कोई भी अम्ल एक जटिल पदार्थ होता है, जिसके अणु में एक या अधिक हाइड्रोजन परमाणु और एक अम्ल अवशेष होता है।

सल्फ्यूरिक अम्ल का सूत्र H2SO4 होता है। इसलिए, सल्फ्यूरिक एसिड अणु की संरचना में दो हाइड्रोजन परमाणु और एसिड अवशेष SO4 शामिल हैं।

सल्फ्यूरिक एसिड तब बनता है जब सल्फर ऑक्साइड पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है

SO3+H2O -> H2SO4

शुद्ध 100% सल्फ्यूरिक एसिड (मोनोहाइड्रेट) एक खट्टा "तांबे" स्वाद के साथ एक भारी तरल, तेल जैसा चिपचिपा, रंगहीन और गंधहीन होता है। पहले से ही +10 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, यह जम जाता है और क्रिस्टलीय द्रव्यमान में बदल जाता है।

सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड में लगभग 95% H2SO4 होता है। और यह -20 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर जम जाता है।

पानी के साथ बातचीत

सल्फ्यूरिक एसिड पानी में अत्यधिक घुलनशील होता है, इसके साथ किसी भी अनुपात में मिलाता है। इससे बड़ी मात्रा में गर्मी निकलती है।

सल्फ्यूरिक एसिड हवा से जल वाष्प को अवशोषित करने में सक्षम है। इस संपत्ति का उपयोग उद्योग में गैसों को सुखाने के लिए किया जाता है। गैसों को सल्फ्यूरिक एसिड वाले विशेष कंटेनरों से गुजार कर सुखाया जाता है। बेशक, इस पद्धति का उपयोग केवल उन गैसों के लिए किया जा सकता है जो इसके साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं।

यह ज्ञात है कि जब सल्फ्यूरिक एसिड कई कार्बनिक पदार्थों, विशेष रूप से कार्बोहाइड्रेट के संपर्क में आता है, तो ये पदार्थ जल जाते हैं। तथ्य यह है कि पानी की तरह कार्बोहाइड्रेट में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन दोनों होते हैं। सल्फ्यूरिक अम्ल इन तत्वों को नष्ट कर देता है। जो बचा है वह कोयला है।

H2SO4 के जलीय घोल में संकेतक लिटमस और मिथाइल ऑरेंज लाल हो जाते हैं, जो दर्शाता है कि इस घोल का स्वाद खट्टा है।

धातुओं के साथ बातचीत

किसी भी अन्य एसिड की तरह, सल्फ्यूरिक एसिड अपने अणु में धातु परमाणुओं के साथ हाइड्रोजन परमाणुओं को बदलने में सक्षम है। यह लगभग सभी धातुओं के साथ परस्पर क्रिया करता है।

तनु सल्फ्यूरिक अम्लएक सामान्य अम्ल की तरह धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, एक अम्लीय अवशेष SO4 और हाइड्रोजन के साथ एक नमक बनता है।

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

लेकिन केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिडएक बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। वोल्टेज श्रृंखला में उनकी स्थिति की परवाह किए बिना, यह सभी धातुओं का ऑक्सीकरण करता है। और धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करने पर, यह स्वयं SO2 में कम हो जाता है। हाइड्रोजन नहीं निकलती है।

u + 2 H2SO4 (संक्षिप्त) = CuSO4 + SO2 + 2H2O

Zn + 2 H2SO4 (संक्षिप्त) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O

लेकिन सोना, लोहा, एल्युमिनियम, प्लेटिनम समूह की धातुएं सल्फ्यूरिक एसिड में ऑक्सीकृत नहीं होती हैं। इसलिए, सल्फ्यूरिक एसिड को स्टील के टैंकों में ले जाया जाता है।

सल्फ्यूरिक एसिड लवण, जो ऐसी प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप प्राप्त होते हैं, सल्फेट कहलाते हैं। वे रंगहीन होते हैं और आसानी से क्रिस्टलीकृत हो जाते हैं। उनमें से कुछ पानी में अत्यधिक घुलनशील हैं। केवल CaSO4 और PbSO4 विरल रूप से घुलनशील हैं। BaSO4 पानी में लगभग अघुलनशील है।

ठिकानों के साथ बातचीत

अम्ल और क्षार की अभिक्रिया उदासीनीकरण अभिक्रिया कहलाती है। सल्फ्यूरिक एसिड न्यूट्रलाइजेशन प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, एसिड अवशेष SO4 और पानी H2O युक्त एक नमक बनता है।

सल्फ्यूरिक एसिड न्यूट्रलाइजेशन प्रतिक्रियाओं के उदाहरण:

H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O

H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O

सल्फ्यूरिक एसिड घुलनशील और अघुलनशील दोनों आधारों के साथ एक उदासीनीकरण प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है।

