Jeder im Chemieunterricht hat sich mit Säuren beschäftigt. Eine davon heißt Schwefelsäure und wird als HSO 4 bezeichnet. Über die Eigenschaften von Schwefelsäure wird unser Artikel berichten.

Physikalische Eigenschaften von Schwefelsäure

Reine Schwefelsäure oder Monohydrat ist eine farblose ölige Flüssigkeit, die bei +10°C zu einer kristallinen Masse erstarrt. Für Reaktionen vorgesehene Schwefelsäure enthält 95 % H 2 SO 4 und hat eine Dichte von 1,84 g/cm 3 . 1 Liter dieser Säure wiegt 2 kg. Säure härtet bei -20°C aus. Die Schmelzwärme beträgt 10,5 kJ/mol bei einer Temperatur von 10,37 °C.

Die Eigenschaften von konzentrierter Schwefelsäure sind vielfältig. Beim Auflösen dieser Säure in Wasser wird beispielsweise aufgrund der Bildung von Hydraten eine große Menge Wärme (19 kcal / mol) freigesetzt. Diese Hydrate können bei niedrigen Temperaturen in fester Form aus der Lösung isoliert werden.

Schwefelsäure ist eines der grundlegendsten Produkte der chemischen Industrie. Es ist für die Herstellung von Mineraldünger (Ammonsulfat, Superphosphat), verschiedenen Salzen und Säuren, Waschmitteln und Medikamenten, Kunstfasern, Farbstoffen und Sprengstoffen bestimmt. Schwefelsäure wird auch in der Metallurgie (z. B. beim Abbau von Uranerzen), zur Reinigung von Erdölprodukten, zum Trocknen von Gasen usw. verwendet.

Chemische Eigenschaften von Schwefelsäure

Die chemischen Eigenschaften von Schwefelsäure sind:

1. Wechselwirkung mit Metallen:
   • verdünnte Säure löst nur die Metalle auf, die sich links von Wasserstoff in einer Reihe von Spannungen befinden, zum Beispiel H 2 +1 SO 4 + Zn 0 \u003d H 2 O + Zn + 2 SO 4;
   • Die oxidierenden Eigenschaften von Schwefelsäure sind großartig. Bei der Wechselwirkung mit verschiedenen Metallen (außer Pt, Au) kann es beispielsweise zu H 2 S -2, S +4 O 2 oder S 0 reduziert werden:
   • 2H 2 + 6 SO 4 + 2 Ag 0 = S + 4 O 2 + Ag 2 + 1 SO 4 + 2 H 2 O;
   • 5H 2 +6 SO 4 + 8Na 0 \u003d H 2 S -2 + 4Na 2 +1 SO 4 + 4H 2 O;
2. Konzentrierte Säure H 2 S +6 O 4 reagiert (beim Erhitzen) auch mit einigen Nichtmetallen, wobei sie sich in Schwefelverbindungen mit einer niedrigeren Oxidationsstufe umwandelt, zum Beispiel:
   • 2H 2 S + 6 O 4 + C 0 = 2 S + 4 O 2 + C + 4 O 2 + 2 H 2 O;
   • 2H 2 S+6 O 4 + S 0 = 3 S +4 O 2 + 2H 2 O;
   • 5H 2 S + 6 O 4 + 2 P 0 = 2 H 3 P + 5 O 4 + 5 S + 4 O 2 + 2 H 2 O;
3. Mit basischen Oxiden:
   • H 2 SO 4 + CuO = CuSO 4 + H 2 O;
4. Mit Hydroxiden:
   • Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 = CuSO 4 + 2H 2 O;
   • 2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2 H 2 O;
5. Wechselwirkung mit Salzen bei Austauschreaktionen:
   • H 2 SO 4 + BaCl 2 \u003d 2 HCl + BaSO 4;

Die Bildung von BaSO 4 (weißer Niederschlag, unlöslich in Säuren) wird zur Bestimmung dieser Säure und löslicher Sulfate verwendet.

Ein Monohydrat ist ein ionisierendes Lösungsmittel mit saurem Charakter. Es ist sehr gut, Sulfate vieler Metalle darin zu lösen, zum Beispiel:

• 2H 2 SO 4 + HNO 3 \u003d NO 2 + + H 3 O + + 2HSO 4 -;
• HClO 4 + H 2 SO 4 \u003d ClO 4 - + H 3 SO 4 +.

Eine konzentrierte Säure ist ein ziemlich starkes Oxidationsmittel, besonders wenn sie erhitzt wird, zum Beispiel 2H 2 SO 4 + Cu = SO 2 + CuSO 4 + H 2 O.

Als Oxidationsmittel wird üblicherweise Schwefelsäure zu SO 2 reduziert. Aber es kann zu S und sogar zu H 2 S reduziert werden, zum Beispiel H 2 S + H 2 SO 4 = SO 2 + 2H 2 O + S.

Das Monohydrat kann fast keinen Strom leiten. Umgekehrt sind wässrige Säurelösungen gute Leiter. Schwefelsäure nimmt stark Feuchtigkeit auf und wird daher zum Trocknen verschiedener Gase verwendet. Als Trockenmittel wirkt Schwefelsäure, solange der Wasserdampfdruck über ihrer Lösung geringer ist als der Druck im zu trocknenden Gas.

Wenn eine verdünnte Schwefelsäurelösung gekocht wird, wird Wasser daraus entfernt, während der Siedepunkt beispielsweise auf 337 ° C ansteigt, wenn mit der Destillation von Schwefelsäure in einer Konzentration von 98,3% begonnen wird. Umgekehrt verdampft aus konzentrierteren Lösungen überschüssiges Schwefelsäureanhydrid. Dampf, der bei einer Temperatur von 337 ° C kocht, wird teilweise in SO 3 und H 2 O zersetzt, die beim Abkühlen wieder kombiniert werden. Der hohe Siedepunkt dieser Säure eignet sich zur Abtrennung flüchtiger Säuren von ihren Salzen beim Erhitzen.

Vorsichtsmaßnahmen beim Umgang mit Säure

Beim Umgang mit Schwefelsäure ist äußerste Vorsicht geboten. Wenn diese Säure mit der Haut in Kontakt kommt, wird die Haut weiß, dann bräunlich und es treten Rötungen auf. Das umliegende Gewebe schwillt an. Wenn diese Säure mit irgendeinem Körperteil in Kontakt kommt, muss sie schnell mit Wasser abgewaschen und die verbrannte Stelle mit einer Sodalösung geschmiert werden.

Jetzt wissen Sie, dass Schwefelsäure, deren Eigenschaften gut untersucht sind, für eine Vielzahl von Produktion und Bergbau einfach unverzichtbar ist.

Schwefel ist ein chemisches Element, das in der sechsten Gruppe und dritten Periode des Periodensystems steht. In diesem Artikel werfen wir einen detaillierten Blick auf seine Chemie und Produktion, Verwendung und so weiter. Die physikalische Eigenschaft umfasst Merkmale wie Farbe, elektrische Leitfähigkeit, Schwefelsiedepunkt etc. Die chemische beschreibt die Wechselwirkung mit anderen Stoffen.

Schwefel in physikalischer Hinsicht

Dies ist eine zerbrechliche Substanz. Unter normalen Bedingungen befindet es sich in einem festen Aggregatzustand. Schwefel hat eine zitronengelbe Farbe.

Und zum größten Teil haben alle seine Verbindungen gelbe Farbtöne. Löst sich nicht in Wasser auf. Es hat eine geringe thermische und elektrische Leitfähigkeit. Diese Eigenschaften charakterisieren es als typisches Nichtmetall. Trotz der Tatsache, dass die chemische Zusammensetzung von Schwefel überhaupt nicht kompliziert ist, kann diese Substanz mehrere Variationen aufweisen. Es hängt alles von der Struktur des Kristallgitters ab, mit dessen Hilfe Atome verbunden sind, aber keine Moleküle bilden.

Die erste Option ist also rhombischer Schwefel. Sie ist am stabilsten. Der Siedepunkt dieser Art von Schwefel beträgt vierhundertfünfundvierzig Grad Celsius. Damit aber ein bestimmter Stoff in einen gasförmigen Aggregatzustand übergehen kann, muss er zunächst einen flüssigen Aggregatzustand durchlaufen. Das Schmelzen von Schwefel erfolgt also bei einer Temperatur von einhundertdreizehn Grad Celsius.

Die zweite Option ist monokliner Schwefel. Es ist ein nadelförmiger Kristall mit einer dunkelgelben Farbe. Das Schmelzen von Schwefel des ersten Typs und dann seine langsame Abkühlung führt zur Bildung dieses Typs. Diese Sorte hat fast die gleichen physikalischen Eigenschaften. Beispielsweise beträgt der Siedepunkt von Schwefel dieser Art immer noch dieselben vierhundertfünfundvierzig Grad. Darüber hinaus gibt es eine solche Vielfalt dieser Substanz wie Kunststoff. Es wird durch Eingießen in kaltes Wasser gewonnen, das fast rhombisch zum Sieden erhitzt wird. Der Siedepunkt von Schwefel dieser Art ist derselbe. Aber der Stoff hat die Eigenschaft, sich wie Gummi zu dehnen.

Eine weitere Komponente der physikalischen Eigenschaft, über die ich sprechen möchte, ist die Zündtemperatur von Schwefel.

Dieser Indikator kann je nach Art des Materials und seiner Herkunft variieren. Beispielsweise liegt die Zündtemperatur von technischem Schwefel bei einhundertneunzig Grad. Dies ist eine eher niedrige Zahl. In anderen Fällen kann der Flammpunkt von Schwefel zweihundertachtundvierzig Grad und sogar zweihundertsechsundfünfzig Grad betragen. Es hängt alles davon ab, aus welchem ​​​​Material es abgebaut wurde und welche Dichte es hat. Aber wir können daraus schließen, dass die Verbrennungstemperatur von Schwefel im Vergleich zu anderen chemischen Elementen ziemlich niedrig ist, es ist eine brennbare Substanz. Außerdem kann sich Schwefel manchmal zu Molekülen verbinden, die aus acht, sechs, vier oder zwei Atomen bestehen. Nachdem wir Schwefel aus physikalischer Sicht betrachtet haben, gehen wir nun zum nächsten Abschnitt über.

