Fiecare persoană din clasa de chimie a studiat acizii. Unul dintre ele se numește acid sulfuric și este denumit HSO4. Despre care sunt proprietățile acidului sulfuric, articolul nostru va spune.

Proprietățile fizice ale acidului sulfuric

Acidul sulfuric pur sau monohidratul este un lichid uleios incolor care se solidifică într-o masă cristalină la +10°C. Acidul sulfuric destinat reacţiilor conţine 95% H 2 SO 4 şi are o densitate de 1,84 g/cm 3 . 1 litru de astfel de acid cântărește 2 kg. Acidul se intareste la -20°C. Căldura de fuziune este de 10,5 kJ/mol la o temperatură de 10,37°C.

Proprietățile acidului sulfuric concentrat sunt variate. De exemplu, la dizolvarea acestui acid în apă, o cantitate mare de căldură (19 kcal/mol) va fi eliberată din cauza formării hidraților. Acești hidrați pot fi izolați din soluție la temperaturi scăzute sub formă solidă.

Acidul sulfuric este unul dintre cele mai de bază produse din industria chimică. Este destinat producerii de ingrasaminte minerale (sulfat de amoniu, superfosfat), diverse saruri si acizi, detergenti si medicamente, fibre artificiale, coloranti, explozivi. Acidul sulfuric este folosit și în metalurgie (de exemplu, descompunerea minereurilor de uraniu), pentru purificarea produselor petroliere, pentru uscarea gazelor etc.

Proprietățile chimice ale acidului sulfuric

Proprietățile chimice ale acidului sulfuric sunt:

1. Interacțiunea cu metalele:
   • acidul diluat dizolvă numai acele metale care sunt la stânga hidrogenului într-o serie de tensiuni, de exemplu H 2 +1 SO 4 + Zn 0 \u003d H 2 O + Zn + 2 SO 4;
   • proprietatile oxidante ale acidului sulfuric sunt mari. Când interacționează cu diferite metale (cu excepția Pt, Au), acesta poate fi redus la H 2 S -2, S +4 O 2 sau S 0, de exemplu:
   • 2H2+6S04 + 2Ag0 = S +4O2 + Ag2+1S04 + 2H20;
   • 5H2 +6 SO4 + 8Na0 \u003d H2S -2 + 4Na2 +1 SO4 + 4H2O;
2. Acidul concentrat H 2 S + 6 O 4 reacționează de asemenea (când este încălzit) cu unele nemetale, transformându-se în compuși ai sulfului cu o stare de oxidare mai scăzută, de exemplu:
   • 2H2S +6O4 + C0 = 2S +4O2 + C +4O2 + 2H2O;
   • 2H2S +6O4 + S0 = 3S +4O2 + 2H2O;
   • 5H2S +6O4 + 2P0 = 2H3P +5O4 + 5S +4O2 + 2H2O;
3. Cu oxizi bazici:
   • H2S04 + CuO = CuS04 + H20;
4. Cu hidroxizi:
   • Cu(OH)2 + H2S04 = CuS04 + 2H20;
   • 2NaOH + H2S04 = Na2S04 + 2H20;
5. Interacțiunea cu sărurile în reacții de schimb:
   • H2S04 + BaCI2 \u003d 2HCI + BaS04;

Formarea BaSO 4 (precipitat alb, insolubil în acizi) este folosită pentru a determina acest acid și sulfații solubili.

Un monohidrat este un solvent ionizant cu caracter acid. Este foarte bine să dizolvați sulfații multor metale în ea, de exemplu:

• 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 +.

Un acid concentrat este un agent oxidant destul de puternic, mai ales atunci când este încălzit, de exemplu 2H2SO4 + Cu = SO2 + CuSO4 + H2O.

Acționând ca un agent de oxidare, acidul sulfuric este de obicei redus la SO2. Dar poate fi redus la S și chiar la H 2 S, de exemplu H 2 S + H 2 SO 4 = SO 2 + 2H 2 O + S.

Monohidratul aproape nu poate conduce electricitatea. În schimb, soluțiile apoase de acid sunt buni conductori. Acidul sulfuric absoarbe puternic umezeala, de aceea este folosit pentru a usca diferite gaze. Ca desicant, acidul sulfuric acționează atâta timp cât presiunea vaporilor de apă deasupra soluției sale este mai mică decât presiunea sa în gazul care este uscat.