चूंकि सल्फ्यूरिक एसिड अणु में दो हाइड्रोजन परमाणु होते हैं, और इसे बेअसर करने के लिए दो आधारों की आवश्यकता होती है, यह डिबासिक एसिड से संबंधित है।

बुनियादी आक्साइड के साथ बातचीत

स्कूल रसायन विज्ञान पाठ्यक्रम से हम जानते हैं कि ऑक्साइड जटिल पदार्थ कहलाते हैं, जिनमें दो रासायनिक तत्व शामिल होते हैं, जिनमें से एक ऑक्सीकरण अवस्था -2 में ऑक्सीजन होता है। मूल ऑक्साइड 1, 2 और कुछ 3 संयोजकता धातुओं के ऑक्साइड कहलाते हैं। मूल ऑक्साइड के उदाहरण: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO।

मूल ऑक्साइड के साथ, सल्फ्यूरिक एसिड एक उदासीनीकरण प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है। ऐसी प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, जैसे कि क्षार के साथ प्रतिक्रिया में, नमक और पानी बनते हैं। नमक में एसिड अवशेष SO4 होता है।

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

नमक बातचीत

सल्फ्यूरिक एसिड कमजोर या वाष्पशील एसिड के लवण के साथ प्रतिक्रिया करता है, इन एसिड को उनसे विस्थापित करता है। इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, एक अम्लीय अवशेष SO4 और एक एसिड के साथ एक नमक

H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl

सल्फ्यूरिक एसिड और उसके यौगिकों का उपयोग

बेरियम दलिया BaSO4 एक्स-रे में देरी करने में सक्षम है। इसे मानव शरीर के खोखले अंगों से भरकर रेडियोलॉजिस्ट उनकी जांच करते हैं।

दवा और निर्माण में, प्राकृतिक जिप्सम CaSO4 * 2H2O, कैल्शियम सल्फेट हाइड्रेट का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। Glauber का नमक Na2SO4 * 10H2O का उपयोग दवा और पशु चिकित्सा में, रासायनिक उद्योग में - सोडा और कांच के उत्पादन के लिए किया जाता है। कॉपर सल्फेट CuSO4 * 5H2O बागवानों और कृषिविदों के लिए जाना जाता है जो इसका उपयोग कीटों और पौधों की बीमारियों को नियंत्रित करने के लिए करते हैं।

सल्फ्यूरिक एसिड का व्यापक रूप से विभिन्न उद्योगों में उपयोग किया जाता है: रासायनिक, धातु, पेट्रोलियम, कपड़ा, चमड़ा और अन्य।

undiluted सल्फ्यूरिक एसिड एक सहसंयोजक यौगिक है।

एक अणु में, सल्फ्यूरिक एसिड चार ऑक्सीजन परमाणुओं से घिरा होता है, जिनमें से दो हाइड्रॉक्सिल समूहों का हिस्सा होते हैं। एस-ओ बॉन्ड डबल हैं, और एस-ओएच बॉन्ड सिंगल हैं।

रंगहीन, बर्फ जैसे क्रिस्टल में एक स्तरित संरचना होती है: प्रत्येक एच 2 एसओ 4 अणु चार आसन्न मजबूत हाइड्रोजन बांडों से जुड़ा होता है, जिससे एक एकल स्थानिक ढांचा बनता है।

तरल सल्फ्यूरिक एसिड की संरचना ठोस की संरचना के समान होती है, केवल स्थानिक फ्रेम की अखंडता टूट जाती है।

सल्फ्यूरिक एसिड के भौतिक गुण

सामान्य परिस्थितियों में, सल्फ्यूरिक एसिड एक भारी तैलीय तरल, रंगहीन और गंधहीन होता है। इंजीनियरिंग में, सल्फ्यूरिक एसिड को पानी और सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड दोनों के साथ इसका मिश्रण कहा जाता है। यदि SO 3: H 2 O का मोलर अनुपात 1 से कम है, तो यह सल्फ्यूरिक एसिड का एक जलीय घोल है, यदि 1 से अधिक है, तो यह सल्फ्यूरिक एसिड में SO 3 का घोल है।

100% एच 2 एसओ 4 10.45 डिग्री सेल्सियस पर क्रिस्टलीकृत होता है; टीबीपी = 296.2 डिग्री सेल्सियस; घनत्व 1.98 ग्राम/सेमी 3। एच 2 एसओ 4 एच 2 ओ और एसओ 3 के साथ किसी भी अनुपात में हाइड्रेट बनाने के लिए मिश्रित होता है, हाइड्रेशन की गर्मी इतनी अधिक होती है कि मिश्रण उबाल सकता है, छिटक सकता है और जल सकता है। इसलिए, पानी में एसिड मिलाना आवश्यक है, न कि इसके विपरीत, क्योंकि जब एसिड में पानी मिलाया जाता है, तो हल्का पानी एसिड की सतह पर होगा, जहां से निकलने वाली सारी गर्मी केंद्रित होगी।

