Dimensionering av syraneutralisation

Neutralisation används för att neutralisera en syra eller bas. Först tas så mycket som möjligt av den utspillda produkten upp genom pumpning eller motsvarande. Den rest som blir kvar kan neutraliseras. För neutralisering av syror använder man en bas, t.ex. kalciumhydroxid (släckt kalk). Används baser bör man alltid lösa eller slamma upp dessa i vatten innan de påförs syran.

Beräkningarna nedan kan användas för hjälp inför dimensionering av syraneutralisation med basen kalciumhydroxid (släckt kalk). Släckt kalk är den vanligast förekommande basen och finns i stora lager för bl.a. kalkning av sjöar och skogar.

Indata

Syra

liter

%

Resultat

Behov av släckt kalk:

Fördjupad information med räkneexempel

Exempel

Vid en olycka har det varit ett utsläpp av ca 350 liter 36 % saltsyra. Du beräknar att ni lyckats samla upp ca 250 liter av vätskan. Frågan är hur mycket släckt kalk som åtgår för att fullständigt neutralisera resten.

Beräkningen ger att för att neutralisera 100 liter saltsyra (36 %) behövs ca 43,1 kg släckt kalk. Vid beräkningen har densiteten 1,18 kg/l använts för syran.

Formler och antaganden

Beräkningarna baseras på räkneexemplet som ges i boken Räddningstjänst vid olyckor med frätande ämnen av Gunnar Ohlén & Niklas Larsson (Räddningsverket 2007), sidorna 76–77.

Nedanstående reaktionsformler används:

Saltsyra
2HCl + Ca(OH)2 → 2H2O + CaCl2
Salpetersyra
2HNO3 + Ca(OH)2 → 2H2O + Ca(NO3)2
Svavelsyra
H2SO4 + Ca(OH)2 → 2H2O + CaSO4

För massberäkningarna används sambanden:

n = m / M    och    m = d · a · c

n [kmol]
substansmängd
m [kg]
massa
M [kg/kmol]
molmassa
d [kg/liter]
densitet
a [liter]
mängd utsläpp
c [-]
koncentration (0,00–1,00)

Nedanstående molmassor används och har beräknats från tabellvärden:

Saltsyra
36,5 kg/kmol
Salpetersyra
63,0 kg/kmol
Svavelsyra
98,1 kg/kmol
Kalk
74,1 kg/kmol

Syrornas densitet beräknas utifrån syrans koncentration. Exempelvis har 96 % svavelsyra en densitet på 1,84 kg/l medan 50 % svavelsyra har en densitet på 1,39 kg/l (vid 20 °C). Beräkningen görs med nedanstående formler som anpassats med regressionsanalys utifrån densitetsdata (20 °C) ur tabell (x är syrans koncentration i procent, 0–100, och y är den framräknade densiteten, kg/liter):

Saltsyra
y = 0,005 · x + 0,998
Salpetersyra
y = 4,076e-9 · x⁴ - 1,169e10-6 · x³ + 8,8183e10-5 · x² + 4,488e10-3 · x + 1,001
Svavelsyra
y = -3,890e-10 · x⁵ + 7,531e10-8 · x⁴ - 4,941e10-6 · x³ + 1,613e10-4 · x² + 5,155e10-3 · x + 1,002