Chemische Charakterisierung von Schwefel

Dieses Element hat eine relativ niedrige Atommasse, sie beträgt zweiunddreißig Gramm pro Mol. Die Eigenschaft des Schwefelelements umfasst ein Merkmal dieser Substanz wie die Fähigkeit, unterschiedliche Oxidationsgrade zu haben. Darin unterscheidet es sich beispielsweise von Wasserstoff oder Sauerstoff. Betrachtet man die Frage nach der chemischen Eigenschaft des Elements Schwefel, so ist es unumgänglich zu erwähnen, dass es je nach Bedingungen sowohl reduzierende als auch oxidierende Eigenschaften aufweist. Betrachten Sie also der Reihe nach die Wechselwirkung einer bestimmten Substanz mit verschiedenen chemischen Verbindungen.

Schwefel und einfache Substanzen

Einfache Substanzen sind Substanzen, die nur ein chemisches Element enthalten. Seine Atome können sich zu Molekülen verbinden, wie zum Beispiel im Fall von Sauerstoff, oder sie können sich nicht verbinden, wie es bei Metallen der Fall ist. So kann Schwefel mit Metallen, anderen Nichtmetallen und Halogenen reagieren.

Wechselwirkung mit Metallen

Zur Durchführung dieser Art von Verfahren ist eine hohe Temperatur erforderlich. Unter diesen Bedingungen findet eine Additionsreaktion statt. Das heißt, Metallatome verbinden sich mit Schwefelatomen und bilden so komplexe Substanzen Sulfide. Wenn Sie beispielsweise zwei Mol Kalium erhitzen, indem Sie sie mit einem Mol Schwefel mischen, erhalten Sie ein Mol des Sulfids dieses Metalls. Die Gleichung kann in der folgenden Form geschrieben werden: 2K + S = K 2 S.

Reaktion mit Sauerstoff

Das ist Schwefelverbrennung. Als Ergebnis dieses Prozesses wird sein Oxid gebildet. Letzteres kann von zwei Arten sein. Daher kann die Verbrennung von Schwefel in zwei Stufen erfolgen. Die erste ist, wenn ein Mol Schwefel und ein Mol Sauerstoff ein Mol Schwefeldioxid bilden. Sie können die Gleichung für diese chemische Reaktion wie folgt schreiben: S + O 2 \u003d SO 2. Die zweite Stufe ist die Addition eines weiteren Sauerstoffatoms an das Dioxid. Das passiert, wenn man bei hoher Temperatur zwei Mol Sauerstoff zu einem Mol hinzufügt. Das Ergebnis sind zwei Mol Schwefeltrioxid. Die Gleichung für diese chemische Wechselwirkung sieht so aus: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3. Als Ergebnis dieser Reaktion wird Schwefelsäure gebildet. Durch die Durchführung der beiden beschriebenen Verfahren ist es also möglich, das entstehende Trioxid durch einen Wasserdampfstrahl zu leiten. Und wir bekommen Die Gleichung für eine solche Reaktion lautet wie folgt: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4.

Wechselwirkung mit Halogenen

Chemische wie andere Nichtmetalle lassen es mit dieser Stoffgruppe reagieren. Es enthält Verbindungen wie Fluor, Brom, Chlor, Jod. Schwefel reagiert mit jedem von ihnen, mit Ausnahme des letzten. Als Beispiel können wir den Prozess der Fluorierung des Elements des Periodensystems anführen, das wir betrachten. Durch Erhitzen des erwähnten Nichtmetalls mit einem Halogen können zwei Variationen von Fluorid erhalten werden. Der erste Fall: Wenn wir ein Mol Schwefel und drei Mol Fluor nehmen, erhalten wir ein Mol Fluorid, dessen Formel SF 6 ist. Die Gleichung sieht so aus: S + 3F 2 = SF 6. Außerdem gibt es noch eine zweite Möglichkeit: Wenn wir ein Mol Schwefel und zwei Mol Fluor nehmen, erhalten wir ein Mol Fluorid mit der Summenformel SF 4 . Die Gleichung wird in der folgenden Form geschrieben: S + 2F 2 = SF 4 . Wie Sie sehen können, hängt alles von den Anteilen ab, in denen die Komponenten gemischt werden. Genauso ist es möglich, den Prozess der Schwefelchlorierung (es können auch zwei unterschiedliche Stoffe entstehen) oder der Bromierung durchzuführen.

Wechselwirkung mit anderen einfachen Substanzen

Die Charakterisierung des Elements Schwefel endet hier nicht. Der Stoff kann auch eine chemische Reaktion mit Wasserstoff, Phosphor und Kohlenstoff eingehen. Durch die Wechselwirkung mit Wasserstoff entsteht Schwefelsäure. Durch seine Reaktion mit Metallen können deren Sulfide erhalten werden, die wiederum auch durch direkte Reaktion von Schwefel mit dem gleichen Metall erhalten werden. Die Addition von Wasserstoffatomen an Schwefelatome erfolgt nur unter sehr hohen Temperaturbedingungen. Wenn Schwefel mit Phosphor reagiert, entsteht sein Phosphid. Es hat die folgende Formel: P 2 S 3. Um ein Mol dieser Substanz zu erhalten, müssen Sie zwei Mol Phosphor und drei Mol Schwefel nehmen. Wenn Schwefel mit Kohlenstoff wechselwirkt, wird das Carbid des betrachteten Nichtmetalls gebildet. Seine chemische Formel sieht so aus: CS 2. Um ein Mol dieser Substanz zu erhalten, müssen Sie ein Mol Kohlenstoff und zwei Mol Schwefel nehmen. Alle oben beschriebenen Additionsreaktionen finden nur statt, wenn die Reaktanten auf hohe Temperaturen erhitzt werden. Wir haben die Wechselwirkung von Schwefel mit einfachen Stoffen betrachtet, kommen wir nun zum nächsten Punkt.

Schwefel und komplexe Verbindungen

Verbindungen sind solche Stoffe, deren Moleküle aus zwei (oder mehr) verschiedenen Elementen bestehen. Die chemischen Eigenschaften von Schwefel ermöglichen es ihm, mit Verbindungen wie Alkalien sowie konzentrierter Sulfatsäure zu reagieren. Seine Reaktionen mit diesen Substanzen sind ziemlich eigentümlich. Überlegen Sie zunächst, was passiert, wenn das fragliche Nichtmetall mit Alkali gemischt wird. Wenn Sie beispielsweise sechs Mol nehmen und drei Mol Schwefel hinzufügen, erhalten Sie zwei Mol Kaliumsulfid, ein Mol des angegebenen Metallsulfits und drei Mol Wasser. Diese Art von Reaktion kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: 6KOH + 3S \u003d 2K 2 S + K2SO 3 + 3H 2 O. Die Wechselwirkung erfolgt nach dem gleichen Prinzip, wenn Sie hinzufügen. Als nächstes betrachten Sie das Verhalten von Schwefel in einer konzentrierten Lösung Sulfatsäure wird dazugegeben. Wenn wir ein Mol der ersten und zwei Mol der zweiten Substanz nehmen, erhalten wir folgende Produkte: Schwefeltrioxid in Höhe von drei Mol sowie Wasser - zwei Mol. Diese chemische Reaktion kann nur stattfinden, wenn die Reaktanten auf eine hohe Temperatur erhitzt werden.

Erhalt des betrachteten Nichtmetalls

Es gibt mehrere Hauptmethoden, mit denen Schwefel aus einer Vielzahl von Substanzen extrahiert werden kann. Die erste Methode besteht darin, es aus Pyrit zu isolieren. Letzteres hat die chemische Formel FeS 2 . Wenn diese Substanz ohne Zugang zu Sauerstoff auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, können ein weiteres Eisensulfid - FeS - und Schwefel erhalten werden. Die Reaktionsgleichung lautet wie folgt: FeS 2 \u003d FeS + S. Die zweite Methode zur Gewinnung von Schwefel, die häufig in der Industrie verwendet wird, ist die Verbrennung von Schwefelsulfid unter der Bedingung einer geringen Menge Sauerstoff. In diesem Fall können Sie das betrachtete Nichtmetall und Wasser erhalten. Um die Reaktion durchzuführen, müssen Sie die Komponenten in einem Molverhältnis von zwei zu eins einnehmen. Als Ergebnis erhalten wir die Endprodukte im Verhältnis von zwei zu zwei. Die Gleichung für diese chemische Reaktion kann wie folgt geschrieben werden: 2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O. Darüber hinaus kann Schwefel bei verschiedenen metallurgischen Prozessen gewonnen werden, beispielsweise bei der Herstellung von Metallen wie Nickel. Kupfer und andere.

Industrielle Nutzung

Das von uns betrachtete Nichtmetall hat seine breiteste Anwendung in der chemischen Industrie gefunden. Wie oben erwähnt, wird es hier verwendet, um daraus Sulfatsäure zu gewinnen. Darüber hinaus wird Schwefel als Bestandteil für die Herstellung von Streichhölzern verwendet, da es sich um ein brennbares Material handelt. Auch bei der Herstellung von Sprengstoff, Schießpulver, Wunderkerzen etc. ist es unverzichtbar. Darüber hinaus wird Schwefel als einer der Inhaltsstoffe in Schädlingsbekämpfungsmitteln verwendet. In der Medizin wird es als Bestandteil bei der Herstellung von Arzneimitteln gegen Hautkrankheiten verwendet. Außerdem wird die betreffende Substanz bei der Herstellung verschiedener Farbstoffe verwendet. Darüber hinaus wird es bei der Herstellung von Leuchtstoffen verwendet.

Elektronische Struktur von Schwefel

Wie Sie wissen, bestehen alle Atome aus einem Kern, in dem sich Protonen – positiv geladene Teilchen – und Neutronen, also Teilchen mit der Ladung Null, befinden. Elektronen kreisen mit negativer Ladung um den Kern. Damit ein Atom neutral ist, muss es in seiner Struktur die gleiche Anzahl von Protonen und Elektronen haben. Sind von Letzteren mehr vorhanden, handelt es sich bereits um ein negatives Ion – ein Anion. Ist dagegen die Zahl der Protonen größer als die Zahl der Elektronen, handelt es sich um ein positives Ion oder Kation. Das Schwefelanion kann als Säurerest wirken. Es ist Teil der Moleküle von Substanzen wie Sulfidsäure (Schwefelwasserstoff) und Metallsulfiden. Ein Anion wird während der elektrolytischen Dissoziation gebildet, die auftritt, wenn eine Substanz in Wasser gelöst wird. In diesem Fall zerfällt das Molekül in ein Kation, das als Metall- oder Wasserstoffion dargestellt werden kann, sowie in ein Kation – ein Ion eines Säurerests oder einer Hydroxylgruppe (OH-).

