Salpeterzuur Concentreren

[paddo]

Eventueel zou een destillatie het product nog zuiverder kunnen maken denk ik.

Ik denk het niet als je een overmaat gebruikt. Dan word namelijk al je water weg gereageerd?

Maar aardig gedaan leander! Topwerk, en zeer origineel:) Ik zie het voordeel wel van het niet destilleren, dus binnenkort maar even kijken naar deze mooie oxide van u. Waarom is hij overigens lastig te krijgen?

[Leander]

Destilleren is lastig, aangezien het kookpunt van fosforzuur (213oC) stukken lager ligt dan die van zwavelzuur (337oC). Daarnaast ontleed fosforzuur op die temperaturen. Als je dus gaat voor isoleren van je salpeterzuur moet je zwavelzuur nemen, en dat destilleren.

[00h]

Geniaal boek over purificatie van chemicaliën:

klik

(te groot voor attachment)

[User1]

Inderdaad mooi boek.
Nu staat er over salpeterzuur voor zover ik kon vinden niet zo gek veel in.
Toch bedankt ^_^

[Prophet]

Laatst nog wat salpeterzuur gedestilleerd om de nieuwe slangetjes en pompje uit te testen (de vorige was een beetje kapot gegaan). De concentratie was iets lager dan de azeotropische verhouding. Ik had 100mL van het salpeterzuur gedestilleerd onder atmosferische druk met zwavelzuur. Er was helaas wat tijdgebrek waardoor ik niet alles heb kunnen destilleren. Vandaar de lage opbrengst. Maar ik heb het mengsel bijgehouden zodat ik het verder kan destilleren als ik er de tijd voor vind.


De plaats is wat geïmproviseerd aangezien de werkruimte toen under construction was.


De uiteindelijke opbrengst. Niet zo heel goed te zien maar het was 43mL en het gewicht was 62g. De dichtheid (gemeten bij 25°C) is 1,441g/mL wat overeenkomt met ~80%^<1>. Perfect resultaat dus voor dergelijke destillatie. Voor hogere concentraties moet je vertrekken van een nitraatzout met zwavelzuur.


^<1> Perry's Chemical Engineers' Handbook

[pdfbq]

Wat grappig, heb ik vandaag dus ook (maar dan voor het eerst) gedaan.
Hier mijn opstelling (Zoek de verschillen haha!)

Ik heb 200g NaNO3 genomen en 120g H2SO4. Had uitgerekend dat er ~115g H2SO4 bij moet maar weet niet zeker of dat goed is.
Opbrengst kan dan denk ik zijn 100ml HNO3 maar dat heb ik niet gehaald. Heb iets van 80 ml


Heb alles op een gegeven moment best heet gezet, 190C weet niet of dat ok is.
Morgen dichtheid en echte opbrengst meten.

[SPIDER]

Ziet er mooi uit bij beiden !!!

Is bij mij weer al een lange tijd geleden , brengt heel wat herrinneringen terug

Prophet waarom doe jij geen vacuum destillatie ?
Je hebt de hele opstelling ervoor enkel nog een waterstraalpomp of vacuum pomp +koelvallen aansluiten.....

Mooi resultaat trouwens met de NaNO3

En al enige plannen voor welke synthese het te gebruiken ?


De foto's van in men vroege jaren

1 van men eerste opstellingen (de tijden van improviseren)






Zelfgemaakte liebigkoeler







Resultaat

Edited July 4, 2010 by SPIDER

[pdfbq]

Hey SPIDER. Mooie woestijn chemie! Ik mag dat wel, creativiteit.

Heb 'm nog een keer gedaan maar dan met een overmaat aan H2SO4 (200g NaNO3 en 200g H2SO4 + mijn vorige destillaat + 80gram H2SO4)

Jezus... is het zo simpel?

