как ускорить растворение извести/доломита с пом. серной кислоты

[sku1444]

Недавно с ребенком проводили опыт по выращиванию кристаллогидрата медного купороса, а соль добывали сами электролизом меди в слабом растворе серной кислоты. Для ускорения процесса можно было добавить аммиачной селитры, и дело шло заметно веселее. Теперь у нас новое испытание - протравить пермскую окаменелость, где вмещающая порода - это известняк и доломит. Электролит для машины справляется, но уж больно долго растворяются остатки породы вокруг ракушки. В первый день все отлично бурлило (видимо реакция с известняком), а потом когда остался только доломит, все стало очень медленно. Аммиачная селитра в этом случае нам не поможет ускорить реакцию? Или может другой катализатор можно попробовать?

[chemist-sib]

Серная кислота в данном случае приводит к образованию из нерастворимого карбоната кальция другой соли - сульфата кальция, который тоже не отличается хорошей растворимостью. Именно это затрудняет процесс растворения - кинетика (процесс обмена веществ в зоне контакта фаз) "рулит"! Чистая азотная или соляная кислоты могли бы справиться лучше. Но если их нет - попробуйте обычную уксусную кислоту: ацетат кальция - хорошо растворим; скорость растворения можно существенно увеличить, нагрев раствор (точно так же, как справляются с накипью в чайнике).

ЗЫ: повышенная температура смеси поможет и в случае, если от серной кислоты не хочется отказываться. И - механическое перемешивание - кстати, тоже.

Изменено 19 Августа, 2020 в 15:20 пользователем chemist-sib

[dmr]

Для ускорения растворения, нужно добавить нечто, что увеличит растворимость гипса

Цитата

Растворим в кислотах, тиосульфате натрия, солях аммония.

 

Тиосульфат продаётся в аптеке

[sku1444]

chemist-sib, спасибо за ответ. Много вопросов появилось, можно по пунктам?

1) Когда закинул образцы в 36% серной кислоты, пошла бурная реакция. Я правильно понял вас, что на следующий день реакция не идет так бурно потому что это не доломит остался, а каронат кальция вокруг образца при реакции с кислотой стал сульфатом кальция, что мешает дальнейшей реакции?

2) К сожалению соляная кислота в хорошей концентрации это прекурсор, поэтому мне недоступна, не подскажетее где добыть ее?
3) Азотная кислота ~60%  очень хорошо работает, но жрёт без разора и известняк и саму ракушку (судя по всему это кальцит), несколько образцов после такого опыта с ней пришлось выбросить
4) Могу попробовать повыпаривать серную к-ту, догнав ее до 70%, насколько я понял, лаборатории для этого не надо, просто нужна стабильная и определенная температура. В этом есть смысл (в использовании 70% серной к-ты если удастся добыть её)?
5) Уксус (эссенция 70%) пробовали параллельно с электролитом, поведение совершенно одинаковое, на второй день ни серная к-та ни уксус не хотят больше травить образцы. А вонь от уксуса на всю квартиру =(
6) Про перемешивание понял, маленьким компрессором воздух в ёмкость подавать, будет циркулировать. А как нагреть лучше? Нагреватель металлический же в кислоту лучше не совать?
dmr, попробую, спасибо !!

Изменено 19 Августа, 2020 в 15:51 пользователем sku1444

[dmr]

3 часа назад, sku1444 сказал:

Уксус (эссенция 70%)

Разбавьте 

Ацетат кальция хорошо растворим в воде, но плохо в уксусной кислоте

3 часа назад, sku1444 сказал:

каронат

Это в смысле карбонат? 

Так доломит тоже карбонат смешанный кальция магния 

3 часа назад, sku1444 сказал:

кальцит

Тоже кстати карбонат 

3 часа назад, sku1444 сказал:

как нагреть

На плитке например 

Или в кастрюлю стакан с водой и в стакане кипятильник

[M_GM]

Повышение скорости растворения породы ("соляная кислота в хорошей концентрации", нагрев),

скорее всего приведет и к повышению растворимости самой ракушки

[aversun]

5 часов назад, sku1444 сказал:

Недавно с ребенком проводили опыт по выращиванию кристаллогидрата медного купороса, а соль добывали сами электролизом меди в слабом растворе серной кислоты. Для ускорения процесса можно было добавить аммиачной селитры, и дело шло заметно веселее. Теперь у нас новое испытание - протравить пермскую окаменелость, где вмещающая порода - это известняк и доломит. Электролит для машины справляется, но уж больно долго растворяются остатки породы вокруг ракушки. В первый день все отлично бурлило (видимо реакция с известняком), а потом когда остался только доломит, все стало очень медленно. Аммиачная селитра в этом случае нам не поможет ускорить реакцию? Или может другой катализатор можно попробовать?

Доломит должен лучше растворяться в серной кислоте, но обычно под доломитом понимают известняк с несколькими процентами карбоната магния, чистый доломит большая редкость. Возможно у вас не чистый известняк, а мергель, т.е. порода содержащая глинистую силикатную фазу, она постепенно может замедлять растворение. Сама ракушка тоже состоит из карбоната кальция и тоже будет растворяться. Попробуйте добавить к раствору кислоты поверенную соль и побольше.

Изменено 19 Августа, 2020 в 21:03 пользователем aversun

[sku1444]

dmr, насчет нагрева - гениально, спасибо!))
M_GM, всё так, и кальцит и карбонаты растворяются, но с разной скоростью, я  понимаю что и ракухам наносится вред, но все равно приятнее закончить процесс через неделю, чем через месяц при одинаковом результате
aversun, мергели и известняки матовкой легко очищаются, а там очень твердая порода, машинка не справляется, по Моосу наверное к пятёрке ближе. замещение в ракушке кальцитовое, его кислота тоже жрёт потихоньку, но вмещающую породу она пожирает все-таки пободрее, так что к концу протравки есть шансы сохранить некоторые образцы в презентабельном виде