Da die Seriennummer des Schwefels im Periodensystem sechzehn ist, können wir schließen, dass sich genau diese Anzahl an Protonen in seinem Kern befindet. Auf dieser Grundlage können wir sagen, dass sich auch sechzehn Elektronen drehen. Die Anzahl der Neutronen kann ermittelt werden, indem die Seriennummer des chemischen Elements von der Molmasse abgezogen wird: 32 - 16 \u003d 16. Jedes Elektron dreht sich nicht zufällig, sondern entlang einer bestimmten Umlaufbahn. Da Schwefel ein chemisches Element ist, das zur dritten Periode des Periodensystems gehört, gibt es drei Umlaufbahnen um den Kern. Das erste hat zwei Elektronen, das zweite acht und das dritte sechs. Die elektronische Formel des Schwefelatoms lautet wie folgt: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Verbreitung in der Natur

Grundsätzlich findet sich das betrachtete chemische Element in der Zusammensetzung von Mineralien, die Sulfide verschiedener Metalle sind. Zunächst einmal ist es Pyrit - Eisensalz; es ist auch Blei, Silber, Kupferglanz, Zinkblende, Zinnober - Quecksilbersulfid. Darüber hinaus kann Schwefel auch in die Zusammensetzung von Mineralien aufgenommen werden, deren Struktur durch drei oder mehr chemische Elemente dargestellt wird.

Zum Beispiel Chalkopyrit, Mirabilit, Kieserit, Gips. Sie können jeden von ihnen genauer betrachten. Pyrit ist ein Eisensulfid oder FeS 2 . Es hat eine hellgelbe Farbe mit einem goldenen Glanz. Dieses Mineral findet sich oft als Verunreinigung in Lapislazuli, der häufig zur Herstellung von Schmuck verwendet wird. Dies liegt daran, dass diese beiden Mineralien oft ein gemeinsames Vorkommen haben. Kupferglanz – Chalkosin oder Chalkosin – ist eine bläulich-graue Substanz, ähnlich wie Metall. und Silberglanz (Argentit) haben ähnliche Eigenschaften: Sie sehen beide aus wie Metalle, haben eine graue Farbe. Zinnober ist ein bräunlich-rotes, mattes Mineral mit grauen Flecken. Chalkopyrit, dessen chemische Formel CuFeS 2 ist, ist goldgelb, es wird auch Goldblende genannt. Zinkblende (Sphalerit) kann eine Farbe von Bernstein bis Feuerorange haben. Mirabilit – Na 2 SO 4 x10H 2 O – transparente oder weiße Kristalle. Es wird auch in der Medizin verwendet genannt. Die chemische Formel von Kieserit ist MgSO 4 x H 2 O. Es sieht aus wie ein weißes oder farbloses Pulver. Die chemische Formel von Gips lautet CaSO 4 x2H 2 O. Außerdem ist dieses chemische Element Bestandteil der Zellen lebender Organismen und ein wichtiges Spurenelement.

Autor Chemische Enzyklopädie b.b. N. S. Zefirow

SCHWEFELSÄURE H 2 SO 4 , Molekulargewicht 98,082; farblos geruchlose ölige Flüssigkeit. Sehr starke zweibasige Säure, bei 18°C ​​pK a 1 - 2,8, K 2 1,2 · 10 -2, pK a 2 l,92; Bindungslängen im Molekül S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, Winkel HOSOH 104°, OSO 119°; siedet mit verschiedenen, wobei sich ein azeotropes Gemisch bildet (98,3 % H 2 SO 4 und 1,7 % H 2 O mit einem Siedepunkt von 338,8 °C; siehe auch Tabelle 1). SCHWEFELSÄURE, entsprechend 100 % H 2 SO 4 -Gehalt, hat die Zusammensetzung (%): H 2 SO 4 99,5, 0,18, 0,14, H 3 O + 0,09, H 2 S 2 O 7 0,04, HS 2 O 7 0,05. Mit Wasser und SO 3 in jedem Verhältnis mischbar. In wässrigen Lösungen wird SCHWEFELSÄURE fast vollständig in H + , und dissoziiert. Bildet Hydrate H 2 SO 4 nH 2 O, wobei n = 1, 2, 3, 4 und 6,5.

SO 3 -Lösungen in SCHWEFELSÄURE werden Oleum genannt, sie bilden zwei Verbindungen H 2 SO 4 SO 3 und H 2 SO 4 2SO 3. Oleum enthält auch Pyroschwefelsäure, die durch die Reaktion gewonnen wird: H 2 SO 4 + + SO 3: H 2 S 2 O 7.

Der Siedepunkt wässriger Lösungen von SCHWEFELSÄURE steigt mit zunehmender Konzentration an und erreicht bei einem Gehalt von 98,3 % H 2 SO 4 ein Maximum (Tabelle 2). Der Siedepunkt von Oleum sinkt mit zunehmendem SO 3 -Gehalt. Mit zunehmender Konzentration wässriger Lösungen von SCHWEFELSÄURE nimmt der Gesamtdampfdruck über den Lösungen ab und erreicht bei einem Gehalt von 98,3 % H 2 SO 4 ein Minimum. Mit zunehmender SO 3 -Konzentration im Oleum steigt der Gesamtdampfdruck darüber an. Der Dampfdruck über wässrigen Lösungen von SCHWEFELSÄURE c. und Oleum kann nach folgender Gleichung berechnet werden: lgp (Pa) \u003d A - B / T + 2,126, die Werte der Koeffizienten A und B hängen von ab Konzentration von SCHWEFELSÄURE c) Dampf über wässrigen Lösungen von SCHWEFELSÄURE c) besteht aus einem Gemisch aus Wasserdampf, H 2 SO 4 und SO 3 , wobei sich die Zusammensetzung des Dampfes von der Zusammensetzung der Flüssigkeit bei allen Konzentrationen von SCHWEFELSÄURE unterscheidet c., mit Ausnahme des entsprechenden azeotropen Gemisches.

Mit zunehmender Temperatur nimmt die Dissoziation von H 2 SO 4 H 2 O + SO 3 - Q zu, die Gleichung für die Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichtskonstanten lnК p = 14,74965 - 6,71464ln (298 / T) - 8, 10161 10 4 T 2 –9643,04 /T –9,4577 10 –3 T+2,19062 × 10 –6 T 2 . Bei Normaldruck Dissoziationsgrad: 10 -5 (373 K), 2,5 (473 K), 27,1 (573 K), 69,1 (673 K). Die Dichte von 100% SCHWEFELSÄURE kann durch die Gleichung bestimmt werden: d = 1,8517 - - 1,1 10 -3 t + 2 10 -6 t 2 g / cm 3. Mit zunehmender Konzentration von SCHWEFELSÄURE-Lösungen nimmt deren Wärmekapazität ab und erreicht bei 100%iger SCHWEFELSÄURE ein Minimum, während die Wärmekapazität von Oleum mit zunehmendem SO 3 -Gehalt zunimmt.

Mit zunehmender Konzentration und abnehmender Temperatur nimmt die Wärmeleitfähigkeit l ab: l \u003d 0,518 + 0,0016 t - (0,25 + + t / 1293) C / 100, wobei C die Konzentration von SCHWEFELSÄURE ist c., in% . max. Viskosität hat Oleum H 2 SO 4 SO 3 , mit steigender Temperatur h nimmt ab. Elektrisch Die Beständigkeit von SCHWEFELSÄURE gegenüber ist minimal bei einer Konzentration von 30 und 92 % H 2 SO 4 und maximal bei einer Konzentration von 84 und 99,8 % H 2 SO 4 . Für Oleum mind. r bei einer Konzentration von 10 % SO 3 . Mit steigender Temperatur steigt r SCHWEFELSÄURE. Dielektrikum Durchlässigkeit 100 % SCHWEFELSÄURE Raum 101 (298,15 K), 122 (281,15 K); kryoskopisch konstant 6,12, ebulioskopisch. konstant 5,33; Dampfdiffusionskoeffizient SCHWEFELSÄURE in Luft ändert sich mit der Temperatur; D \u003d 1,67 10 -5 T 3/2 cm 2 / s.

SCHWEFELSÄURE ist ein ziemlich starkes Oxidationsmittel, besonders wenn sie erhitzt wird; oxidiert HI und teilweise HBr zu freien Halogenen, Kohlenstoff zu CO 2 , S zu SO 2, oxidiert viele Metalle (Cu, Hg etc.). Dabei wird SCHWEFELSÄURE zu SO 2 und die stärksten Reduktionsmittel zu S und H 2 S reduziert. Konz. H 2 SO 4 wird teilweise durch H 2 reduziert, weshalb es nicht zur Trocknung verwendet werden kann. Diff. H 2 SO 4 Wechselwirkung mit allen Metallen, die sich in der elektrochemischen Spannungsreihe links von Wasserstoff befinden, unter Freisetzung von H 2. Oxidieren Eigenschaften für verdünnte H 2 SO 4 sind uncharakteristisch. SCHWEFELSÄURE ergibt zwei Reihen von Salzen: mittlere Sulfate und saure Hydrosulfate (siehe Anorganische Sulfate) sowie Ether (siehe Organische Sulfate). Bekannt sind Peroxomonoschwefelsäure (Carosche Säure) H 2 SO 5 und Peroxodischwefelsäure H 2 S 2 O 8 (siehe Schwefel).

Erhalt. Die Rohstoffe für die Gewinnung von SCHWEFELSÄURE sind: S, Metallsulfide, H 2 S, Abgase aus Wärmekraftwerken, Sulfate von Fe, Ca usw. Main. Phasen der Gewinnung von SCHWEFELSÄURE zu.: 1) Verbrennung von Rohstoffen mit Gewinnung von SO 2; 2) Oxidation von SO 2 zu SO 3 (Umwandlung); 3) SO 3 -Absorption. In der Industrie werden zwei Methoden zur Gewinnung von SCHWEFELSÄURE verwendet, die sich in der Art und Weise unterscheiden, wie SO 2 oxidiert wird, Kontakt mit festen Katalysatoren (Kontakte) und Lachgas, mit Stickoxiden. Zur Gewinnung von SCHWEFELSÄURE nach dem Kontaktverfahren verwenden moderne Anlagen Vanadiumkatalysatoren, die Pt- und Fe-Oxide verdrängt haben. Reines V 2 O 5 hat eine schwache katalytische Aktivität, die in Gegenwart von Alkalimetallsalzen stark ansteigt, wobei K-Salze den größten Einfluss haben: 7 V 2 O 5 und K 2 S 2 O 7 V 2 O 5 , Zersetzung bei 315 -330, 365-380 bzw. 400-405 °C). Die aktive Komponente befindet sich unter den Bedingungen der Katalyse in einem geschmolzenen Zustand.

