Asam sulfat H 2 SO 4 , massa molar 98.082; tidak berwarna berminyak, tidak berbau. Diacid yang sangat kuat, pada 18°C ​​p K a 1 - 2,8, K 2 1,2 10 -2, pK sebuah 2 1,92; panjang ikatan dalam S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, sudut HOSOH 104°, OSO 119°; mendidih dengan dekomposisi, membentuk (98,3% H 2 SO 4 dan 1,7% H 2 O dengan titik didih 338,8 ° C; lihat juga tabel. 1). Asam sulfat, sesuai dengan kandungan H 2 SO 4 100%, memiliki komposisi (%): H 2 SO 4 99,5%, HSO 4 - 0,18%, H 3 SO 4 + 0,14%, H 3 O + 0 09%, H 2 S 2 O 7 0,04%, HS 2 O 7 0,05%. Dapat bercampur dengan dan SO3 dalam semua perbandingan. Dalam larutan air asam sulfat hampir sepenuhnya terdisosiasi menjadi H + , HSO 4 - dan SO 4 2- . Bentuk H 2 SO 4 · n H2O, dimana n=1, 2, 3, 4 dan 6.5.

larutan SO 3 dalam asam sulfat disebut oleum, mereka membentuk dua senyawa H 2 SO 4 SO 3 dan H 2 SO 4 2SO 3. Oleum juga mengandung asam pirosulfat, yang diperoleh dengan reaksi: H 2 SO 4 +SO 3 =H 2 S 2 O 7 .

Mendapatkan asam sulfat

Bahan baku untuk menerima asam sulfat berfungsi sebagai: S, logam sulfida, H 2 S, limbah dari pembangkit listrik termal, sulfat Fe, Ca, dll. Tahapan utama memperoleh asam sulfat: 1) bahan baku untuk mendapatkan SO 2 ; 2) SO 2 menjadi SO 3 (konversi); 3) SO3. Dalam industri, dua metode digunakan untuk mendapatkan: asam sulfat, berbeda dalam cara oksidasi SO 2 - kontak menggunakan katalis padat (kontak) dan nitro - dengan nitrogen oksida. Menerima asam sulfat Dalam metode kontak, tanaman modern menggunakan katalis vanadium yang menggantikan oksida Pt dan Fe. V 2 O 5 murni memiliki aktivitas katalitik yang lemah, yang meningkat tajam dengan adanya logam alkali, dengan garam K memiliki efek terbesar.7 V 2 O 5 dan K 2 S 2 O 7 V 2 O 5 terurai pada 315-330 , 365-380 dan 400-405 °C, masing-masing). Komponen aktif di bawah katalisis berada dalam keadaan cair.

Skema oksidasi SO 2 menjadi SO 3 dapat direpresentasikan sebagai berikut:

Pada tahap pertama, keseimbangan tercapai, tahap kedua lambat dan menentukan kecepatan proses.

Produksi asam sulfat dari belerang dengan metode kontak ganda dan penyerapan ganda (Gbr. 1) terdiri dari tahapan berikut. Udara setelah dibersihkan dari debu disuplai oleh blower gas ke menara pengering, di mana dikeringkan 93-98% asam sulfat sampai kadar air 0,01% volume. Udara kering memasuki tungku belerang setelah pemanasan awal di salah satu penukar panas unit kontak. Belerang dibakar di tungku, disuplai oleh nozel: S + O 2 \u003d SO 2 + 297.028 kJ. Gas yang mengandung 10-14% volume SO 2 didinginkan dalam boiler dan setelah pengenceran dengan udara dengan kandungan SO 2 9-10% volume pada 420 ° C memasuki peralatan kontak untuk tahap pertama konversi, yang berlangsung pada tiga lapisan katalis (SO 2 + V 2 O 2 = SO 3 + 96,296 kJ), setelah itu gas didinginkan dalam penukar panas. Kemudian gas yang mengandung 8,5-9,5% SO 3 pada 200 ° C memasuki tahap pertama penyerapan ke dalam absorber, irigasi dan 98% asam sulfat: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + 130,56 kJ. Gas tersebut kemudian disemprotkan. asam sulfat, dipanaskan hingga 420 ° C dan memasuki tahap kedua konversi, mengalir pada dua lapisan katalis. Sebelum tahap penyerapan kedua, gas didinginkan di economizer dan dimasukkan ke dalam penyerap tahap kedua, diairi dengan 98% asam sulfat, dan kemudian, setelah dibersihkan dari cipratan, dilepaskan ke atmosfer.

1 - tungku belerang; 2 - ketel limbah panas; 3 - penghemat; 4 - tungku awal; 5, 6 - penukar panas dari tungku awal; 7 - perangkat kontak; 8 - penukar panas; 9 - penyerap oleum; 10 - menara pengering; 11 dan 12, masing-masing, penyerap monohidrat pertama dan kedua; 13 - pengumpul asam.

1 - pengumpan piring; 2 - oven; 3 - boiler panas limbah; 4 - siklon; 5 - presipitator elektrostatik; 6 - menara cuci; 7 - presipitator elektrostatik basah; 8 - menara peniup; 9 - menara pengering; 10 - perangkap semprot; 11 - penyerap monohidrat pertama; 12 - penukar panas; 13 - perangkat kontak; 14 - penyerap oleum; 15 - penyerap monohidrat kedua; 16 - lemari es; 17 - koleksi.

1 - menara denitrasi; 2, 3 - menara produksi pertama dan kedua; 4 - menara oksidasi; 5, 6, 7 - menara absorpsi; 8 - presipitator elektrostatik.

Produksi asam sulfat dari logam sulfida (Gbr. 2) jauh lebih rumit dan terdiri dari operasi berikut. Pemanggangan FeS 2 dilakukan dalam tanur unggun terfluidisasi udara: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + 13476 kJ. Gas pemanggang yang mengandung SO 2 13-14%, bersuhu 900 °C, masuk ke boiler, di mana didinginkan hingga 450 °C. Penghapusan debu dilakukan dalam siklon dan presipitator elektrostatik. Selanjutnya, gas melewati dua menara cuci, diairi dengan 40% dan 10% asam sulfat. Pada saat yang sama, gas akhirnya dimurnikan dari debu, fluor, dan arsenik. Untuk membersihkan gas dari aerosol asam sulfat terbentuk di menara cuci, dua tahap presipitator elektrostatik basah disediakan. Setelah pengeringan di menara pengering, sebelum gas diencerkan hingga kandungan 9% SO 2 , diumpankan ke tahap konversi pertama (3 unggun katalis) oleh blower. Dalam penukar panas, gas dipanaskan hingga 420 ° C karena panas gas yang berasal dari tahap konversi pertama. SO 2 , teroksidasi menjadi 92-95% dalam SO 3 , masuk ke tahap pertama penyerapan dalam penyerap oleum dan monohidrat, di mana ia dilepaskan dari SO 3 . Selanjutnya, gas yang mengandung SO2~0,5% memasuki tahap konversi kedua, yang berlangsung pada satu atau dua lapisan katalis. Gas dipanaskan terlebih dahulu dalam kelompok penukar panas lain hingga 420 °C karena panas gas yang berasal dari katalisis tahap kedua. Setelah pemisahan SO3 pada tahap kedua penyerapan, gas dilepaskan ke atmosfer.