1.51 bij zo'n graadje of 15/20 is in de buurt van 99%

Weet niet precies hoe je dit moet aflezen. De spiegel zit onder de 100ml lijn maar door de capillaire werking komt de zijkant van de vloeistof over die 100ml


Ow ja, heb nu iets van 160ml

Edited July 4, 2010 by pdfbq

[Prophet]

Yup, het is echt zo simpel.
Aflezen doe je trouwens aan de onderkant van de meniscus bij een bevochtigende vloeistof (als de vloeistofspiegel een U-vorm heeft zoals bij bv water) en aan de bovenkant bij een niet-bevochtigende vloeistof (als de vloeistofspiegel een omgekeerde U-vorm heeft, zoals bij kwik).

Als je een nitraatzout + zwavelzuur destilleert kan je de temperatuur hoog zetten, geen probleem. Zoals ik al zei kan je vanaf een zout en zwavelzuur makkelijk 95+% halen, vertrekkende vanaf salpeterzuur en zwavelzuur ga je na 1 destillatie max 80% halen. In beide gevallen geeft een vacuumdestillatie van het product wit roken salpeterzuur van 100%.

@Spider: Een vacuumdestillatie is inderdaad mogelijk, daarvoor heb ik dit glaswerk ook allemaal gekocht. Helaas heb ik geen vacuumpomp ter beschikking (is nogal duur ook) en heb ik op mijn werkplaats geen waterkraan voor mijn waterstraalpompje. :/ Het zal dus nog ff zoeken zijn naar een goedkope vacuumpomp. Enorm handig zo'n ding. Ik moet dan alleen nog een goede thermometer met slijpstuk zien te vinden, maar nieuw zou dit rond €60 kosten. Achja, allemaal toekomstplannen.
Mooie setup van jezelf trouwens. Zo zie je maar weer dat je met creativiteit en improvisatie een heel eind komt!

@Pdfbq: De verschillen? Ik heb niet zo'n mooie trekkast. :D

[Leander]

Denk er wel even om dat opgeloste NOx parten speelt bij je dichtheidsmeting. Ik heb regelmatig salpeterzuur met een dichtheid van 1.53-154 gr/cc gedestilleerd, wat na behandelen met ureum en opnieuw meten niet meer dan 90% bleek te zijn.

[Prophet]

Beetje logisch dat je salpeterzuur minder geconcentreerd wordt (en dus de dichtheid daalt) na toevoegen van ureum. Er wordt immers water gevormd.
Ureum dient enkel om van rood rokend naar wit rokend gaan (de NOx dus opvangen), je verhoogt er de concentratie niet mee.
Opgeloste NOx gassen gaan inderdaad wel invloed hebben op de dichtheid, maar dan omgekeerd. Rood rokend salpeterzuur van 95% heeft een lagere dichtheid dan wit rokend salpeterzuur van 95%.

Voorbeeld:
95% rood rokend salpeterzuur bevat HNO₃, H₂O en NO₂ (eigenlijk N₂O₄ maar dit ontbindt naar NO₂).
Door de aanwezigheid van het (weinige) water wordt er salpeterzuur en salpeterigzuur gevormd:
2NO₂ + H₂O <-> HNO₃ + HNO₂ (evenwicht)
Als je nu ureum toevoegt vangt dit het HNO2 op waardoor bovenstaand evenwicht sterk naar rechts verschuift. M.a.w. de NOx gassen worden verwijderd uit je rood rokend salpeterzuur en je krijgt wit roken salpeterzuur.
(NH₂)₂CO + 2HNO₂ --> H₂O + CO₂ + N₂
Een mogelijke nevenreactie hierbij is de vorming van ureumnitraat.

[Hanzzz]

Je mag ook zeker niet teveel ureum toevoegen want dan krijg je wat Prophet al aangeeft Ureumnitraat door de reactie met HNO3 i.p.v. HNO2
Ook hoor ik op SMDS heel veel goeds over droge lucht door je zuur heen blazen he gaat hier over een reactie met zuurstof (denk ik...) en de NOx waarbij geen water word gevormt. Ik denk dat het om zuurstof ging omdat men het erover had H2O2 te ontleden en dat gas (zuurstof) door het zuur heen leidt waardoor je heel puur (bijna) totaal watervrij zuur krijgt.