Dacă se fierbe o soluție diluată de acid sulfuric, apa va fi îndepărtată din ea, în timp ce punctul de fierbere va crește la 337 ° C, de exemplu, atunci când acidul sulfuric la o concentrație de 98,3% începe să fie distilat. Dimpotrivă, din soluții mai concentrate, excesul de anhidridă sulfurică se evaporă. Aburul care fierbe la o temperatură de 337 ° C acidul este parțial descompus în SO 3 și H 2 O, care, la răcire, vor fi din nou combinați. Punctul de fierbere ridicat al acestui acid este potrivit pentru utilizare la separarea acizilor volatili de sărurile lor atunci când este încălzit.

Măsuri de precauție pentru manipularea acidului

Când manipulați acidul sulfuric, trebuie să aveți grijă extremă. Când acest acid intră în contact cu pielea, pielea devine albă, apoi apare maroniu și roșeață. Țesutul din jur se umflă. Dacă acest acid intră în contact cu orice parte a corpului, trebuie spălat rapid cu apă, iar zona arsă trebuie lubrifiată cu o soluție de sifon.

Acum știți că acidul sulfuric, ale cărui proprietăți sunt bine studiate, este pur și simplu indispensabil pentru o varietate de producție și exploatare.

Sulful este un element chimic care se află în a șasea grupă și a treia perioadă a tabelului periodic. În acest articol, vom arunca o privire detaliată asupra substanței sale chimice și a producției, a utilizării și așa mai departe. Caracteristica fizică include caracteristici precum culoarea, nivelul de conductivitate electrică, punctul de fierbere al sulfului etc. Cea chimică descrie interacțiunea sa cu alte substanțe.

Sulful din punct de vedere fizic

Aceasta este o substanță fragilă. În condiții normale, este într-o stare solidă de agregare. Sulful are o culoare galben lamaie.

Și în cea mai mare parte, toți compușii săi au nuanțe galbene. Nu se dizolvă în apă. Are conductivitate termică și electrică scăzută. Aceste caracteristici îl caracterizează ca un nemetal tipic. În ciuda faptului că compoziția chimică a sulfului nu este deloc complicată, această substanță poate avea mai multe variații. Totul depinde de structura rețelei cristaline, cu ajutorul căreia atomii sunt legați, dar nu formează molecule.

Deci, prima opțiune este sulful rombic. Ea este cea mai stabilă. Punctul de fierbere al acestui tip de sulf este de patru sute patruzeci și cinci de grade Celsius. Dar pentru ca o anumită substanță să treacă într-o stare gazoasă de agregare, trebuie mai întâi să treacă printr-o stare lichidă. Deci, topirea sulfului are loc la o temperatură de o sută treisprezece grade Celsius.

A doua opțiune este sulful monoclinic. Este un cristal în formă de ac cu o culoare galben închis. Topirea sulfului de primul tip, iar apoi răcirea lui lentă duce la formarea acestui tip. Acest soi are aproape aceleași caracteristici fizice. De exemplu, punctul de fierbere al sulfului de acest tip este încă același patru sute patruzeci și cinci de grade. În plus, există o astfel de varietate a acestei substanțe precum plasticul. Se obtine prin turnarea in apa rece incalzita aproape la fierbere rombica. Punctul de fierbere al sulfului de acest tip este același. Dar substanța are proprietatea de a se întinde ca cauciucul.

O altă componentă a caracteristicii fizice despre care aș vrea să vorbesc este temperatura de aprindere a sulfului.

Acest indicator poate varia în funcție de tipul de material și de originea acestuia. De exemplu, temperatura de aprindere a sulfului tehnic este de o sută nouăzeci de grade. Aceasta este o cifră destul de scăzută. În alte cazuri, punctul de aprindere al sulfului poate fi de două sute patruzeci și opt de grade și chiar două sute cincizeci și șase. Totul depinde de ce material a fost extras, ce densitate are. Dar putem concluziona că temperatura de ardere a sulfului este destul de scăzută, în comparație cu alte elemente chimice, este o substanță inflamabilă. În plus, uneori sulful se poate combina în molecule formate din opt, șase, patru sau doi atomi. Acum, având în vedere sulful din punct de vedere al fizicii, să trecem la următoarea secțiune.

