Jokainen kemian luokassa opiskeli happoja. Yhtä niistä kutsutaan rikkihapoksi, ja sen nimi on HSO 4. Artikkelimme kertoo rikkihapon ominaisuuksista.

Rikkihapon fysikaaliset ominaisuudet

Puhdas rikkihappo tai monohydraatti on väritön öljymäinen neste, joka jähmettyy kiteiseksi massaksi +10°C:ssa. Reaktioihin tarkoitettu rikkihappo sisältää 95 % H2SO4:a ja sen tiheys on 1,84 g/cm 3 . 1 litra tällaista happoa painaa 2 kg. Happo kovettuu -20°C:ssa. Sulamislämpö on 10,5 kJ/mol lämpötilassa 10,37 °C.

Väkevän rikkihapon ominaisuudet vaihtelevat. Esimerkiksi kun tätä happoa liuotetaan veteen, vapautuu suuri määrä lämpöä (19 kcal / mol) hydraattien muodostumisen vuoksi. Nämä hydraatit voidaan eristää liuoksesta matalissa lämpötiloissa kiinteässä muodossa.

Rikkihappo on yksi kemianteollisuuden perustuotteista. Se on tarkoitettu mineraalilannoitteiden (ammoniumsulfaatti, superfosfaatti), erilaisten suolojen ja happojen, pesuaineiden ja lääkkeiden, tekokuitujen, väriaineiden, räjähteiden valmistukseen. Rikkihappoa käytetään myös metallurgiassa (esimerkiksi uraanimalmien hajottamiseen), öljytuotteiden puhdistukseen, kaasujen kuivaamiseen ja niin edelleen.

Rikkihapon kemialliset ominaisuudet

Rikkihapon kemialliset ominaisuudet ovat:

1. Vuorovaikutus metallien kanssa:
   • laimea happo liuottaa vain ne metallit, jotka ovat vedyn vasemmalla puolella jännitesarjassa, esimerkiksi H 2 +1 SO 4 + Zn 0 \u003d H 2 O + Zn + 2 SO 4;
   • rikkihapon hapettavat ominaisuudet ovat erinomaiset. Kun se on vuorovaikutuksessa eri metallien (paitsi Pt, Au) kanssa, se voidaan pelkistää H 2 S -2:ksi, S +4 O 2:ksi tai S 0:ksi, esimerkiksi:
   • 2H2+6S04+2Ag0 = S+402+Ag2+1S04+2H20;
   • 5H2+6S04+8Na0 \u003d H2S-2 + 4Na2+1S04+4H20;
2. Väkevä happo H 2 S +6 O 4 reagoi myös (kuumennettaessa) joidenkin ei-metallien kanssa samalla kun se muuttuu rikkiyhdisteiksi, joilla on alhaisempi hapetusaste, esimerkiksi:
   • 2H2S +604 + C0 = 2S +402 + C +402 + 2H20;
   • 2H2S +604 + S0 = 3S +402 + 2H20;
   • 5H2S +604 + 2P0 = 2H3P +504 + 5S +402 + 2H20;
3. Emäksisten oksidien kanssa:
   • H2S04 + CuO = CuS04 + H20;
4. Hydroksidien kanssa:
   • Cu(OH)2 + H2S04 = CuS04 + 2H20;
   • 2NaOH + H2S04 = Na2S04 + 2H20;
5. Vuorovaikutus suolojen kanssa vaihtoreaktioissa:
   • H 2SO 4 + BaCl 2 \u003d 2HCl + BaSO 4;

BaSO 4:n muodostumista (valkoinen sakka, happoihin liukenematon) käytetään tämän hapon ja liukoisten sulfaattien määrittämiseen.

Monohydraatti on ionisoiva liuotin, jolla on hapan luonne. On erittäin hyvä liuottaa siihen monien metallien sulfaatteja, esimerkiksi:

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

Väkevä happo on varsinkin kuumennettaessa melko vahva hapetin, esimerkiksi 2H 2 SO 4 + Cu = SO 2 + CuSO 4 + H 2 O.

Hapettavana aineena toimiva rikkihappo pelkistyy tavallisesti S02:ksi. Mutta se voidaan pelkistää S:ksi ja jopa H2S:ksi, esimerkiksi H 2 S + H 2 SO 4 = SO 2 + 2H 2 O + S.

Monohydraatti ei läheskään voi johtaa sähköä. Sitä vastoin vesipitoiset happoliuokset ovat hyviä johtimia. Rikkihappo imee kosteutta voimakkaasti, joten sitä käytetään erilaisten kaasujen kuivaamiseen. Kuivausaineena rikkihappo toimii niin kauan kuin vesihöyryn paine sen liuoksen yläpuolella on pienempi kuin sen paine kuivattavassa kaasussa.

Jos laimeaa rikkihappoliuosta keitetään, vesi poistetaan siitä, kun taas kiehumispiste nousee 337 ° C: een, esimerkiksi kun rikkihappoa, jonka pitoisuus on 98,3%, aletaan tislata. Sitä vastoin liuoksista, jotka ovat väkevämpiä, ylimäärä rikkihappoanhydridiä haihtuu. Höyry, joka kiehuu 337 °C:n lämpötilassa, happo hajoaa osittain SO 3:ksi ja H 2 O:ksi, jotka jäähdytettäessä yhdistyvät jälleen. Tämän hapon korkea kiehumispiste sopii käytettäväksi haihtuvien happojen erottamiseen niiden suoloista kuumennettaessa.

Hapon käsittelyyn liittyvät varotoimet

Rikkihappoa käsiteltäessä on noudatettava erityistä varovaisuutta. Kun tämä happo joutuu kosketuksiin ihon kanssa, iho muuttuu valkoiseksi, sitten ruskehtavaksi ja punoitusta. Ympäröivä kudos turpoaa. Jos tämä happo joutuu kosketuksiin jonkin kehon osan kanssa, se on pestävä nopeasti pois vedellä ja palanut alue on voideltava soodaliuoksella.

Nyt tiedät, että rikkihappo, jonka ominaisuuksia on tutkittu hyvin, on yksinkertaisesti välttämätön erilaisissa tuotannossa ja kaivostoiminnassa.

Rikki on kemiallinen alkuaine, joka on jaksollisen järjestelmän kuudennessa ryhmässä ja kolmannessa jaksossa. Tässä artikkelissa tarkastelemme yksityiskohtaisesti sen kemikaaleja ja tuotantoa, käyttöä ja niin edelleen. Fysikaalinen ominaisuus sisältää sellaisia ​​ominaisuuksia kuin väri, sähkönjohtavuus, rikin kiehumispiste jne. Kemiallinen ominaisuus kuvaa sen vuorovaikutusta muiden aineiden kanssa.

Rikki fysiikan kannalta

Tämä on herkkä aine. Normaaleissa olosuhteissa se on kiinteässä aggregaatiotilassa. Rikillä on sitruunankeltainen väri.

Ja suurimmaksi osaksi kaikilla sen yhdisteillä on keltaisia ​​sävyjä. Ei liukene veteen. Sillä on alhainen lämmön- ja sähkönjohtavuus. Nämä ominaisuudet luonnehtivat sitä tyypilliseksi ei-metalliksi. Huolimatta siitä, että rikin kemiallinen koostumus ei ole ollenkaan monimutkainen, tällä aineella voi olla useita muunnelmia. Kaikki riippuu kidehilan rakenteesta, jonka avulla atomit yhdistetään, mutta ne eivät muodosta molekyylejä.

Joten ensimmäinen vaihtoehto on rombinen rikki. Hän on vakain. Tämän tyyppisen rikin kiehumispiste on neljäsataaneljäkymmentäviisi celsiusastetta. Mutta jotta tietty aine voisi siirtyä kaasumaiseen aggregaatiotilaan, sen on ensin läpäistävä nestemäinen tila. Joten rikin sulaminen tapahtuu lämpötilassa, joka on satakoltoista celsiusastetta.

Toinen vaihtoehto on monokliininen rikki. Se on neulan muotoisia kiteitä, joiden väri on tummankeltainen. Ensimmäisen tyypin rikin sulaminen ja sitten sen hidas jäähtyminen johtaa tämän tyypin muodostumiseen. Tällä lajikkeella on lähes samat fyysiset ominaisuudet. Esimerkiksi tämän tyyppisen rikin kiehumispiste on edelleen sama neljäsataaneljäkymmentäviisi astetta. Lisäksi tätä ainetta on niin monenlaisia ​​kuin muovi. Se saadaan kaatamalla kylmään veteen, joka on kuumennettu melkein kiehuvaksi rombiseksi. Tämän tyyppisen rikin kiehumispiste on sama. Mutta aineella on ominaisuus venyä kuin kumi.

Toinen fysikaalisen ominaisuuden komponentti, josta haluaisin puhua, on rikin syttymislämpötila.

Tämä indikaattori voi vaihdella materiaalityypin ja sen alkuperän mukaan. Esimerkiksi teknisen rikin syttymislämpötila on satayhdeksänkymmentä astetta. Tämä on melko alhainen luku. Muissa tapauksissa rikin leimahduspiste voi olla kaksisataaneljäkymmentäkahdeksan astetta ja jopa kaksisataaviisikymmentäkuusi. Kaikki riippuu siitä, mistä materiaalista se louhittiin, mikä tiheys sillä on. Mutta voimme päätellä, että rikin palamislämpötila on melko alhainen, verrattuna muihin kemiallisiin alkuaineisiin, se on syttyvä aine. Lisäksi joskus rikki voi yhdistyä molekyyleiksi, jotka koostuvat kahdeksasta, kuudesta, neljästä tai kahdesta atomista. Nyt, kun on tarkasteltu rikkiä fysiikan näkökulmasta, siirrytään seuraavaan osaan.

Rikin kemiallinen karakterisointi

Tällä elementillä on suhteellisen pieni atomimassa, se on kolmekymmentäkaksi grammaa moolia kohden. Rikkielementin ominaisuus sisältää sellaisen tämän aineen ominaisuuden kuin kyvyn eri hapetusasteisiin. Tässä se eroaa esimerkiksi vedystä tai hapesta. Kun otetaan huomioon kysymys siitä, mikä on rikkialkuaineen kemiallinen ominaisuus, on mahdotonta olla mainitsematta, että sillä on olosuhteista riippuen sekä pelkistäviä että hapettavia ominaisuuksia. Joten harkitse järjestyksessä tietyn aineen vuorovaikutusta eri kemiallisten yhdisteiden kanssa.

