wikipedia Acid sulfuric

Acid sulfuric H2 SO4 - diacid puternic. care corespunde cel mai înalt grad de oxidare sulf (6). În condiții obișnuite de acid sulfuric concentrat - un lichid uleios greu este incolor și inodor. acru gust „de cupru“. Tehnica de acid sulfuric este numit ca un amestec cu apă, sau cu SO3 trioxid de sulf. Dacă raportul molar dintre SO3: H2 O <1, то это водный раствор серной кислоты, если> 1 - SO3 dizolvat în acid sulfuric (oleum).

Nume [| ]

În secolele XVIII-XIX pentru pulbere de sulf produs din pirita (pirita) în fabricile vitriol. Acidul sulfuric în timp numit „ulei de vitriol“ [2] [3] (ca regulă a fost hidratat la o consistență care amintește de ulei), este evident din această origine a denumirii sărurilor sale (cristaline mai degrabă cu precizie) - sulfat.

Prepararea acidului sulfuric [| ]

Industriale (de contact) Metoda [| ]

In industrie, acidul sulfuric este produs prin oxidarea dioxidului de sulf (gaz sulfuros produs în timpul arderii sulfului sau pirita) până trioxid (anhidridă sulfurică), urmată de reacția SO3 cu apă. S-a obținut prin acest acid sulfuric metodă este numită și un contact (concentrație 92-94%).

Azotul (Turnul) Metoda [| ]

Anterior, acid sulfuric s-a preparat prin nitros exclusiv în turnuri speciale și numit acid turn (concentrație 75%). Esența acestei metode constă în oxidarea dioxidului de sulf, dioxid de azot în prezența apei. În acest fel a avut loc o reacție în aer în timpul Marii smogul din Londra.

Un alt mod de a [| ]

În acele cazuri rare în care hidrogenul sulfurat (H2S) sulfat de dislocă (SO4 -) sare (cu metale Cu, Ag, Pb, Hg) este produs secundar acid sulfuric

Sulfurilor acestor metale au cea mai mare rezistență, precum și culoarea neagră distinctiv.

Proprietăți fizice și fizico-chimice [| ]

Acid foarte puternic. la 18 ° C pKa (1) = -2,8, pKa (2) = 1,92 (K₂ 1.2 10 -2); obligațiuni în molecula de lungime S = O 0143 nm, S-OH unghi HOSOH 0154 nm de 104 °, OSO 119 °; fierbe, formând un amestec azeotrop (98,3% SO4 H2 și 1,7% H2O cu un punct de fierbere de 338,8 ° C). Acidul sulfuric care corespunde conținutului de 100% H2 SO4. Are o compoziție (%): H2 SO4 99,5, HSO4 - - 0,18, H3 + SO4 - 0.14, H3 O + - 0,09, H2 S2 O7, - 0.04, HS2 O7 ⁻ - 0 05. Miscibili cu apă și SO3. în toate rapoartele. Soluțiile apoase de acid sulfuric practic complet disociați la H3 O +. HSO3 +. și 2NSO₄ -. Formele hidrati H2 SO4 · n H2O, unde n = 1, 2, 3, 4 și 6.5.

Oleum [| ]

Oleum cuprinde, de asemenea, acidul pyrosulphuric. se prepară prin reacția:

H 2 S O 4 + S O 3 # X2192; H 2 S 2 O 7; SO_ + SO_ \ rightarrow H_S_O _ >>;> Sulfit H 2 S O 4 + 2 S O 3 # X2192; H 2 S 3 O 10. SO_ + 2SO_ \ rightarrow H_S_O _ >>.>

Punctul de fierbere a soluțiilor apoase de acid sulfuric crește cu concentrația și atinge maximum la un conținut de 98,3% SO4 H2.

Proprietățile soluțiilor apoase de acid sulfuric și oleum

Densitate la 20 ℃, g / cm³

Punctul de fierbere al oleum, cu un conținut de SO3 de creștere scade. Când concentrația soluțiilor apoase de acid sulfuric, presiunea totală a vaporilor peste soluția este redusă și în cazul în care conținutul de 98,3% H2 SO4 atinge un minimum. Odată cu creșterea concentrației de SO3 la presiune totală oleum vaporilor crește deasupra. Presiunea de vapori deasupra soluțiilor apoase de acid sulfuric și oleum poate fi calculată prin ecuația:

Valorile coeficienților A și B depind de concentrația acidului sulfuric. Vaporii de mai sus soluțiile apoase de acid sulfuric este un amestec de vapori de apă, H2 SO4 și SO3. în care compoziția vaporilor este diferită de compoziția lichidă la toate concentrațiile de acid sulfuric decât azeotropului corespunzătoare.

Pe măsură ce crește temperatura de disociere îmbunătățită:

Ecuația dependenta de temperatura constanta de echilibru:

La presiune normală, gradul de disociere: 10⁻⁵ (373 K), 2,5 (473 K) 27,1 (573 K) 69,1 (673 K).