Caracterizarea chimică a sulfului

Acest element are o masă atomică relativ scăzută, este egală cu treizeci și două de grame pe mol. Caracteristica elementului sulf include o astfel de caracteristică a acestei substanțe precum capacitatea de a avea diferite grade de oxidare. Prin aceasta diferă de, să zicem, hidrogen sau oxigen. Având în vedere întrebarea care este caracteristica chimică a elementului sulf, este imposibil să nu menționăm că, în funcție de condiții, prezintă atât proprietăți reducătoare, cât și oxidante. Deci, în ordine, luați în considerare interacțiunea unei substanțe date cu diverși compuși chimici.

Sulf și substanțe simple

Substanțele simple sunt substanțe care conțin un singur element chimic. Atomii săi se pot combina în molecule, ca, de exemplu, în cazul oxigenului, sau pot să nu se combine, așa cum este cazul metalelor. Deci, sulful poate reacționa cu metale, alte nemetale și halogeni.

Interacțiunea cu metalele

Este necesară o temperatură ridicată pentru a efectua acest tip de proces. În aceste condiții, are loc o reacție de adiție. Adică atomii de metal se combină cu atomii de sulf, formând astfel substanțe complexe sulfuri. De exemplu, dacă încălziți doi moli de potasiu amestecându-i cu un mol de sulf, obțineți un mol de sulfură a acestui metal. Ecuația poate fi scrisă sub următoarea formă: 2K + S = K 2 S.

Reacția cu oxigenul

Aceasta este arderea sulfului. Ca rezultat al acestui proces, se formează oxidul său. Acesta din urmă poate fi de două tipuri. Prin urmare, arderea sulfului poate avea loc în două etape. Primul este atunci când un mol de sulf și un mol de oxigen formează un mol de dioxid de sulf. Puteți scrie ecuația pentru această reacție chimică după cum urmează: S + O 2 \u003d SO 2. A doua etapă este adăugarea unui alt atom de oxigen la dioxid. Acest lucru se întâmplă dacă adăugați un mol de oxigen la doi moli la temperatură ridicată. Rezultatul sunt doi moli de trioxid de sulf. Ecuația acestei interacțiuni chimice arată astfel: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3. Ca rezultat al acestei reacții, se formează acid sulfuric. Deci, prin efectuarea celor două procese descrise, este posibilă trecerea trioxidului rezultat printr-un jet de vapori de apă. Și obținem ecuația pentru o astfel de reacție este scrisă după cum urmează: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4.

Interacțiunea cu halogenii

Chimic, ca și alte nemetale, îi permite să reacționeze cu acest grup de substanțe. Acesta include compuși precum fluor, brom, clor, iod. Sulful reacționează cu oricare dintre ele, cu excepția ultimului. Ca exemplu, putem cita procesul de fluorurare a elementului din tabelul periodic pe care îl luăm în considerare. Prin încălzirea nemetalului menționat cu un halogen se pot obține două variații de fluor. Primul caz: dacă luăm un mol de sulf și trei moli de fluor, obținem un mol de fluor, a cărui formulă este SF 6. Ecuația arată astfel: S + 3F 2 = SF 6. În plus, există o a doua opțiune: dacă luăm un mol de sulf și doi moli de fluor, obținem un mol de fluor cu formula chimică SF 4 . Ecuația se scrie sub următoarea formă: S + 2F 2 = SF 4 . După cum puteți vedea, totul depinde de proporțiile în care sunt amestecate componentele. Exact în același mod, este posibil să se efectueze procesul de clorurare a sulfului (se pot forma și două substanțe diferite) sau de bromurare.

Interacțiunea cu alte substanțe simple

Caracterizarea elementului sulf nu se termină aici. Substanța poate intra și într-o reacție chimică cu hidrogenul, fosforul și carbonul. Datorită interacțiunii cu hidrogenul, se formează acid sulfurat. Ca urmare a reacției sale cu metalele, se pot obține sulfuri ale acestora, care, la rândul lor, se obțin și prin reacția directă a sulfului cu același metal. Adăugarea atomilor de hidrogen la atomii de sulf are loc numai în condiții de temperatură foarte ridicată. Când sulful reacționează cu fosforul, se formează fosfura acestuia. Are următoarea formulă: P 2 S 3. Pentru a obține un mol din această substanță, trebuie să luați doi moli de fosfor și trei moli de sulf. Când sulful interacționează cu carbonul, se formează carbura nemetalului considerat. Formula sa chimică arată astfel: CS 2. Pentru a obține un mol din această substanță, trebuie să luați un mol de carbon și doi moli de sulf. Toate reacțiile de adiție descrise mai sus apar numai atunci când reactanții sunt încălziți la temperaturi ridicate. Am luat în considerare interacțiunea sulfului cu substanțe simple, acum să trecem la următorul punct.

