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 większość związków organicznych oraz aktywnie pochłania wodę. W warunkach normalnych jest to bezbarwna oleista ciecz o kwaśnym smaku, bez koloru i zapachu. Ciężar właściwy kwasu siarkowego wynosi 1,84 g/cm³.
Zakres zastosowania jest bardzo szeroki. Obejmuje metalurgię, wydobycie minerałów, produkcję nawozów, akumulatorów, tworzenie materiałów wybuchowych, zastosowanie w przemyśle tekstylnym, skórzanym, naftowym i innych.
Według statystyk z 200 mln ton rocznej produkcji kwasu siarkowego na świecie największa część trafia do produkcji nawozów mineralnych. Sam kwas siarkowy jest substancją żrącą i niebezpieczną dla zdrowia człowieka oraz środowiska. Oddziaływanie przez 1 godzinę przy stężeniu 0,18 mg/l jest dawką śmiertelną dla organizmów żywych.
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.
Należy do 3 klasy zagrożenia. Jest to bardzo toksyczna substancja, która powoduje silne uszkodzenia tkanek organicznych.
Kwas ortofosforowy
H3PO4 należy do kwasów nieorganicznych średniej mocy. W warunkach naturalnych jest to stała krystaliczna bezbarwna substancja. Dobrze rozpuszcza się w wodzie. Roztwór 85% w postaci syropu w życiu codziennym zwykle nazywa się kwasem ortofosforowym albo fosforowym. Może rozpuszczać się w etanolu i innych rozpuszczalnikach. W stanie ciekłym ciężar właściwy kwasu ortofosforowego wynosi 1,685 g/cm³.
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
Czy gęstości materiału kwasów można używać do dokładnych obliczeń?
Wartości gęstości i masy materiału kwasów w tym artykule są wartościami referencyjnymi. Nadają się do wstępnych szacunków, ale obliczenia projektowe, budowlane, produkcyjne i inne obliczenia krytyczne trzeba sprawdzać na podstawie norm, kart technicznych materiału albo wyników pomiarów.
Dlaczego rzeczywista masa materiału kwasów może różnić się od tabeli?
Rzeczywista masa materiału kwasów zależy od składu, wilgotności, temperatury, porowatości, wielkości frakcji, klasy materiału i warunków pomiaru. Dlatego rzeczywiste wartości mogą różnić się od średnich danych tabelarycznych.
Jak obliczyć masę materiału kwasów na podstawie gęstości?
Do obliczenia orientacyjnego użyj wzoru: masa = gęstość x objętość. Jeśli gęstość materiału kwasów jest podana w kg/m³, a objętość w m³, wynik będzie w kilogramach.