Ciężar właściwy kwasów. Masa kwasu w 1 ml i w 1 m³
Kwasy należą do najbardziej potrzebnych w życiu człowieka związków chemicznych. Występując w różnych stanach skupienia, spotykamy je w życiu bardzo często:
- przy produkcji nawozów i leków,
- przy oczyszczaniu produktów naftowych,
- w przemyśle spożywczym,
- przy tworzeniu materiałów wybuchowych, barwiących i detergentów,
- w procesach osuszania i czyszczenia,
- przy produkcji akumulatorów i innych wyrobów.
W naturalnych procesach żywych organizmów kwasy również odgrywają ważną rolę. Poniżej omówiono kwasy często spotykane w codziennym życiu.
Kwas solny
HCl, czyli kwas chlorowodorowy, prościej kwas solny, to bezbarwna, przezroczysta, żrąca ciecz będąca rozpuszczonym w wodzie chlorowodorem. Po kontakcie stężonej substancji z powietrzem zaczyna „dymić”.
HCl jest szeroko stosowany w metalurgii i galwanoplastyce. Występuje także w produktach spożywczych jako dodatek E507, regulator kwasowości. W soku żołądkowym znajduje się w stężeniu od 0,3 do 0,5%, a jako preparat medyczny bywa przepisywany razem z pepsyną w celu normalizacji obniżonej kwasowości.
Stężony kwas może powodować silne oparzenia chemiczne. Przy pracy z nim trzeba przestrzegać zasad bezpieczeństwa i używać środków ochronnych. Wchodzi w reakcje z silnymi utleniaczami, tworząc toksyczny chlor. Ciężar właściwy kwasu solnego, czyli gęstość, wynosi 1,19 g/cm³.
Kwas siarkowy
H2SO4 jest mocniejszym kwasem niż kwas solny. Stężona substancja rozkłada i zwęgla wiele materiałów organicznych oraz aktywnie pochłania wodę. W warunkach normalnych jest to bezbarwna oleista ciecz bez wyraźnego zapachu; próbowanie jej smaku jest niebezpieczne. Ciężar właściwy kwasu siarkowego wynosi około 1,84 g/cm³ dla roztworu stężonego.
Zakres zastosowania jest bardzo szeroki. Obejmuje metalurgię, wydobycie minerałów, produkcję nawozów, akumulatorów, tworzenie materiałów wybuchowych, zastosowanie w przemyśle tekstylnym, skórzanym, naftowym i innych.
Największa część światowej produkcji kwasu siarkowego trafia do produkcji nawozów mineralnych. Kwas siarkowy jest substancją żrącą i niebezpieczną dla zdrowia człowieka oraz środowiska. Zagrożenie zależy od stężenia, drogi narażenia i czasu kontaktu, dlatego przy pracy z kwasem siarkowym należy kierować się kartą charakterystyki substancji.
Kwas azotowy
HNO3 miesza się z wodą w dowolnych proporcjach. W przemyśle używa się go do produkcji nawozów, barwników, leków, w syntezie organicznej, jubilerstwie i innych kierunkach. Ciężar właściwy kwasu azotowego wynosi 1,51 g/cm³.
Stężony kwas azotowy jest niebezpieczną substancją żrącą i może powodować silne chemiczne uszkodzenia tkanek. Klasa zagrożenia zależy od stężenia i systemu prawnego, dlatego dla konkretnego produktu trzeba sprawdzić kartę charakterystyki.
Kwas ortofosforowy
H3PO4 należy do kwasów nieorganicznych średniej mocy. W czystej postaci jest to bezbarwna substancja krystaliczna dobrze rozpuszczalna w wodzie. Roztwór wodny 85% ma konsystencję syropu i zwykle nazywa się go kwasem ortofosforowym albo fosforowym. W stanie ciekłym ciężar właściwy kwasu ortofosforowego wynosi około 1,685 g/cm³ dla roztworu 85%.
Stosuje się go w metalurgii, między innymi przy lutowaniu i obróbce antykorozyjnej, w przemyśle spożywczym jako regulator kwasowości E338, do obniżania kwasowości i profilaktyki kamicy moczowej w hodowli zwierząt, w stomatologii jako wytrawiacz szkliwa przed założeniem wypełnień oraz w niektórych środkach wybielających zęby.
Tabela gęstości i masy kwasu
| Nazwa substancji | Wzór chemiczny | Gęstość (g/cm³) | Ciężar właściwy (kg/m³) | Ile gramów w 1 ml |
|---|---|---|---|---|
| kwas solny | HCl | 1,19 | 1190 | 1,19 |
| kwas siarkowy | H2SO4 | 1,84 | 1840 | 1,84 |
| kwas azotowy | HNO3 | 1,51 | 1510 | 1,51 |
| kwas ortofosforowy | H3PO4 | 1,68 | 1680 | 1,68 |
Najczęstsze pytania
Dlaczego gęstość kwasów zależy od stężenia?
Większość kwasów w praktyce stosuje się jako roztwory wodne. Gdy zmienia się stężenie i temperatura, zmienia się też masa 1 ml i 1 m³ roztworu.
Ile waży 1 ml kwasu?
Dla wartości z tabeli 1 ml waży w przybliżeniu tyle gramów, ile wynosi podana gęstość: kwas solny około 1,19 g, siarkowy 1,84 g, azotowy 1,51 g.
Czy można mieszać kwasy i wodę bez przygotowania?
Nie. Stężone kwasy są niebezpieczne i mogą silnie się nagrzewać podczas rozcieńczania. Trzeba pracować według karty bezpieczeństwa i z ochroną.