जब सल्फ्यूरिक एसिड के 70% एच 2 एसओ 4 तक के जलीय घोल को गर्म और उबाला जाता है, तो वाष्प चरण में केवल जल वाष्प निकलता है। सल्फ्यूरिक एसिड वाष्प भी अधिक केंद्रित समाधानों के ऊपर दिखाई देते हैं।

संरचनात्मक विशेषताओं और विसंगतियों के संदर्भ में, तरल सल्फ्यूरिक एसिड पानी के समान है। यहां हाइड्रोजन बांड की समान प्रणाली है, लगभग समान स्थानिक ढांचा।

सल्फ्यूरिक एसिड के रासायनिक गुण

सल्फ्यूरिक एसिड सबसे मजबूत खनिज एसिड में से एक है, इसकी उच्च ध्रुवता के कारण, एच-ओ बंधन आसानी से टूट जाता है।

सल्फ्यूरिक एसिड जलीय घोल में घुल जाता है , एक हाइड्रोजन आयन और एक एसिड अवशेष बनाते हैं:

एच 2 एसओ 4 \u003d एच + + एचएसओ 4 -;

एचएसओ 4 - \u003d एच + + एसओ 4 2-।

सारांश समीकरण:

एच 2 एसओ 4 \u003d 2 एच + + एसओ 4 2-।

एसिड के गुण दिखाता है , धातुओं, धातु के आक्साइड, क्षार और लवण के साथ प्रतिक्रिया करता है।

तनु सल्फ्यूरिक एसिड ऑक्सीकरण गुणों को प्रदर्शित नहीं करता है; जब यह धातुओं के साथ बातचीत करता है, तो हाइड्रोजन और सबसे कम ऑक्सीकरण अवस्था में धातु युक्त नमक निकलता है। ठंड में, एसिड लोहा, एल्युमिनियम और यहां तक ​​कि बेरियम जैसी धातुओं के लिए निष्क्रिय होता है।

सांद्र अम्ल में ऑक्सीकरण गुण होते हैं। सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड के साथ सरल पदार्थों के संपर्क के संभावित उत्पाद तालिका में दिए गए हैं। एसिड की सांद्रता और धातु की गतिविधि की डिग्री पर कमी उत्पाद की निर्भरता को दिखाया गया है: धातु जितनी अधिक सक्रिय होती है, उतनी ही गहरी यह सल्फ्यूरिक एसिड के सल्फेट आयन को कम करती है।

ऑक्साइड के साथ बातचीत:

सीएओ + एच 2 एसओ 4 \u003d सीएएसओ 4 \u003d एच 2 ओ।

ठिकानों के साथ बातचीत:

2NaOH + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O।

लवण के साथ बातचीत:

ना 2 सीओ 3 + एच 2 एसओ 4 = ना 2 एसओ 4 + सीओ 2 + एच 2 ओ।

ऑक्सीकरण गुण

सल्फ्यूरिक एसिड HI और HBr को मुक्त हैलोजन में ऑक्सीकृत करता है:

एच 2 एसओ 4 + 2एचआई \u003d आई 2 + 2 एच 2 ओ + एसओ 2।

सल्फ्यूरिक एसिड हाइड्रॉक्सिल समूहों वाले कार्बनिक यौगिकों से रासायनिक रूप से बाध्य पानी को हटा देता है। केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड की उपस्थिति में एथिल अल्कोहल के निर्जलीकरण से एथिलीन का उत्पादन होता है:

सी 2 एच 5 ओएच \u003d सी 2 एच 4 + एच 2 ओ।

सल्फ्यूरिक एसिड के संपर्क में आने पर चीनी, सेल्युलोज, स्टार्च और अन्य कार्बोहाइड्रेट का जलना भी उनके निर्जलीकरण द्वारा समझाया गया है:

सी 6 एच 12 ओ 6 + 12एच 2 एसओ 4 = 18 एच 2 ओ + 12एसओ 2 + 6सीओ 2।

संरचनात्मक सूत्र

सही, अनुभवजन्य या सकल सूत्र: H2SO4

सल्फ्यूरिक एसिड की रासायनिक संरचना

आणविक भार: 98.076

सल्फ्यूरिक एसिडएच 2 एसओ 4 एक मजबूत डिबासिक एसिड है, जो सल्फर (+6) के उच्चतम ऑक्सीकरण राज्य के अनुरूप है। सामान्य परिस्थितियों में, केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड एक भारी तैलीय तरल, रंगहीन और गंधहीन होता है, जिसमें खट्टा "कॉपरी" स्वाद होता है। प्रौद्योगिकी में, सल्फ्यूरिक एसिड को पानी और सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड SO3 दोनों के साथ इसका मिश्रण कहा जाता है। यदि SO 3: H 2 O का दाढ़ अनुपात 1 से कम है, तो यह सल्फ्यूरिक एसिड का एक जलीय घोल है, यदि 1 से अधिक - सल्फ्यूरिक एसिड (ओलियम) में SO 3 का घोल।