Hans,

[Leander]

Oke, dus de dichtheid van RFNA is lager dan WFNA. In dat geval moet ik last hebben gehad van 'thermisch overgieten' en zat er vast wat zwavelzuur door. Weer wat geleerd. :)

[SPIDER]

Door al die opstellingen te zien had ik ook weer eens zin gekregen in een destillatie :

Ik gebruikte dezelfde methode als Prophet : vertrekkende van +/- 98% conc. H2SO4 en +/- 60% HNO3
==> H2SO4 +/- 98% 360 ml
==> HNO3 +/- 60% 290 ml




Het water voor men koeler word rond gepompt door een aquarium pompje en het koelwater word voorzien van ijsblokken.







(Koelwater is op het koudst)




Resultaat terwijl de destillatie nog bezig was

Edited July 6, 2010 by SPIDER

[pdfbq]

Heb een vacuüm pomp op de kop weten te tikken en wil uiteindelijk vacuüm gaan destilleren maar weet niet (en kan moeilijk info hierover vinden) hoe je je pomp beschermt tegen de gassen.
Mijn plan:

Een terugslagvat (zodat er geen water in destillaat teug kan slaan)
Een gaswasfles (om de afgezogen HNO3 gassen te neutraliseren)
Een buis met CaCl2 (om het vocht uit de lucht te halen voordat het mijn pomp in gaat)

Weet iemand hoe men dit in een professioneel laboratorium doet?

Edited July 8, 2010 by pdfbq

[azure]

Daar gebruiken ze meestal een membraan pomp voor.
Alleen het membraan en het pomphuis komen in contact met je dampen.

Je kan ook gewoon een waterstraal vacuum gebruiken dan gaan de dampen rechtstreeks het gootsteen putje in met het water.

Edited July 8, 2010 by azure

[pyrobass]

poepoeh ik heb met deze warmte bijna niet achter de pc gezeten.

Wel men complimenten SPIDER! Ik gebruik altijd een standaard opstelling, gekocht bij een welbekende labo-shop op internet.

Ik heb eens een experiment gepost op amateurchemie, dit betrof de destillatie van salpeterzuur uit een nitraat/H2SO4 mengsel.

Helaas is mijn koeler kapot, het slijpstuk is eraf geknapt toen ik iets te enthousiast de vastzittende koeler wou verwijderen van een rondbodemkolfje. Het slijpstuk is kapot maar misschien kan ik een glasblazer vinden die er een nieuw aan kan "lassen".

[pdfbq]

Heb mijn gaswas opstelling als volgt iets in elkaar gezet:

Geheel rechts mijn prachtige (50 euro) vacuüm pomp.
De middelste staande fles is de gaswasfles (gevuld met water).
De linker en de rechter zijn 'bufferflessen' om eventueel spetters (of sloten) water in beide richtingen af te vangen (gaswasflessen maar dan leeg).
Het tuitje met kraantje is om de boel weer veilig op druk te kunnen brengen.
De liggende buis is gevuld met CaCl2.

Dit werkt dus niet ($@#^E*$%) lijkt wel. Het water gaat zo lopen koken dat dit een groot deel van de onderdruk wegneemt geloof ik.

Wat dus wél heel goed werkt is die buis met CaCl2. Bij de inlaat wordt deze echt warm maar zo'n 20 cm verderop dit al niet meer te voelen is (buis is 65 cm lang).
Zou je niet net zo'n truc kunnen uithalen voor het zuur met bijvoorbeeld NaOH (of iets anders, kattegrid of kalk of zo) korrels?
Ik vraag het voordat ik de problemen kom. Zou me zo kunnen voorstellen dat die reactie van HNO3 gas met NaOH korrels vele malen heftiger is dan water met CaCl2.

edit: Heb nog beetje zitten lezen en het lijkt me nu dat kalk moet werken. Ook is ook goedkoop en makkelijk te krijgen, maar zou het snel genoeg reageren?