Rikki ja yksinkertaiset aineet

Yksinkertaiset aineet ovat aineita, jotka sisältävät vain yhden kemiallisen alkuaineen. Sen atomit voivat yhdistyä molekyyleiksi, kuten esimerkiksi hapen tapauksessa, tai ne eivät välttämättä yhdisty, kuten metallien tapauksessa. Joten rikki voi reagoida metallien, muiden ei-metallien ja halogeenien kanssa.

Vuorovaikutus metallien kanssa

Tällaisen prosessin suorittaminen vaatii korkeaa lämpötilaa. Näissä olosuhteissa tapahtuu additioreaktio. Eli metalliatomit yhdistyvät rikkiatomien kanssa muodostaen siten monimutkaisia ​​aineita sulfideja. Jos esimerkiksi lämmität kaksi moolia kaliumia sekoittamalla ne yhteen rikkimooliin, saat yhden moolin tämän metallin sulfidia. Yhtälö voidaan kirjoittaa seuraavassa muodossa: 2K + S = K 2 S.

Reaktio hapen kanssa

Tämä on rikin polttoa. Tämän prosessin seurauksena sen oksidi muodostuu. Jälkimmäinen voi olla kahta tyyppiä. Siksi rikin palaminen voi tapahtua kahdessa vaiheessa. Ensimmäinen on, kun yksi mooli rikkiä ja yksi mooli happea muodostavat yhden moolin rikkidioksidia. Voit kirjoittaa tämän kemiallisen reaktion yhtälön seuraavasti: S + O 2 \u003d SO 2. Toinen vaihe on yhden happiatomin lisääminen dioksidiin. Tämä tapahtuu, jos lisäät yhden moolin happea kahteen mooliin korkeassa lämpötilassa. Tuloksena on kaksi moolia rikkitrioksidia. Tämän kemiallisen vuorovaikutuksen yhtälö näyttää tältä: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3. Tämän reaktion seurauksena muodostuu rikkihappoa. Joten suorittamalla kuvatut kaksi prosessia on mahdollista johtaa tuloksena oleva trioksidi vesihöyrysuihkun läpi. Ja saamme Tällaisen reaktion yhtälö kirjoitetaan seuraavasti: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4.

Vuorovaikutus halogeenien kanssa

Kemiallinen, kuten muutkin epämetallit, antaa sen reagoida tämän aineryhmän kanssa. Se sisältää yhdisteitä, kuten fluorin, bromin, kloorin, jodin. Rikki reagoi minkä tahansa niistä, paitsi viimeksi mainitun kanssa. Esimerkkinä voimme mainita tarkastelemamme jaksollisen järjestelmän elementin fluorausprosessin. Kuumentamalla mainittua epämetallia halogeenilla voidaan saada kaksi fluorimuunnelmaa. Ensimmäinen tapaus: jos otetaan yksi mooli rikkiä ja kolme moolia fluoria, saadaan yksi mooli fluoria, jonka kaava on SF 6. Yhtälö näyttää tältä: S + 3F 2 = SF 6. Lisäksi on toinen vaihtoehto: jos otetaan yksi mooli rikkiä ja kaksi moolia fluoria, saadaan yksi mooli fluoria, jonka kemiallinen kaava on SF 4 . Yhtälö kirjoitetaan seuraavassa muodossa: S + 2F 2 = SF 4 . Kuten näette, kaikki riippuu suhteista, joissa komponentit sekoitetaan. Täsmälleen samalla tavalla on mahdollista suorittaa rikin klooraus (voidaan myös muodostaa kaksi erilaista ainetta) tai bromaus.

Vuorovaikutus muiden yksinkertaisten aineiden kanssa

Alkuaineen rikki luonnehdinta ei lopu tähän. Aine voi myös päästä kemialliseen reaktioon vedyn, fosforin ja hiilen kanssa. Vuorovaikutuksesta vedyn kanssa muodostuu sulfidihappoa. Sen metallien kanssa tapahtuvan reaktion seurauksena voidaan saada niiden sulfideja, jotka puolestaan ​​saadaan myös rikin suoralla reaktiolla saman metallin kanssa. Vetyatomien lisääminen rikkiatomeihin tapahtuu vain erittäin korkeissa lämpötiloissa. Kun rikki reagoi fosforin kanssa, muodostuu sen fosfidi. Sillä on seuraava kaava: P 2 S 3. Saadaksesi yhden moolin tätä ainetta, sinun on otettava kaksi moolia fosforia ja kolme moolia rikkiä. Kun rikki on vuorovaikutuksessa hiilen kanssa, muodostuu tarkasteltavan epämetallin karbidi. Sen kemiallinen kaava näyttää tältä: CS 2. Saadaksesi yhden moolin tätä ainetta, sinun on otettava yksi mooli hiiltä ja kaksi moolia rikkiä. Kaikki edellä kuvatut additioreaktiot tapahtuvat vain, kun lähtöaineet kuumennetaan korkeisiin lämpötiloihin. Olemme pohtineet rikin vuorovaikutusta yksinkertaisten aineiden kanssa, siirrytään nyt seuraavaan kohtaan.

Rikki ja monimutkaiset yhdisteet

Yhdisteet ovat aineita, joiden molekyylit koostuvat kahdesta (tai useammasta) eri alkuaineesta. Rikin kemialliset ominaisuudet sallivat sen reagoida yhdisteiden, kuten alkalien, sekä väkevän sulfaattihapon kanssa. Sen reaktiot näiden aineiden kanssa ovat melko omituisia. Mieti ensin, mitä tapahtuu, kun kyseinen ei-metalli sekoitetaan alkaliin. Jos esimerkiksi otat kuusi moolia ja lisäät niihin kolme moolia rikkiä, saat kaksi moolia kaliumsulfidia, yhden moolin annettua metallisulfiittia ja kolme moolia vettä. Tällainen reaktio voidaan ilmaista seuraavalla yhtälöllä: 6KOH + 3S \u003d 2K 2 S + K2SO 3 + 3H 2 O. Samalla periaatteella vuorovaikutus tapahtuu, jos lisäät Seuraavaksi harkitse rikin käyttäytymistä väkevänä liuoksena sulfaattihappoa lisätään siihen. Jos otamme yhden moolin ensimmäistä ja kaksi moolia toista ainetta, saamme seuraavat tuotteet: rikkitrioksidia kolme moolia ja myös vettä - kaksi moolia. Tämä kemiallinen reaktio voi tapahtua vain, kun reagoivat aineet kuumennetaan korkeaan lämpötilaan.

Tarkoituksenmukaisen ei-metallin saaminen

On olemassa useita päämenetelmiä, joilla rikkiä voidaan uuttaa erilaisista aineista. Ensimmäinen menetelmä on eristää se rikkikiisistä. Jälkimmäisen kemiallinen kaava on FeS 2 . Kun tämä aine kuumennetaan korkeaan lämpötilaan ilman happea, voidaan saada toinen rautasulfidi - FeS - ja rikki. Reaktioyhtälö kirjoitetaan seuraavasti: FeS 2 \u003d FeS + S. Toinen teollisuudessa usein käytetty menetelmä rikin saamiseksi on rikkisulfidin poltto pienen happimäärän olosuhteissa. Tässä tapauksessa voit saada harkittua ei-metallia ja vettä. Reaktion suorittamiseksi sinun on otettava komponentit moolisuhteessa kaksi: yksi. Lopputuloksena saamme lopputuotteet suhteessa kahdesta kahteen. Tämän kemiallisen reaktion yhtälö voidaan kirjoittaa seuraavasti: 2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O. Lisäksi rikkiä voidaan saada erilaisissa metallurgisissa prosesseissa, esimerkiksi valmistettaessa metalleja, kuten nikkeliä, kupari ja muut.

Teollinen käyttö

Tarkastelemamme ei-metalli on löytänyt laajimman sovelluksensa kemianteollisuudessa. Kuten edellä mainittiin, tässä sitä käytetään sulfaattihapon saamiseksi siitä. Lisäksi rikkiä käytetään komponenttina tulitikkujen valmistuksessa, koska se on syttyvä materiaali. Se on myös välttämätön räjähteiden, ruudin, kipinöiden jne. valmistuksessa. Lisäksi rikkiä käytetään yhtenä ainesosana tuholaistorjuntatuotteissa. Lääketieteessä sitä käytetään komponenttina ihosairauksien lääkkeiden valmistuksessa. Kyseistä ainetta käytetään myös erilaisten väriaineiden valmistuksessa. Lisäksi sitä käytetään fosforien valmistuksessa.

Rikin elektroninen rakenne

Kuten tiedät, kaikki atomit koostuvat ytimestä, jossa on protoneja - positiivisesti varautuneita hiukkasia - ja neutroneja, eli hiukkasia, joilla on nollavaraus. Elektronit kiertävät ytimen ympäri negatiivisella varauksella. Jotta atomi olisi neutraali, sen rakenteessa on oltava sama määrä protoneja ja elektroneja. Jos jälkimmäisiä on enemmän, tämä on jo negatiivinen ioni - anioni. Jos päinvastoin protonien lukumäärä on suurempi kuin elektronien lukumäärä, tämä on positiivinen ioni tai kationi. Rikkianioni voi toimia happojäännöksenä. Se on osa aineiden, kuten sulfidihapon (rikkivety) ja metallisulfidien molekyylejä. Anioni muodostuu elektrolyyttisessä dissosiaatiossa, joka tapahtuu, kun aine liukenee veteen. Tässä tapauksessa molekyyli hajoaa kationiksi, joka voidaan esittää metalli- tai vety-ionina sekä kationiksi - happotähteen tai hydroksyyliryhmän (OH-) ioniksi.