Densitatea de acid sulfuric 100% poate fi determinată prin ecuația:

Odată cu creșterea concentrației soluțiilor de acid sulfuric cu lor scade capacitatea de căldură și atinge un minim la acid sulfuric 100% putere, capacitate termică oleum cu o creștere a conținutului de SO3 este crescut.

Odată cu creșterea concentrației și scăderea temperaturii scade X de conductivitate termică:

unde C - concentrația acidului sulfuric în%.

Are o oleum maximă viscozitate H2 SO4 · SO3. cu creșterea temperaturii scade η. Rezistența electrică a acidului sulfuric la o concentrație minimă de SO3 și 92% H2 SO4 și la o concentrație maximă de 84 și 99,8% H2 SO4 [sursa care nu este specificat zile 2139]. Pentru oleum minimă ρ la 10% SO3. Cu creșterea temperaturii, crește p acid sulfuric. Constanta dielectrică de acid sulfuric 100% 101 (298.15 K), 122 (281,15 K); constantă cryoscopic de 6,12, 5,33 ebulioskopicheskaya constantă; coeficientul de difuzie al vaporilor de acid sulfuric în schimbările de aer în funcție de temperatură; D = 1,67 · 10⁻⁵T 3/2 cm² / sec.

Proprietăți chimice [| ]

Acid sulfuric în formă concentrată, atunci când este încălzit - oxidant destul de puternic.

HI și oxidează parțial HBr la halogen.

8 H I + H 2 S O 4 = I 2 4 # X2193; + H 2 S # X2191; + 4 H2O SO_ = 4I_ \ downarrow + H_S \ upArrow + 4H_O >>> H B r 2 + H 2 S O 4 = B r 2 # X2193; + S O 2 # X2191; + 2 H 2 O SO_ = Br_ \ downarrow + SO_ \ upArrow + 2H_O >>>

C + 2 H 2 S O 4 = 2 S O 2 # X2191; + C O 2 # X2191; + 2 H 2 O SO_ = 2SO_ \ upArrow + CO_ \ upArrow + 2H_O >>> S + 2 H 2 S O 4 = S O 2 3 # X2191; + 2 H 2 O SO_ = 3SO_ \ upArrow + 2H_O >>>

Oxideaza multe metale (excepții: Au Pt Rh Ir Ta .....). Astfel, acidul sulfuric concentrat este redus la SO2. de exemplu, [4]:

În frig cu acid sulfuric concentrat Fe. Al. Cr. Co Ni. Ba sunt pasivizare și reacția nu se procedează.

Cel mai puternic de reducere a acidului sulfuric concentrat se reduce la H2 S. S și acidul sulfuric concentrat absoarbe vaporii de apă, de aceea este folosit pentru uscarea gazelor, lichide sau solide, de exemplu, într-un desicator. Totuși concentrat H2 SO4 este parțial redus cu hidrogen, din cauza a ceea ce nu poate fi utilizată pentru uscarea acestuia. Scindarea apei din compuși organici și lăsând la negru de fum (cărbune), acid sulfuric concentrat, duce la carbonizarea lemnului, zahăr și alte substanțe [4].

Diluat H2 SO4 interacționează cu toate metalele. situate în tensiunile din seria electrochimice lăsate de hidrogen, cu eliberarea sa, cum ar fi [4]:

Proprietățile oxidative ale diluata H2 SO4 sunt mai puțin frecvente. Acidul sulfuric formează două serii de săruri. Mediu - sulfați și de acid - sulfați acizi. și esteri. peroxomonosulphuric Cunoscut (sau acid Caro) H2 SO5 și H2 S2 O8 acidului peroxodisulfuric.

H 2 SO 4 + N = N o OH o HSO 4 + H 2 O + SO_ NaOH = NaHSO_ + H_O >>> H 2 SO 4 + 2 N o OH = N o 2 SO 4 + 2 H 2 O + 2NaOH SO_ = Na_SO_ + 2H_O >>>

Acid sulfuric, de asemenea, reacționează cu oxizii de bază și apă pentru a forma sulfat:

În instalațiile de prelucrare a metalelor soluție de acid sulfuric este utilizat pentru îndepărtarea unui strat de oxid metalic pe suprafața produselor metalice supuse în timpul fabricației la căldură intensă. Astfel, oxidul de fier este îndepărtat de pe suprafața soluției de acid sulfuric încălzită foaie acțiune de fier:

Concentrated H2 SO4 transformă unele substanțe organice alți compuși de carbon:

H C O O H + H 2 S O 4 (k) = C O # X2191; + H 2 S O 4 # X22C5; n H 2 O SO_ (k) = CO \ upArrow + H_SO_ \ centerdot nH_O >>>

reacție calitativă în acid sulfuric și sărurile sale solubile este interacțiunea lor cu săruri de bariu solubile. în care precipitatul alb format din sulfat de bariu. insolubil în apă și acizi, cum ar fi [5]:

Aplicație [| ]

wikipedia Acid sulfuric

Acidul sulfuric este utilizat:

  • în prelucrarea minereurilor, în special la extragerea elementelor rare, inclusiv uraniu. iridiu. zirconiu. osmiu și m p..;
  • în producția de îngrășăminte minerale;
  • ca electrolit în acumulatorii cu plumb;
  • pentru diverși acizi minerali și sărurile lor;
  • în producția de fibre chimice, vopsele, fum de formare și explozivi;
  • Ulei, din metal, textile, piele și alte industrii .;
  • în industria alimentară - este înregistrată ca aditiv alimentar E513 (emulgator);
  • în reacțiile de sinteză organice industriale:
    • deshidratarea (prepararea esterilor de dietil eter.);
    • hidratare (etanol din etilenă);
    • sulfonare (detergenți și intermediari în fabricarea coloranților);
    • alchilare (prepararea izooctan. polietilen glicol. caprolactamă), și altele.
    • Pentru a restaura rășinile în filtrele din producția de apă distilată.