Edited July 13, 2010 by pdfbq

[High Density]

Zou me zo kunnen voorstellen dat die reactie van HNO3 gas met NaOH korrels vele malen heftiger is dan water met CaCl2.

Ik heb zoiets al eens geprobeerd, maar de NaOH korrels gaan enorm vastkoeken rond de ingang
Verder weet ik niet meer of het nou super heet werd of wat dan ook.

Wat dus wél heel goed werkt is die buis met CaCl2

Dat heb ik ook al ondervonden, een super methode om droge lucht te genereren. Edited July 13, 2010 by High Density

[Prophet]

Mooie opstelling pdfbg! Jammer dat het niet naar behoren werkt.
Een buis gevuld met NaOH voor de HNO3 dampen zou moeten werken. Eventueel kan je dit laten voorafgaan door een gekoelde buis waardoor de dampen al gekoeld zijn voor ze reageren met het hydroxide.
Als je opstelling solide is (geen lekken enzo) en je koeler koelt goed genoeg zal je sowieso niet teveel last hebben van dampen die naar je vacuumpomp trekken.

Btw: vacuumpomp voor €50 Jaloers, jaloers. :)

[pdfbq]

Heb nog een PVC buis van 60cm gemaakt en die met kalk korrels gevuld.
Dit werkt dus prima! Enkel in het begin wordt ie warm en na een visuele inspectie ook enkel aan het begin samengekoekte bruine korrels met een ph van 7.

Heb nu nog problemen met het echt goed dicht krijgen van mijn destillatie opstelling.
Las ergens dat siliconenvet goed is. Voor vacuüm, perfect! maar het kan absoluut niet tegen je HNO3 dus die valt af .
Ik zag speciaal vacuüm vet bij een leverancier. 25 gram voor 125,- euro ex!??

Met PTFE tape lijk ik het ook niet goed dicht te krijgen.
Weet iemand een truc om te kijken waar iets lekt in een vacuüm opstelling?

Iemand een alternatief voor het extreem dure vacuümvet?

edit: Had een idee. Teflonvet? zou dat misschien wel OK zijn?

Edited July 15, 2010 by pdfbq

[SPIDER]

Ik gebruik petroleum jelly ( vaseline ) voor de geslepen randen in te smeren zodat de opstelling goed afsluit.
Normaal gezien wanneer je een vacuüm distillatie opstelling (= alle overgangen met slijp stuk) maakt zou deze niet mogen lekken,
mogelijke lekken worden verholpen door het insmeren van de slijp stukken.
Voor meer info ivm de opstellingen,werkwijzen kijk even in bijgevoegde Pdf.
Zubrick___Organic_Chemistry_Laboratory_Survival_Manual_2e_HQ.pdf

Eens de distillatie opgesteld is zal ik soms een overgang extra afdichten door er langs buiten enkele malen met teflon tape rond te gaan.
(zoals zichtbaar is op 1 van vorig geposte foto's)
Wanneer dit gebeurd bij een vacuüm distillatie zal de teflon naar binnen gezogen worden en dan zal het lek goed gedicht zijn.

Nu Vroeg ik me af waarom je in je gaswasfles geen NaOH, KOH of zelfs NaHCO3 oplossing doet, dit zal al een deel van het zuur neutraliseren.

Je vermeld daar dat je een deel van je vacuüm denkt te verliezen door het kookproces. Jij zal je vacuüm moeten onderhouden maar verliezen doe je het niet door het kookproces. Je vloeistof dat uitzet naar gas, koel je toch in je liebigkoeler opnieuw zodat het terug krimpt naar een vloeistof. (natuurlijk laat je niet alle dampen neerslagen, hoe kouder koelwater hoe minder in gasvorm achter blijft.) Maar wanneer je de juiste opstelling gebruikt zou je aan de kook T° en de T° van de dampen kunnen zien of je nog steeds vacuum hebt. Kook T° gaat lager zijn onder vacuum dit zal afhankelijk zijn van hoe sterk het vacuüm is.