Koska rikin sarjanumero jaksollisessa taulukossa on kuusitoista, voimme päätellä, että juuri tämä määrä protoneja on sen ytimessä. Tämän perusteella voidaan sanoa, että ympäriinsä pyörii myös kuusitoista elektronia. Neutronien lukumäärä voidaan löytää vähentämällä kemiallisen alkuaineen sarjanumero moolimassasta: 32 - 16 \u003d 16. Jokainen elektroni ei pyöri satunnaisesti, vaan tiettyä kiertorataa pitkin. Koska rikki on kemiallinen alkuaine, joka kuuluu jaksollisen järjestelmän kolmanteen jaksoon, ytimen ympärillä on kolme kiertorataa. Ensimmäisessä on kaksi elektronia, toisessa kahdeksan ja kolmannessa kuusi. Rikkiatomin elektroninen kaava kirjoitetaan seuraavasti: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Esiintyminen luonnossa

Pohjimmiltaan harkittu kemiallinen alkuaine löytyy mineraalien koostumuksesta, jotka ovat eri metallien sulfideja. Ensinnäkin se on rikkikiisu - rautasuola; se on myös lyijyä, hopeaa, kuparin kiiltoa, sinkkisekoitetta, kinaperia - elohopeasulfidia. Lisäksi rikki voidaan sisällyttää myös mineraalien koostumukseen, jonka rakennetta edustaa kolme tai useampi kemiallinen alkuaine.

Esimerkiksi kalkopyriitti, mirabiliitti, kieseriitti, kipsi. Voit tarkastella jokaista niistä yksityiskohtaisemmin. Pyriitti on ferrumsulfidi tai FeS2. Sillä on vaaleankeltainen väri kultaisella kiillolla. Tämä mineraali löytyy usein epäpuhtaudeksi lapis lazulista, jota käytetään laajalti korujen valmistukseen. Tämä johtuu siitä, että näillä kahdella mineraalilla on usein yhteinen esiintymä. Kuparin kiilto - kalkosiitti tai kalkosiini - on sinertävän harmaa aine, samanlainen kuin metalli. ja hopeakiillolla (argentiitilla) on samanlaiset ominaisuudet: ne molemmat näyttävät metalleista, niillä on harmaa väri. Cinnabar on ruskeanpunainen himmeä mineraali, jossa on harmaita laikkuja. Kalkopyriitti, jonka kemiallinen kaava on CuFeS 2, on kullankeltainen, sitä kutsutaan myös kultaiseksi seokseksi. Sinkkiseoksen (sfaleriitti) väri voi olla meripihkasta tulioranssiin. Mirabilite - Na 2 SO 4 x 10H 2 O - läpinäkyviä tai valkoisia kiteitä. Sitä kutsutaan myös käytettäväksi lääketieteessä. Kieseriitin kemiallinen kaava on MgSO 4 xH 2 O. Se näyttää valkoiselta tai värittömältä jauheelta. Kipsin kemiallinen kaava on CaSO 4 x2H 2 O. Lisäksi tämä alkuaine on osa elävien organismien soluja ja tärkeä hivenaine.

Kirjoittaja Chemical Encyclopedia s.b. N.S. Zefirov

RIKKIHAPPO H2S04, molekyylipaino 98,082; väritön hajuton öljyinen neste. Erittäin vahva kaksiemäksinen happo, 18 °C:ssa pKa 1 - 2,8, K 2 1,2 10 -2, pKa 2 1,92; sidospituudet molekyylissä S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, kulma HOSOH 104°, OSO 119°; kiehuu erilaisten kanssa muodostaen atseotrooppisen seoksen (98,3 % H 2 SO 4 ja 1,7 % H 2 O, kiehumispiste 338,8 °C; katso myös taulukko 1). Rikkihapon, joka vastaa 100 % H2S04-pitoisuutta, koostumus (%): H2S04 99,5, 0,18, 0,14, H3O + 0,09, H2S2O7 0,04, HS2O7 0,05. Sekoittuu veden ja SO 3:n kanssa kaikissa suhteissa. Vesiliuoksissa RIKKIHAPPO on lähes täysin dissosioitunut H+:ksi ja . Muodostaa hydraatteja H2SO4nH20, jossa n = 1, 2, 3, 4 ja 6,5.

SO 3 -liuoksia rikkihapossa kutsutaan oleumiksi, ne muodostavat kaksi yhdistettä H 2 SO 4 SO 3 ja H 2 SO 4 2SO 3. Oleum sisältää myös pyrorikkihappoa, joka saadaan reaktiolla: H 2 SO 4 + + SO 3: H 2 S 2 O 7.

Rikkihapon vesiliuosten kiehumispiste kohoaa sen pitoisuuden kasvaessa ja saavuttaa maksiminsa 98,3 % H 2 SO 4 -pitoisuudessa (taulukko 2). Oleumin kiehumispiste laskee SO 3 -pitoisuuden kasvaessa. Rikkihapon vesiliuosten pitoisuuden kasvaessa liuosten kokonaishöyrynpaine laskee ja saavuttaa 98,3 %:n H 2 SO 4 -pitoisuudella minimin. Kun SO 3 -pitoisuus oleumissa kasvaa, sen yläpuolella oleva kokonaishöyrynpaine kasvaa. Höyrynpaine rikkihapon c ja oleumin vesiliuoksiin voidaan laskea yhtälöllä: lgp (Pa) \u003d A - B / T + 2,126, kertoimien A ja B arvot riippuvat RIKKIHAPON pitoisuus c. RIKKIHAPON vesiliuosten päällä oleva höyry c. koostuu vesihöyryn, H 2 SO 4:n ja SO 3:n seoksesta, kun taas höyryn koostumus eroaa nesteen koostumuksesta kaikilla rikkihapon pitoisuuksilla c., lukuun ottamatta vastaavaa atseotrooppista seosta.

Lämpötilan noustessa H 2 SO 4 H 2 O + SO 3 - Q:n dissosiaatio kasvaa, tasapainovakion lämpötilariippuvuuden yhtälö lnК p = 14,74965 - 6,71464ln (298 / T) - 8, 10161 10 4 T 2 -9643,04 /T-9,4577 10 -3 T+2,19062 x 10 -6 T 2 . Normaalipaineessa dissosiaatioaste: 10 -5 (373 K), 2,5 (473 K), 27,1 (573 K), 69,1 (673 K). 100 % RIKKIHAPON tiheys voidaan määrittää yhtälöllä: d = 1,8517 - - 1,1 10 -3 t + 2 10 -6 t 2 g / cm 3. Rikkihappoliuosten pitoisuuden kasvaessa niiden lämpökapasiteetti laskee ja saavuttaa 100 % RIKKIHAPON minimin, kun taas oleumin lämpökapasiteetti kasvaa SO 3 -pitoisuuden kasvaessa.

Konsentraation kasvaessa ja lämpötilan laskussa lämmönjohtavuus l laskee: l \u003d 0,518 + 0,0016t - (0,25 + + t / 1293) C / 100, missä C on RIKKIHAPON pitoisuus c., % . Max. viskositeetissa on oleum H 2 SO 4 SO 3, lämpötilan noustessa h laskee. Sähköinen rikkihapon kestävyys on minimaalinen pitoisuudessa 30 ja 92 % H2S04 ja suurin pitoisuudessa 84 ja 99,8 % H2S04. Oleumille min. r konsentraatiossa 10 % S03. Lämpötilan noustessa r RIKKIHAPPO lisääntyy. Dielektrinen läpäisevyys 100 % RIKKIHAPPO huone 101 (298,15 K), 122 (281,15 K); kryoskooppinen vakio 6,12, ebulioskooppinen. vakio 5,33; höyryn diffuusiokerroin RIKKIHAPPO ilmassa muuttuu lämpötilan mukaan; D \u003d 1,67 10 -5 T 3/2 cm 2 / s.

RIKKIHAPPO on melko voimakas hapetin, erityisesti kuumennettaessa; hapettaa HI:n ja osittain HBr:n vapaiksi halogeeneiksi, hiilen CO 2:ksi, S:n SO 2:ksi, hapettaa monia metalleja (Cu, Hg jne.). Tässä tapauksessa RIKKIHAPPO pelkistetään SO 2:ksi ja tehokkaimmat pelkistysaineet S:ksi ja H 2 S:ksi. Kons. H 2 pelkistää H 2 SO 4:n osittain, minkä vuoksi sitä ei voida käyttää sen kuivaamiseen. Diff. H 2 SO 4 -vuorovaikutus kaikkien metallien kanssa, jotka ovat sähkökemiallisessa jännitesarjassa vedyn vasemmalla puolella, jolloin vapautuu H 2 . Hapettua ominaisuudet laimealle H 2 SO 4:lle ovat epätyypillisiä. RIKKIHAPPO antaa kaksi sarjaa suoloja: keskisuuret sulfaatit ja happamat hydrosulfaatit (katso Epäorgaaniset sulfaatit) sekä eetterit (katso orgaaniset sulfaatit). Peroksomorikkihapot (Caron happo) H 2 SO 5 ja peroksodirikkihappo H 2 S 2 O 8 tunnetaan (katso Rikki).

Kuitti. Raaka-aineita RIKKIHAPPON saamiseksi ovat: S, metallisulfidit, H 2 S, lämpövoimalaitosten pakokaasut, Fe, Ca jne. sulfaatit. RIKKIHAPPON saannin vaiheet k.: 1) raaka-aineiden pasuttaminen SO 2:n saamiseksi; 2) S02:n hapetus S03:ksi (konversio); 3) SO 3:n absorptio. Teollisuudessa käytetään kahta menetelmää rikkihapon saamiseksi, jotka eroavat SO 2:n hapetustavassa, kosketuksessa käyttäen kiinteitä katalyyttejä (kontakteja) ja typpioksidia typen oksidien kanssa. Rikkihapon saamiseksi kontaktimenetelmällä nykyaikaiset tehtaat käyttävät vanadiinikatalyyttejä, jotka ovat syrjäyttäneet Pt- ja Fe-oksidit. Puhtaalla V 2 O 5 :llä on heikko katalyyttinen aktiivisuus, joka lisääntyy jyrkästi alkalimetallisuolojen läsnä ollessa, ja K-suoloilla on suurin vaikutus 7 V 2 O 5 ja K 2 S 2 O 7 V 2 O 5, hajoavat 315 °C:ssa -330, 365-380 ja 400-405 °C, vastaavasti). Katalyysissä oleva aktiivinen komponentti on sulassa tilassa.