Derajat konversi SO 2 menjadi SO 3 pada metode kontak adalah 99,7%, derajat penyerapan SO 3 adalah 99,97%. Produksi asam sulfat dilakukan dalam satu tahap katalisis, sedangkan derajat konversi SO 2 menjadi SO 3 tidak melebihi 98,5%. Sebelum dilepaskan ke atmosfer, gas dimurnikan dari sisa SO2 (lihat). Produktivitas tanaman modern 1500-3100 ton/hari.

Inti dari metode nitrous (Gbr. 3) adalah bahwa gas pemanggangan, setelah pendinginan dan penghilangan debu, diperlakukan dengan apa yang disebut nitrosa - asam sulfat di mana nitrogen oksida dilarutkan. SO 2 diserap oleh nitrosa, dan kemudian dioksidasi: SO 2 + N 2 O 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + NO. NO yang dihasilkan kurang larut dalam nitrosa dan dilepaskan darinya, dan kemudian sebagian dioksidasi oleh oksigen dalam fase gas menjadi NO2. Campuran NO dan NO2 diserap kembali asam sulfat dll. Nitrogen oksida tidak dikonsumsi dalam proses nitrous dan dikembalikan ke siklus produksi karena penyerapannya yang tidak sempurna. asam sulfat mereka sebagian terbawa oleh gas buang. Keuntungan dari metode nitrous: kesederhanaan instrumentasi, biaya lebih rendah (10-15% lebih rendah dari yang kontak), kemungkinan pemrosesan SO2 100%.

Instrumentasi proses menara nitrous sederhana: SO 2 diproses dalam 7-8 menara berlapis dengan kemasan keramik, salah satu menara (berongga) adalah volume pengoksidasi yang dapat disesuaikan. Menara memiliki pengumpul asam, lemari es, pompa yang memasok asam ke tangki tekanan di atas menara. Sebuah kipas ekor dipasang di depan dua menara terakhir. Untuk membersihkan gas dari aerosol asam sulfat berfungsi sebagai presipitator elektrostatik. Oksida nitrogen yang diperlukan untuk proses tersebut diperoleh dari HNO3. Untuk mengurangi emisi nitrogen oksida ke atmosfer dan pemrosesan 100% SO 2, siklus pemrosesan SO 2 bebas nitro dipasang di antara zona produksi dan penyerapan dalam kombinasi dengan metode air-asam untuk perangkap dalam nitrogen oksida. Kerugian dari metode nitrous adalah kualitas produk yang rendah: konsentrasi asam sulfat 75%, adanya nitrogen oksida, Fe dan pengotor lainnya.

Untuk mengurangi kemungkinan kristalisasi asam sulfat selama transportasi dan penyimpanan, standar untuk nilai komersial ditetapkan asam sulfat, yang konsentrasinya sesuai dengan suhu kristalisasi terendah. Isi asam sulfat dalam tingkat teknis (%): tower (nitrous) 75, hubungi 92.5-98.0, oleum 104.5, oleum persentase tinggi 114,6, baterai 92-94. asam sulfat disimpan dalam tangki baja dengan volume hingga 5000 m 3, total kapasitas mereka di gudang dirancang untuk produksi sepuluh hari. Oleum dan asam sulfat diangkut dalam tangki kereta api baja. Terkonsentrasi dan baterai asam sulfat diangkut dalam tangki baja tahan asam. Tangki untuk pengangkutan oleum ditutup dengan insulasi termal dan oleum dipanaskan sebelum diisi.

Menentukan asam sulfat secara kolorimetri dan fotometrik, berupa suspensi BaSO 4 - fototurbidimetri, serta dengan metode koulometri.

Penggunaan asam sulfat

Asam sulfat digunakan dalam produksi pupuk mineral, sebagai elektrolit dalam baterai timbal, untuk produksi berbagai asam dan garam mineral, serat kimia, pewarna, zat pembentuk asap dan bahan peledak, dalam minyak, pengerjaan logam, tekstil, kulit dan industri lainnya. Ini digunakan dalam sintesis organik industri dalam reaksi dehidrasi (memperoleh dietil eter, ester), hidrasi (etanol dari etilen), sulfonasi (dan produk antara dalam produksi pewarna), alkilasi (memperoleh isooktana, polietilen glikol, kaprolaktam), dll. Konsumen terbesar asam sulfat- produksi pupuk mineral. Untuk 1 ton pupuk P 2 O 5 fosfat, 2,2-3,4 ton dikonsumsi asam sulfat, dan untuk 1 t (NH 4) 2 SO 4 - 0,75 t asam sulfat. Oleh karena itu, pabrik asam sulfat cenderung dibangun bersama dengan pabrik untuk produksi pupuk mineral. Produksi dunia asam sulfat pada tahun 1987 mencapai 152 juta ton.

Asam sulfat dan oleum - zat yang sangat agresif yang mempengaruhi saluran pernapasan, kulit, selaput lendir, menyebabkan kesulitan bernapas, batuk, sering - radang tenggorokan, trakeitis, bronkitis, dll. MPC aerosol asam sulfat di udara area kerja adalah 1,0 mg/m 3 , di atmosfer 0,3 mg/m 3 (maksimum satu kali) dan 0,1 mg/m 3 (rata-rata harian). Konsentrasi uap yang mencolok asam sulfat 0,008 mg/l (paparan 60 menit), mematikan 0,18 mg/l (60 menit). Kelas bahaya 2. Aerosol asam sulfat dapat terbentuk di atmosfer sebagai akibat emisi dari industri kimia dan metalurgi yang mengandung S oksida dan jatuh sebagai hujan asam.

Setiap orang di kelas kimia mempelajari asam. Salah satunya disebut asam sulfat dan diberi nama HSO4. Tentang apa saja sifat asam sulfat, artikel kami akan memberi tahu.

Sifat fisik asam sulfat

Asam sulfat murni atau monohidrat adalah cairan berminyak tidak berwarna yang memadat menjadi massa kristal pada +10°C. Asam sulfat yang dimaksudkan untuk reaksi mengandung 95% H 2 SO 4 dan memiliki densitas 1,84 g/cm 3 . 1 liter asam tersebut memiliki berat 2 kg. Asam mengeras pada -20°C. Kalor peleburan adalah 10,5 kJ/mol pada suhu 10,37°C.

Sifat asam sulfat pekat bervariasi. Misalnya, ketika melarutkan asam ini dalam air, sejumlah besar panas (19 kkal / mol) akan dilepaskan karena pembentukan hidrat. Hidrat ini dapat diisolasi dari larutan pada suhu rendah dalam bentuk padat.