नाम

XVIII-XIX सदियों में, विट्रियल पौधों में सल्फर पाइराइट्स (पाइराइट) से बारूद के लिए सल्फर का उत्पादन किया गया था। उस समय सल्फ्यूरिक एसिड को "विट्रियल ऑयल" कहा जाता था (एक नियम के रूप में यह एक क्रिस्टलीय हाइड्रेट था, जो स्थिरता में तेल जैसा दिखता था), इसलिए इसके लवण (या बल्कि क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स) के नाम की उत्पत्ति - विट्रियल।

सल्फ्यूरिक एसिड प्राप्त करना

औद्योगिक (संपर्क) विधि

उद्योग में, सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन सल्फर डाइऑक्साइड (सल्फर या पाइराइट के दहन के दौरान उत्पन्न सल्फर गैस) के ऑक्सीकरण से ट्राइऑक्साइड (सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड) में होता है, इसके बाद पानी के साथ SO 3 की बातचीत होती है। इस विधि द्वारा प्राप्त सल्फ्यूरिक अम्ल को संपर्क (एकाग्रता 92-94%) भी कहा जाता है।

नाइट्रस (टॉवर) विधि

पहले, सल्फ्यूरिक एसिड विशेष रूप से विशेष टावरों में नाइट्रस विधि द्वारा प्राप्त किया जाता था, और एसिड को टॉवर एसिड (75% एकाग्रता) कहा जाता था। इस विधि का सार पानी की उपस्थिति में नाइट्रोजन डाइऑक्साइड के साथ सल्फर डाइऑक्साइड का ऑक्सीकरण है।

एक और तरीका

उन दुर्लभ मामलों में जब हाइड्रोजन सल्फाइड (एच 2 एस) नमक से सल्फेट (एसओ 4 -) को विस्थापित करता है (धातुओं क्यू, एजी, पीबी, एचजी के साथ), सल्फ्यूरिक एसिड एक उप-उत्पाद है। इन धातुओं के सल्फाइड में सबसे अधिक ताकत होती है, साथ ही एक विशिष्ट काला रंग भी होता है।

भौतिक और भौतिक-रासायनिक गुण

एक बहुत मजबूत एसिड, 18 o C pK a (1) \u003d -2.8, pK a (2) \u003d 1.92 (K z 1.2 10 -2) पर; अणु में बंधन लंबाई एस = ओ 0.143 एनएम, एस-ओएच 0.154 एनएम, कोण एचओएसओएच 104 डिग्री, ओएसओ 119 डिग्री; फोड़े, एक एज़ोट्रोपिक मिश्रण (98.3% एच 2 एसओ 4 और 1.7% एच 2 ओ 338.8 डिग्री सेल्सियस के क्वथनांक के साथ) बनाते हैं। सल्फ्यूरिक एसिड, 100% एच 2 एसओ 4 सामग्री के अनुरूप, एक संरचना (%) है: एच 2 एसओ 4 99.5, एचएसओ 4 - - 0.18, एच 3 एसओ 4 + - 0.14, एच 3 ओ + - 0.09, एच 2 एस 2 ओ 7, - 0.04, एचएस 2 ओ 7 - - 0.05। पानी के साथ मिश्रणीय और सभी अनुपात में SO 3। जलीय घोल में, सल्फ्यूरिक एसिड लगभग पूरी तरह से एच 3 ओ +, एचएसओ 3 + और 2 एचएसओ 4 - में अलग हो जाता है। एच 2 एसओ 4 एनएच 2 ओ को हाइड्रेट करता है, जहां एन = 1, 2, 3, 4 और 6.5।

ओलियम

सल्फ्यूरिक एसिड में सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड SO 3 के घोल को ओलियम कहा जाता है, वे दो यौगिक H 2 SO 4 SO 3 और H 2 SO 4 2SO 3 बनाते हैं। ओलियम में पाइरोसल्फ्यूरिक एसिड भी होता है। सल्फ्यूरिक एसिड के जलीय घोल का क्वथनांक इसकी सांद्रता में वृद्धि के साथ बढ़ता है और अधिकतम 98.3% एच 2 एसओ 4 की सामग्री तक पहुंच जाता है। SO3 की मात्रा बढ़ने के साथ ओलियम का क्वथनांक कम हो जाता है। सल्फ्यूरिक एसिड के जलीय घोल की सांद्रता में वृद्धि के साथ, घोल पर कुल वाष्प दबाव कम हो जाता है और 98.3% H 2 SO 4 की सामग्री पर न्यूनतम तक पहुँच जाता है। ओलियम में SO3 की सांद्रता में वृद्धि के साथ, इसके ऊपर का कुल वाष्प दाब बढ़ जाता है। सल्फ्यूरिक एसिड और ओलियम के जलीय घोल पर वाष्प दबाव की गणना समीकरण द्वारा की जा सकती है:

लॉग पी=ए-बी/टी+2.126

गुणांक ए और बी के मान सल्फ्यूरिक एसिड की एकाग्रता पर निर्भर करते हैं। सल्फ्यूरिक एसिड के जलीय घोल पर भाप में जल वाष्प, एच 2 एसओ 4 और एसओ 3 का मिश्रण होता है, जबकि वाष्प की संरचना तरल की संरचना से संबंधित एज़ोट्रोपिक मिश्रण को छोड़कर, सल्फ्यूरिक एसिड की सभी सांद्रता में भिन्न होती है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, पृथक्करण बढ़ता है। ओलियम एच 2 एसओ 4 · एसओ 3 में अधिकतम चिपचिपाहट होती है, बढ़ते तापमान के साथ, घट जाती है। सल्फ्यूरिक एसिड का विद्युत प्रतिरोध SO 3 और 92% H 2 SO 4 की सांद्रता पर न्यूनतम और अधिकतम 84 और 99.8% H 2 SO 4 की सांद्रता पर होता है। ओलियम के लिए, न्यूनतम 10% SO3 की सांद्रता पर होता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, सल्फ्यूरिक एसिड का बढ़ता है। 100% सल्फ्यूरिक एसिड 101 (298.15 K), 122 (281.15 K) का ढांकता हुआ स्थिरांक; क्रायोस्कोपिक स्थिरांक 6.12, एबुलियोस्कोपिक स्थिरांक 5.33; हवा में सल्फ्यूरिक एसिड वाष्प का प्रसार गुणांक तापमान के साथ बदलता रहता है; डी = 1.67 10⁻⁵T3/2 सेमी²/एस।

रासायनिक गुण

गर्म होने पर सांद्रित रूप में सल्फ्यूरिक एसिड काफी मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट होता है। HI और आंशिक रूप से HBr को मुक्त हैलोजन में ऑक्सीकृत करता है। कई धातुओं का ऑक्सीकरण करता है (अपवाद: Au, Pt, Ir, Rh, Ta.)। इस मामले में, केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड SO 2 तक कम हो जाता है। ठंड में सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड में, Fe, Al, Cr, Co, Ni, Ba निष्क्रिय हो जाते हैं और प्रतिक्रियाएँ आगे नहीं बढ़ती हैं। सबसे मजबूत कम करने वाले एजेंटों के साथ, केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड एस और एच 2 एस तक कम हो जाता है। केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड जल वाष्प को अवशोषित करता है, इसलिए इसका उपयोग गैसों, तरल पदार्थों और ठोस पदार्थों को सुखाने के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए, desiccators में। हालांकि, हाइड्रोजन द्वारा सांद्र H2SO4 आंशिक रूप से कम हो जाता है, यही वजह है कि इसे सुखाने के लिए इसका उपयोग नहीं किया जा सकता है। कार्बनिक यौगिकों से पानी को अलग करने और एक ही समय में ब्लैक कार्बन (कोयला) छोड़ने से, केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड लकड़ी, चीनी और अन्य पदार्थों को जलाने का कारण बनता है। पतला एच 2 एसओ 4 उन सभी धातुओं के साथ बातचीत करता है जो हाइड्रोजन के बाईं ओर वोल्टेज की विद्युत रासायनिक श्रृंखला में हैं। तनु H2SO4 के लिए ऑक्सीकरण गुण अप्राप्य हैं। सल्फ्यूरिक एसिड लवण की दो श्रृंखला बनाता है: मध्यम - सल्फेट्स और अम्लीय - हाइड्रोसल्फेट्स, साथ ही एस्टर। Peroxomonosulfuric (या Caro's acid) H 2 SO 5 और peroxodisulfuric H 2 S 2 O 8 एसिड ज्ञात हैं। सल्फ्यूरिक एसिड भी मूल ऑक्साइड के साथ सल्फेट और पानी बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है। धातु संयंत्रों में, धातु उत्पादों की सतह से धातु ऑक्साइड की एक परत को हटाने के लिए एक सल्फ्यूरिक एसिड समाधान का उपयोग किया जाता है जो निर्माण प्रक्रिया के दौरान मजबूत हीटिंग के अधीन होते हैं। तो, सल्फ्यूरिक एसिड के गर्म घोल की क्रिया द्वारा लोहे के ऑक्साइड को शीट आयरन की सतह से हटा दिया जाता है। सल्फ्यूरिक एसिड और इसके घुलनशील लवण के लिए एक गुणात्मक प्रतिक्रिया घुलनशील बेरियम लवण के साथ उनकी बातचीत है, जिसमें बेरियम सल्फेट का एक सफेद अवक्षेप बनता है, उदाहरण के लिए पानी और एसिड में अघुलनशील।