Kaavio S02:n hapettamiseksi S03:ksi voidaan esittää seuraavasti:

Ensimmäisessä vaiheessa saavutetaan tasapaino, toinen vaihe on hidas ja määrittää prosessin nopeuden.

RIKKIHAPON valmistus rikistä kaksoiskontakti- ja kaksoisabsorptiomenetelmällä (kuva 1) koostuu seuraavista vaiheista. Pölypuhdistuksen jälkeen ilma johdetaan kaasupuhaltimella kuivaustorniin, jossa se kuivataan 93-98 % RIKIHAPOLLA kosteuspitoisuuteen 0,01 tilavuusprosenttia. Kuivattu ilma tulee esilämmityksen jälkeen rikkiuuniin. lämmitys yhdessä kontaktiyksikön lämmönvaihtimista. Uunissa poltetaan suuttimien syöttämää rikkiä: S + O 2 : SO 2 + + + 297,028 kJ. Kaasu, joka sisältää 10-14 tilavuusprosenttia SO 2:ta, jäähdytetään kattilassa ja sen jälkeen, kun se on laimennettu ilmalla SO 2 -pitoisuuteen 9-10 tilavuusprosenttia 420 °C:ssa, se menee kosketuslaitteeseen konversion ensimmäistä vaihetta varten. , joka etenee kolmella katalyyttikerroksella (SO 2 + V 2 O 2 : : SO 3 + 96,296 kJ), minkä jälkeen kaasu jäähdytetään lämmönvaihtimissa. Sitten kaasu, joka sisältää 8,5-9,5 % SO 3:a 200 °C:ssa, menee ensimmäiseen absorptiovaiheeseen absorptioon, joka on kasteltu oleumilla ja 98-prosenttisella RIkkihapolla .: SO 3 + H 2 O: H 2 SO 4 + + + 130,56 kJ . Seuraavaksi kaasu puhdistetaan rikkihapon roiskeista, kuumennetaan 420 °C:seen ja siirtyy toiseen konversiovaiheeseen, joka tapahtuu kahdella katalyyttikerroksella. Ennen toista absorptiovaihetta kaasu jäähdytetään ekonomaiserissa ja syötetään toisen vaiheen vaimentimeen, kastellaan 98-prosenttisella RIKKIHAPPOLLA ja sitten roiskeilta puhdistuksen jälkeen se vapautuu ilmakehään.

Riisi. 1. Kaavio rikkihapon valmistamiseksi rikistä: 1-rikkiuuni; 2-talteenottokattila; 3 - ekonomaiseri; 4-käynnistimen tulipesä; 5, 6-aloitusuunin lämmönvaihtimet; 7-nastainen laite; 8-lämmönvaihtimet; 9-oleumin absorboija; 10 kuivaustorni; 11 ja 12, vastaavasti, ensimmäinen ja toinen monohydraattiabsorbentti; 13-hapon kerääjää.

Kuva 2. Kaavio rikkihapon valmistamiseksi rikkikiisukkeesta: 1-astian syöttölaite; 2-uuni; 3-talteenottokattila; 4-syklonit; 5-sähköstaattiset erottimet; 6 pesutornia; 7-märkä sähköstaattiset erottimet; 8 puhallustorni; 9-kuivaus torni; 10-roiskeloukku; 11-ensimmäinen monohydraattiabsorberi; 12-lämmönvaihto-wiki; 13 - kosketinlaite; 14-oleumin absorboija; 15 sekunnin monohydraattiabsorberi; 16 jääkaappia; 17 kokoelmaa.

Riisi. 3. Kaavio rikkihapon valmistamiseksi typpihappomenetelmällä: 1 - denitratz. torni; 2, 3-ensimmäinen ja toinen tuote. tornit; 4-hapettuu. torni; 5, 6, 7-absorptio. tornit; 8 - sähköstaattiset erottimet.

RIKKIHAPON valmistaminen metallisulfideista (kuva 2) on paljon monimutkaisempaa ja koostuu seuraavista toimenpiteistä. FeS 2:n pasuttaminen tapahtuu ilmapuhallusleijupetiuunissa: 4FeS 2 + 11O 2: 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + 13476 kJ. Paahtokaasu, jonka SO 2 -pitoisuus on 13-14 % ja jonka lämpötila on 900 °C, tulee kattilaan, jossa se jäähdytetään 450 °C:seen. Pölynpoisto suoritetaan syklonissa ja sähkösuodattimessa. Lisäksi kaasu kulkee kahden pesutornin läpi, jotka on kasteltu 40 % ja 10 % RIKKIHAPPOLLA.Samalla kaasu puhdistetaan lopuksi pölystä, fluorista ja arseenista. Kaksivaiheiset märkäsähkösuodattimet kaasun puhdistamiseksi pesutorneissa muodostuneesta RIKKIHAPPO-aerosolista. Kuivaustornissa kuivaamisen jälkeen, jota ennen kaasu laimennetaan 9 % SO 2 -pitoisuuteen, se syötetään puhaltimella ensimmäiseen konversiovaiheeseen (3 katalyyttipetiä). Lämmönvaihtimissa kaasu kuumennetaan 420 °C:seen konversion ensimmäisestä vaiheesta tulevan kaasun lämmön ansiosta. S03:ssa 92-95 %:iin hapetettu SO 2 menee ensimmäiseen imeytymisvaiheeseen oleum- ja monohydraattiabsorptioaineissa, missä se vapautuu SO 3:sta. Seuraavaksi SO 2 - 0,5 % sisältävä kaasu menee toiseen konversiovaiheeseen, joka tapahtuu yhdellä tai kahdella katalyyttikerroksella. Kaasu lämmitetään alustavasti toisessa lämmönvaihdinryhmässä 420 °C:seen asti katalyysin toisesta vaiheesta tulevien kaasujen lämmön vuoksi. S03:n erotuksen jälkeen toisessa absorptiovaiheessa kaasu vapautuu ilmakehään.

S02:n konversioaste S03:ksi kontaktimenetelmässä on 99,7 %, S03:n absorptioaste on 99,97 %. Rikkihapon tuotanto tapahtuu myös yhdessä katalyysivaiheessa, kun taas SO 2:n konversioaste SO 3:ksi ei ylitä 98,5 %. Ennen kuin kaasu vapautetaan ilmakehään, se puhdistetaan jäljellä olevasta SO 2:sta (katso Kaasun puhdistus). Nykyaikaisten laitteistojen tuottavuus on 1500-3100 tonnia/vrk.

Typpipoistomenetelmän (kuva 3) ydin on, että paahtokaasu käsitellään jäähdytyksen ja pölystä puhdistuksen jälkeen ns. nitroosi-C:llä. to., jossa sol. typpioksidit. Nitroosi absorboi SO 2:ta ja hapettuu sitten: SO 2 + N 2 O 3 + H 2 O: H 2 SO 4 + NO. Tuloksena oleva NO liukenee huonosti nitroosiin ja vapautuu siitä ja hapettuu sitten osittain hapen vaikutuksesta kaasufaasissa NO 2:ksi. NO:n ja NO 2:n seos imeytyy uudelleen rikkihapoon. jne. Typen oksideja ei kuluteta typpipitoisessa prosessissa, vaan ne palautetaan tuotantoon. RIKKIHAPPOnsa epätäydellisen imeytymisen vuoksi pakokaasut kuljettavat ne osittain pois. Typpipitoisen menetelmän edut: laitteiston suunnittelun yksinkertaisuus, alhaisemmat kustannukset (10-15% alhaisemmat kuin kontakti), mahdollisuus 100% SO 2 -käsittelyyn.

Tornityppiprosessin instrumentointi on yksinkertainen: SO 2 käsitellään 7-8 vuoratussa keramiikkatornissa. suutin, yksi torneista (ontto) on säädettävä hapetin. äänenvoimakkuutta. Torneissa on haponkerääjät, jääkaapit, pumput, jotka syöttävät happoa tornien yläpuolella oleviin painesäiliöihin. Kahden viimeisen tornin eteen on asennettu takatuuletin. Sähköstaattinen suodatin puhdistaa kaasun rikkihapon aerosolista. Prosessissa tarvittavat typen oksidit saadaan HNO 3 :sta. Typen oksidien päästöjen vähentämiseksi ilmakehään ja 100 % SO 2 -prosessoimiseksi tuotanto- ja absorptiovyöhykkeiden väliin asennetaan typpipitoinen SO 2 -käsittelysykli yhdistettynä vesi-happomenetelmään typen oksidien syväpysäykseen. Typpipitoisen menetelmän haittana on tuotteiden heikko laatu: RIKKIHAPON pitoisuus on 75%, typen oksidien, Fe:n ja muiden epäpuhtauksien läsnäolo.

Rikkihapon kiteytymismahdollisuuden vähentämiseksi kuljetuksen ja varastoinnin aikana on laadittu standardit kaupallisille RIKKIHAPPOlaaduille, joiden pitoisuus vastaa alhaisimpia kiteytyslämpötiloja. Sisältö RIKKIHAPPO c. in tech. arvot (%): torni (typpipitoinen) 75, kosketin 92,5-98,0, oleum 104,5, korkea-prosenttinen oleum 114,6, akku 92-94. RIKKIHAPPO varastoidaan jopa 5000 m 3 tilavuuteen asti, niiden varaston kokonaiskapasiteetti on suunniteltu kymmenen päivän tuotantoon. Oleum ja RIKKIHAPPO kuljetetaan teräsrautatiesäiliöissä. Kons. ja akku SULFORIC ACID kuljetetaan haponkestävissä terässäiliöissä. Oleumin kuljetussäiliöt peitetään lämpöeristyksellä ja oleumia lämmitetään ennen täyttöä.

RIKKIHAPPO määritetään kolorimetrisesti ja fotometrisesti, BaSO 4 -suspension muodossa - fototurbidimetrisesti sekä kulometrisesti. menetelmä.