Asam sulfat adalah salah satu produk paling dasar dalam industri kimia. Ini dimaksudkan untuk produksi pupuk mineral (amonium sulfat, superfosfat), berbagai garam dan asam, deterjen dan obat-obatan, serat buatan, pewarna, bahan peledak. Asam sulfat juga digunakan dalam metalurgi (misalnya, dekomposisi bijih uranium), untuk pemurnian produk minyak bumi, untuk mengeringkan gas, dan sebagainya.

Sifat kimia asam sulfat

Sifat kimia asam sulfat adalah:

1. Interaksi dengan logam:
   • asam encer hanya melarutkan logam-logam yang berada di sebelah kiri hidrogen dalam serangkaian tegangan, misalnya H 2 +1 SO 4 + Zn 0 \u003d H 2 O + Zn + 2 SO 4;
   • sifat pengoksidasi asam sulfat sangat bagus. Saat berinteraksi dengan berbagai logam (kecuali Pt, Au), dapat direduksi menjadi H 2 S -2, S +4 O 2 atau S 0, misalnya:
   • 2H 2 +6 SO 4 + 2Ag 0 = S +4 O 2 + Ag 2 +1 SO 4 + 2H 2 O;
   • 5H 2 +6 SO 4 + 8Na 0 \u003d H 2 S -2 + 4Na 2 +1 SO 4 + 4H 2 O;
2. Asam pekat H 2 S +6 O 4 juga bereaksi (bila dipanaskan) dengan beberapa non-logam, sambil berubah menjadi senyawa belerang dengan tingkat oksidasi yang lebih rendah, misalnya:
   • 2H 2 S +6 O 4 + C 0 = 2S +4 O 2 + C +4 O 2 + 2H 2 O;
   • 2H 2 S +6 O 4 + S 0 = 3S +4 O 2 + 2H 2 O;
   • 5H 2 S +6 O 4 + 2P 0 = 2H 3 P +5 O 4 + 5S +4 O 2 + 2H 2 O;
3. Dengan oksida dasar:
   • H 2 SO 4 + CuO = CuSO 4 + H 2 O;
4. Dengan hidroksida:
   • Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O;
   • 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O;
5. Interaksi dengan garam dalam reaksi pertukaran:
   • H 2 SO 4 + BaCl 2 \u003d 2HCl + BaSO 4;

Pembentukan BaSO 4 (endapan putih, tidak larut dalam asam) digunakan untuk menentukan asam ini dan sulfat yang larut.

Monohidrat adalah pelarut pengion yang bersifat asam. Sangat baik untuk melarutkan sulfat dari banyak logam di dalamnya, misalnya:

• 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 +.

Asam pekat merupakan oksidator yang cukup kuat terutama bila dipanaskan, misalnya 2H 2 SO 4 + Cu = SO 2 + CuSO 4 + H 2 O.

Bertindak sebagai agen pengoksidasi, asam sulfat biasanya direduksi menjadi SO 2 . Tetapi dapat direduksi menjadi S bahkan menjadi H 2 S, misalnya H 2 S + H 2 SO 4 = SO 2 + 2H 2 O + S.

Monohidrat hampir tidak dapat menghantarkan listrik. Sebaliknya, larutan asam berair adalah konduktor yang baik. Asam sulfat sangat menyerap kelembaban, sehingga digunakan untuk mengeringkan berbagai gas. Sebagai pengering, asam sulfat bekerja selama tekanan uap air di atas larutannya lebih kecil dari tekanannya dalam gas yang sedang dikeringkan.

Jika larutan asam sulfat encer dididihkan, air akan dihilangkan darinya, sedangkan titik didihnya akan naik menjadi 337 ° C, misalnya, ketika asam sulfat pada konsentrasi 98,3% mulai didistilasi. Sebaliknya, dari larutan yang lebih pekat, kelebihan anhidrida sulfat menguap. Uap mendidih pada suhu 337 ° C asam sebagian terurai menjadi SO 3 dan H 2 O, yang, setelah pendinginan, akan digabungkan lagi. Titik didih yang tinggi dari asam ini cocok untuk digunakan dalam memisahkan asam volatil dari garamnya ketika dipanaskan.

Tindakan Pencegahan Penanganan Asam

Saat menangani asam sulfat, harus sangat berhati-hati. Ketika asam ini bersentuhan dengan kulit, kulit menjadi putih, kemudian menjadi kecoklatan dan kemerahan. Jaringan di sekitarnya membengkak. Jika asam ini bersentuhan dengan bagian tubuh mana pun, asam itu harus segera dicuci dengan air, dan area yang terbakar harus dilumasi dengan larutan soda.

Sekarang Anda tahu bahwa asam sulfat, yang sifat-sifatnya dipelajari dengan baik, sangat diperlukan untuk berbagai produksi dan penambangan.

DEFINISI

anhidrat asam sulfat adalah cairan kental dan berat yang mudah larut dengan air dalam proporsi berapa pun: interaksi ini ditandai dengan efek eksotermik yang sangat besar (~880 kJ / mol pada pengenceran tak terbatas) dan dapat menyebabkan pendidihan dan percikan eksplosif campuran jika air ditambahkan ke asam; itulah mengapa sangat penting untuk selalu menggunakan urutan terbalik dalam pembuatan larutan dan menambahkan asam ke dalam air, perlahan dan sambil diaduk.

Beberapa sifat fisik asam sulfat diberikan dalam tabel.

H 2 SO 4 anhidrat adalah senyawa yang luar biasa dengan konstanta dielektrik yang sangat tinggi dan konduktivitas listrik yang sangat tinggi, yang disebabkan oleh autodissosiasi ion (autoprotolisis) senyawa, serta mekanisme konduksi relai transfer proton, yang memastikan aliran arus listrik melalui cairan kental dengan sejumlah besar ikatan hidrogen.

Tabel 1. Sifat fisika asam sulfat.

Mendapatkan asam sulfat

Asam sulfat adalah bahan kimia industri yang paling penting dan asam curah termurah yang diproduksi di manapun di dunia.

Asam sulfat pekat ("minyak vitriol") pertama kali diperoleh dengan memanaskan "vitriol hijau" FeSO 4 × nH 2 O dan dihabiskan dalam jumlah besar untuk mendapatkan Na 2 SO 4 dan NaCl.

Proses modern untuk memproduksi asam sulfat menggunakan katalis yang terdiri dari vanadium(V) oksida dengan penambahan kalium sulfat pada pembawa silikon dioksida atau tanah diatom. Sulfur dioksida SO 2 diperoleh dengan membakar belerang murni atau dengan memanggang bijih sulfida (terutama pirit atau bijih Cu, Ni dan Zn) dalam proses ekstraksi logam ini. Kemudian SO 2 dioksidasi menjadi trioksida, dan kemudian asam sulfat diperoleh dengan larut dalam air:

S + O 2 → SO 2 (ΔH 0 - 297 kJ / mol);

SO 2 + O 2 → SO 3 (ΔH 0 - 9,8 kJ / mol);

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 (ΔH 0 - 130 kJ / mol).

Sifat kimia asam sulfat

Asam sulfat adalah asam dibasa kuat. Pada tahap pertama, dalam larutan konsentrasi rendah, ia terdisosiasi hampir sepenuhnya:

H 2 SO 4 H + + HSO 4 -.