Sulf și compuși complecși

Compușii sunt acele substanțe ale căror molecule constau din două (sau mai multe) elemente diferite. Proprietățile chimice ale sulfului îi permit să reacționeze cu compuși precum alcalii, precum și cu acid sulfat concentrat. Reacțiile sale cu aceste substanțe sunt destul de ciudate. În primul rând, luați în considerare ce se întâmplă atunci când nemetalul în cauză este amestecat cu alcalii. De exemplu, dacă luați șase moli și adăugați trei moli de sulf la ei, obțineți doi moli de sulfură de potasiu, un mol de sulfit de metal dat și trei moli de apă. Acest tip de reacție poate fi exprimat prin următoarea ecuație: 6KOH + 3S \u003d 2K 2 S + K2SO 3 + 3H 2 O. Interacțiunea are loc conform aceluiași principiu dacă adăugați În continuare, luați în considerare comportamentul sulfului atunci când o soluție concentrată i se adaugă acid sulfat. Dacă luăm un mol din prima și doi moli din a doua substanță, obținem următoarele produse: trioxid de sulf în cantitate de trei moli și, de asemenea, apă - doi moli. Această reacție chimică poate avea loc numai atunci când reactanții sunt încălziți la o temperatură ridicată.

Obținerea nemetalului considerat

Există mai multe metode principale prin care sulful poate fi extras dintr-o varietate de substanțe. Prima metodă este să-l izolați de pirită. Formula chimică a acestuia din urmă este FeS 2 . Când această substanță este încălzită la o temperatură ridicată fără acces la oxigen, se poate obține o altă sulfură de fier - FeS - și sulf. Ecuația reacției este scrisă după cum urmează: FeS 2 \u003d FeS + S. A doua metodă de obținere a sulfului, care este adesea folosită în industrie, este arderea sulfurei de sulf în condiția unei cantități mici de oxigen. În acest caz, puteți obține considerat nemetal și apă. Pentru a efectua reacția, trebuie să luați componentele într-un raport molar de doi la unu. Drept urmare, obținem produsele finale în proporții de două până la două. Ecuația acestei reacții chimice poate fi scrisă după cum urmează: 2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O. În plus, sulful poate fi obținut în timpul diferitelor procese metalurgice, de exemplu, în producția de metale precum nichelul, arama si altele.

Utilizare industrială

Nemetalul pe care îl luăm în considerare și-a găsit cea mai largă aplicație în industria chimică. După cum am menționat mai sus, aici este folosit pentru a obține acid sulfat din acesta. În plus, sulful este folosit ca componentă pentru fabricarea chibriturilor, datorită faptului că este un material inflamabil. De asemenea, este indispensabil în producția de explozivi, praf de pușcă, scânteie etc. În plus, sulful este folosit ca unul dintre ingredientele în produsele de combatere a dăunătorilor. În medicină, este folosit ca componentă în fabricarea medicamentelor pentru bolile de piele. De asemenea, substanța în cauză este folosită la producerea diverșilor coloranți. În plus, este folosit la fabricarea fosforilor.

Structura electronică a sulfului

După cum știți, toți atomii constau dintr-un nucleu, în care există protoni - particule încărcate pozitiv - și neutroni, adică particule care au o sarcină zero. Electronii se rotesc în jurul nucleului cu sarcină negativă. Pentru ca un atom să fie neutru, trebuie să aibă același număr de protoni și electroni în structura sa. Dacă există mai multe dintre acestea din urmă, acesta este deja un ion negativ - un anion. Dacă, dimpotrivă, numărul de protoni este mai mare decât numărul de electroni, acesta este un ion pozitiv sau cation. Anionul sulf poate acționa ca un reziduu acid. Face parte din moleculele unor substanțe precum acid sulfurat (hidrogen sulfurat) și sulfuri metalice. Un anion se formează în timpul disocierii electrolitice, care are loc atunci când o substanță este dizolvată în apă. În acest caz, molecula se descompune într-un cation, care poate fi reprezentat ca un metal sau ion de hidrogen, precum și un cation - un ion al unui reziduu acid sau o grupare hidroxil (OH-).