Sovellus. RIKKIHAPPOA käytetään mineraalilannoitteiden valmistuksessa, elektrolyyttinä lyijyakuissa, erilaisten mineraalihappojen ja suolojen, kemiallisten kuitujen, väriaineiden, savua muodostavien aineiden ja räjähdysaineiden valmistukseen, öljyssä, metallintyöstössä, tekstiileissä, nahassa, ja muilla teollisuudenaloilla. Sitä käytetään prom. orgaaninen synteesi dehydraatioreaktioissa (dietyylieetterin, esterien saaminen), hydrataatio (etanoli eteenistä), sulfonointi (synteettiset pesuaineet ja välituotteet värien valmistuksessa), alkylointi (isooktaanin, polyetyleeniglykolin, kaprolaktaamin saanti) jne. Suurin rikkihapon kuluttaja on kivennäislannoitteiden tuotanto. 1 tonnia kohti P 2 O 5 -fosforilannoitteita kuluu 2,2-3,4 tonnia RIKIHAPOA ja 1 tonnia kohti (NH 4) 2 SO 4 -0,75 tonnia RIKKIPAPPA. kompleksi tehtaiden kanssa mineraalilannoitteiden tuotantoa varten. Maailman rikkihapon tuotanto vuonna 1987 oli 152 miljoonaa tonnia.

RIKKIHAPPO ja oleum ovat äärimmäisen aggressiivisia aineita, jotka vaikuttavat hengitysteihin, ihoon, limakalvoihin, aiheuttavat hengitysvaikeuksia, yskää, usein kurkunpäätulehdusta, trakeiittia, keuhkoputkentulehdusta jne. Aerosoli MPC RIKKIHAPPO työskentelyalueen ilmaan 1, 0 mg/m3, atm. ilmaa 0,3 mg / m 3 (maks. yksittäinen) ja 0,1 mg / m 3 (vuorokausikeskiarvo). Rikkihappohöyryjen haitallinen pitoisuus on 0,008 mg/l (altistus 60 minuuttia), tappava 0,18 mg/l (60 minuuttia). Vaaraluokka 2. Aerosoli RIKKIHAPPOA voi muodostua ilmakehässä kemiallisten ja metallurgisten päästöjen seurauksena. S-oksideja sisältävät teollisuudenalat ja putoavat happosateina.

Kirjallisuus: Handbook of sulfuric acid, toim. K. M. Malina, 2. painos, M., 1971; Amelin A.G., Technology of sulfuric acid, 2. painos, M., 1983; Vasiliev B.T., Otvagina M.I., Technology of sulfuric acid, M., 1985. Yu.V. Filatov.

Kemiallinen tietosanakirja. Osa 4 >>

Rikkihappo (H2SO4) on yksi syövyttävimmistä ja vaarallisimmista ihmisille tunnetuista kemikaaleista, erityisesti tiivistetyssä muodossa. Kemiallisesti puhdas rikkihappo on raskas myrkyllinen neste, jonka koostumus on öljyinen, hajuton ja väritön. Sitä saadaan hapettamalla rikkidioksidia (SO2) kontaktimenetelmällä.

+10,5 °C:n lämpötilassa rikkihappo muuttuu jäätyneeksi lasimaiseksi kiteiseksi massaksi, ahneesti, kuin sieni, imeen kosteutta ympäristöstä. Teollisuudessa ja kemiassa rikkihappo on yksi tärkeimmistä kemiallisista yhdisteistä ja sillä on johtava asema tonneissa mitattuna. Tästä syystä rikkihappoa kutsutaan "kemian vereksi". Rikkihapon avulla saadaan lannoitteita, lääkkeitä, muita happoja, suuria lannoitteita ja paljon muuta.

Rikkihapon fysikaaliset ja kemialliset perusominaisuudet

1. Rikkihappo puhtaassa muodossaan (kaava H2SO4), pitoisuutena 100 %, on väritöntä paksua nestettä. H2SO4:n tärkein ominaisuus on sen korkea hygroskooppisuus - kyky poistaa vettä ilmasta. Tähän prosessiin liittyy massiivinen lämmön vapautuminen.
2. H2SO4 on vahva happo.
3. Rikkihappoa kutsutaan monohydraatiksi - se sisältää 1 mol H2O:ta (vettä) per 1 mooli SO3. Vaikuttavien hygroskooppisten ominaisuuksiensa ansiosta sitä käytetään kosteuden poistamiseen kaasuista.
4. Kiehumispiste - 330 °C. Tässä tapauksessa happo hajoaa SO3:ksi ja vedeksi. Tiheys - 1,84. Sulamispiste - 10,3 °C /.
5. Väkevä rikkihappo on voimakas hapetin. Redox-reaktion käynnistämiseksi happoa on kuumennettava. Reaktion tulos on SO2. S+2H2SO4=3SO2+2H2O
6. Konsentraatiosta riippuen rikkihappo reagoi eri tavalla metallien kanssa. Laimeassa tilassa rikkihappo pystyy hapettamaan kaikki metallit, jotka ovat jännitesarjassa vedyksi. Poikkeuksena on hapettumista kestävin. Laimea rikkihappo reagoi suolojen, emästen, amfoteeristen ja emäksisten oksidien kanssa. Väkevä rikkihappo pystyy hapettamaan kaikki jännitesarjan metallit ja myös hopean.
7. Rikkihappo muodostaa kahden tyyppisiä suoloja: hapan (hydrosulfaatit) ja väliaine (sulfaatit)
8. H2SO4 reagoi aktiivisesti orgaanisten aineiden ja epämetallien kanssa ja voi muuttaa osan niistä kivihiileksi.
9. Rikkihappoanhydriitti liukenee täydellisesti H2SO4:ään, ja tässä tapauksessa muodostuu oleumia - SO3:n liuosta rikkihapossa. Ulkoisesti se näyttää tältä: savuava rikkihappo, vapauttaa rikkihappoanhydriittiä.
10. Vesiliuoksissa oleva rikkihappo on vahva kaksiemäksinen happo, ja kun sitä lisätään veteen, vapautuu valtava määrä lämpöä. Kun valmistetaan laimeita H2SO4-liuoksia väkevistä, on tarpeen lisätä raskaampaa happoa veteen pienessä virrassa, eikä päinvastoin. Tämä tehdään veden kiehumisen ja hapon roiskumisen välttämiseksi.

Väkevöidyt ja laimeat rikkihapot

Konsentroituja rikkihappoliuoksia ovat 40-prosenttiset liuokset, jotka kykenevät liuottamaan hopeaa tai palladiumia.

Laimea rikkihappo sisältää liuokset, joiden pitoisuus on alle 40 %. Nämä eivät ole niin aktiivisia ratkaisuja, mutta ne pystyvät reagoimaan messingin ja kuparin kanssa.

Rikkihapon saaminen

Rikkihapon valmistus teollisessa mittakaavassa aloitettiin 1400-luvulla, mutta tuolloin sitä kutsuttiin "vitrioliksi". Jos aiemmin ihmiskunta söi rikkihappoa vain muutamia kymmeniä litroja, niin nykymaailmassa laskelma menee miljooniin tonneihin vuodessa.

Rikkihapon tuotanto tapahtuu teollisesti, ja niitä on kolme:

1. yhteydenottotapa.
2. typpipitoinen menetelmä
3. Muut menetelmät

Puhutaanpa yksityiskohtaisesti jokaisesta niistä.

Ota yhteyttä tuotantomenetelmään

Kontaktituotantomenetelmä on yleisin, ja se suorittaa seuraavat tehtävät:

• Se osoittautuu tuotteeksi, joka tyydyttää mahdollisimman monen kuluttajan tarpeet.
• Tuotannon aikana ympäristöhaitat vähenevät.

Kosketusmenetelmässä raaka-aineina käytetään seuraavia aineita:

• rikkipyriitti (rikkipyriitit);
• rikki;
• vanadiinioksidi (tämä aine aiheuttaa katalyytin roolin);
• rikkivety;
• eri metallien sulfidit.

Ennen tuotantoprosessin aloittamista raaka-aineet esivalmistellaan. Ensinnäkin erityisissä murskauslaitoksissa rikkikiisu jauhetaan, mikä mahdollistaa aktiivisten aineiden kosketusalueen kasvun vuoksi nopeuttaa reaktiota. Pyriitti puhdistuu: se lasketaan suuriin vesisäiliöihin, jolloin pinnalle kelluu jätekivi ja kaikenlaiset epäpuhtaudet. Ne poistetaan prosessin lopussa.

Tuotantoosa on jaettu useisiin vaiheisiin:

1. Murskaamisen jälkeen rikkikiisu puhdistetaan ja lähetetään uuniin - missä se poltetaan jopa 800 °C:n lämpötilassa. Vastavirtausperiaatteen mukaisesti kammioon syötetään ilmaa alhaalta, mikä varmistaa, että rikkikiisu on suspendoituneessa tilassa. Nykyään tämä prosessi kestää muutaman sekunnin, mutta aiemmin sen laukeaminen kesti useita tunteja. Pasutusprosessin aikana jätteitä ilmaantuu rautaoksidin muodossa, joka poistetaan ja siirretään myöhemmin metallurgisen teollisuuden yrityksille. Polton aikana vapautuu vesihöyryä, O2- ja SO2-kaasuja. Kun puhdistus vesihöyrystä ja pienimmistä epäpuhtauksista on saatu päätökseen, saadaan puhdasta rikkioksidia ja happea.
2. Toisessa vaiheessa eksoterminen reaktio tapahtuu paineen alaisena vanadiinikatalyyttiä käyttäen. Reaktio alkaa, kun lämpötila saavuttaa 420 °C, mutta se voidaan nostaa 550 °C:een tehokkuuden lisäämiseksi. Reaktion aikana tapahtuu katalyyttistä hapettumista ja SO2 muuttuu SO3:ksi.
3. Kolmannen tuotantovaiheen ydin on seuraava: SO3:n absorptio absorptiotornissa, jonka aikana muodostuu oleum H2SO4. Tässä muodossa H2SO4 kaadetaan erikoissäiliöihin (se ei reagoi teräksen kanssa) ja on valmis tapaamaan loppukäyttäjää.

Tuotannon aikana, kuten edellä totesimme, syntyy paljon lämpöenergiaa, joka käytetään lämmitystarkoituksiin. Monet rikkihappotehtaat asentavat höyryturbiineja, jotka käyttävät poistohöyryä lisäsähkön tuottamiseen.

Typpipitoinen prosessi rikkihapon valmistamiseksi

Huolimatta kontaktituotantomenetelmän eduista, jolloin saadaan väkevämpää ja puhtaampaa rikkihappoa ja oleumia, H2SO4:a syntyy melko paljon typpipitoisella menetelmällä. Erityisesti superfosfaattitehtaissa.