Disosiasi pada tahap kedua

HSO 4 - H + + SO 4 2-

berlangsung pada tingkat yang lebih rendah. Konstanta disosiasi asam sulfat pada tahap kedua, dinyatakan dalam aktivitas ion, K 2 = 10 -2.

Sebagai asam dibasa, asam sulfat membentuk dua seri garam: sedang dan asam. Garam menengah dari asam sulfat disebut sulfat, dan garam asam disebut hidrosulfat.

Asam sulfat dengan rakus menyerap uap air dan karena itu sering digunakan untuk mengeringkan gas. Kemampuan menyerap air juga menjelaskan hangusnya banyak zat organik, terutama yang termasuk dalam kelas karbohidrat (serat, gula, dll), bila terkena asam sulfat pekat. Asam sulfat menghilangkan hidrogen dan oksigen dari karbohidrat, yang membentuk air, dan karbon dilepaskan dalam bentuk batu bara.

Asam sulfat pekat, terutama panas, adalah zat pengoksidasi yang kuat. Ini mengoksidasi HI dan HBr (tetapi bukan HCl) menjadi halogen bebas, batubara menjadi CO 2 , belerang menjadi SO 2 . Reaksi-reaksi ini dinyatakan dengan persamaan:

8HI + H 2 SO 4 \u003d 4I 2 + H 2 S + 4H 2 O;

2HBr + H 2 SO 4 \u003d Br 2 + SO 2 + 2H 2 O;

C + 2H 2 SO 4 \u003d CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O;

S + 2H 2 SO 4 \u003d 3SO 2 + 2H 2 O.

Interaksi asam sulfat dengan logam berlangsung secara berbeda tergantung pada konsentrasinya. Asam sulfat encer teroksidasi dengan ion hidrogennya. Oleh karena itu, ia hanya berinteraksi dengan logam-logam yang berada dalam rangkaian tegangan hanya hingga hidrogen, misalnya:

Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2.

Namun, timbal tidak larut dalam asam encer karena garam PbSO4 yang dihasilkan tidak larut.

Asam sulfat pekat adalah oksidator karena belerang (VI). Ini mengoksidasi logam dalam seri tegangan hingga dan termasuk perak. Produk reduksinya dapat berbeda tergantung pada aktivitas logam dan kondisi (konsentrasi asam, suhu). Ketika berinteraksi dengan logam aktif rendah, seperti tembaga, asam direduksi menjadi SO2:

Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

Ketika berinteraksi dengan logam yang lebih aktif, produk reduksi dapat berupa dioksida dan sulfur bebas serta hidrogen sulfida. Misalnya, ketika berinteraksi dengan seng, reaksi dapat terjadi:

Zn + 2H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O;

3Zn + 4H 2 SO 4 = 3ZnSO 4 + S↓ + 4H 2 O;

4Zn + 5H 2 SO 4 \u003d 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O.

Penggunaan asam sulfat

Penggunaan asam sulfat bervariasi dari satu negara ke negara lain dan dari dekade ke dekade. Jadi, misalnya, di AS, area utama konsumsi H 2 SO 4 adalah produksi pupuk (70%), diikuti oleh produksi kimia, metalurgi, penyulingan minyak (~ 5% di setiap area). Di Inggris, distribusi konsumsi menurut industri berbeda: hanya 30% dari H 2 SO 4 yang dihasilkan digunakan dalam produksi pupuk, tetapi 18% digunakan untuk cat, pigmen dan zat antara pewarna, 16% untuk produksi kimia, 12% untuk sabun dan deterjen, 10% untuk produksi serat alami dan buatan dan 2,5% digunakan dalam metalurgi.

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

Latihan	Tentukan massa asam sulfat yang dapat diperoleh dari satu ton pirit jika hasil oksida belerang (IV) dalam reaksi pemanggangan adalah 90%, dan oksida belerang (VI) dalam oksidasi katalitik belerang (IV) adalah 95% dari teoritis.
Keputusan	Mari kita tulis persamaan reaksi untuk pembakaran pirit: 4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2. Hitung jumlah zat pirit: n(FeS 2) = m(FeS 2) / M(FeS 2); M (FeS 2) \u003d Ar (Fe) + 2 × Ar (S) \u003d 56 + 2 × 32 \u003d 120 g / mol; n (FeS 2) \u003d 1000 kg / 120 \u003d 8,33 kmol. Karena dalam persamaan reaksi koefisien belerang dioksida dua kali lebih besar dari koefisien FeS 2, jumlah zat belerang oksida (IV) yang mungkin secara teori adalah: n (SO 2) teori \u003d 2 × n (FeS 2) \u003d 2 × 8,33 \u003d 16,66 kmol. Dan praktis jumlah mol oksida belerang (IV) yang diperoleh adalah: n (SO 2) praktik \u003d × n (SO 2) teori \u003d 0,9 × 16,66 \u003d 15 kmol. Mari kita tulis persamaan reaksi untuk oksidasi oksida belerang (IV) menjadi oksida belerang (VI): 2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3. Jumlah zat sulfur oksida (VI) yang mungkin secara teoritis adalah: n(SO 3) teori \u003d n (SO 2) praktik \u003d 15 kmol. Dan praktis jumlah mol oksida belerang (VI) yang diperoleh adalah: n(SO 3) praktik \u003d × n (SO 3) teori \u003d 0,5 × 15 \u003d 14,25 kmol. Kami menulis persamaan reaksi untuk produksi asam sulfat: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4. Temukan jumlah zat asam sulfat: n (H 2 SO 4) \u003d n (SO 3) latihan \u003d 14,25 kmol. Hasil reaksi adalah 100%. Massa asam sulfat adalah: m (H 2 SO 4) \u003d n (H 2 SO 4) × M (H 2 SO 4); M(H 2 SO 4) = 2×Ar(H) + Ar(S) + 4×Ar(O) = 2×1 + 32 + 4×16 = 98 g/mol; m (H 2 SO 4) \u003d 14,25 × 98 \u003d 1397 kg.
Menjawab	Massa asam sulfat adalah 1397 kg

Penulis Ensiklopedia Kimia b.b. N.S.Zefirov

ASAM SULFAT H 2 SO 4 , berat molekul 98,082; tanpa warna cairan berminyak tidak berbau. Asam dibasa sangat kuat, pada 18°C ​​pKa 1 - 2.8, K 2 1.2 10 -2, pKa 2 l.92; panjang ikatan dalam molekul S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, sudut HOSOH 104°, OSO 119°; mendidih dengan berbagai macam, membentuk campuran azeotropik (98,3% H 2 SO 4 dan 1,7% H 2 O dengan titik didih 338,8 ° C; lihat juga Tabel 1). ASAM SULFURAT, sesuai dengan kandungan 100% H 2 SO 4, memiliki komposisi (%): 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. Larut dengan air dan SO3 dalam semua proporsi. Dalam larutan berair, ASAM SULFURIK hampir sepenuhnya terdisosiasi menjadi H + , dan . Bentuk hidrat H 2 SO 4 nH 2 O, di mana n = 1, 2, 3, 4 dan 6,5.