Deoarece numărul de serie al sulfului din tabelul periodic este șaisprezece, putem concluziona că exact acest număr de protoni se află în nucleul său. Pe baza acestui fapt, putem spune că există și șaisprezece electroni care se rotesc în jur. Numărul de neutroni poate fi găsit scăzând numărul de serie al elementului chimic din masa molară: 32 - 16 \u003d 16. Fiecare electron nu se rotește aleatoriu, ci de-a lungul unei anumite orbite. Deoarece sulful este un element chimic care aparține perioadei a treia a tabelului periodic, există trei orbite în jurul nucleului. Primul are doi electroni, al doilea are opt, iar al treilea are șase. Formula electronică a atomului de sulf se scrie astfel: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Prevalența în natură

Practic, elementul chimic considerat se găsește în compoziția mineralelor, care sunt sulfuri ale diferitelor metale. În primul rând, este pirita - sare de fier; este, de asemenea, plumb, argint, luciu de cupru, blenda de zinc, cinabru - sulfura de mercur. În plus, sulful poate fi inclus și în compoziția mineralelor, a căror structură este reprezentată de trei sau mai multe elemente chimice.

De exemplu, calcopirită, mirabilite, kieserită, gips. Puteți lua în considerare fiecare dintre ele mai detaliat. Pirita este o sulfură de fer, sau FeS2. Are o culoare galben deschis cu un luciu auriu. Acest mineral poate fi găsit adesea ca impuritate în lapislazuli, care este utilizat pe scară largă pentru a face bijuterii. Acest lucru se datorează faptului că aceste două minerale au adesea un depozit comun. Cupru strălucire - calcocitul sau calcozină - este o substanță gri-albăstruie, asemănătoare metalului. și luciul argintiu (argentitul) au proprietăți similare: ambele arată ca metale, au o culoare gri. Cinabrul este un mineral roșu-maroniu tern, cu pete gri. Calcopirita, a cărei formulă chimică este CuFeS 2 , este galben auriu, mai este numită și blendă aurie. Blenda de zinc (sphalerita) poate avea o culoare de la chihlimbar la portocaliu aprins. Mirabilite - Na 2 SO 4 x10H 2 O - cristale transparente sau albe. Se mai numește și folosit în medicină. Formula chimică a kieseritului este MgSO 4 xH 2 O. Arată ca o pulbere albă sau incoloră. Formula chimică a gipsului este CaSO 4 x2H 2 O. În plus, acest element chimic face parte din celulele organismelor vii și este un oligoelement important.

Autor Enciclopedia chimică b.b. N.S.Zefirov

ACID SULFURIC H2S04, greutate moleculară 98,082; incolor lichid uleios inodor. Acid dibazic foarte puternic, la 18°C ​​pK a 1 - 2,8, K 2 1,2 10 -2, pK a 2 l.92; lungimi de legătură în moleculă S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, unghi HOSOH 104°, OSO 119°; fierbe cu diverse, formând un amestec azeotrop (98,3% H2SO4 și 1,7% H2O cu un punct de fierbere de 338,8 °C; vezi și Tabelul 1). ACIDUL SULFURIC, corespunzător unui conţinut de 100% H2S04, are compoziţia (%): H2S04 99,5, 0,18, 0,14, H3O + 0,09, H2S2O7 0,04, HS2O7 0,05. Miscibil cu apa si SO 3 in toate proportiile. În soluții apoase, ACIDUL SULFURIC este aproape complet disociat în H + și . Formează hidrați H2SO4nH2O, unde n = 1, 2, 3, 4 și 6,5.

Soluțiile de SO 3 în ACID SULFURIC se numesc oleum, formează doi compuși H 2 SO 4 SO 3 și H 2 SO 4 2SO 3. Oleum mai conține acid pirosulfuric, care se obține prin reacția: H 2 SO 4 + + SO 3: H 2 S 2 O 7.