H2SO4:n tuotannossa rikkidioksidi toimii lähtöaineena sekä kontakti- että typpioksidimenetelmässä. Sitä saadaan erityisesti näihin tarkoituksiin polttamalla rikkiä tai pasuttamalla rikkipitoisia metalleja.

Rikkidioksidin muuttaminen rikkihapoksi koostuu rikkidioksidin hapettamisesta ja veden lisäämisestä. Kaava näyttää tältä:
SO2 + 1|2 O2 + H2O = H2SO4

Mutta rikkidioksidi ei reagoi suoraan hapen kanssa, joten typpioksidimenetelmällä rikkidioksidin hapetus suoritetaan typen oksideilla. Korkeammat typen oksidit (puhumme typpidioksidista NO2, typpitrioksidista NO3) pelkistyvät tässä prosessissa typpioksidiksi NO, joka hapetetaan myöhemmin uudelleen hapen kanssa korkeammiksi oksideiksi.

Rikkihapon tuotanto typpihappomenetelmällä on teknisesti muotoiltu kahdella tavalla:

• kammio.
• Torni.

Typpipitoisella menetelmällä on useita etuja ja haittoja.

Typpipitoisen menetelmän haitat:

• Osoittautuu, että 75% rikkihappoa.
• Tuotteen laatu on heikko.
• Epätäydellinen typen oksidien palautus (HNO3:n lisäys). Niiden päästöt ovat haitallisia.
• Happo sisältää rautaa, typen oksideja ja muita epäpuhtauksia.

Typpipitoisen menetelmän edut:

• Prosessin kustannukset ovat alhaisemmat.
• Mahdollisuus käsitellä SO2 100 %.
• Laitteiston suunnittelun yksinkertaisuus.

Venäjän tärkeimmät rikkihappotehtaat

H2SO4:n vuosituotanto maassamme lasketaan kuudella numerolla - noin 10 miljoonaa tonnia. Venäjän johtavat rikkihapon tuottajat ovat yrityksiä, jotka ovat lisäksi sen pääasiallisia kuluttajia. Puhumme yrityksistä, joiden toimiala on mineraalilannoitteiden valmistus. Esimerkiksi "Balakovo-mineraalilannoitteet", "Ammofos".

Crimean Titan, Itä-Euroopan suurin titaanidioksidin tuottaja, toimii Armyanskissa Krimillä. Lisäksi tehdas valmistaa rikkihappoa, mineraalilannoitteita, rautasulfaattia jne.

Monet kasvit tuottavat erityyppistä rikkihappoa. Esimerkiksi akun rikkihappoa valmistavat: Karabashmed, FKP Biysk Oleum Plant, Svyatogor, Slavia, Severkhimprom jne.

Oleumia valmistavat UCC Shchekinoazot, FKP Biysk Oleum Plant, Ural Mining and Metallurgical Company, Kirishinefteorgsintez Production Association jne.

Erittäin puhdasta rikkihappoa tuottaa UCC Shchekinoazot, Component-Reaktiv.

Käytettyä rikkihappoa voi ostaa ZSS-tehtailta, HaloPolymer Kirovo-Chepetsk.

Kaupallisia rikkihapon tuottajia ovat Promsintez, Khiprom, Svyatogor, Apatit, Karabashmed, Slavia, Lukoil-Permnefteorgsintez, Chelyabinsk Sinkkitehdas, Electrozinc jne.

Koska rikkikiisu on H2SO4:n tuotannon pääraaka-aine ja tämä on rikastusyritysten hukkaa, sen toimittajia ovat Norilskin ja Talnakhin rikastuslaitokset.

Maailman johtavat asemat H2SO4:n tuotannossa ovat USA:lla ja Kiinalla, joiden osuus on 30 miljoonaa tonnia ja 60 miljoonaa tonnia.

Rikkihapon laajuus

Maailma kuluttaa vuosittain noin 200 miljoonaa tonnia H2SO4:a, josta valmistetaan laaja valikoima tuotteita. Rikkihappo pitää oikeutetusti kämmen muiden happojen joukossa teollisessa käytössä.

Kuten jo tiedät, rikkihappo on yksi kemianteollisuuden tärkeimmistä tuotteista, joten rikkihapon valikoima on melko laaja. H2SO4:n pääasialliset käyttötarkoitukset ovat seuraavat:

• Rikkihappoa käytetään valtavia määriä kivennäislannoitteiden valmistukseen, ja se vie noin 40 % kokonaistonneista. Tästä syystä lannoitetehtaiden viereen rakennetaan H2SO4:a tuottavia laitoksia. Näitä ovat ammoniumsulfaatti, superfosfaatti jne. Niiden valmistuksessa rikkihappo otetaan puhtaassa muodossaan (100-prosenttinen pitoisuus). Tonnin ammofossia tai superfosfaattia tuottamiseen tarvitaan 600 litraa H2SO4:a. Näitä lannoitteita käytetään enimmäkseen maataloudessa.
• H2SO4:a käytetään räjähteiden valmistukseen.
• Öljytuotteiden puhdistus. Kerosiinin, bensiinin, mineraaliöljyjen saamiseksi vaaditaan hiilivetyjen puhdistusta, mikä tapahtuu rikkihapon käytöllä. Öljyn jalostusprosessissa hiilivetyjen puhdistamista varten tämä teollisuus "vie" jopa 30 prosenttia maailman H2SO4-tonnimäärästä. Lisäksi polttoaineen oktaanilukua nostetaan rikkihapolla ja kaivoja käsitellään öljyntuotannon aikana.
• metallurgisessa teollisuudessa. Rikkihappoa käytetään metallurgiassa hilseilyn ja ruosteen poistamiseen metallilangasta, ohutlevystä sekä alumiinin pelkistämiseen ei-rautametallien tuotannossa. Ennen metallipintojen pinnoittamista kuparilla, kromilla tai nikkelillä pinta syövytetään rikkihapolla.
• Lääkkeiden valmistuksessa.
• maalien valmistuksessa.
• kemianteollisuudessa. H2SO4:a käytetään pesuaineiden, etyylidetergenttien, hyönteismyrkkyjen jne. valmistukseen, ja nämä prosessit ovat mahdottomia ilman sitä.
• Muiden tunnettujen happojen, orgaanisten ja epäorgaanisten yhdisteiden saamiseksi teollisiin tarkoituksiin.

Rikkihapon suolat ja niiden käyttötarkoitukset

Tärkeimmät rikkihapon suolat ovat:

• Glauberin suola Na2SO4 10H2O (kiteinen natriumsulfaatti). Sen käyttöalue on melko tilava: lasin, soodan tuotanto, eläinlääketieteessä ja lääketieteessä.
• Bariumsulfaattia BaSO4 käytetään kumin, paperin ja valkoisen mineraalimaalin valmistuksessa. Lisäksi se on välttämätön lääketieteessä mahalaukun fluoroskopiassa. Sitä käytetään "bariumpuuron" valmistukseen tätä menettelyä varten.
• Kalsiumsulfaatti CaSO4. Luonnossa sitä löytyy kipsin CaSO4 2H2O ja anhydriitin CaSO4 muodossa. Kipsiä CaSO4 2H2O ja kalsiumsulfaattia käytetään lääketieteessä ja rakentamisessa. Kipsillä, kun se kuumennetaan lämpötilaan 150 - 170 ° C, tapahtuu osittainen kuivuminen, jonka seurauksena saadaan poltettua kipsiä, joka tunnetaan alabasterina. Vaivaamalla alabasteria vedellä taikinan koostumukseen, massa kovettuu nopeasti ja muuttuu eräänlaiseksi kiveksi. Tätä alabasterin ominaisuutta käytetään aktiivisesti rakennustöissä: siitä valmistetaan valuja ja muotteja. Rappaustöissä alabasteri on korvaamaton sideaineena. Traumaosastojen potilaille annetaan erityisiä kiinnityskiinteitä siteitä - ne valmistetaan alabasterin pohjalta.
• Rautapitoista vitriolia FeSO4 7H2O:ta käytetään musteen valmistukseen, puun kyllästämiseen sekä maataloudessa tuholaisten tuhoamiseen.
• Alunaa KCr(SO4)2 12H2O, KAl(SO4)2 12H2O jne. käytetään maalien valmistuksessa ja nahkateollisuudessa (parkitus).
• Monet teistä tuntevat kuparisulfaatin CuSO4 5H2O omakohtaisesti. Se on aktiivinen avustaja maataloudessa kasvitautien ja tuholaisten torjunnassa - CuSO4 5H2O:n vesiliuosta käytetään viljan peittaukseen ja kasvien ruiskutukseen. Sitä käytetään myös joidenkin mineraalimaalien valmistukseen. Ja jokapäiväisessä elämässä sitä käytetään homeen poistamiseen seinistä.
• Alumiinisulfaatti - sitä käytetään massa- ja paperiteollisuudessa.

Laimeaa rikkihappoa käytetään elektrolyyttinä lyijyakuissa. Lisäksi sitä käytetään pesuaineiden ja lannoitteiden valmistukseen. Mutta useimmissa tapauksissa se tulee oleumin muodossa - tämä on SO3:n liuos H2SO4:ssä (muita oleumkaavoja löytyy myös).

Hämmästyttävä tosiasia! Oleum on reaktiivisempi kuin väkevä rikkihappo, mutta tästä huolimatta se ei reagoi teräksen kanssa! Tästä syystä sitä on helpompi kuljettaa kuin itse rikkihappoa.

"Happojen kuningattaren" käyttöalue on todella laaja, ja on vaikea kertoa kaikista tavoista, joilla sitä käytetään teollisuudessa. Sitä käytetään myös emulgointiaineena elintarviketeollisuudessa, vedenkäsittelyssä, räjähteiden synteesissä ja moniin muihin tarkoituksiin.