Das Schema für die Oxidation von SO 2 zu SO 3 lässt sich wie folgt darstellen:

In der ersten Stufe ist das Gleichgewicht erreicht, die zweite Stufe ist langsam und bestimmt die Geschwindigkeit des Prozesses.

Die Herstellung von SCHWEFELSÄURE aus Schwefel nach dem Verfahren des Doppelkontakts und der Doppelabsorption (Abb. 1) besteht aus den folgenden Schritten. Die von Staub gereinigte Luft wird durch ein Gasgebläse dem Trockenturm zugeführt, wo sie mit 93–98 %iger SCHWEFELSÄURE auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 0,01 Vol.-% getrocknet wird. Die getrocknete Luft tritt nach dem Vorheizen in den Schwefelofen ein. Erwärmung in einem der Wärmetauscher der Kontakteinheit. Der Ofen verbrennt durch Düsen zugeführten Schwefel: S + O 2 : SO 2 + + 297,028 kJ. Das 10–14 Vol.-% SO 2 enthaltende Gas wird im Kessel abgekühlt und tritt nach Verdünnung mit Luft auf einen SO 2 -Gehalt von 9–10 Vol.-% bei 420 °C in den Kontaktapparat für die erste Umwandlungsstufe ein , die auf drei Katalysatorschichten abläuft (SO 2 + V 2 O 2 : : SO 3 + 96,296 kJ), wonach das Gas in Wärmetauschern gekühlt wird. Dann tritt das 8,5–9,5 % SO 3 enthaltende Gas bei 200 °C in der ersten Absorptionsstufe in den Absorber ein, bewässert mit Oleum und 98 %iger SCHWEFELSÄURE zu: SO 3 + H 2 O: H 2 SO 4 + + 130,56 kJ . Als nächstes wird das Gas von Schwefelsäurespritzern gereinigt, auf 420 ° C erhitzt und tritt in die zweite Umwandlungsstufe ein, die auf zwei Katalysatorschichten stattfindet. Vor der zweiten Absorptionsstufe wird das Gas im Economizer gekühlt und in den Absorber der zweiten Stufe geleitet, mit 98%iger SCHWEFELSÄURE bewässert und dann nach der Reinigung von Spritzern in die Atmosphäre entlassen.

Reis. 1. Schema zur Herstellung von Schwefelsäure aus Schwefel: 1-Schwefelofen; 2-Abhitzekessel; 3 - Economizer; 4-flammiger Feuerraum; 5, 6-Wärmetauscher des Startofens; 7-poliges Gerät; 8-Wärmetauscher; 9-Oleum-Absorber; 10 Trockenturm; 11 und 12 jeweils den ersten und zweiten Monohydrat-Absorber; 13-Sammler von Säure.

Abb.2. Schema zur Herstellung von Schwefelsäure aus Pyrit: 1-Schalenspeiser; 2-Ofen; 3-Abhitzekessel; 4-Zyklone; 5-Elektrofilter; 6 Waschtürme; 7-Nass-Elektrofilter; 8 Blasturm; 9-Trockenturm; 10-Spritzer-Falle; 11-erster Monohydrat-Absorber; 12-Wärmeaustausch-Wiki; 13 - Kontaktgerät; 14-Oleum-Absorber; 15 Sekunden Monohydrat-Absorber; 16 Kühlschränke; 17 Sammlungen.

Reis. 3. Schema zur Herstellung von Schwefelsäure nach dem salpetrigen Verfahren: 1 - Denitratz. Turm; 2, 3-erste und zweite Produkte. Türme; 4-oxidieren. Turm; 5, 6, 7-Absorption. Türme; 8 - Elektrofilter.

Die Herstellung von SCHWEFELSÄURE aus Metallsulfiden (Abb. 2) ist viel komplizierter und besteht aus den folgenden Operationen. Das Rösten von FeS 2 wird in einem Luftstrom-Wirbelschichtofen durchgeführt: 4FeS 2 + 11O 2 : 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + 13476 kJ. Röstgas mit einem SO 2 -Gehalt von 13-14 % und einer Temperatur von 900 °C tritt in den Kessel ein, wo es auf 450 °C abgekühlt wird. Die Entstaubung erfolgt in einem Zyklon und einem Elektrofilter. Weiter durchläuft das Gas zwei mit 40%iger und 10%iger SCHWEFELSÄURE berieselte Waschtürme, in denen das Gas abschließend von Staub, Fluor und Arsen gereinigt wird. Für die Gasreinigung von in Waschtürmen gebildetem SCHWEFELSÄURE-Aerosol sind zwei Nasselektrofilter vorgesehen. Nach Trocknung in einem Trockenturm, vor der das Gas auf einen Gehalt von 9 % SO 2 verdünnt wird, wird es über ein Gebläse der ersten Konvertierungsstufe (3 Katalysatorbetten) zugeführt. In Wärmetauschern wird das Gas durch die Wärme des aus der ersten Umwandlungsstufe kommenden Gases auf bis zu 420 °C erhitzt. SO 2 , zu 92–95 % in SO 3 oxidiert, gelangt in die erste Absorptionsstufe in Oleum- und Monohydrat-Absorbern, wo es von SO 3 freigesetzt wird. Als nächstes tritt das Gas, das SO 2 ~ 0,5 % enthält, in die zweite Umwandlungsstufe ein, die auf einer oder zwei Katalysatorschichten stattfindet. Durch die Wärme der aus der zweiten Katalysestufe kommenden Gase wird das Gas in einer weiteren Gruppe von Wärmetauschern auf bis zu 420 °C vorgewärmt. Nach Abtrennung von SO 3 in der zweiten Absorptionsstufe wird das Gas in die Atmosphäre freigesetzt.

Der Umwandlungsgrad von SO 2 zu SO 3 im Kontaktverfahren beträgt 99,7 %, der Absorptionsgrad von SO 3 99,97 %. Die Herstellung von SCHWEFELSÄURE erfolgt ebenfalls in einer Katalysestufe, wobei der Umwandlungsgrad von SO 2 zu SO 3 98,5 % nicht überschreitet. Vor der Freisetzung in die Atmosphäre wird das Gas vom restlichen SO 2 gereinigt (siehe Gasreinigung). Die Produktivität moderner Anlagen beträgt 1500-3100 Tonnen / Tag.

Das Wesen des Nitrous-Verfahrens (Abb. 3) besteht darin, dass das Röstgas nach dem Abkühlen und Reinigen von Staub mit der sogenannten Nitrose-C behandelt wird. zu., in denen sol. Stickoxide. SO 2 wird von Nitrose absorbiert und dann oxidiert: SO 2 + N 2 O 3 + H 2 O: H 2 SO 4 + NO. Das entstehende NO ist in Nitrose schlecht löslich und wird aus dieser freigesetzt und anschließend durch Sauerstoff in der Gasphase teilweise zu NO 2 oxidiert. Das Gemisch aus NO und NO 2 wird von SCHWEFELSÄURE resorbiert. usw. Stickoxide werden im Lachgasprozess nicht verbraucht und der Produktion wieder zugeführt. Durch unvollständige Absorption ihrer SCHWEFELSÄURE werden sie teilweise von den Abgasen mitgerissen. Vorteile des Salpeterverfahrens: Einfachheit der Instrumentierung, niedrigere Kosten (10-15 % niedriger als beim Kontaktverfahren), die Möglichkeit einer 100 % SO 2 -Verarbeitung.

Die Instrumentierung des Turmsalpeterprozesses ist einfach: SO 2 wird in 7-8 mit Keramik ausgekleideten Türmen verarbeitet. Düse, einer der Türme (hohl) ist ein einstellbarer Oxidator. Volumen. Die Türme haben Säuresammler, Kühlschränke und Pumpen, die Drucktanks über den Türmen mit Säure versorgen. Vor den letzten beiden Türmen ist ein Heckventilator installiert. Ein Elektrofilter dient zur Reinigung des Gases aus dem Aerosol der SCHWEFELSÄURE. Die für den Prozess benötigten Stickoxide werden aus HNO 3 gewonnen. Zur Reduzierung der Emission von Stickoxiden in die Atmosphäre und 100 % SO 2 -Aufbereitung wird zwischen Produktions- und Absorptionszone ein stickstofffreier SO 2 -Aufbereitungskreislauf in Kombination mit einem Wasser-Säure-Verfahren zur Tiefenbindung von Stickoxiden installiert. Der Nachteil der Salpetermethode ist die geringe Qualität der Produkte: Die Konzentration von SCHWEFELSÄURE beträgt 75%, das Vorhandensein von Stickoxiden, Fe und anderen Verunreinigungen.

Um die Möglichkeit der Kristallisation von SCHWEFELSÄURE während des Transports und der Lagerung zu verringern, wurden Standards für handelsübliche SCHWEFELSÄURE festgelegt, deren Konzentration den niedrigsten Kristallisationstemperaturen entspricht. Inhalt SCHWEFELSÄURE C. in tech. Gehalte (%): Turm (salpetrig) 75, Kontakt 92,5–98,0, Oleum 104,5, hochprozentiges Oleum 114,6, Batterie 92–94. SCHWEFELSÄURE wird in Stahltanks mit einem Volumen von bis zu 5000 m 3 gelagert, ihre Gesamtkapazität im Lager ist für zehn Produktionstage ausgelegt. Oleum und SCHWEFELSÄURE werden in stählernen Eisenbahntanks transportiert. Konz. und Batterie SCHWEFELSÄURE werden in säurebeständigen Stahltanks transportiert. Tanks für den Transport von Oleum werden thermisch isoliert und das Oleum wird vor dem Befüllen erhitzt.

SCHWEFELSÄURE wird kolorimetrisch und photometrisch, in Form einer Suspension von BaSO 4 - sowohl phototurbidimetrisch als auch coulometrisch bestimmt. Methode.