Producția mondială de acid sulfuric este de aproximativ 200 de milioane de tone pe an [6]. Cel mai mare consumator de acid sulfuric - producția de îngrășăminte minerale. Pe P₂O₅ îngrășăminte fosfatice consumate în 2,2-3,4 ori greutatea de acid sulfuric, și (NH₄) ₂SO₄ acid sulfuric 75% în greutate din consumabil (NH₄) ₂SO₄. Prin urmare, să depună eforturi pentru a construi o instalație de acid sulfuric în combinație cu plante pentru producția de îngrășăminte minerale.

efect toxic [| ]

Acid sulfuric, oleum - substanță foarte coroziv. Ele afectează pielea, membranele mucoase, sistemul respirator (provoca arsuri chimice) [7]. Inhalarea acestor substanțe, acestea provoacă dificultăți de respirație, tuse, de multe ori - laringita. traheită. bronșită și altele asemenea. d. Concentrația maximă admisibilă de aerosol de acid sulfuric în zona de lucru de 1,0 mg / m³, în aer de 0,3 mg / m (post maximă) și 0,1 mg / m (medie). Afectează concentrația acidului sulfuric vaporilor 0,008 mg / l (60 min expunere), mortalul 0,18 mg / l (60 min). Clasa de risc II. Acid sulfuric aerosol poate fi format în atmosferă, ca urmare a emisiei de industria chimică și metalurgică, care conțin oxizi S și cad ploaie ca acid.

VRumyniyaoborot concentrație de acid sulfuric de 45% sau mai mult - limitată la [8].

Informații istorice [| ]

Acidul sulfuric este cunoscut încă din antichitate, în mod natural în formă liberă, de exemplu, ca și în apropierea lacurilor vulcanice. Poate prima mențiune a gazelor acide produse în timpul calcinarea alaun sau sulfat de fier „piatră verde“, se găsește în scrierile atribuite alchimistul arab Jabir Ibn Haiyan.

În alchimistul persană secolul IX Al-Razi. calcinarea unui amestec de fier și sulfat de cupru (FeSO4 • 7H2O și CuSO4 • 5H2 O), soluție de asemenea obținut de acid sulfuric. Această metodă a îmbunătățit alchimistul european Albert Magnus. care a trăit în secolul al XIII-lea.

acid sulfuric Schema de sulfat de fier - descompunerea termică a sulfatului de fier (II), urmată de răcirea amestecului [9]

dalton acid sulfuric Molecule

In Proceedings alchimist Valentine (XIII c) o metodă pentru producerea de acid sulfuric prin absorbția gazului de apă (trioxid de sulf) emis pe arderea unui amestec de pulbere de sulf și nitrat. Mai târziu, această metodă a fost bază t. N. „Camera“ proces realizat în camere mici, plumb căptușită, care nu este solubil în acid sulfuric. În URSS, această metodă a existat până în 1955

Alchimistii XV a fost, de asemenea, o metodă cunoscută de obținere a acidului sulfuric din pirită - pirita, materii prime mai ieftine și comune decât sulf. În acest mod, acidul sulfuric este de cel puțin 300 de ani, cu cantități mici în retorte de sticlă. Ulterior, în legătură cu dezvoltarea acestei metode de catalizare înlocuită proces camerei pentru sinteza acidului sulfuric. In prezent, acidul sulfuric este produs prin oxidarea catalitică (la V2 O5) oxid de sulf (IV) în oxid de sulf (VI), și apoi dizolvarea oxidului de sulf (VI) în acid sulfuric 70%, cu formă oleum.

În România, producția de acid sulfuric a fost organizat pentru prima dată în 1805 în apropiere de districtul Moscova Zvenigorod. În 1913, România pentru producția de acid sulfuric a fost locul 13 în lume. [10]

Pentru mai multe informații [| ]

Standarde [| ]

  • Tehnic GOST 2184-77 acid sulfuric
  • Sulfuric acid baterie. Specificații GOST 667-73
  • Acid sulfuric de înaltă puritate. Specificații GOST 14262-78
  • Reactivi. Acid sulfuric. Specificații GOST 4204-77

Note [| ]

Bibliografie [| ]

  • Sernokislotchika Handbook, ed. KM Malina, 2nd ed. M. 1971
  • Epshteyn D. A. Generalități Inginerie Chimică. - M. Chemistry, 1979. - 312 p.