希硫酸の溶解熱について

質問

希硫酸（70％*20L）を水で１０倍希釈したいのですが、溶解時発熱しますか？溶解タンクはポリエチであり、耐熱温度は50℃程度ですので、多少の発熱はOKなのですが。・・・・
溶解時の注意事項があればあわせて教えてください。

回答No.3

okormazd · ベストアンサー

まず、70%硫酸は、希硫酸です。濃硫酸はふつう90～100%のものです。濃硫酸を水で希釈したものを希硫酸といって、業界では70%は立派な希硫酸です。

発熱ですが、質問からはよくわからない部分がありますが、70%、20Lの希硫酸を10倍に薄めて200Lにしたいということでしょうか。それなら次のような概算ができます。いずれも「化学便覧」のデータから推算しています。.
1.
70%稀硫酸の無限希釈熱は、約51[kJ/mol]です
2.
7%稀硫酸の無限希釈熱は、約21[kJ/mol]です。
3.
したがって、70%→7%で51-21=30[kJ/mol]の発熱があります。
硫酸1[mol]当たり30[kJ]発熱するということです。
4.
70%稀硫酸20Lには、
20*1.61*0.7=22.5[kg]
の硫酸を含みます。1.61[kg/L]は70%稀硫酸の密度です。
これは、
22.5*1000/98=230[mol]
です。98は硫酸の分子量です。
5.
したがって、全体の発熱量は、
30*230=6850[kJ]
です。
6.
細かいことは面倒だから、200L、7%の希硫酸の密度は1[kg/L]、比熱は4.2[kJ/(kg・K)]とします。
すると、温度上昇は、
6850/(200*4.2)=8.2[K]
です。
熱損失がないとして、
水温が15[℃]なら23[℃]
ほどになるということです。

この計算では、用意したポリエチ容器は十分に耐えるでしょう。

なお、濃硫酸を2～3倍に希釈するような場合は、水量が少ないので、沸騰するほど温度が上がりますが、
10倍以上の希釈では、水量が多いので、それほどの温度上昇はないでしょう。

また、扱う物質が劇物なので、全体の計算ではこうなるとしても局部的にはこれから外れる場合もあるので、取り扱いには十分注意しましょう。
この計算は、結果を保証するものではありません。自己責任で願います。

お礼

非常に丁寧な回答ありがとうございます。濃硫酸の数倍希釈は相当発熱し危険であると言うことは知っていました。が、この回答で納得しました。参考にさせてもらいます。

回答No.2

Ryofui

前の回答者さんが言うようにかなり発熱すると思います。
容器を冷やしつつ溶液を撹拌しつつ希釈するのがベストですが
希釈する水を氷水にするのもかなり有効ではないかと思います。
それでも注意深くやる必要がありますが

それから、ご存知だとは思いますが必ず水もしくは氷水に硫酸を加えて下さい。
硫酸に水を加えると大変危険です。

回答No.1

Saturn5

７０％の硫酸を希硫酸というのでしょうか？
濃硫酸とも言わないと思いますが、濃度はかなり濃いです。
したがって、かなりの発熱があります。

操作の開始温度が２０℃くらいとすれば５０℃は軽く超えるでしょう。
時間をかけて、水に硫酸をかきまぜながら少しずつ加えていくしか
方法はないと思います。