Rikkihapon historia

Kuka meistä ei olisi koskaan kuullut sinisestä vitriolista? Joten sitä tutkittiin antiikissa, ja joissakin uuden aikakauden alun teoksissa tutkijat keskustelivat vitriolin alkuperästä ja niiden ominaisuuksista. Vitriolia tutki kreikkalainen lääkäri Dioscorides, roomalainen luonnontutkija Plinius Vanhin, ja he kirjoittivat kirjoituksissaan meneillään olevista kokeista. Muinainen parantaja Ibn Sina käytti erilaisia ​​vitrioliaineita lääketieteellisiin tarkoituksiin. Kuinka vitriolia käytettiin metallurgiassa, mainittiin antiikin Kreikan alkemistien Zosima Panopoliksesta teoksissa.

Ensimmäinen tapa saada rikkihappoa on lämmittää kaliumalunaa, ja tästä on tietoa XIII vuosisadan alkemiallisessa kirjallisuudessa. Alkemistit eivät tuolloin tienneet alunan koostumusta ja prosessin ydintä, mutta jo 1400-luvulla he aloittivat määrätietoisesti rikkihapon kemiallisen synteesin. Prosessi oli seuraava: alkemistit käsittelivät rikin ja antimoni(III)sulfidin Sb2S3 seosta kuumentamalla typpihapolla.

Keskiajalla Euroopassa rikkihappoa kutsuttiin "vitrioliöljyksi", mutta sitten nimi muuttui vitrioliksi.

1600-luvulla Johann Glauber sai rikkihappoa polttamalla kaliumnitraattia ja luonnollista rikkiä vesihöyryn läsnäollessa. Rikin nitraatilla hapetuksen seurauksena saatiin rikkioksidia, joka reagoi vesihöyryn kanssa ja tuloksena saatiin öljyinen neste. Se oli vitrioliöljyä, ja tämä rikkihapon nimi on olemassa tähän päivään asti.

Lontoolainen farmaseutti Ward Joshua käytti tätä reaktiota rikkihapon teolliseen tuotantoon 1700-luvun 30-luvulla, mutta keskiajalla sen kulutus rajoittui muutamaan kymmeneen kiloon. Käyttöalue oli kapea: alkemiallisiin kokeisiin, jalometallien puhdistukseen ja lääketeollisuuteen. Väkevää rikkihappoa käytettiin pieniä määriä bertolettisuolaa sisältävien erikoistulitikkujen valmistuksessa.

Venäjällä vitrioli ilmestyi vasta 1600-luvulla.

Birminghamissa Englannissa John Roebuck mukautti yllä olevan menetelmän rikkihapon tuotantoon vuonna 1746 ja aloitti tuotannon. Samaan aikaan hän käytti vahvoja suuria lyijyllä vuorattuja kammioita, jotka olivat halvempia kuin lasiastiat.

Teollisuudessa tämä menetelmä piti asemansa lähes 200 vuotta, ja kammioista saatiin 65 % rikkihappoa.

Jonkin ajan kuluttua englantilainen Glover ja ranskalainen kemisti Gay-Lussac paransivat itse prosessia, ja rikkihappoa alettiin saada pitoisuudella 78%. Mutta tällainen happo ei sovellu esimerkiksi väriaineiden valmistukseen.

1800-luvun alussa keksittiin uusia menetelmiä rikkidioksidin hapettamiseksi rikkihappoanhydridiksi.

Aluksi tämä tehtiin typen oksideilla ja sitten platinaa käytettiin katalyyttinä. Nämä kaksi rikkidioksidin hapetusmenetelmää ovat edelleen parantuneet. Rikkidioksidin hapetus platinalla ja muilla katalyyteillä tuli tunnetuksi kontaktimenetelmänä. Ja tämän kaasun hapetusta typen oksideilla kutsuttiin typpipitoiseksi menetelmäksi rikkihapon valmistamiseksi.

Vasta vuonna 1831 brittiläinen etikkahappokauppias Peregrine Philips patentoi taloudellisen menetelmän rikkioksidin (VI) ja väkevän rikkihapon valmistamiseksi, ja juuri hänet tunnetaan nykyään maailmassa kontaktimenetelmänä sen saamiseksi.

Superfosfaatin tuotanto aloitettiin vuonna 1864.

1800-luvun 80-luvulla Euroopassa rikkihapon tuotanto saavutti miljoona tonnia. Tärkeimmät tuottajat olivat Saksa ja Englanti, jotka tuottavat 72 % maailman rikkihapon kokonaismäärästä.

Rikkihapon kuljetus on työvoimavaltaista ja vastuullista toimintaa.

Rikkihappo kuuluu vaarallisten kemikaalien luokkaan, ja joutuessaan iholle aiheuttaa vakavia palovammoja. Lisäksi se voi aiheuttaa henkilön kemiallisen myrkytyksen. Jos tiettyjä sääntöjä ei noudateta kuljetuksen aikana, rikkihappo voi räjähdysherkkyytensä vuoksi aiheuttaa paljon haittaa sekä ihmisille että ympäristölle.

Rikkihapolle on luokiteltu vaaraluokka 8, ja kuljetuksen on suoritettava erityisesti koulutetut ja koulutetut ammattilaiset. Tärkeä ehto rikkihapon toimitukselle on erityisesti kehitettyjen vaarallisten aineiden kuljetussääntöjen noudattaminen.

Maantiekuljetus tapahtuu seuraavien sääntöjen mukaisesti:

1. Kuljetusta varten erikoissäiliöt on valmistettu erityisestä terässeoksesta, joka ei reagoi rikkihapon tai titaanin kanssa. Tällaiset säiliöt eivät hapetu. Vaarallinen rikkihappo kuljetetaan erityisissä rikkihappokemikaalisäiliöissä. Ne eroavat rakenteeltaan ja valitaan kuljetuksen aikana rikkihapon tyypistä riippuen.
2. Savuvaa happoa kuljetettaessa otetaan erikoistuneita isotermisiä termossäiliöitä, joissa ylläpidetään tarvittavaa lämpötilajärjestelmää hapon kemiallisten ominaisuuksien säilyttämiseksi.
3. Jos kuljetetaan tavallista happoa, valitaan rikkihapposäiliö.
4. Rikkihapon kuljetus maanteitse, kuten savuava, vedetön, tiivistetty, paristoille, hanska, suoritetaan erityisissä säiliöissä: säiliöissä, tynnyreissä, konteissa.
5. Vaarallisten aineiden kuljetukset voivat suorittaa vain kuljettajat, joilla on ADR-todistus käsissään.
6. Matka-ajalla ei ole rajoituksia, koska kuljetuksen aikana on välttämätöntä noudattaa tiukasti sallittua nopeutta.
7. Kuljetuksen aikana rakennetaan erityinen reitti, jonka tulisi kulkea ohittaen ruuhkaiset paikat ja tuotantotilat.
8. Kuljetuksissa on oltava erityiset merkinnät ja vaaramerkit.

Rikkihapon vaaralliset ominaisuudet ihmisille

Rikkihappo aiheuttaa lisääntynyttä vaaraa ihmiskeholle. Sen myrkyllinen vaikutus ei esiinny ainoastaan ​​suorassa kosketuksessa ihon kanssa, vaan myös sen höyryjen hengityksessä, kun rikkidioksidia vapautuu. Vaara koskee:

• hengityselimet;
• Integuments;
• Limakalvot.

Kehon myrkytystä voi tehostaa arseeni, joka on usein osa rikkihappoa.

Tärkeä! Kuten tiedät, kun happo joutuu kosketuksiin ihon kanssa, syntyy vakavia palovammoja. Yhtä vaarallista on myrkytys rikkihappohöyryillä. Turvallinen annos rikkihappoa ilmassa on vain 0,3 mg neliömetriä kohti.

Jos rikkihappoa pääsee limakalvoille tai iholle, syntyy vakava palovamma, joka ei parane hyvin. Jos palovamma on mittakaavaltaan vaikuttava, uhrille kehittyy palovamma, joka voi johtaa jopa kuolemaan, jos pätevää lääkärinhoitoa ei anneta ajoissa.

Tärkeä! Aikuiselle tappava rikkihapon annos on vain 0,18 cm litrassa.

Tietenkin on ongelmallista "kokea itse" hapon myrkyllistä vaikutusta tavallisessa elämässä. Useimmiten happomyrkytys johtuu työturvallisuuden laiminlyönnistä liuoksen kanssa työskennellessä.

Massamyrkytys rikkihappohöyryllä voi johtua tuotannon teknisistä ongelmista tai huolimattomuudesta, ja massiivinen päästö ilmakehään tapahtuu. Tällaisten tilanteiden estämiseksi toimivat erikoispalvelut, joiden tehtävänä on valvoa vaarallista happoa käyttävän tuotannon toimintaa.

Mitkä ovat rikkihappomyrkytysoireet?

Jos happo on nielty:

• Kipu ruoansulatuselinten alueella.
• Pahoinvointi ja oksentelu.
• Ulosteiden rikkominen vakavien suolistohäiriöiden seurauksena.
• Voimakas syljen eritys.
• Munuaisiin kohdistuvien toksisten vaikutusten vuoksi virtsa muuttuu punertavaksi.
• Kurkunpään ja kurkun turvotus. On hengityksen vinkumista, käheyttä. Tämä voi johtaa tukehtumiskuolemaan.
• Ruskeat täplät näkyvät ikenissä.
• Iho muuttuu siniseksi.

Ihon palovamma voi aiheuttaa kaikkia palovammojen komplikaatioita.

Kun myrkytetään pareittain, havaitaan seuraava kuva:

• Palovamma silmien limakalvolla.
• Nenäverenvuoto.
• Hengitysteiden limakalvojen palovammat. Tässä tapauksessa uhri kokee voimakkaan kipuoireen.
• Kurkunpään turvotus tukehtumisoireineen (hapenpuute, iho muuttuu siniseksi).
• Jos myrkytys on vakava, voi esiintyä pahoinvointia ja oksentelua.

On tärkeää tietää! Happomyrkytys nauttimisen jälkeen on paljon vaarallisempaa kuin myrkytys höyryjen hengittämisestä.