Larutan SO3 dalam asam sulfat disebut oleum, yang membentuk dua senyawa H2SO4SO3 dan H2SO42SO3. Oleum juga mengandung asam pirosulfat, yang diperoleh dengan reaksi: H 2 SO 4 + + SO 3: H 2 S 2 O 7.

Titik didih larutan asam sulfat dalam air meningkat dengan peningkatan konsentrasi dan mencapai maksimum pada kandungan 98,3% H 2 SO 4 (Tabel 2). Titik didih oleum menurun dengan meningkatnya kandungan SO3. Dengan peningkatan konsentrasi larutan asam sulfat dalam air, tekanan uap total di atas larutan berkurang dan, pada kandungan 98,3% H 2 SO 4, mencapai minimum. Dengan peningkatan konsentrasi SO 3 dalam oleum, tekanan uap total di atasnya meningkat. Tekanan uap di atas larutan berair ASAM SULFURIC c. dan oleum dapat dihitung dengan persamaan: lgp (Pa) \u003d A - B / T + 2.126, nilai koefisien A dan B tergantung pada konsentrasi asam sulfat c. Uap di atas larutan asam sulfat c. terdiri dari campuran uap air, H 2 SO 4 dan SO 3, sedangkan komposisi uapnya berbeda dengan komposisi cairan pada semua konsentrasi ASAM SULFURAT c., kecuali untuk campuran azeotropik yang sesuai.

Dengan meningkatnya suhu, disosiasi H 2 SO 4 H 2 O + SO 3 - Q meningkat, persamaan ketergantungan suhu dari konstanta kesetimbangan 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 . Pada tekanan normal, derajat disosiasi: 10 -5 (373 K), 2,5 (473 K), 27,1 (573 K), 69,1 (673 K). Massa jenis 100% ASAM SULFURAT dapat ditentukan dengan persamaan: d = 1,8517 - - 1,1 10 -3 t + 2 10 -6 t 2 g / cm 3. Dengan peningkatan konsentrasi larutan ASAM SULFURIK, kapasitas panasnya menurun dan mencapai minimum 100% ASAM SULFURIK, sedangkan kapasitas panas oleum meningkat dengan meningkatnya kandungan SO3.

Dengan peningkatan konsentrasi dan penurunan suhu, konduktivitas termal l menurun: l \u003d 0,518 + 0,0016t - (0,25 + + t / 1293) C / 100, di mana C adalah konsentrasi ASAM SULFURIK c., dalam% . Maks. viskositas memiliki oleum H 2 SO 4 SO 3, dengan meningkatnya suhu h menurun. Listrik ketahanan asam sulfat terhadap minimal pada konsentrasi 30 dan 92% H 2 SO 4 dan maksimum pada konsentrasi 84 dan 99,8% H 2 SO 4 . Untuk oleum min. r pada konsentrasi 10% SO 3 . Dengan peningkatan suhu, r ASAM SULFURIC meningkat. Dielektrik permeabilitas 100% asam sulfat ruangan 101 (298,15 K), 122 (281,15 K); krioskopik konstan 6.12, ebulioskopik. konstan 5,33; koefisien difusi uap ASAM SULFURIK di udara berubah dengan suhu; D \u003d 1,67 10 -5 T 3/2 cm 2 / dtk.

ASAM SULFURIC adalah zat pengoksidasi yang cukup kuat, terutama bila dipanaskan; mengoksidasi HI dan sebagian HBr menjadi halogen bebas, karbon menjadi CO 2 , S menjadi SO 2, mengoksidasi banyak logam (Cu, Hg, dll.). Dalam hal ini, ASAM SULFURIC direduksi menjadi SO 2, dan reduktor yang paling kuat direduksi menjadi S dan H 2 S. Conc. H 2 SO 4 sebagian direduksi oleh H 2 , oleh karena itu tidak dapat digunakan untuk mengeringkannya. Beda H2SO4 berinteraksi dengan semua logam yang berada dalam rangkaian elektrokimia tegangan di sebelah kiri hidrogen, dengan pelepasan H2. Mengoksidasi sifat untuk encer H 2 SO 4 tidak seperti biasanya. ASAM SULFURAT memberikan dua seri garam: sulfat sedang dan hidrosulfat asam (lihat sulfat anorganik), serta eter (lihat sulfat organik). Peroxomonosulphuric (asam Caro) H 2 SO 5 dan asam peroxodsulfuric H 2 S 2 O 8 diketahui (lihat Sulfur).

Resi. Bahan baku untuk mendapatkan ASAM SULFURIC adalah: S, logam sulfida, H 2 S, gas buang dari pembangkit listrik termal, sulfat Fe, Ca, dll. Utama. tahapan mendapatkan ASAM SULFURIC untuk: 1) pembakaran bahan baku dengan memperoleh SO 2; 2) oksidasi SO 2 menjadi SO 3 (konversi); 3) penyerapan SO3. Dalam industri, dua metode digunakan untuk mendapatkan ASAM SULFURIK, yang berbeda dalam cara SO2 dioksidasi, kontak menggunakan katalis padat (kontak) dan nitrous, dengan nitrogen oksida. Untuk mendapatkan asam sulfat dengan metode kontak, tanaman modern menggunakan katalis vanadium yang menggantikan oksida Pt dan Fe. V 2 O 5 murni memiliki aktivitas katalitik yang lemah, yang meningkat tajam dengan adanya garam logam alkali, dengan garam K memiliki pengaruh paling besar.7 V 2 O 5 dan K 2 S 2 O 7 V 2 O 5 , terurai pada 315 -330, 365-380 dan 400-405 °C, masing-masing). Komponen aktif dalam kondisi katalisis berada dalam keadaan cair.

Skema oksidasi SO 2 menjadi SO 3 dapat direpresentasikan sebagai berikut:

Pada tahap pertama, keseimbangan tercapai, tahap kedua lambat dan menentukan kecepatan proses.

Produksi ASAM SULFURIK dari belerang dengan metode kontak ganda dan penyerapan ganda (Gbr. 1) terdiri dari tahap-tahap berikut. Udara setelah dibersihkan dari debu disuplai oleh blower ke menara pengering, di mana ia dikeringkan dengan 93-98% ASAM SULFURIC hingga kadar air 0,01% volume. Udara kering memasuki tungku belerang setelah pra-pemanasan. pemanasan di salah satu penukar panas unit kontak. Tungku membakar belerang yang disuplai oleh nozel: S + O 2 : SO 2 + + 297.028 kJ. Gas yang mengandung 10-14% volume SO 2 didinginkan dalam boiler dan, setelah pengenceran dengan udara hingga kadar SO 2 9-10% volume pada 420 ° C, memasuki peralatan kontak untuk tahap pertama konversi , yang berlangsung pada tiga lapisan katalis (SO 2 + V 2 O 2 : : SO 3 + 96.296 kJ), setelah itu gas didinginkan dalam penukar panas. Kemudian gas yang mengandung 8,5-9,5% SO 3 pada 200 ° C memasuki tahap pertama penyerapan ke dalam absorber, diairi dengan oleum dan ASAM SULFURIC 98% menjadi .: SO 3 + H 2 O: H 2 SO 4 + + 130,56 kJ . Selanjutnya, gas dibersihkan dari cipratan ASAM SULFURAT, dipanaskan hingga 420 ° C dan memasuki tahap konversi kedua, yang berlangsung pada dua lapisan katalis. Sebelum penyerapan tahap kedua, gas didinginkan di economizer dan diumpankan ke penyerap tahap kedua, diirigasi dengan ASAM SULFURIC 98%, dan kemudian, setelah dibersihkan dari percikan, dilepaskan ke atmosfer.