Anwendung. SCHWEFELSÄURE wird verwendet bei der Herstellung von Mineraldünger, als Elektrolyt in Bleibatterien, zur Herstellung verschiedener Mineralsäuren und -salze, Chemiefasern, Farbstoffe, Rauchbildner und Sprengstoffe, in der Öl-, Metall-, Textil-, Leder-, und andere Branchen. Es wird im Abschlussball verwendet. organische Synthese in Dehydratisierungsreaktionen (Gewinnung von Diethylether, Estern), Hydratation (Ethanol aus Ethylen), Sulfonierung (synthetische Waschmittel und Zwischenprodukte bei der Herstellung von Farbstoffen), Alkylierung (Gewinnung von Isooctan, Polyethylenglykol, Caprolactam) usw. Die Größter Verbraucher von SCHWEFELSÄURE ist die Produktion von Mineraldünger. Für 1 Tonne P 2 O 5 -Phosphordünger werden 2,2-3,4 Tonnen SCHWEFELSÄURE verbraucht und für 1 Tonne (NH 4 ) 2 SO 4 -0,75 Tonnen SCHWEFELSÄURE, daher bauen Schwefelsäureanlagen eher ein Komplex mit Fabriken zur Herstellung von Mineraldünger. Die Weltproduktion von SCHWEFELSÄURE erreichte 1987 152 Millionen Tonnen.

SCHWEFELSÄURE und Oleum sind äußerst aggressive Stoffe, die Atemwege, Haut, Schleimhäute angreifen, Atembeschwerden, Husten, oft Kehlkopfentzündung, Tracheitis, Bronchitis usw. verursachen. MAC-Aerosol SCHWEFELSÄURE in der Luft des Arbeitsbereichs 1, 0 mg / m 3, in atm. Luft 0,3 mg/m 3 (max. einmalig) und 0,1 mg/m 3 (Tagesmittel). Die schädliche Konzentration von SCHWEFELSÄURE-Dämpfen beträgt 0,008 mg/l (Einwirkung 60 Minuten), tödlich 0,18 mg/l (60 Minuten). Gefahrenklasse 2. Aerosol SCHWEFELSÄURE kann durch chemische und metallurgische Emissionen in der Atmosphäre gebildet werden. Industrien, die S-Oxide enthalten, und fallen als saurer Regen aus.

Literatur: Handbuch der Schwefelsäure, hrsg. K. M. Malina, 2. Aufl., M., 1971; Amelin A. G., Technology of sulfuric acid, 2. Aufl., M., 1983; Vasiliev B.T., Otvagina M.I., Technologie der Schwefelsäure, M., 1985. Yu.V. Filatow.

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Schwefelsäure (H2SO4) ist eine der ätzendsten und gefährlichsten Chemikalien, die dem Menschen bekannt sind, insbesondere in konzentrierter Form. Chemisch reine Schwefelsäure ist eine schwere giftige Flüssigkeit von öliger Konsistenz, geruchlos und farblos. Es wird durch Oxidation von Schwefeldioxid (SO2) nach dem Kontaktverfahren gewonnen.

Bei einer Temperatur von + 10,5 °C verwandelt sich Schwefelsäure in eine gefrorene, glasige, kristalline Masse, die gierig wie ein Schwamm Feuchtigkeit aus der Umgebung aufnimmt. In Industrie und Chemie ist Schwefelsäure eine der wichtigsten chemischen Verbindungen und nimmt bezogen auf die Produktion in Tonnen eine führende Position ein. Schwefelsäure wird deshalb auch als „Blut der Chemie“ bezeichnet. Mit Hilfe von Schwefelsäure werden Düngemittel, Medikamente, andere Säuren, Großdünger und vieles mehr gewonnen.

Grundlegende physikalische und chemische Eigenschaften von Schwefelsäure

1. Schwefelsäure in reiner Form (Formel H2SO4) ist bei einer Konzentration von 100 % eine farblose dicke Flüssigkeit. Die wichtigste Eigenschaft von H2SO4 ist seine hohe Hygroskopizität – die Fähigkeit, Wasser aus der Luft zu entfernen. Dieser Vorgang wird von einer massiven Wärmefreisetzung begleitet.
2. H2SO4 ist eine starke Säure.
3. Schwefelsäure wird Monohydrat genannt - sie enthält 1 Mol H2O (Wasser) pro 1 Mol SO3. Aufgrund seiner beeindruckenden hygroskopischen Eigenschaften wird es verwendet, um Gasen Feuchtigkeit zu entziehen.
4. Siedepunkt - 330 ° C. Dabei wird die Säure in SO3 und Wasser zerlegt. Dichte - 1,84. Schmelzpunkt - 10,3 ° C /.
5. Konzentrierte Schwefelsäure ist ein starkes Oxidationsmittel. Um die Redoxreaktion zu starten, muss die Säure erhitzt werden. Das Ergebnis der Reaktion ist SO2. S+2H2SO4=3SO2+2H2O
6. Schwefelsäure reagiert je nach Konzentration unterschiedlich mit Metallen. Schwefelsäure ist in verdünntem Zustand in der Lage, alle Metalle, die in der Spannungsreihe liegen, zu Wasserstoff zu oxidieren. Eine Ausnahme wird als die widerstandsfähigste gegen Oxidation gemacht. Verdünnte Schwefelsäure reagiert mit Salzen, Basen, amphoteren und basischen Oxiden. Konzentrierte Schwefelsäure kann alle Metalle der Spannungsreihe und auch Silber oxidieren.
7. Schwefelsäure bildet zwei Arten von Salzen: sauer (Hydrosulfate) und mittel (Sulfate)
8. H2SO4 geht eine aktive Reaktion mit organischen Stoffen und Nichtmetallen ein und kann einige davon in Kohle umwandeln.
9. Schwefelsäureanhydrit ist in H2SO4 perfekt löslich, und in diesem Fall entsteht Oleum - eine Lösung von SO3 in Schwefelsäure. Äußerlich sieht es so aus: rauchende Schwefelsäure, freisetzendes Schwefelanhydrit.
10. Schwefelsäure in wässrigen Lösungen ist eine starke zweibasige Säure, und wenn sie zu Wasser hinzugefügt wird, wird eine große Menge Wärme freigesetzt. Bei der Herstellung verdünnter H2SO4-Lösungen aus konzentrierten Lösungen muss Wasser in einem kleinen Strahl mit einer schwereren Säure versetzt werden und nicht umgekehrt. Dies geschieht, um kochendes Wasser und Säurespritzer zu vermeiden.

Konzentrierte und verdünnte Schwefelsäuren

Konzentrierte Lösungen von Schwefelsäure umfassen Lösungen von 40%, die Silber oder Palladium auflösen können.

Verdünnte Schwefelsäure umfasst Lösungen, deren Konzentration weniger als 40 % beträgt. Dies sind keine so aktiven Lösungen, aber sie können mit Messing und Kupfer reagieren.

Schwefelsäure bekommen

Die Produktion von Schwefelsäure im industriellen Maßstab begann im 15. Jahrhundert, damals hieß sie jedoch „Vitriol“. Verbrauchte die frühere Menschheit nur wenige zehn Liter Schwefelsäure, so geht die Rechnung in der modernen Welt auf Millionen Tonnen pro Jahr.

Die Herstellung von Schwefelsäure wird industriell durchgeführt, und es gibt drei davon:

1. Kontaktmöglichkeit.
2. Salpeter-Methode
3. Andere Methoden

Lassen Sie uns im Detail über jeden von ihnen sprechen.

Kontaktherstellungsverfahren

Die Kontaktmethode der Herstellung ist die gebräuchlichste und erfüllt die folgenden Aufgaben:

• Es stellt sich ein Produkt heraus, das die Bedürfnisse einer maximalen Anzahl von Verbrauchern befriedigt.
• Während der Produktion wird die Umweltbelastung reduziert.

Beim Kontaktverfahren werden folgende Stoffe als Rohstoffe verwendet:

• Pyrit (Schwefelkies);
• Schwefel;
• Vanadiumoxid (diese Substanz bewirkt die Rolle eines Katalysators);
• Schwefelwasserstoff;
• Sulfide verschiedener Metalle.

Vor Beginn des Produktionsprozesses werden die Rohstoffe vorbereitet. Zunächst wird Pyrit in speziellen Zerkleinerungsanlagen gemahlen, wodurch durch eine Vergrößerung der Kontaktfläche der Wirkstoffe die Reaktion beschleunigt werden kann. Pyrit wird gereinigt: Es wird in große Wasserbehälter abgesenkt, wobei Abfallgestein und alle Arten von Verunreinigungen an die Oberfläche schwimmen. Sie werden am Ende des Prozesses entfernt.

Der Produktionsteil ist in mehrere Stufen unterteilt:

1. Nach dem Zerkleinern wird Pyrit gereinigt und in den Ofen geschickt - wo er bei Temperaturen von bis zu 800 ° C gebrannt wird. Nach dem Prinzip des Gegenstroms wird der Kammer Luft von unten zugeführt, die dafür sorgt, dass sich der Pyrit in Schwebe befindet. Heute dauert dieser Vorgang wenige Sekunden, früher dauerte das Feuern mehrere Stunden. Während des Röstprozesses entstehen Abfälle in Form von Eisenoxid, die entfernt und anschließend an die Unternehmen der metallurgischen Industrie übergeben werden. Beim Brennen werden Wasserdampf, O2- und SO2-Gase freigesetzt. Wenn die Reinigung von Wasserdampf und kleinsten Verunreinigungen abgeschlossen ist, erhält man reines Schwefeloxid und Sauerstoff.
2. In der zweiten Stufe findet unter Druck eine exotherme Reaktion mit einem Vanadium-Katalysator statt. Der Start der Reaktion beginnt bei einer Temperatur von 420 °C, kann aber zur Effizienzsteigerung auf 550 °C erhöht werden. Während der Reaktion findet eine katalytische Oxidation statt und SO2 wird zu SO3.
3. Das Wesentliche der dritten Produktionsstufe ist die Absorption von SO3 im Absorptionsturm, bei der das Oleum H2SO4 gebildet wird. In dieser Form wird H2SO4 in spezielle Behälter gegossen (es reagiert nicht mit Stahl) und ist bereit, den Endverbraucher zu treffen.

Bei der Produktion entsteht, wie oben erwähnt, viel Wärmeenergie, die zu Heizzwecken genutzt wird. Viele Schwefelsäureanlagen installieren Dampfturbinen, die den Abdampf nutzen, um zusätzlichen Strom zu erzeugen.

Salpeterverfahren zur Herstellung von Schwefelsäure

Trotz der Vorteile der Kontaktmethode, die konzentriertere und reinere Schwefelsäure und Oleum produziert, wird durch die salpetrige Methode ziemlich viel H2SO4 produziert. Insbesondere in Superphosphatanlagen.

Für die Herstellung von H2SO4 dient Schwefeldioxid sowohl beim Kontakt- als auch beim Lachgasverfahren als Ausgangsstoff. Es wird speziell für diese Zwecke durch Verbrennen von Schwefel oder Rösten von schwefelhaltigen Metallen gewonnen.