आवेदन पत्र

सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग किया जाता है:

• अयस्कों के प्रसंस्करण में, विशेष रूप से यूरेनियम, इरिडियम, ज़िरकोनियम, ऑस्मियम, आदि सहित दुर्लभ तत्वों के निष्कर्षण में;
• खनिज उर्वरकों के उत्पादन में;
• लीड बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट के रूप में;
• विभिन्न खनिज अम्ल और लवण प्राप्त करने के लिए;
• रासायनिक फाइबर, रंजक, धुआं बनाने और विस्फोटक पदार्थों के उत्पादन में;
• तेल, धातु, कपड़ा, चमड़ा और अन्य उद्योगों में;
• खाद्य उद्योग में - एक खाद्य योज्य E513 (पायसीकारक) के रूप में पंजीकृत;
• प्रतिक्रियाओं में औद्योगिक कार्बनिक संश्लेषण में:
• निर्जलीकरण (डायथाइल ईथर, एस्टर प्राप्त करना);
• जलयोजन (एथिलीन से इथेनॉल);
• सल्फोनेशन (रंगों के उत्पादन में सिंथेटिक डिटर्जेंट और मध्यवर्ती);
• क्षारीकरण (आइसोक्टेन, पॉलीइथाइलीन ग्लाइकॉल, कैप्रोलैक्टम प्राप्त करना), आदि।
• आसुत जल के उत्पादन में फिल्टर में रेजिन की वसूली के लिए।

सल्फ्यूरिक एसिड का विश्व उत्पादन लगभग। प्रति वर्ष 160 मिलियन टन। सल्फ्यूरिक एसिड का सबसे बड़ा उपभोक्ता खनिज उर्वरकों का उत्पादन है। पी 2 ओ 5 फॉस्फेट उर्वरकों के लिए, द्रव्यमान द्वारा 2.2-3.4 गुना अधिक सल्फ्यूरिक एसिड की खपत होती है, और (एनएच 4) 2 एसओ 4 सल्फ्यूरिक एसिड के लिए खपत के द्रव्यमान का 75% (एनएच 4) 2 एसओ 4। इसलिए, खनिज उर्वरकों के उत्पादन के लिए पौधों के संयोजन में सल्फ्यूरिक एसिड संयंत्रों का निर्माण किया जाता है।

ऐतिहासिक जानकारी

सल्फ्यूरिक एसिड प्राचीन काल से जाना जाता है, प्रकृति में मुक्त रूप में होता है, उदाहरण के लिए, ज्वालामुखियों के पास झीलों के रूप में। शायद फिटकरी या आयरन सल्फेट "ग्रीन स्टोन" को कैल्सीन करके प्राप्त एसिड गैसों का पहला उल्लेख अरब कीमियागर जाबिर इब्न हेयान के लेखन में पाया जाता है। 9वीं शताब्दी में, फ़ारसी कीमियागर अर-राज़ी ने, लोहे और कॉपर सल्फेट (FeSO 4 7H 2 O और CuSO 4 5H 2 O) के मिश्रण को शांत करते हुए, सल्फ्यूरिक एसिड का एक घोल भी प्राप्त किया। इस पद्धति को यूरोपीय रसायनज्ञ अल्बर्ट मैग्नस द्वारा सिद्ध किया गया था, जो 13वीं शताब्दी में रहते थे। फेरस सल्फेट से सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन की योजना - मिश्रण को ठंडा करने के बाद आयरन (II) सल्फेट का थर्मल अपघटन। कीमियागर वैलेंटाइन (XIII सदी) के लेखन में सल्फर और सॉल्टपीटर पाउडर के मिश्रण को पानी में जलाने से निकलने वाली गैस (सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड) को अवशोषित करके सल्फ्यूरिक एसिड बनाने की एक विधि का वर्णन किया गया है। इसके बाद, इस पद्धति ने तथाकथित का आधार बनाया। "चैम्बर" विधि, सीसा के साथ पंक्तिबद्ध छोटे कक्षों में की जाती है, जो सल्फ्यूरिक एसिड में नहीं घुलती है। यूएसएसआर में, इस तरह की एक विधि 1955 तक मौजूद थी। 15 वीं शताब्दी के कीमियागर भी पाइराइट से सल्फ्यूरिक एसिड प्राप्त करने की एक विधि जानते थे - सल्फर पाइराइट, सल्फर की तुलना में एक सस्ता और अधिक सामान्य कच्चा माल। सल्फ्यूरिक एसिड इस तरह से 300 वर्षों तक कांच के मुंहतोड़ जवाबों में कम मात्रा में उत्पादित किया गया था। इसके बाद, कटैलिसीस के विकास के संबंध में, इस विधि ने सल्फ्यूरिक एसिड के संश्लेषण के लिए कक्ष विधि को बदल दिया। वर्तमान में, सल्फ्यूरिक एसिड सल्फर ऑक्साइड (IV) के सल्फर ऑक्साइड (VI) के उत्प्रेरक ऑक्सीकरण (V 2 O 5 पर) द्वारा निर्मित होता है, और बाद में सल्फर ऑक्साइड (VI) के 70% सल्फ्यूरिक एसिड में ओलियम बनाने के लिए विघटन होता है। रूस में, सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन पहली बार 1805 में मास्को के पास ज़ेवेनिगोरोड जिले में आयोजित किया गया था। 1913 में, रूस सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में दुनिया में 13 वें स्थान पर था।