Beras. 1. Skema produksi asam sulfat dari belerang: tungku 1-sulfur; boiler pemulihan 2-panas; 3 - penghemat; kotak api 4-starter; 5, penukar panas 6-dari tungku awal; perangkat 7-pin; 8-penukar panas; penyerap 9-oleum; 10 menara pengering; 11 dan 12, masing-masing, penyerap monohidrat pertama dan kedua; 13-pengumpul asam.

Gbr.2. Skema untuk produksi asam sulfat dari pirit: pengumpan 1 piring; 2-tungku; boiler pemulihan 3-panas; 4-siklon; 5-pengendapan elektrostatik; 6 menara cuci; presipitator elektrostatik 7-basah; 8 menara pukulan; 9 menara pengeringan; perangkap 10 percikan; penyerap monohidrat 11-pertama; wiki pertukaran 12-panas; 13 - perangkat kontak; penyerap 14-oleum; penyerap monohidrat 15 detik; 16 lemari es; 17 koleksi.

Beras. 3. Skema produksi asam sulfat dengan metode nitro: 1 - denitratz. menara; 2, 3-produk pertama dan kedua. menara; 4-oksidasi. menara; 5, 6, 7-menyerap. menara; 8 - presipitator elektrostatik.

Produksi ASAM SULFURIK dari logam sulfida (Gbr. 2) jauh lebih rumit dan terdiri dari operasi berikut. Pemanggangan FeS 2 dilakukan dalam tanur unggun terfluidisasi udara: 4FeS 2 + 11O 2: 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + 13476 kJ. Gas pemanggang dengan kandungan SO2 13-14%, suhu 900 °C, masuk ke boiler, didinginkan hingga 450 °C. Penghapusan debu dilakukan dalam siklon dan presipitator elektrostatik. Selanjutnya, gas melewati dua menara pencuci, diairi dengan asam sulfat 40% dan 10%. Dalam hal ini, gas akhirnya dimurnikan dari debu, fluor dan arsenik. Dua tahap presipitator elektrostatik basah disediakan untuk pemurnian gas dari aerosol SULFURIC ACID yang terbentuk di menara pencuci. Setelah pengeringan di menara pengering, sebelum gas diencerkan hingga kandungan 9% SO 2 , diumpankan ke tahap konversi pertama (3 unggun katalis) oleh blower. Dalam penukar panas, gas dipanaskan hingga 420 °C karena panas gas yang berasal dari tahap pertama konversi. SO 2 , teroksidasi menjadi 92-95% dalam SO 3 , masuk ke tahap pertama penyerapan dalam penyerap oleum dan monohidrat, di mana ia dilepaskan dari SO 3 . Selanjutnya, gas yang mengandung SO2~0,5% memasuki tahap konversi kedua, yang berlangsung pada satu atau dua lapisan katalis. Gas dipanaskan terlebih dahulu dalam kelompok penukar panas lain hingga 420 °C karena panas gas yang berasal dari katalisis tahap kedua. Setelah pemisahan SO3 pada tahap kedua penyerapan, gas dilepaskan ke atmosfer.

Derajat konversi SO 2 menjadi SO 3 pada metode kontak adalah 99,7%, derajat penyerapan SO 3 adalah 99,97%. Pembuatan asam sulfat juga dilakukan dalam satu tahap katalisis, sedangkan derajat konversi SO 2 menjadi SO 3 tidak melebihi 98,5%. Sebelum dilepaskan ke atmosfer, gas dimurnikan dari sisa SO2 (lihat Pemurnian gas). Produktivitas instalasi modern 1500-3100 ton/hari.

Inti dari metode nitrous (Gbr. 3) adalah bahwa gas pemanggangan, setelah didinginkan dan dibersihkan dari debu, diolah dengan apa yang disebut nitrose-C. untuk., di mana sol. oksida nitrogen. SO 2 diserap oleh nitrosa, dan kemudian dioksidasi: SO 2 + N 2 O 3 + H 2 O: H 2 SO 4 + NO. NO yang dihasilkan kurang larut dalam nitrosa dan dilepaskan darinya, dan kemudian sebagian dioksidasi oleh oksigen dalam fase gas menjadi NO2. Campuran NO dan NO2 diserap kembali oleh ASAM SULFURIC. dll. Nitrogen oksida tidak dikonsumsi dalam proses nitrous dan dikembalikan ke produksi. siklus, karena penyerapan yang tidak lengkap dari asam sulfat mereka sebagian terbawa oleh gas buang. Keuntungan dari metode nitrous: kesederhanaan instrumentasi, biaya lebih rendah (10-15% lebih rendah dari yang kontak), kemungkinan pemrosesan SO2 100%.

Instrumentasi proses menara nitro sederhana: SO 2 diproses dalam 7-8 menara berlapis keramik. nozzle, salah satu menara (berongga) adalah oksidator yang dapat disesuaikan. volume. Menara memiliki pengumpul asam, lemari es, pompa yang memasok asam ke tangki tekanan di atas menara. Sebuah kipas ekor dipasang di depan dua menara terakhir. Sebuah presipitator elektrostatik berfungsi untuk memurnikan gas dari aerosol ASAM SULFURIC. Oksida nitrogen yang diperlukan untuk proses tersebut diperoleh dari HNO3. Untuk mengurangi emisi nitrogen oksida ke atmosfer dan pemrosesan 100% SO 2, siklus pemrosesan SO 2 bebas nitro dipasang di antara zona produksi dan penyerapan dalam kombinasi dengan metode air-asam untuk perangkap dalam nitrogen oksida. Kerugian dari metode nitrous adalah kualitas produk yang rendah: konsentrasi ASAM SULFURIC adalah 75%, adanya nitrogen oksida, Fe, dan pengotor lainnya.

Untuk mengurangi kemungkinan kristalisasi ASAM SULFURAT, selama transportasi dan penyimpanan, standar telah ditetapkan untuk nilai komersial ASAM SULFURIK, konsentrasi yang sesuai dengan suhu kristalisasi terendah. Kandungan ASAM SULFURIC c.dalam teknologi. nilai (%): tower (nitrous) 75, kontak 92.5-98.0, oleum 104.5, persentase tinggi oleum 114,6, baterai 92-94. ASAM SULFURIC disimpan dalam tangki baja hingga volume 5000 m 3, total kapasitasnya di gudang dirancang untuk sepuluh hari produksi. Oleum dan ASAM SULFURIC diangkut dalam tangki kereta api baja. konsentrasi dan asam sulfat baterai diangkut dalam tangki baja tahan asam. Tangki untuk pengangkutan oleum ditutup dengan insulasi termal dan oleum dipanaskan sebelum diisi.