Die Umwandlung von Schwefeldioxid in schweflige Säure besteht in der Oxidation von Schwefeldioxid und der Zugabe von Wasser. Die Formel sieht so aus:
SO2 + 1|2 O2 + H2O = H2SO4

Schwefeldioxid reagiert jedoch nicht direkt mit Sauerstoff, daher wird beim Lachgasverfahren die Oxidation von Schwefeldioxid mit Stickoxiden durchgeführt. Höhere Stickoxide (wir sprechen von Stickstoffdioxid NO2, Stickstofftrioxid NO3) werden dabei zu Stickoxid NO reduziert, das anschließend wieder mit Sauerstoff zu höheren Oxiden oxidiert wird.

Die Herstellung von Schwefelsäure nach dem salpetrigen Verfahren wird technisch auf zwei Arten formalisiert:

• Kammer.
• Turm.

Die Salpetermethode hat eine Reihe von Vor- und Nachteilen.

Nachteile der Salpetermethode:

• Es stellt sich 75% Schwefelsäure heraus.
• Die Produktqualität ist gering.
• Unvollständige Rückführung von Stickoxiden (Zugabe von HNO3). Ihre Emissionen sind schädlich.
• Die Säure enthält Eisen, Stickoxide und andere Verunreinigungen.

Vorteile der Salpetermethode:

• Die Prozesskosten sind geringer.
• Die Möglichkeit, SO2 zu 100 % zu verarbeiten.
• Einfachheit des Hardwaredesigns.

Große russische Schwefelsäureanlagen

Die jährliche Produktion von H2SO4 in unserem Land wird sechsstellig berechnet - etwa 10 Millionen Tonnen. Die führenden Hersteller von Schwefelsäure in Russland sind Unternehmen, die auch ihre Hauptverbraucher sind. Wir sprechen von Unternehmen, deren Tätigkeitsbereich die Herstellung von Mineraldünger ist. Zum Beispiel "Balakovo-Mineraldünger", "Ammophos".

Crimean Titan, der größte Produzent von Titandioxid in Osteuropa, ist in Armyansk auf der Krim tätig. Darüber hinaus beschäftigt sich das Werk mit der Herstellung von Schwefelsäure, Mineraldünger, Eisensulfat usw.

Schwefelsäure verschiedener Art wird von vielen Pflanzen produziert. Batterieschwefelsäure wird beispielsweise hergestellt von: Karabashmed, FKP Biysk Oleum Plant, Svyatogor, Slavia, Severkhimprom usw.

Oleum wird von UCC Shchekinoazot, FKP Biysk Oleum Plant, Ural Mining and Metallurgical Company, Kirishinefteorgsintez Production Association usw. produziert.

Schwefelsäure hoher Reinheit wird von UCC Shchekinoazot, Component-Reaktiv hergestellt.

Verbrauchte Schwefelsäure kann in den Werken ZSS, HaloPolymer Kirovo-Chepetsk gekauft werden.

Kommerzielle Hersteller von Schwefelsäure sind Promsintez, Chiprom, Svyatogor, Apatit, Karabashmed, Slavia, Lukoil-Permnefteorgsintez, Chelyabinsk Zinc Plant, Electrozinc usw.

Aufgrund der Tatsache, dass Pyrit der Hauptrohstoff bei der Herstellung von H2SO4 ist und dies eine Verschwendung von Anreicherungsunternehmen darstellt, sind seine Lieferanten die Anreicherungsanlagen Norilsk und Talnakh.

Die weltweit führenden Positionen in der Produktion von H2SO4 nehmen die USA und China mit 30 Millionen Tonnen bzw. 60 Millionen Tonnen ein.

Umfang der Schwefelsäure

Die Welt verbraucht jährlich etwa 200 Millionen Tonnen H2SO4, aus denen eine Vielzahl von Produkten hergestellt wird. Schwefelsäure hält zu Recht die Palme unter anderen Säuren in Bezug auf die industrielle Verwendung.

Wie Sie bereits wissen, ist Schwefelsäure eines der wichtigsten Produkte der chemischen Industrie, daher ist der Anwendungsbereich von Schwefelsäure ziemlich breit. Die Hauptverwendungen von H2SO4 sind wie folgt:

• Schwefelsäure wird in großen Mengen zur Herstellung von Mineraldünger verwendet und macht etwa 40 % der Gesamttonnage aus. Aus diesem Grund werden Anlagen zur H2SO4-Produktion neben Düngemittelanlagen gebaut. Dies sind Ammoniumsulfat, Superphosphat usw. Bei ihrer Herstellung wird Schwefelsäure in reiner Form (Konzentration 100 %) entnommen. Es werden 600 Liter H2SO4 benötigt, um eine Tonne Ammophos oder Superphosphat herzustellen. Diese Düngemittel werden hauptsächlich in der Landwirtschaft verwendet.
• H2SO4 wird zur Herstellung von Sprengstoffen verwendet.
• Reinigung von Erdölprodukten. Um Kerosin, Benzin, Mineralöle zu erhalten, ist eine Kohlenwasserstoffreinigung erforderlich, die unter Verwendung von Schwefelsäure erfolgt. Bei der Raffination von Öl zur Reinigung von Kohlenwasserstoffen „entnimmt“ diese Industrie bis zu 30 % der weltweiten Tonnage von H2SO4. Außerdem wird die Oktanzahl des Kraftstoffs mit Schwefelsäure erhöht und Brunnen werden während der Ölförderung behandelt.
• in der metallurgischen Industrie. Schwefelsäure wird in der Metallurgie zum Entfernen von Zunder und Rost von Drähten, Blechen sowie zum Reduzieren von Aluminium bei der Herstellung von Nichteisenmetallen verwendet. Vor der Beschichtung von Metalloberflächen mit Kupfer, Chrom oder Nickel wird die Oberfläche mit Schwefelsäure geätzt.
• Bei der Herstellung von Arzneimitteln.
• bei der Herstellung von Farben.
• in der chemischen Industrie. H2SO4 wird bei der Herstellung von Waschmitteln, Ethylwaschmitteln, Insektiziden usw. verwendet, und diese Prozesse sind ohne sie nicht möglich.
• Andere bekannte Säuren, organische und anorganische Verbindungen, die für technische Zwecke verwendet werden, werden erhalten.

Schwefelsäuresalze und ihre Verwendung

Die wichtigsten Salze der Schwefelsäure sind:

• Glaubersalz Na2SO4 · 10H2O (kristallines Natriumsulfat). Der Anwendungsbereich ist ziemlich umfangreich: die Herstellung von Glas, Soda, in der Veterinärmedizin und Medizin.
• Bariumsulfat BaSO4 wird bei der Herstellung von Gummi, Papier und weißer Mineralfarbe verwendet. Darüber hinaus ist es in der Medizin für die Durchleuchtung des Magens unverzichtbar. Es wird verwendet, um "Bariumbrei" für dieses Verfahren herzustellen.
• Calciumsulfat CaSO4. In der Natur kommt es in Form von Gips CaSO4 · 2H2O und Anhydrit CaSO4 vor. Gips CaSO4 · 2H2O und Calciumsulfat werden in der Medizin und im Bauwesen verwendet. Bei Gips kommt es beim Erhitzen auf eine Temperatur von 150 - 170 ° C zu einer teilweisen Dehydratisierung, wodurch gebrannter Gips, der uns als Alabaster bekannt ist, erhalten wird. Durch das Kneten von Alabaster mit Wasser bis zur Teigkonsistenz härtet die Masse schnell aus und verwandelt sich in eine Art Stein. Es ist diese Eigenschaft von Alabaster, die bei Bauarbeiten aktiv genutzt wird: Abgüsse und Formen werden daraus hergestellt. Bei Putzarbeiten ist Alabaster als Bindemittel unverzichtbar. Patienten von Traumaabteilungen erhalten spezielle fixierende feste Bandagen - sie werden auf der Basis von Alabaster hergestellt.
• Eisenvitriol FeSO4 · 7H2O wird zur Herstellung von Tinte, Imprägnierung von Holz und auch in der Landwirtschaft zur Vernichtung von Schädlingen verwendet.
• Alaun KCr(SO4)2 12H2O, KAl(SO4)2 12H2O usw. werden in der Lackherstellung und der Lederindustrie (Gerbung) verwendet.
• Viele von Ihnen kennen Kupfersulfat CuSO4 · 5H2O aus erster Hand. Es ist ein aktiver Helfer in der Landwirtschaft im Kampf gegen Pflanzenkrankheiten und Schädlinge - eine wässrige Lösung von CuSO4 · 5H2O wird zum Beizen von Getreide und Besprühen von Pflanzen verwendet. Es wird auch zur Herstellung einiger Mineralfarben verwendet. Und im Alltag wird es verwendet, um Schimmel von den Wänden zu entfernen.
• Aluminiumsulfat - wird in der Zellstoff- und Papierindustrie verwendet.

Schwefelsäure wird in verdünnter Form als Elektrolyt in Blei-Säure-Batterien verwendet. Darüber hinaus wird es zur Herstellung von Waschmitteln und Düngemitteln verwendet. Aber in den meisten Fällen kommt es in Form von Oleum vor - dies ist eine Lösung von SO3 in H2SO4 (andere Oleumformeln können ebenfalls gefunden werden).

Unglaubliche Tatsache! Oleum ist reaktiver als konzentrierte Schwefelsäure, reagiert aber trotzdem nicht mit Stahl! Aus diesem Grund ist es einfacher zu transportieren als Schwefelsäure selbst.

Der Einsatzbereich der „Königin der Säuren“ ist wahrhaft groß, und es ist schwierig, alle Arten ihrer Verwendung in der Industrie zu nennen. Es wird auch als Emulgator in der Lebensmittelindustrie, zur Wasseraufbereitung, bei der Synthese von Sprengstoffen und für viele andere Zwecke verwendet.

Geschichte der Schwefelsäure

Wer von uns hat noch nie von blauem Vitriol gehört? So wurde es in der Antike untersucht, und in einigen Werken zu Beginn einer neuen Ära diskutierten Wissenschaftler den Ursprung von Vitriol und seine Eigenschaften. Vitriol wurde vom griechischen Arzt Dioscorides, dem römischen Naturforscher Plinius dem Älteren, untersucht und in ihren Schriften schrieben sie über die laufenden Experimente. Für medizinische Zwecke wurden verschiedene Vitriol-Substanzen vom alten Heiler Ibn Sina verwendet. Wie Vitriol in der Metallurgie verwendet wurde, wurde in den Werken des Alchemisten des antiken Griechenlands Zosima aus Panopolis erwähnt.

