Schwefeldioxid vorher auskochen) ginge auch noch, so wie hier bei chemplayer

Bitte nicht die YouTube Universität empfehlen auch wenn die Apparatur durchaus eine nette Idee ist, CaSO4 ist in vielfacher Hinsicht sehr ungeeignet für Gravimetrie. Nicht nur die Löslichkeit, vor allem aber der unkontrollierbare Wassergehalt des Produkts führt zu gröblichen Fehlern.

Salzsäure und Schwefelsäure sind starke Säuren. Sie dissoziieren vollständig in Wasser.

Letztere nein wenn man die zweite Stufe mit betrachtet (pKs von 2)

Werden diese Carbonsäuren halogeniert, hast Du beides: eine sehr starke und gefährliche Säure.

Nein, dann hast du ein Säurehalogenid und keine Säure mehr.

[mgritsch]

nicht die Konzentrationen sondern die Aktivitäten eingesetzt werden müssen. Also, das ist was für höhere Semester. Ich müsste mir das jetzt auch erst noch mal durchlesen . mgritsch kann das aus dem Stegreif erklären, wenn du willst

Ja die Rechnung war richtig und es spricht auch nichts dagegen einen pH < 0 zu haben. Ist am Ende ja nur eine Art von komischer Konzentationsangabe.

Wasser zB hat eine Molmasse von 18, d.h. 1 liter = 1000 g enthält 55,6 mol / l.
Würde jedes Wassermolekül dissoziieren (was aus vielen Gründen so nicht geht, aber nur mal als Gedankenexperiment) dann hätte man 55,6 mol/l H+ = pH -1,74 und das wäre „der Anschlag“ wo nicht mehr geht

Das mit den Aktivitäten ist im Detail eine komplizierte Sache, aber im Prinzip geht es darum dass alle die Ionen sich nicht völlig unbeeinflusst voneinander verhalten. Es gibt viele anziehende und abstoßende Kräfte zwischen ihnen. Bei sehr großen Verdünnungen spielt das keine Rolle, sie sind weit genug voneinander entfernt (gut genug durch das Lösungsmittel voneinander isoliert) um sich kaum gegenseitig wahrzunehmen. Bei konzentrierten Lösungen (und das geht etwa ab 0,1 mol/l merklich los, deine 2 mol/l sind schon hoffnungslos drüber) spielen die Kräfte eine große Rolle und die einfachen Formeln geben keine richtigen Werte mehr. Gemessene Werte sind immer so als wäre die Konzentration geringer, und den Unterschied nennt man Aktivitätskoeffizient. Verschiedene Ionen sind davon auch unterschiedlich stark betroffen. Und ab dann wirds komplzierter… also für jetzt mal genug

[mgritsch]

das geht etwa ab 0,1 mol/l merklich los..

Nachtrag - Beispiel: für eine 0,1 mol/l HCl sagt die einfache Theorie einen pH von -log(0,1) = 1,0 voraus. Es gibt verschiedene Rechenmodelle, aber tatsächlich muss man hier bereits mit einem Aktivitätskoeffizienten von ca 0,78 rechnen, als ob 22% einfach aus dem Spiel wären. Der pH den man misst wird also eher bei 1,1 sein und das liegt nicht an einem ungenauen Messgerät oder daran dass die Dissoziation nicht vollständig wäre.

[aliquis]

vor allem aber der unkontrollierbare Wassergehalt des Produkts führt zu gröblichen Fehlern.

Eben dies erwähnte der Creator ja auch und verwendete nur in Ermangelung eines löslichen Bariumsalzes das Calciumchlorid.
Für die grobe Messung reicht sonst die Dichte, für genauere Ergebnisse würde ich wie gesagt die Titration empfehlen.
chemplayer scheint über keine Bürette zu verfügen (in keinem seiner Videos ist eine zu entdecken). Jedem Amateurchemiker kann ich nur empfehlen, sie sich so früh wie möglich zu besorgen: kaum eine andere Anschaffung im Hobbylabor hat einen höheren Kosten-Nutzen-Wert und eröffnet quasi mit einem Schlag einen komplett neuen, umfangreichen und spannenden Arbeitsbereich (quantitative Analyse).

wenn man die zweite Stufe mit betrachtet.