Punctul de fierbere al soluţiilor apoase de ACID SULFURIC la.creşte odată cu creşterea concentraţiei acestuia şi atinge un maxim la un conţinut de 98,3% H 2 SO 4 (Tabelul 2). Punctul de fierbere al oleumului scade odată cu creșterea conținutului de SO3. Odată cu creșterea concentrației soluțiilor apoase de ACID SULFURIC, presiunea totală a vaporilor peste soluții scade și, la un conținut de 98,3% H 2 SO 4 , atinge un minim. Odată cu creșterea concentrației de SO 3 în oleum, presiunea totală a vaporilor deasupra acesteia crește. Presiunea vaporilor peste soluțiile apoase de ACID SULFURIC c. și oleum poate fi calculată prin ecuația: lgp (Pa) \u003d A - B / T + 2.126, valorile coeficienților A și B depind de concentrație de ACID SULFURIC c. Aburul peste soluții apoase de ACID SULFURIC c. constă dintr-un amestec de vapori de apă, H 2 SO 4 și SO 3, în timp ce compoziția vaporilor diferă de compoziția lichidului la toate concentrațiile de ACID SULFURIC c., cu excepția amestecului azeotrop corespunzător.

Odată cu creșterea temperaturii, disocierea H 2 SO 4 H 2 O + SO 3 - Q crește, ecuația pentru dependența de temperatură a constantei de echilibru 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 . La presiune normală, gradul de disociere: 10 -5 (373 K), 2,5 (473 K), 27,1 (573 K), 69,1 (673 K). Densitatea ACIDULUI SULFURIC 100% poate fi determinată prin ecuația: d = 1,8517 - - 1,1 10 -3 t + 2 10 -6 t 2 g / cm 3. Odată cu creșterea concentrației soluțiilor de ACID SULFURIC, capacitatea lor termică scade și atinge un minim pentru ACID SULFURIC 100%, în timp ce capacitatea termică a oleumului crește odată cu creșterea conținutului de SO3.

Cu o creștere a concentrației și o scădere a temperaturii, conductivitatea termică l scade: l \u003d 0,518 + 0,0016t - (0,25 + + t / 1293) C / 100, unde C este concentrația de ACID SULFURIC c., în% . Max. vâscozitatea are oleum H 2 SO 4 SO 3, cu creșterea temperaturii h scade. Electric rezistenţa ACIDULUI SULFURIC la.este minimă la o concentraţie de 30 şi 92% H 2 SO 4 şi maximă la o concentraţie de 84 şi 99,8% H 2 SO 4 . Pentru oleum min. r la o concentraţie de 10% SO3. Odată cu creșterea temperaturii, r ACIDUL SULFURIC crește. Dielectric permeabilitate 100% ACID SULFURIC camera 101 (298,15 K), 122 (281,15 K); crioscopic constantă 6,12, ebulioscopică. constanta 5,33; coeficientul de difuzie a vaporilor ACID SULFURIC în aer se modifică cu temperatura; D \u003d 1,67 10 -5 T 3/2 cm 2 / s.

ACIDUL SULFURIC este un agent oxidant destul de puternic, mai ales atunci când este încălzit; oxidează HI și parțial HBr la halogeni liberi, carbonul la CO 2 , S la SO 2, oxidează multe metale (Cu, Hg etc.). În acest caz, ACIDUL SULFURIC se reduce la SO 2, iar cei mai puternici agenţi reducători se reduc la S şi H 2 S. Conc. H2SO4 este parțial redus cu H2, motiv pentru care nu poate fi folosit pentru uscare. Diff. Interacțiunea H 2 SO 4 cu toate metalele care se află în seria electrochimică de tensiuni la stânga hidrogenului, cu eliberarea de H 2. Oxida proprietăţile pentru H 2 SO 4 diluat sunt necaracteristice. ACIDUL SULFURIC dă două serii de săruri: sulfați medii și hidrosulfați acizi (vezi sulfați anorganici), precum și eteri (vezi sulfați organici). Sunt cunoscuți acizii peroxomonosulfuric (acidul lui Caro) H2SO5 și peroxodisulfuric H2S2O8 (vezi Sulful).