In deze opstelling vervang je de maatcillinder door een rondbodemkolf en de kollom met staalwol door een fractioneerkollom (= vigreux)

Ook is het misschien interressant van met terugslag kleppen te werken , op het net kwam ik tegen dat ook regelmatig koelvallen gebruikt worden.




Is je opvangvat ingepakt met ijs?
Van welke verhoudingen ben je gestart? X ml HNO3 ?% + Y ml H2SO4 ?% ===> ?
Op welke T° verwarm je en wat is de T° van je dampen?

Greets,

Edited July 16, 2010 by SPIDER

[pdfbq]

Ik gebruik petroleum jelly

Nitreert dat dan niet? Dat zou mooi zijn.

Eens de distillatie opgesteld is zal ik soms een overgang extra afdichten door er langs buiten enkele malen met teflon tape rond te gaan.

Niet aan gedacht. Goed idee!! Ik had de teflon tape om de kern gewikkeld maar zoals jij het doet ga ik zeker proberen.

Nu Vroeg ik me af waarom je in je gaswasfles geen NaOH, KOH of zelfs NaHCO3 oplossing doet, dit zal al een deel van het zuur neutraliseren.

Ik denk nu dat een buis gevuld met kalk korrels makkelijker is. Geen gevaar voor terugslag van water richting pomp of destillaat.

Je vermeld daar dat je een deel van je vacuüm denkt te verliezen door het kookproces. Jij zal je vacuüm moeten onderhouden maar verliezen doe je het niet door het kookproces. Je vloeistof dat uitzet naar gas, koel je toch in je liebigkoeler opnieuw zodat het terug krimpt naar een vloeistof.

Ik bedoel het kookproces in je gaswasfles. Je kunt denk ik dan geen hoger vacuum berijken dan de dampdruk van water en ook verlies je wat vacuum aan de waterdruk (bij 20 cm water 20 mbar)

Is je opvangvat ingepakt met ijs?
Van welke verhoudingen ben je gestart? X ml HNO3 ?% + Y ml H2SO4 ?% ===> ?
Op welke T° verwarm je en wat is de T° van je dampen?

Ja ingepakt met ijs. Heb ongeveer 99% HNO3 (1,51 g/cm3) Geen H2SO4
Temperatuur is iets tussen de 35 en 40 C^o

Dank voor de PDF!

[SPIDER]

Bij het insmeren mag je best zuinig zijn, op bijgevoegde foto heb ik aangeduid tot waar in te smeren onderste gedeelte blijft droog.
Je smeert telkens maar 1 kant in en als je ze in elkaar zet maak je erna een draaibeweging.
Automatisch wanneer je de vacuüm pomp aan zet gaat alles uit zich zelf nog beter afsluiten.
Wanneer je teveel gebruikt zou het dus wel in je eindproduct kunnen belanden en mogelijk wel genitreerd worden.





Ik dacht het het probleem aan de gaswasflessen op te lossen met labo terugslag ventielen. Deze zijn van polypropyleen.




Heb je kooksteentjes gebruikt ? Kookte het vlot ?
Je T° heb je wel heel laag gehouden, hoe sterk gaat je vacuümpomp?



Jij doet de vacuum destillatie van HNO3 zonder H2SO4? Wat is de concentratie waar je van start ?

Edited July 15, 2010 by SPIDER

[pdfbq]

Heb je kooksteentjes gebruikt ? Kookte het vlot ?
Je T° heb je wel heel laag gehouden, hoe sterk gaat je vacuümpomp?

Geen kooksteentjes maar een roervlo.
Als je de pomp aanzet kookt het heel snel maar stopt dan weer. Dit gaat hele tijd zo door. Denk dat het komt omdat het door het koken afkoelt, dan weer op temp komt etc.
Pomp gaat zonder 'gasflow' tot 0.13 mbar. Met 2 liter/min 'gasflow' tot 6 mbar.

Jij doet de vacuum destillatie van HNO3 zonder H2SO4? Wat is de concentratie waar je van start ?

Soortelijk gewicht ~1.51 (ruim genomen, zie enkele posts hiervoor) dus hoop iets van 99%. Edited July 15, 2010 by pdfbq