अतिरिक्त जानकारी

सल्फर की बड़ी मात्रा में जल वाष्प और ज्वालामुखीय राख की प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप सल्फ्यूरिक एसिड की सबसे छोटी बूंदें मध्य और ऊपरी वातावरण में बन सकती हैं। सल्फ्यूरिक एसिड बादलों के उच्च एल्बीडो के कारण परिणामी निलंबन, सूर्य के प्रकाश को ग्रह की सतह तक पहुंचने में मुश्किल बनाता है। इसलिए (और ऊपरी वायुमंडल में बड़ी संख्या में ज्वालामुखी राख के छोटे कणों के परिणामस्वरूप, जो सूर्य के प्रकाश को ग्रह तक पहुंचने में भी मुश्किल बनाते हैं), विशेष रूप से मजबूत ज्वालामुखी विस्फोट के बाद महत्वपूर्ण जलवायु परिवर्तन हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, Ksudach ज्वालामुखी (कामचटका प्रायद्वीप, 1907) के विस्फोट के परिणामस्वरूप, वातावरण में धूल की एक बढ़ी हुई सांद्रता लगभग 2 वर्षों तक बनी रही, और पेरिस में भी सल्फ्यूरिक एसिड के विशिष्ट चांदी के बादल देखे गए। 1991 में पिनातुबो ज्वालामुखी का विस्फोट, जिसने 3 10 7 टन सल्फर को वायुमंडल में भेजा, इस तथ्य को जन्म दिया कि 1992 और 1993 1991 और 1994 की तुलना में बहुत अधिक ठंडे थे।

मानकों

• सल्फ्यूरिक एसिड तकनीकी GOST 2184-77
• सल्फ्यूरिक एसिड बैटरी। निर्दिष्टीकरण गोस्ट 667-73
• विशेष शुद्धता का सल्फ्यूरिक अम्ल। निर्दिष्टीकरण गोस्ट 1422-78
• अभिकर्मक। सल्फ्यूरिक एसिड। निर्दिष्टीकरण गोस्ट 4204-77

नया विषय: सल्फ्यूरिक एसिड -एच 2 इसलिए 4

1. सल्फ्यूरिक एसिड के इलेक्ट्रॉनिक और संरचनात्मक सूत्र

*S - सल्फर उत्तेजित अवस्था में है 1S 2 2S 2 2P 6 3S 1 3P 3 3d 2

सल्फ्यूरिक एसिड अणु का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र:

सल्फ्यूरिक एसिड अणु का संरचनात्मक सूत्र:

1 एच - -2 ओ -2 ओ

1 एच - -2 ओ -2 ओ

2. रसीद:

सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए रासायनिक प्रक्रियाओं को निम्नलिखित योजना के रूप में दर्शाया जा सकता है:

एस + ओ 2 + ओ 2 + एच 2 ओ

FeS 2 SO 2 SO 3 H 2 SO 4

सल्फ्यूरिक एसिड तीन चरणों में बनता है:

1 चरण।कच्चे माल के रूप में सल्फर, आयरन पाइराइट या हाइड्रोजन सल्फाइड का उपयोग किया जाता है।

4 FeS 2 + 11 O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2 मंच. उत्प्रेरक V 2 O 5 . का उपयोग करके ऑक्सीजन के साथ SO 2 से SO 3 का ऑक्सीकरण

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3 + Q

तीसरा चरण. SO3 को सल्फ्यूरिक एसिड में बदलने के लिए पानी का उपयोग नहीं किया जाता है। एक मजबूत हीटिंग है, और सल्फ्यूरिक एसिड का एक केंद्रित समाधान है।

एसओ 3 + एच 2 ओ एच 2 एसओ 4

परिणाम ओलियम है - एक समाधानइसलिए 3 सल्फ्यूरिक एसिड में।

उपकरण सर्किट आरेख(पाठ्यपुस्तक पृष्ठ 105 देखें)

3. भौतिक गुण।

ए) तरल बी) रंगहीन सी) भारी (विट्रियल) डी) गैर-वाष्पशील

डी) पानी में घुलने पर, मजबूत हीटिंग होता है ( इसलिए सल्फ्यूरिक एसिड डालना चाहिएपानी,एइसके विपरीत नहीं!)