chitanta. Materiile prime pentru obtinerea ACIDULUI SULFURIC sunt: ​​S, sulfuri metalice, H 2 S, gaze de esapament din termocentrale, sulfati de Fe, Ca, etc. Principal. etape de obţinere a ACIDULUI SULFURIC k.: 1) prăjirea materiilor prime pentru obţinerea SO 2 ; 2) oxidarea S02 la S03 (conversie); 3) Absorbția SO3. In industrie se folosesc doua metode pentru obtinerea ACIDULUI SULFURIC, care se deosebesc prin modul de oxidare a SO 2, contact folosind catalizatori solizi (contact) si azotos, cu oxizi de azot. Pentru a obține ACID SULFURIC prin metoda contactului, plantele moderne folosesc catalizatori de vanadiu care au înlocuit oxizii de Pt și Fe. V 2 O 5 pur are o activitate catalitică slabă, care crește brusc în prezența sărurilor de metale alcaline, sărurile K având cea mai mare influență 7 V 2 O 5 și K 2 S 2 O 7 V 2 O 5 , descompunându-se la 315 -330, 365-380 și respectiv 400-405 °C). Componenta activă sub cataliză este în stare topită.

Schema de oxidare a SO2 la SO3 poate fi reprezentată după cum urmează:

În prima etapă se atinge echilibrul, a doua etapă este lentă și determină viteza procesului.

Producerea ACIDULUI SULFURIC din sulf prin metoda contactului dublu și absorbției duble (Fig. 1) constă în următoarele etape. Aerul după curățarea de praf este furnizat de o suflantă cu gaz către turnul de uscare, unde este uscat cu 93-98% ACID SULFURIC până la un conținut de umiditate de 0,01% în volum. Aerul uscat intră în cuptorul cu sulf după preîncălzire. încălzire într-unul dintre schimbătoarele de căldură ale unității de contact. Cuptorul arde sulful furnizat prin duze: S + O 2 : SO 2 + + 297,028 kJ. Gazul care conține 10-14% în volum de SO 2 este răcit în cazan și, după diluarea cu aer la un conținut de SO 2 de 9-10% în volum la 420 ° C, intră în aparatul de contact pentru prima etapă de conversie. , care se desfăşoară pe trei straturi de catalizator (SO 2 + V 2 O 2 : : SO 3 + 96,296 kJ), după care gazul este răcit în schimbătoare de căldură. Apoi gazul care conține 8,5-9,5% SO 3 la 200 ° C intră în prima etapă de absorbție în absorbant, irigat cu oleum și ACID SULFURIC 98% la .: SO 3 + H 2 O: H 2 SO 4 + + 130,56 kJ . Apoi, gazul este curățat de stropi de ACID SULFURIC, încălzit la 420 ° C și intră în a doua etapă de conversie, care are loc pe două straturi de catalizator. Înainte de a doua etapă de absorbție, gazul este răcit în economizor și introdus în absorbantul de a doua etapă, irigat cu ACID SULFURIC 98%, iar apoi, după curățarea de stropire, este eliberat în atmosferă.

Orez. 1. Schema de producere a acidului sulfuric din sulf: 1-cuptor sulfuric; 2-cazan recuperator de caldura; 3 - economizor; focar cu 4 porniri; 5, 6-schimbătoare de căldură ale cuptorului de pornire; dispozitiv cu 7 pini; 8-schimbatoare de caldura; 9-absorbant de oleum; 10 turn de uscare; 11 şi, respectiv, 12, primul şi al doilea absorbant monohidrat; 13-colectori de acid.

Fig.2. Schema de producere a acidului sulfuric din pirita: alimentator cu 1 farfurie; 2-cuptor; 3-cazan recuperator de caldura; 4-cicloni; 5-precipitatoare electrostatice; 6 turnuri de spalat; 7-precipitatoare electrostatice umede; 8 turn de suflare; 9-turn de uscare; 10-capcană pentru stropi; 11-primul absorbant monohidrat; 12-schimb de căldură-wiki; 13 - dispozitiv de contact; absorbant 14-oleum; absorbant monohidrat de 15 secunde; 16 frigidere; 17 colecții.

Orez. 3. Schema de producere a acidului sulfuric prin metoda azotată: 1 - denitrat. turn; 2, 3-primul și al doilea produs. turnuri; 4-oxidează. turn; 5, 6, 7-absorbit. turnuri; 8 - precipitatoare electrostatice.