Genau.

Nein, dann hast du ein Säurehalogenid und keine Säure mehr.

O.k., ich korrigiere mich: wenn man an der Alkylgruppe der Carbonsäure mit einem Halogen substituiert.

[Schnippschnapp]

wer möchte kann hier schonmal meinen H₂SO₄ Generator bewundern...er funktioniert ausgezeichnet, habe es aber erst mit Tabak ausprobiert. Der Schwefel kommt in den "Pfeiffenkopf" vorne, was ein schnelles Ausklopfen und Neubefüllen ermöglicht. Als Filter damit der Schwefel nicht durchfällt, dienen kleine Kieselsteine.

Sorry für die schlechte Bildqualität, musste komprimieren wegen 10 MB Limit...von 25MB auf 1,4MB lach.

Hätte am liebsten schon heute ausprobiert, aber wurde zu spät und ich muss erst vorher nochmal genau meinen MFARS v1 testen. (Mobile flexible Abzugs Raupe Schnappi v1)
Wollte ja eig. warten bis meine feinporigen Luftsteine da sind, aber geht vielleicht aus so mit der Pipette. Zusätzlich noch Magnetstirrer anmachen dürfte auch helfen

[aliquis]

Ah, die Idee mit den Videoschnipseln zum Download erinnert mich an woelen homescience. Es geht auch ohne YouTube...

So ganz verstehe ich die Apparatur nicht: wozu dient die zusammengeklebte Flasche mit den beiden Schlauchverbindungen, die davor liegt?

Ich hoffe, der gläserne "Pfeiffenkopf" hält die hohen Temperaturen der Schwefelverbrennung im Schlot aus...

[Schnippschnapp]

das ist keinPfeiffenkopf sondern ein 14 auf 24mm Schliffadapter aus boro.

Die Buddel da vorn ist ein DIY Aktivkohlefilter...die ist dicht gefüllt mit Aktivkohleflies-Schnipseln-ansonsten geht die Abluft ungefiltert in die Vakuumpumpe, das bischen Tabak ist ihr schon nicht gut bekommen (hört sich anders an als früher jetzt, iwie kratziger)

Ist übrigens ein Kosmetikgerät zum aussaugen von verstopften Poren und Pickeln... mit Kamera, man kann sich das ganze Spektakel in 720p als Vollbild auf dem Monitor angucken...danach ist man nicht mehr der selbe Mensch wie vorher....

[aliquis]

Mit dem Pfeiffenkopf habe ich nur Dich selbst zitiert. Dass das eigentlich ein Schliffadapter ist, weiß ich wohl.

Ja, Tabakrauch ist wirklich ein übles Zeug. Die teerigen Rückstände kleben überall fest und dürften noch schwieriger zu entfernen sein als sublimierter Schwefel. Unglaublich wie manche Menschen sich das tagtäglich dutzendfach ein Leben lang durch die Lunge ziehen können. Dass "nur" jeder vierte verfrüht an den Folgen stirbt, ist angesichts dessen fast noch ein Wunder...

An Ideen zur Improvisation scheint es Dir ja wirklich nicht zu mangeln. Kommt das von der Klempnerei?
Wäre mal interessant, wie gut solche Apparaturen ggf. auch mehr als einen Durchlauf überstehen...

[Schnippschnapp]

jetzt fängt der wieder mit Klempnerei und Rohren an. ich hab übrigens nach meiner AUsbildung vor über 20 jahren kaum in dem Beruf gearbeitet. Dass ich in die Ausbildung gekommen bin...ist ne wilde Geschichte. Tatsächlich verdiene ich kein Geld mit dem Beruf und ich wusste auch sehr bald, dass das dauerhaft nichts für mich ist.