4. सल्फ्यूरिक एसिड के रासायनिक गुण।

पतलाएच 2 इसलिए 4	केंद्रितएच 2 इसलिए 4
एसिड के सभी गुण होते हैं	विशिष्ट गुण हैं
1. संकेतक का रंग बदलता है: एच 2 एसओ 4 एच + + एचएसओ 4 - एचएसओ 4 - एच + + एसओ 4 2- 2. हाइड्रोजन तक खड़ी धातुओं के साथ अभिक्रिया: Zn + H 2 SO 4 ZnSO 4 + H 2 3. क्षारक और उभयधर्मी आक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है: एमजीओ + एच 2 एसओ 4 एमजीएसओ 4 + एच 2 ओ 4. ठिकानों के साथ बातचीत (बेअसर प्रतिक्रिया) 2NaOH + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + 2H 2 O अतिरिक्त अम्ल अम्लीय लवण बनाता है NaOH + H 2 SO 4 NaHSO 4 +H 2 O 5. शुष्क लवणों के साथ प्रतिक्रिया करता है, उनसे अन्य अम्लों को विस्थापित करता है (यह सबसे मजबूत और गैर-वाष्पशील अम्ल है): 2NaCl+H 2 SO 4 Na 2 SO 4 +2HCl 6. अघुलनशील नमक बनने पर नमक के घोल से प्रतिक्रिया करता है: बाक्ली 2 +एच 2 इसलिए 4 बासो 4 +2एचसीएल- सफेदतलछट आयन के लिए गुणात्मक प्रतिक्रियाइसलिए 4 2- 7. गर्म करने पर यह विघटित हो जाता है: एच 2 एसओ 4 एच 2 ओ + एसओ 3	1. सांद्रित एच 2 एसओ 4 सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, गर्म होने पर, यह सभी धातुओं (एयू और पीटी को छोड़कर) के साथ प्रतिक्रिया करता है। इन प्रतिक्रियाओं में, धातु की गतिविधि और स्थितियों के आधार पर, एस, एसओ 2 या एच 2 एस जारी किया जाता है उदाहरण के लिए: Cu+ सांद्र 2H 2 SO 4 CuSO 4 +SO 2 +H 2 O 2. सांद्र एच 2 एसओ 4 लोहे और एल्यूमीनियम को निष्क्रिय करता है, इसलिए इसे स्टील में ले जाया जा सकता है और एल्यूमीनियम टैंक। 3. संक्षिप्त एच 2 एसओ 4 पानी को अच्छी तरह से अवशोषित करता है एच 2 एसओ 4 + एच 2 ओ एच 2 एसओ 4 * 2 एच 2 ओ इसलिए, यह कार्बनिक पदार्थों को जलाता है

5. आवेदनसल्फ्यूरिक एसिड विभिन्न उद्योगों में उपयोग किए जाने वाले सबसे महत्वपूर्ण उत्पादों में से एक है। इसका मुख्य उपभोक्ता खनिज उर्वरकों का उत्पादन, धातु विज्ञान और पेट्रोलियम उत्पादों का शोधन है। सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग अन्य एसिड, डिटर्जेंट, विस्फोटक, दवाएं, पेंट और लीड बैटरी के लिए इलेक्ट्रोलाइट्स के निर्माण में किया जाता है। (पाठ्यपुस्तक पृष्ठ 103)।

6. सल्फ्यूरिक एसिड के लवण

सल्फ्यूरिक एसिड चरणों में अलग हो जाता है

एच 2 एसओ 4 एच + + एचएसओ 4 -

एचएसओ 4 - एच + + एसओ 4 2-

इसलिए, यह दो प्रकार के लवण बनाता है - सल्फेट और हाइड्रोसल्फेट

उदाहरण के लिए: Na 2 SO 4 - सोडियम सल्फेट (मध्यम नमक)

ना एचएसओ 4 - सोडियम हाइड्रोजन सल्फेट (अम्लीय नमक)

सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले हैं:

Na 2 SO 4 * 10H 2 O - ग्लौबर का नमक (सोडा, कांच, दवा और

पशु चिकित्सा।

CaSO 4 * 2H 2 O - जिप्सम

CuSO 4 * 5H 2 O - कॉपर सल्फेट (कृषि में प्रयुक्त)।

प्रयोगशाला अनुभव

सल्फ्यूरिक एसिड के रासायनिक गुण।

उपकरण: परीक्षण नलियाँ।

अभिकर्मक:सल्फ्यूरिक एसिड, मिथाइल ऑरेंज, जिंक, मैग्नीशियम ऑक्साइड, सोडियम हाइड्रोक्साइड और फिनोलफथेलिन, सोडियम कार्बोनेट, बेरियम क्लोराइड।

ख) प्रेक्षणों की तालिका भरें