ASAM SULFURAT ditentukan secara kolorimetri dan fotometrik, berupa suspensi BaSO 4 - fototurbidimetri, maupun koulometri. metode.

Aplikasi. ASAM SULFURIC digunakan dalam produksi pupuk mineral, sebagai elektrolit dalam baterai timbal, untuk produksi berbagai asam dan garam mineral, serat kimia, pewarna, zat pembentuk asap dan bahan peledak, dalam minyak, pengerjaan logam, tekstil, kulit, dan industri lainnya. Hal ini digunakan dalam prom. sintesis organik dalam reaksi dehidrasi (memperoleh dietil eter, ester), hidrasi (etanol dari etilen), sulfonasi (deterjen sintetis dan produk antara dalam produksi pewarna), alkilasi (memperoleh isooctane, polietilen glikol, kapro-laktam), dll. konsumen terbesar asam sulfat adalah produksi pupuk mineral. Untuk 1 ton pupuk P 2 O 5 fosfat, dikonsumsi 2,2-3,4 ton ASAM SULFURIC, dan untuk 1 ton (NH 4) 2 SO 4 -0,75 ton ASAM SULFURIC. Oleh karena itu, pabrik asam sulfat cenderung dibangun di kompleks dengan pabrik untuk produksi pupuk mineral. Produksi asam sulfat dunia pada tahun 1987 mencapai 152 juta ton.

Asam Sulfat dan Oleum adalah zat yang sangat agresif yang mempengaruhi saluran pernapasan, kulit, selaput lendir, menyebabkan kesulitan bernafas, batuk, sering radang tenggorokan, trakeitis, bronkitis, dll. 0 mg / m 3, dalam atm. udara 0,3 mg / m 3 (maks. tunggal) dan 0,1 mg / m 3 (rata-rata harian). Konsentrasi uap ASAM SULFURIC yang merusak adalah 0,008 mg / l (paparan 60 menit), mematikan 0,18 mg / l (60 menit). Kelas bahaya 2. ASAM SULFURIC Aerosol dapat terbentuk di atmosfer sebagai akibat dari emisi kimia dan metalurgi. industri yang mengandung S oksida dan jatuh sebagai hujan asam.

Sastra: Buku Pegangan Asam Sulfat, ed. K. M. Malina, edisi ke-2., M., 1971; Amelin A.G., Teknologi asam sulfat, edisi ke-2., M., 1983; Vasiliev B.T., Otvagina M.I., Teknologi asam sulfat, M., 1985. Yu.V. Filatov.

ensiklopedia kimia. Jilid 4 >>

Properti fisik

Asam sulfat 100% murni (monohidrat) adalah cairan berminyak tidak berwarna yang membeku menjadi massa kristal pada +10 °C. Asam sulfat reaktif biasanya memiliki kerapatan 1,84 g/cm 3 dan mengandung sekitar 95% H 2 SO 4 . Ini mengeras hanya di bawah -20 °C.

Titik leleh monohidrat adalah 10,37 °C dengan panas peleburan 10,5 kJ/mol. Dalam kondisi normal, itu adalah cairan yang sangat kental dengan konstanta dielektrik yang sangat tinggi (e = 100 pada 25 °C). Disosiasi elektrolitik yang tidak signifikan dari monohidrat berlangsung secara paralel dalam dua arah: [Н 3 SO 4 + ]·[НSO 4 - ] = 2 10 -4 dan [Н 3 + ]·[НS 2 7 - ] = 4 10 - 5 . Komposisi molekul-ioniknya kira-kira dapat dicirikan oleh data berikut (dalam %):

H 2 SO 4 HSO 4 - H 3 SO 4 + H 3 O + HS 2 O 7 - H 2 S 2 O 7

99,50,180,140,090,050,04

Ketika sejumlah kecil air ditambahkan, disosiasi menjadi dominan menurut skema: H 2 O + H 2 SO 4<==>H 3 O + + HSO 4 -

Sifat kimia

H2SO4 adalah asam dibasa kuat.

H2SO4<-->H + + HSO 4 -<-->2H + + SO 4 2-

Tahap pertama (untuk konsentrasi sedang) menyebabkan disosiasi 100%:

K2 = ( ) / = 1,2 10-2

1) Interaksi dengan logam:

a) asam sulfat encer hanya melarutkan logam dalam seri tegangan di sebelah kiri hidrogen:

Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (razb) --> Zn +2 SO 4 + H 2 O

b) H 2 +6 SO 4 pekat - zat pengoksidasi kuat; ketika berinteraksi dengan logam (kecuali Au, Pt) dapat direduksi menjadi S +4 O 2, S 0 atau H 2 S -2 (Fe, Al, Cr juga tidak bereaksi tanpa pemanasan - mereka dipasifkan):

• 2Ag 0 + 2H 2 +6 SO 4 --> Ag 2 +1 SO 4 + S +4 O 2 + 2H 2 O
• 8Na 0 + 5H 2 +6 SO 4 --> 4Na 2 +1 SO 4 + H 2 S -2 + 4H 2 O
• 2) H 2 S +6 O 4 pekat bereaksi ketika dipanaskan dengan beberapa non-logam karena sifat pengoksidasi yang kuat, berubah menjadi senyawa belerang dengan tingkat oksidasi yang lebih rendah (misalnya, S + 4 O 2):

0 + 2H 2 S +6 O 4 (konk) --> C +4 O 2 + 2S +4 O 2 + 2H 2 O

S 0 + 2H 2 S +6 O 4 (konk) --> 3S +4 O 2 + 2H 2 O

• 2P 0 + 5H 2 S +6 O 4 (konk) --> 5S +4 O 2 + 2H 3 P +5 O 4 + 2H 2 O
• 3) dengan oksida basa:

CuO + H2SO4 --> CuSO4 + H2O

CuO + 2H + --> Cu2+ + H2O

4) dengan hidroksida:

H2SO4 + 2NaOH --> Na2SO4 + 2H2O

H + + OH - --> H 2 O

H 2 SO 4 + Cu(OH) 2 --> CuSO 4 + 2H 2 O

• 2H + + Cu(OH) 2 --> Cu 2+ + 2H 2 O
• 5) reaksi pertukaran dengan garam:

BaCl2 + H2SO4 --> BaSO4 + 2HCl

Ba2+ + SO4 2- --> BaSO4

Pembentukan endapan putih BaSO 4 (tidak larut dalam asam) digunakan untuk mengidentifikasi asam sulfat dan sulfat terlarut.