Nicht dass man sich schämen müsste, ist sicher einer der anspruchsvolleren Handwerksberufe, aber ich wollts nur gesagt haben. Von mir aus kannste ruhig weiter an Werner oder Röhrig denken wenn du meine Beiträge liest oder dass ich den ganzen Vormittag ideal-Standard-Becken durch die Gegend schleppe.

In den mittleren Hals kommt übrigens noch ein Thermometer und der Kolben kommt in eine Schale mit 6 Grad warmen Wasser. Was denkst du ist das temp.-Limit, ab dem man erstmal pausieren und abkühlen lassen solte? Vielleicht um die 50 C? Wenns mal überhaupt so warm wird.

hätte ich mal gleich nen 5L kanister mit 12%iger gekauft...in den mengen kommt das Zeug echt viel billiger.

[aliquis]

Ich habe aller größten Respekt vor jedem Handwerksberuf. Dass sowas allgemein zu gering geschätzt wird, ist eines der Hauptgrunde für den Fachkräftemangel in unserem Lande.
In unserem Haushalt hat tatsächlich leider mal ein Sanitär- und Heizungs-Betrieb gearbeitet, der gut zur Karikatur des Berufs passen würde.
Seit über 20 Jahren haben wir aber eine Firma zur Hand, die stets zu unserer vollsten Zufriedenheit die Aufträge erledigt.
Ein Haus ohne Heizung und/oder funktionierendes Frisch- und Abwassersystem ist unbewohnbar!
Da jedes Haus anders ist, fordert der Beruf m. E. oft auch eine gewisse Form von Kreativität zum Finden von Lösungen und Beheben von Problemen - insbesondere, wenn man es nicht wegen jeder Kleinigkeit gleich in eine Großbaustelle verwandeln will.
Außerdem ist es vermutlich von Vorteil, wenn Angehörige des Handwerks in der Lage sind, sich auch komplexe Konstruktionen detailliert vorstellen zu können. Diese beiden Aspekte waren meine Anknüpfungspunkte an Deinen ehemaligen Beruf.
Von mir aus müssen wir das aber hier nicht weiter vertiefen.

Zu Deiner Frage:
Ich würde von Beginn an kühlen, und zwar so viel und kräftig wie möglich, sprich: bis knapp über den Gefrierpunkt der Peroxid-Lösung, denn je kälter, desto mehr Schwefeldioxid kann sich lösen. Heiß wird's von allein: schau Dir das Video an - da ist die Flüssigkeit in der Vorlage nahe am Sieden! Die Reaktion ist exotherm, aber die heißen Gase sind der Hauptverursacher.

Fast alles wird in größeren Mengen günstiger. 5 Liter Wasserstoffperoxid 11,9 % und 5 Liter Flüssig-pH-Minus (Schwefelsäure, 14,9 %) gibt's beides schon ab 15 Euro.
Hinzu kommt aber: Wasserstoffperoxid-Lösung ist nicht unbegrenzt haltbar, es zerfällt mit der Zeit, bereits ab dem zweiten Jahr nachweisbar, deutlich schneller noch, wenn man es nicht kühl und dunkel lagert oder es verunreinigt wird (und sei es nur durch Staub, der beim Öffnen hineinfällt). Die Kunststoffkanister sollten blau oder schwarz sein.
Ich kaufe mir daher lieber immer nur einen Liter. Der reicht bei mir meist für fast zwei Jahre. Ich lagere es mittlerweile in einer Braunglasflasche mit Druckausgleichsventil im Deckel.
Verdünnte Schwefelsäure ist hingegen nahezu unbegrenzt haltbar. Davon kann man sich ruhig mal ein paar Liter auf Vorrat hinstellen. Nach Jahrzehnten muss allenfalls mal der Behälter ausgetauscht werden, weil der Kunststoff durch Lichteinwirkung porös geworden ist.
Auch insofern macht die Selbstherstellung von Gebrauchssäure aus Wasserstoffperoxid wenig Sinn.