Ensiapu ja hoitotoimenpiteet rikkihapon aiheuttamien vaurioiden varalta

Toimi seuraavasti, kun olet kosketuksissa rikkihapon kanssa:

• Soita ensin ambulanssi. Jos nestettä on päässyt sisälle, suorita mahahuuhtelu lämpimällä vedellä. Sen jälkeen sinun on juotava pienin kulauksin 100 grammaa auringonkukka- tai oliiviöljyä. Lisäksi sinun tulee niellä pala jäätä, juoda maitoa tai poltettua magnesiumoksidia. Tämä on tehtävä rikkihapon pitoisuuden vähentämiseksi ja ihmisen tilan helpottamiseksi.
• Jos happoa joutuu silmiin, huuhtele ne juoksevalla vedellä ja tiputa sitten dikaiini- ja novokaiiniliuoksella.
• Jos happoa joutuu iholle, palanut alue on pestävä hyvin juoksevan veden alla ja sidottava soodalla. Huuhtele noin 10-15 minuuttia.
• Höyrymyrkytystapauksessa sinun on mentävä ulos raittiiseen ilmaan ja myös huuhdeltava vahingoittuneet limakalvot vedellä niin pitkälle kuin mahdollista.

Sairaalaympäristössä hoito riippuu palovamman alueesta ja myrkytysasteesta. Anestesia suoritetaan vain novokaiinilla. Infektion kehittymisen välttämiseksi sairastuneella alueella potilaalle valitaan antibioottihoito.

Mahalaukun verenvuodossa plasmaa ruiskutetaan tai verta siirretään. Verenvuotolähde voidaan poistaa kirurgisesti.

1. Rikkihappoa sen puhtaassa 100-prosenttisessa muodossa löytyy luonnosta. Esimerkiksi Italiassa, Sisiliassa Kuolleella merellä, voit nähdä ainutlaatuisen ilmiön - rikkihappoa tihkuu suoraan pohjasta! Ja näin tapahtuu: maankuoresta peräisin oleva rikkikiisu toimii tässä tapauksessa raaka-aineena sen muodostumiselle. Tätä paikkaa kutsutaan myös Kuolemanjärveksi, ja jopa hyönteiset pelkäävät lentää sinne!
2. Suurien tulivuorenpurkausten jälkeen rikkihappopisaroita voi usein löytyä maan ilmakehästä, ja tällaisissa tapauksissa "syyllinen" voi aiheuttaa kielteisiä seurauksia ympäristölle ja aiheuttaa vakavan ilmastonmuutoksen.
3. Rikkihappo on aktiivinen veden absorboija, joten sitä käytetään kaasukuivaimena. Ennen vanhaan, jotta huoneiden ikkunat eivät huurtuisi, tämä happo kaadettiin purkkeihin ja laitettiin ikkuna-aukkojen väliin.
4. Rikkihappo on happosateiden tärkein syy. Happosateiden pääasiallinen syy on ilman saastuminen rikkidioksidilla, ja veteen liuenneena se muodostaa rikkihappoa. Rikkidioksidia puolestaan ​​vapautuu, kun fossiilisia polttoaineita poltetaan. Viime vuosina tutkituissa happosateessa typpihapon pitoisuus on kasvanut. Syynä tähän ilmiöön on rikkidioksidipäästöjen väheneminen. Tästä huolimatta rikkihappo on edelleen happosateiden pääasiallinen syy.

Tarjoamme sinulle videovalikoiman mielenkiintoisista rikkihapon kokeista.

Harkitse rikkihapon reaktiota, kun se kaadetaan sokeriin. Ensimmäisten sekuntien aikana, kun rikkihappo tulee pulloon sokerin kanssa, seos tummuu. Muutaman sekunnin kuluttua aine muuttuu mustaksi. Mielenkiintoisin asia tapahtuu seuraavaksi. Massa alkaa kasvaa nopeasti ja kiivetä ulos pullosta. Ulostulossa saamme huokoisen hiilen kaltaisen ylpeän aineen, joka ylittää alkuperäisen tilavuuden 3-4 kertaa.

Videon kirjoittaja ehdottaa Coca-Colan reaktion vertaamista suolahapon ja rikkihapon kanssa. Kun sekoitetaan Coca-Colaa suolahapon kanssa, visuaalisia muutoksia ei havaita, mutta rikkihapon kanssa sekoitettuna Coca-Cola alkaa kiehua.

Mielenkiintoinen vuorovaikutus on havaittavissa, kun rikkihappoa pääsee wc-paperille. WC-paperi on valmistettu selluloosasta. Kun happo pääsee sisään, selluloosamolekyylit hajoavat välittömästi vapauttaen vapaata hiiltä. Samanlaista hiiltymistä voidaan havaita, kun happoa pääsee puuhun.

Lisään pienen palan kaliumia pulloon, jossa on väkevää happoa. Ensimmäisessä sekunnissa vapautuu savua, jonka jälkeen metalli leimahtaa välittömästi, syttyy ja räjähtää leikkaaen paloiksi.

Seuraavassa kokeessa, kun rikkihappo osuu tulitikulle, se leimahtaa. Kokeen toisessa osassa alumiinifolio upotetaan asetonin ja tulitikku sisälle. Folio kuumenee välittömästi, jolloin vapautuu valtava määrä savua ja se liukenee täydellisesti.

Mielenkiintoinen vaikutus havaitaan, kun ruokasoodaa lisätään rikkihappoon. Soda muuttuu heti keltaiseksi. Reaktio etenee nopealla kiehumisella ja tilavuuden kasvulla.

Emme kategorisesti suosittele suorittamaan kaikkia yllä olevia kokeita kotona. Rikkihappo on erittäin syövyttävä ja myrkyllinen aine. Tällaiset kokeet on suoritettava erityisissä tiloissa, joissa on pakkotuuletus. Reaktioissa rikkihapon kanssa vapautuvat kaasut ovat erittäin myrkyllisiä ja voivat vahingoittaa hengitysteitä ja myrkyttää kehon. Lisäksi tällaisia ​​kokeita suoritetaan ihon ja hengityselinten henkilösuojaimissa. Pitä huolta itsestäsi!

Rikkihappo (H2SO4) on yksi vahvimmista kaksiemäksisistä hapoista.

Fysikaalisten ominaisuuksien kannalta rikkihappo näyttää paksulta, hajuttomalta, läpinäkyvältä öljymäiseltä nesteeltä. Konsentraatiosta riippuen rikkihapolla on monia erilaisia ​​ominaisuuksia ja käyttötarkoituksia:

• metallin työstö;
• malmin käsittely;
• kivennäislannoitteiden tuotanto;
• kemiallinen synteesi.

Rikkihapon löytämisen historia

Kosketusrikkihapon pitoisuus on 92-94 prosenttia:

2SO 2 + O 2 = 2SO 2;

H20 + SO3 = H2SO4.

Rikkihapon fysikaaliset ja fysikaalis-kemialliset ominaisuudet

H2SO4 sekoittuu veden ja SO3:n kanssa kaikissa suhteissa.

Vesiliuoksissa H2SO4 muodostaa H2SO4n tyyppisiä hydraatteja nH2O

Rikkihapon kiehumispiste riippuu liuoksen pitoisuusasteesta ja saavuttaa maksiminsa yli 98 prosentin pitoisuudessa.

Kaustinen yhdiste oleum on SO 3:n liuos rikkihapossa.

Kun rikkitrioksidin pitoisuus oleumissa kasvaa, kiehumispiste laskee.

Rikkihapon kemialliset ominaisuudet

Konsentroitu rikkihappo on kuumennettaessa vahvin hapetin, joka voi hapettaa monia metalleja. Ainoat poikkeukset ovat jotkut metallit:

• kulta (Au);
• platina (Pt);
• iridium (Ir);
• rodium (Rh);
• tantaali (Ta).

Hapettamalla metalleja väkevä rikkihappo voidaan pelkistää H2S:ksi, S:ksi ja SO2:ksi.

Aktiivinen metalli:

8Al + 15H2SO4 (väk.) → 4Al2(SO4)3 + 12H2O + 3H2S

Keskiaktiivinen metalli:

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

Ei-aktiivinen metalli:

2Bi + 6H2SO4 (väk.) → Bi2(SO4)3 + 6H2O + 3SO22

Rauta ei reagoi kylmän väkevän rikkihapon kanssa, koska se on peitetty oksidikalvolla. Tätä prosessia kutsutaan passivointi.

Rikkihapon ja H2O:n reaktio

Kun H2SO4 sekoitetaan veteen, tapahtuu eksoterminen prosessi: vapautuu niin paljon lämpöä, että liuos voi jopa kiehua. Kemiallisia kokeita tehtäessä rikkihappoa tulee aina lisätä veteen pikkuhiljaa, eikä päinvastoin.

Rikkihappo on voimakas vedenpoistoaine. Väkevä rikkihappo syrjäyttää veden erilaisista yhdisteistä. Sitä käytetään usein kuivausaineena.

rikkihapon ja sokerin reaktio

Rikkihapon ahneus veteen voidaan osoittaa klassisella kokeella - sekoittamalla väkevää H2SO4:ää, joka on orgaaninen yhdiste (hiilihydraatti). Ottaakseen vettä aineesta rikkihappo tuhoaa molekyylit.

Suorittaaksesi kokeen, lisää muutama tippa vettä sokeriin ja sekoita. Kaada sitten varovasti rikkihappoa. Lyhyen ajan kuluttua voidaan havaita raju reaktio, jossa muodostuu hiiltä ja vapautuu rikkiä ja.

Rikkihappo ja sokerikuutio:

Muista, että rikkihapon kanssa työskentely on erittäin vaarallista. Rikkihappo on syövyttävä aine, joka jättää välittömästi vakavia palovammoja iholle.

löydät turvallisia sokerikokeita, joita voit tehdä kotona.

Rikkihapon ja sinkin reaktio

Tämä reaktio on melko suosittu ja yksi yleisimmistä laboratoriomenetelmistä vedyn tuottamiseksi. Jos laimeaan rikkihappoon lisätään sinkkirakeita, metalli liukenee kaasun vapautuessa:

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2.

Laimea rikkihappo reagoi metallien kanssa, jotka ovat vedyn vasemmalla puolella aktiviteettisarjassa:

Me + H2SO4 (hajoaa) → suola + H2

Rikkihapon reaktio bariumionien kanssa

Laadullinen reaktio ja sen suoloja on reaktio barium-ionien kanssa. Sitä käytetään laajalti kvantitatiivisessa analyysissä, erityisesti gravimetriassa:

H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl

ZnSO4 + BaCl2 → BaSO4 + ZnCl2

Huomio! Älä yritä toistaa näitä kokeita itse!