Der erste Weg zur Gewinnung von Schwefelsäure ist das Erhitzen von Kaliumalaun, und es gibt Informationen darüber in der alchemistischen Literatur des 13. Jahrhunderts. Alchemisten waren damals die Zusammensetzung des Alauns und das Wesen des Verfahrens noch nicht bekannt, aber bereits im 15. Jahrhundert begannen sie, sich gezielt mit der chemischen Synthese von Schwefelsäure zu beschäftigen. Der Prozess war wie folgt: Alchemisten behandelten eine Mischung aus Schwefel und Antimon (III)-Sulfid Sb2S3 durch Erhitzen mit Salpetersäure.

Im Mittelalter wurde Schwefelsäure in Europa „Vitriolöl“ genannt, aber dann änderte sich der Name in Vitriol.

Johann Glauber gewann im 17. Jahrhundert Schwefelsäure durch Verbrennen von Kaliumnitrat und nativem Schwefel in Gegenwart von Wasserdampf. Als Ergebnis der Oxidation von Schwefel mit Nitrat wurde Schwefeloxid erhalten, das mit Wasserdampf reagierte, und als Ergebnis wurde eine ölige Flüssigkeit erhalten. Es war Vitriolöl, und dieser Name für Schwefelsäure existiert bis heute.

Der Apotheker aus London, Ward Joshua, nutzte diese Reaktion in den dreißiger Jahren des 18. Jahrhunderts zur industriellen Herstellung von Schwefelsäure, aber im Mittelalter war ihr Verbrauch auf einige zehn Kilogramm beschränkt. Der Anwendungsbereich war eng: für alchemistische Experimente, Reinigung von Edelmetallen und im pharmazeutischen Geschäft. Konzentrierte Schwefelsäure wurde in geringen Mengen bei der Herstellung spezieller Streichhölzer verwendet, die Bertolet-Salz enthielten.

In Russland tauchte Vitriol erst im 17. Jahrhundert auf.

In Birmingham, England, passte John Roebuck 1746 das obige Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure an und startete die Produktion. Gleichzeitig verwendete er starke große mit Blei ausgekleidete Kammern, die billiger waren als Glasbehälter.

In der Industrie hat sich dieses Verfahren fast 200 Jahre bewährt und in den Kammern wurde 65%ige Schwefelsäure gewonnen.

Nach einiger Zeit verbesserten der Engländer Glover und der französische Chemiker Gay-Lussac das Verfahren selbst, und man begann, Schwefelsäure mit einer Konzentration von 78 % zu erhalten. Aber eine solche Säure war zum Beispiel für die Herstellung von Farbstoffen nicht geeignet.

Im frühen 19. Jahrhundert wurden neue Methoden zur Oxidation von Schwefeldioxid zu Schwefelsäureanhydrid entdeckt.

Dies geschah zunächst mit Stickoxiden, später wurde Platin als Katalysator eingesetzt. Diese beiden Verfahren zur Oxidation von Schwefeldioxid wurden weiter verbessert. Die Oxidation von Schwefeldioxid an Platin und anderen Katalysatoren wurde als Kontaktverfahren bekannt. Und die Oxidation dieses Gases mit Stickoxiden wurde als salpetriges Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure bezeichnet.

Erst 1831 patentierte der britische Essigsäurehändler Peregrine Philips ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Schwefeloxid (VI) und konzentrierter Schwefelsäure, das heute als Kontaktverfahren weltweit bekannt ist.

Die Produktion von Superphosphat begann 1864.

In den achtziger Jahren des neunzehnten Jahrhunderts erreichte die Produktion von Schwefelsäure in Europa 1 Million Tonnen. Die Hauptproduzenten waren Deutschland und England, die 72 % des gesamten Schwefelsäurevolumens der Welt produzieren.

Der Transport von Schwefelsäure ist ein arbeitsintensives und verantwortungsvolles Unterfangen.

Schwefelsäure gehört zur Klasse der gefährlichen Chemikalien und verursacht bei Hautkontakt schwere Verbrennungen. Darüber hinaus kann es zu einer chemischen Vergiftung einer Person kommen. Wenn beim Transport bestimmte Regeln nicht eingehalten werden, kann Schwefelsäure aufgrund ihrer explosiven Natur großen Schaden für Mensch und Umwelt anrichten.

Schwefelsäure wurde die Gefahrenklasse 8 zugeordnet und der Transport muss von speziell geschultem und geschultem Fachpersonal durchgeführt werden. Eine wichtige Voraussetzung für die Lieferung von Schwefelsäure ist die Einhaltung speziell entwickelter Vorschriften für den Transport gefährlicher Güter.

Der Transport auf der Straße erfolgt nach folgenden Regeln:

1. Für den Transport werden spezielle Behälter aus einer speziellen Stahllegierung hergestellt, die nicht mit Schwefelsäure oder Titan reagiert. Solche Behälter oxidieren nicht. Gefährliche Schwefelsäure wird in speziellen Schwefelsäure-Chemikalientanks transportiert. Sie unterscheiden sich im Design und werden beim Transport je nach Art der Schwefelsäure ausgewählt.
2. Beim Transport von rauchender Säure werden spezielle isothermische Thermostanks verwendet, in denen das erforderliche Temperaturregime aufrechterhalten wird, um die chemischen Eigenschaften der Säure zu erhalten.
3. Wenn gewöhnliche Säure transportiert wird, wird ein Schwefelsäuretank ausgewählt.
4. Der Transport von Schwefelsäure auf der Straße, z. B. rauchend, wasserfrei, konzentriert, für Batterien, Handschuhe, erfolgt in speziellen Behältern: Tanks, Fässern, Containern.
5. Gefahrguttransporte dürfen nur von Fahrern durchgeführt werden, die einen ADR-Schein in Händen halten.
6. Die Reisezeit unterliegt keinen Einschränkungen, da während des Transports die zulässige Geschwindigkeit strikt eingehalten werden muss.
7. Während des Transports wird eine spezielle Route gebaut, die unter Umgehung überfüllter Orte und Produktionsstätten verlaufen soll.
8. Der Transport muss mit besonderen Markierungen und Gefahrenzeichen versehen sein.

Gefährliche Eigenschaften von Schwefelsäure für den Menschen

Von Schwefelsäure geht eine erhöhte Gefahr für den menschlichen Körper aus. Seine toxische Wirkung tritt nicht nur bei direktem Kontakt mit der Haut ein, sondern auch beim Einatmen seiner Dämpfe, wenn Schwefeldioxid freigesetzt wird. Die Gefahr gilt für:

• Atmungssystem;
• Integumente;
• Schleimhäute.

Die Vergiftung des Körpers kann durch Arsen verstärkt werden, das oft Bestandteil von Schwefelsäure ist.

Wichtig! Wie Sie wissen, kommt es bei Hautkontakt mit Säure zu schweren Verbrennungen. Nicht weniger gefährlich ist eine Vergiftung mit Schwefelsäuredämpfen. Eine sichere Dosis Schwefelsäure in der Luft beträgt nur 0,3 mg pro 1 Quadratmeter.

Gelangt Schwefelsäure auf die Schleimhäute oder auf die Haut, entsteht eine schwere Verbrennung, die nicht gut heilt. Wenn die Verbrennung ein beeindruckendes Ausmaß hat, entwickelt das Opfer eine Verbrennungskrankheit, die sogar zum Tod führen kann, wenn nicht rechtzeitig eine qualifizierte medizinische Versorgung erfolgt.

Wichtig! Für einen Erwachsenen beträgt die tödliche Schwefelsäuredosis nur 0,18 cm pro 1 Liter.

Natürlich ist es problematisch, die toxische Wirkung von Säure im Alltag „selbst zu erleben“. Am häufigsten tritt eine Säurevergiftung auf, wenn die Arbeitssicherheit beim Arbeiten mit einer Lösung vernachlässigt wird.

Durch technische Probleme in der Produktion oder Fahrlässigkeit kann es zu Massenvergiftungen mit Schwefelsäuredämpfen kommen, und es kommt zu einer massiven Freisetzung in die Atmosphäre. Um solche Situationen zu verhindern, arbeiten spezielle Dienste, deren Aufgabe es ist, den Betrieb der Produktion zu kontrollieren, in der gefährliche Säure verwendet wird.

Was sind die Symptome einer Schwefelsäurevergiftung?

Wenn die Säure eingenommen wurde:

• Schmerzen in der Gegend der Verdauungsorgane.
• Übelkeit und Erbrechen.
• Verletzung des Stuhls als Folge schwerer Darmerkrankungen.
• Starke Speichelsekretion.
• Aufgrund der toxischen Wirkung auf die Nieren wird der Urin rötlich.
• Schwellung des Kehlkopfes und Rachens. Es gibt Keuchen, Heiserkeit. Dies kann zum Erstickungstod führen.
• Auf dem Zahnfleisch erscheinen braune Flecken.
• Die Haut wird blau.

Bei einer Hautverbrennung können alle Komplikationen auftreten, die einer Verbrennungskrankheit eigen sind.

Bei paarweiser Vergiftung wird folgendes Bild beobachtet:

• Brennen der Schleimhaut der Augen.
• Nasenbluten.
• Verbrennungen der Schleimhäute der Atemwege. In diesem Fall erfährt das Opfer ein starkes Schmerzsymptom.
• Schwellung des Kehlkopfes mit Erstickungserscheinungen (Sauerstoffmangel, Blaufärbung der Haut).
• Bei schwerer Vergiftung kann es zu Übelkeit und Erbrechen kommen.

Es ist wichtig zu wissen! Eine Säurevergiftung nach Verschlucken ist viel gefährlicher als eine Vergiftung durch Einatmen von Dämpfen.

Erste Hilfe und Therapieverfahren bei Schäden durch Schwefelsäure

Bei Kontakt mit Schwefelsäure wie folgt vorgehen:

• Rufen Sie zuerst einen Krankenwagen. Wenn die Flüssigkeit eingedrungen ist, führen Sie eine Magenspülung mit warmem Wasser durch. Danach müssen Sie in kleinen Schlucken 100 Gramm Sonnenblumen- oder Olivenöl trinken. Außerdem sollte man ein Stück Eis schlucken, Milch oder gebrannte Magnesia trinken. Dies muss getan werden, um die Konzentration von Schwefelsäure zu verringern und den menschlichen Zustand zu lindern.
• Wenn Säure in die Augen gelangt, spülen Sie sie mit fließendem Wasser aus und beträufeln Sie sie dann mit einer Lösung aus Dicain und Novocain.
• Wenn Säure auf die Haut gelangt, sollte die verbrannte Stelle gut unter fließendem Wasser gewaschen und mit Soda verbunden werden. Etwa 10-15 Minuten spülen.
• Im Falle einer Dampfvergiftung müssen Sie an die frische Luft gehen und die betroffenen Schleimhäute so weit wie möglich mit Wasser spülen.