MgCO 3 + H 2 SO 4 --> MgSO 4 + H 2 O + CO 2 H 2 CO 3

Monohidrat (murni, asam sulfat 100%) adalah pelarut pengion yang bersifat asam. Sulfat dari banyak logam larut dengan baik di dalamnya (berubah menjadi bisulfat), sedangkan garam dari asam lain dilarutkan, sebagai suatu peraturan, hanya jika solvolisisnya memungkinkan (dengan konversi menjadi bisulfat). Asam nitrat berperilaku dalam monohidrat sebagai basa lemah HNO 3 + 2 H 2 SO 4<==>H 3 O + + NO 2 + + 2 HSO 4 - perklorat - sebagai asam yang sangat lemah Cl > HClO 4). Monohidrat melarutkan dengan baik banyak zat organik yang mengandung atom dengan pasangan elektron yang tidak digunakan bersama (mampu mengikat proton). Beberapa di antaranya kemudian dapat diisolasi kembali tidak berubah hanya dengan mengencerkan larutan dengan air. Monohidrat memiliki konstanta cryoscopic yang tinggi (6,12°) dan kadang-kadang digunakan sebagai media untuk menentukan berat molekul.

H2SO4 pekat merupakan oksidator yang cukup kuat, terutama bila dipanaskan (biasanya direduksi menjadi SO2). Misalnya, mengoksidasi HI dan sebagian HBr (tetapi bukan HCl) menjadi halogen bebas. Ini juga mengoksidasi banyak logam - Cu, Hg, dll. (sementara emas dan platinum stabil terhadap H 2 SO 4). Jadi interaksi dengan tembaga berjalan sesuai dengan persamaan:

Cu + 2 H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + H 2 O

Bertindak sebagai agen pengoksidasi, asam sulfat biasanya direduksi menjadi SO 2 . Namun, dapat direduksi menjadi S dan bahkan H 2 S dengan zat pereduksi terkuat.Asam sulfat pekat bereaksi dengan hidrogen sulfida menurut persamaan:

H 2 SO 4 + H 2 S \u003d 2H 2 O + SO 2 + S

Perlu dicatat bahwa itu juga sebagian direduksi oleh gas hidrogen dan oleh karena itu tidak dapat digunakan untuk mengeringkannya.

Beras. tigabelas.

Pelarutan asam sulfat pekat dalam air disertai dengan pelepasan panas yang signifikan (dan beberapa penurunan volume total sistem). Monohidrat hampir tidak menghantarkan listrik. Sebaliknya, larutan asam sulfat dalam air adalah konduktor yang baik. Seperti yang terlihat pada gambar. 13, sekitar 30% asam memiliki konduktivitas listrik maksimum. Kurva minimum sesuai dengan hidrat dengan komposisi H 2 SO 4 ·H 2 O.

Pelepasan panas pada pelarutan monohidrat dalam air adalah (tergantung pada konsentrasi akhir larutan) hingga 84 kJ/mol H 2 SO 4 . Sebaliknya, dengan mencampurkan 66% asam sulfat, yang telah didinginkan sebelumnya hingga 0 °C, dengan salju (1:1 berat), penurunan suhu dapat dicapai, hingga -37 °C.

Perubahan densitas larutan berair H 2 SO 4 dengan konsentrasinya (wt.%) diberikan di bawah ini:

Seperti yang terlihat dari data tersebut, penentuan densitas konsentrasi asam sulfat di atas 90 wt. % menjadi sangat tidak akurat. Tekanan uap air di atas larutan H2SO4 dengan konsentrasi yang berbeda pada suhu yang berbeda ditunjukkan pada gambar. 15. Asam sulfat dapat bertindak sebagai zat pengering hanya selama tekanan uap air di atas larutannya lebih kecil dari tekanan parsialnya dalam gas yang dikeringkan.

Beras. limabelas.

Beras. enambelas. Titik didih pada larutan H2SO4. larutan H2SO4.

Ketika larutan asam sulfat encer dididihkan, air didistilasi darinya, dan titik didihnya naik hingga 337 ° C, ketika 98,3% H 2 SO 4 mulai tersuling (Gbr. 16). Sebaliknya, anhidrida sulfat berlebih menguap dari larutan yang lebih pekat. Uap asam sulfat yang mendidih pada 337 ° C sebagian terdisosiasi menjadi H 2 O dan SO 3, yang bergabung kembali setelah pendinginan. Titik didih asam sulfat yang tinggi memungkinkannya digunakan untuk mengisolasi asam volatil dari garamnya (misalnya, HCl dari NaCl) saat dipanaskan.

Resi

Monohidrat dapat diperoleh dengan kristalisasi asam sulfat pekat pada -10°C.

Produksi asam sulfat.

• tahap 1. Tempat pembakaran pirit.
• 4FeS 2 + 11O 2 --> 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q

Prosesnya heterogen:

• 1) menggiling besi pirit (pyrite)
• 2) metode "tempat tidur terfluidisasi"
• 3) 800 ° ; penghapusan kelebihan panas
• 4) peningkatan konsentrasi oksigen di udara
• tahap ke-2. Setelah pembersihan, pengeringan dan pertukaran panas, sulfur dioksida memasuki peralatan kontak, di mana ia dioksidasi menjadi anhidrida sulfat (450 ° C - 500 ° C; katalis V 2 O 5):
• 2SO2 + O2
• tahap ke-3. Menara penyerapan:

nSO 3 + H 2 SO 4 (conc) --> (H 2 SO 4 nSO 3) (oleum)

Air tidak dapat digunakan karena terbentuknya kabut. Terapkan nozel keramik dan prinsip counterflow.

Aplikasi.

Ingat! Asam sulfat harus dituangkan ke dalam air dalam porsi kecil, dan bukan sebaliknya. Jika tidak, reaksi kimia yang hebat dapat terjadi, akibatnya seseorang dapat mengalami luka bakar yang parah.

Asam sulfat adalah salah satu produk utama industri kimia. Ini digunakan untuk produksi pupuk mineral (superfosfat, amonium sulfat), berbagai asam dan garam, obat-obatan dan deterjen, pewarna, serat buatan, bahan peledak. Ini digunakan dalam metalurgi (penguraian bijih, misalnya, uranium), untuk pemurnian produk minyak bumi, sebagai pengering, dll.

Praktis penting adalah kenyataan bahwa asam sulfat yang sangat kuat (di atas 75%) tidak bekerja pada besi. Ini memungkinkan Anda untuk menyimpan dan mengangkutnya dalam tangki baja. Sebaliknya, H2SO4 encer mudah melarutkan besi dengan pelepasan hidrogen. Sifat pengoksidasi tidak khas untuk itu sama sekali.

Asam sulfat yang kuat menyerap kelembaban dengan kuat dan karena itu sering digunakan untuk mengeringkan gas. Dari sekian banyak zat organik yang mengandung hidrogen dan oksigen, ia menghilangkan air, yang sering digunakan dalam teknologi. Dengan yang sama (juga dengan sifat pengoksidasi H 2 SO 4) yang kuat, efek destruktifnya pada jaringan tumbuhan dan hewan dikaitkan. Asam sulfat yang secara tidak sengaja mengenai kulit atau pakaian selama bekerja harus segera dicuci dengan banyak air, kemudian basahi area yang terkena dengan larutan amonia encer dan bilas lagi dengan air.