In einem Krankenhaus hängt die Behandlung vom Bereich der Verbrennung und dem Grad der Vergiftung ab. Die Anästhesie wird nur mit Novocain durchgeführt. Um die Entwicklung einer Infektion im betroffenen Bereich zu vermeiden, wird für den Patienten eine Antibiotikatherapie ausgewählt.

Bei Magenblutungen wird Plasma injiziert oder Blut transfundiert. Die Blutungsquelle kann chirurgisch entfernt werden.

1. Schwefelsäure kommt in ihrer reinen 100%igen Form in der Natur vor. Zum Beispiel können Sie in Italien, Sizilien im Toten Meer, ein einzigartiges Phänomen beobachten - Schwefelsäure sickert direkt aus dem Boden! Und das passiert: Pyrit aus der Erdkruste dient in diesem Fall als Rohstoff für seine Entstehung. Dieser Ort wird auch Todessee genannt, und sogar Insekten haben Angst, dorthin zu fliegen!
2. Nach großen Vulkanausbrüchen finden sich häufig Schwefelsäuretröpfchen in der Erdatmosphäre, und in solchen Fällen kann der „Schuldige“ negative Folgen für die Umwelt mit sich bringen und schwerwiegende Klimaveränderungen verursachen.
3. Schwefelsäure ist ein aktiver Wasserabsorber und wird daher als Gastrockner verwendet. Früher wurde diese Säure, um das Beschlagen der Fenster in den Räumen zu verhindern, in Gefäße gefüllt und zwischen die Scheiben von Fensteröffnungen gestellt.
4. Schwefelsäure ist die Hauptursache für sauren Regen. Die Hauptursache für sauren Regen ist die Luftverschmutzung mit Schwefeldioxid, das in Wasser gelöst Schwefelsäure bildet. Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe wiederum wird Schwefeldioxid freigesetzt. Bei den in den letzten Jahren untersuchten sauren Regenfällen hat der Gehalt an Salpetersäure zugenommen. Der Grund für dieses Phänomen ist die Verringerung der Schwefeldioxidemissionen. Trotzdem bleibt Schwefelsäure die Hauptursache für sauren Regen.

Wir bieten Ihnen eine Videoauswahl interessanter Experimente mit Schwefelsäure.

Betrachten Sie die Reaktion von Schwefelsäure, wenn sie in Zucker gegossen wird. In den ersten Sekunden, in denen Schwefelsäure mit Zucker in den Kolben gelangt, verdunkelt sich die Mischung. Nach einigen Sekunden wird die Substanz schwarz. Das Interessanteste passiert als nächstes. Die Masse beginnt schnell zu wachsen und aus dem Kolben zu steigen. Am Ausgang erhalten wir eine stolze Substanz, ähnlich wie poröse Holzkohle, die das ursprüngliche Volumen um das 3-4-fache überschreitet.

Der Autor des Videos schlägt vor, die Reaktion von Coca-Cola mit Salzsäure und Schwefelsäure zu vergleichen. Beim Mischen von Coca-Cola mit Salzsäure werden keine visuellen Veränderungen beobachtet, aber beim Mischen mit Schwefelsäure beginnt Coca-Cola zu kochen.

Eine interessante Wechselwirkung lässt sich beobachten, wenn Schwefelsäure auf Toilettenpapier gelangt. Toilettenpapier wird aus Zellulose hergestellt. Wenn Säure eindringt, zerfallen Zellulosemoleküle sofort unter Freisetzung von freiem Kohlenstoff. Eine ähnliche Verkohlung kann beobachtet werden, wenn Säure auf das Holz gelangt.

Ich gebe ein kleines Stück Kalium in einen Kolben mit konzentrierter Säure. In der ersten Sekunde wird Rauch freigesetzt, woraufhin das Metall sofort aufflammt, aufleuchtet und explodiert und in Stücke schneidet.

Im nächsten Experiment flammt Schwefelsäure auf, wenn sie auf ein Streichholz trifft. Im zweiten Teil des Experiments wird eine Aluminiumfolie mit Aceton und einem Streichholz darin getaucht. Die Folie wird augenblicklich erhitzt, wobei eine große Menge Rauch freigesetzt und vollständig aufgelöst wird.

Ein interessanter Effekt wird beobachtet, wenn Backpulver zu Schwefelsäure gegeben wird. Soda wird sofort gelb. Die Reaktion verläuft unter raschem Sieden und Volumenzunahme.

Wir raten dringend davon ab, alle oben genannten Experimente zu Hause durchzuführen. Schwefelsäure ist eine sehr ätzende und giftige Substanz. Solche Experimente müssen in speziellen Räumen durchgeführt werden, die mit einer Zwangsbelüftung ausgestattet sind. Die bei Reaktionen mit Schwefelsäure freigesetzten Gase sind hochgiftig und können die Atemwege schädigen und den Körper vergiften. Außerdem werden solche Versuche in persönlicher Schutzausrüstung für Haut und Atmungsorgane durchgeführt. Passen Sie auf sich auf!

Schwefelsäure (H₂SO₄) ist eine der stärksten zweibasigen Säuren.

In Bezug auf die physikalischen Eigenschaften sieht Schwefelsäure aus wie eine dicke, geruchlose, transparente, ölige Flüssigkeit. Schwefelsäure hat je nach Konzentration viele unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungen:

• Metall Verarbeitung;
• Erzverarbeitung;
• Produktion von mineralischen Düngemitteln;
• chemische Synthese.

Geschichte der Entdeckung der Schwefelsäure

Kontaktschwefelsäure hat eine Konzentration von 92 bis 94 Prozent:

2SO₂ + O₂ = 2SO₂;

H₂O + SO₃ = H₂SO₄.

Physikalische und physikalisch-chemische Eigenschaften von Schwefelsäure

H₂SO₄ ist mit Wasser und SO₃ in jedem Verhältnis mischbar.

H₂SO₄ bildet in wässrigen Lösungen Hydrate des Typs H₂SO₄ nH₂O

Der Siedepunkt der Schwefelsäure hängt vom Konzentrationsgrad der Lösung ab und erreicht ein Maximum bei einer Konzentration von mehr als 98 Prozent.

Ätzende Verbindung Oleum ist eine Lösung von SO₃ in Schwefelsäure.

Mit zunehmender Konzentration von Schwefeltrioxid in Oleum sinkt der Siedepunkt.

Chemische Eigenschaften von Schwefelsäure

Beim Erhitzen ist konzentrierte Schwefelsäure das stärkste Oxidationsmittel, das viele Metalle oxidieren kann. Die einzigen Ausnahmen sind einige Metalle:

• Gold (Au);
• Platin (Pt);
• Iridium (Ir);
• Rhodium (Rh);
• Tantal (Ta).

Durch Oxidation von Metallen kann konzentrierte Schwefelsäure zu H₂S, S und SO₂ reduziert werden.

Aktives Metall:

8Al + 15H&sub2;SO&sub4; (konz.) → 4Al&sub2;(SO&sub4;)&sub3; + 12H&sub2;O + 3H&sub2;S

Metall mit mittlerer Aktivität:

2Cr + 4 H₂SO₄(konz.) → Cr₂(SO₄)₃ + 4 H₂O + S

Inaktives Metall:

2Bi + 6H&sub2;SO&sub4;(konz.) → Bi&sub2;(SO&sub4;)&sub3; + 6H&sub2;O + 3SO&sub2;

Eisen reagiert nicht mit kalter konzentrierter Schwefelsäure, da es mit einem Oxidfilm bedeckt ist. Dieser Vorgang wird aufgerufen Passivierung.

Reaktion von Schwefelsäure und H₂O

Beim Mischen von H₂SO₄ mit Wasser findet ein exothermer Prozess statt: Dabei wird so viel Wärme frei, dass die Lösung sogar sieden kann. Bei der Durchführung chemischer Experimente sollte man dem Wasser immer nach und nach Schwefelsäure zugeben und nicht umgekehrt.

Schwefelsäure ist ein starkes Dehydratisierungsmittel. Konzentrierte Schwefelsäure verdrängt Wasser aus verschiedenen Verbindungen. Es wird oft als Trockenmittel verwendet.

Reaktion von Schwefelsäure und Zucker

Die Gier der Schwefelsäure nach Wasser kann in dem klassischen Experiment demonstriert werden – das Mischen von konzentrierter H₂SO₄ und einer organischen Verbindung (Kohlenhydrat). Um einem Stoff Wasser zu entziehen, zerstört Schwefelsäure die Moleküle.

Zur Durchführung des Experiments einige Tropfen Wasser zum Zucker geben und mischen. Dann vorsichtig Schwefelsäure einfüllen. Nach kurzer Zeit kann eine heftige Reaktion mit Kohlebildung und Schwefelfreisetzung beobachtet werden.

Schwefelsäure und Würfelzucker:

Denken Sie daran, dass das Arbeiten mit Schwefelsäure sehr gefährlich ist. Schwefelsäure ist eine ätzende Substanz, die sofort schwere Verbrennungen auf der Haut hinterlässt.

finden Sie sichere Zuckerexperimente, die Sie zu Hause durchführen können.

Reaktion von Schwefelsäure und Zink

Diese Reaktion ist sehr beliebt und eine der gebräuchlichsten Labormethoden zur Herstellung von Wasserstoff. Wird verdünnter Schwefelsäure Zinkgranulat zugesetzt, löst sich das Metall unter Gasentwicklung auf:

Zn + H&sub2;SO&sub4; → ZnSO&sub4; + H&sub2;.

Verdünnte Schwefelsäure reagiert mit Metallen, die in der Aktivitätsreihe links von Wasserstoff stehen:

Me + H₂SO₄(Zersetzung) → Salz + H₂

Reaktion von Schwefelsäure mit Bariumionen

Eine qualitative Reaktion auf und seine Salze ist eine Reaktion mit Bariumionen. Es ist weit verbreitet in der quantitativen Analyse, insbesondere der Gravimetrie:

H&sub2;SO&sub4; + BaCl&sub2; → BaSO&sub4; + 2 HCl

ZnSO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + ZnCl₂

Beachtung! Versuchen Sie nicht, diese Experimente selbst zu wiederholen!