Producerea ACIDULUI SULFURIC din sulfuri metalice (Fig. 2) este mult mai complicată și constă în următoarele operații. Prăjirea FeS 2 se realizează într-un cuptor cu pat fluidizat cu aer: 4FeS 2 + 11O 2: 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + 13476 kJ. Gazul de prăjire cu un conținut de SO 2 de 13-14%, având o temperatură de 900 °C, intră în cazan, unde este răcit la 450 °C. Îndepărtarea prafului se realizează într-un ciclon și un precipitator electrostatic. Mai departe, gazul trece prin două turnuri de spălat, irigate cu ACID SULFURIC 40% și 10%.Totodată, gazul este în final purificat din praf, fluor și arsen. Două trepte de precipitatoare electrostatice umede sunt prevăzute pentru purificarea gazelor din aerosoli de ACID SULFURIC formați în turnurile de spălare. După uscare într-un turn de uscare, înaintea căruia gazul este diluat la un conținut de 9% S02, acesta este alimentat la prima etapă de conversie (3 paturi de catalizator) printr-o suflantă. În schimbătoarele de căldură, gazul este încălzit până la 420 °C datorită căldurii gazului care provine din prima etapă a conversiei. SO 2 , oxidat la 92-95% în SO 3 , trece la prima etapă de absorbție în absorbanții de oleum și monohidrat, unde este eliberat din SO 3 . Apoi, gazul care conține SO2 ~ 0,5% intră în a doua etapă de conversie, care are loc pe unul sau două straturi de catalizator. Gazul este încălzit preliminar într-un alt grup de schimbătoare de căldură până la 420 °C datorită căldurii gazelor provenite din a doua etapă de cataliză. După separarea SO3 în a doua etapă de absorbție, gazul este eliberat în atmosferă.

Gradul de conversie a SO2 în SO3 în metoda contactului este de 99,7%, gradul de absorbție a SO3 este de 99,97%. Producerea ACIDULUI SULFURIC se realizează, de asemenea, într-o etapă de cataliză, în timp ce gradul de conversie a SO2 în SO3 nu depășește 98,5%. Înainte de a fi eliberat în atmosferă, gazul este purificat din SO2 rămas (vezi Purificarea gazului). Productivitatea instalatiilor moderne este de 1500-3100 tone/zi.

Esența metodei azotate (Fig. 3) este că gazul de prăjire, după răcire și curățare de praf, este tratat cu așa-numita nitroză-C. to., în care sol. oxizi de azot. SO 2 este absorbit de nitroză, iar apoi oxidat: SO 2 + N 2 O 3 + H 2 O: H 2 SO 4 + NO. NO2 rezultat este slab solubil în nitroză și este eliberat din acesta și apoi parțial oxidat de oxigen în faza gazoasă la NO2. Amestecul de NO și NO2 este reabsorbit de ACID SULFURIC. etc. Oxizii de azot nu sunt consumați în procesul de azot și sunt returnați în producție. ciclului, din cauza absorbției incomplete a ACIDULUI SULFURIC, acestea sunt parțial transportate de gazele de eșapament. Avantajele metodei azotate: simplitatea instrumentării, cost mai mic (10-15% mai mic decât cel de contact), posibilitatea procesării 100% SO 2.

Instrumentarea procesului de azot turn este simplă: SO 2 este prelucrat în 7-8 turnuri căptușite cu ceramică. duză, unul dintre turnuri (gol) este un oxidant reglabil. volum. Turnurile au colectoare de acid, frigidere, pompe care alimentează cu acid rezervoarele sub presiune de deasupra turnurilor. Un ventilator de coadă este instalat în fața ultimelor două turnuri. Un precipitator electrostatic servește la purificarea gazului din aerosolul de ACID SULFURIC. Oxizii de azot necesari procesului se obtin din HNO3. Pentru a reduce emisia de oxizi de azot în atmosferă și procesarea 100% SO 2, între zonele de producție și absorbție este instalat un ciclu de procesare a SO 2 fără azot în combinație cu o metodă apă-acid pentru captarea profundă a oxizilor de azot. Dezavantajul metodei azotate este calitatea scăzută a produselor: concentrația de ACID SULFURIC este de 75%, prezența oxizilor de azot, Fe și alte impurități.

Pentru a reduce posibilitatea de cristalizare a ACIDULUI SULFURIC, în timpul transportului și depozitării, au fost stabilite standarde pentru clasele comerciale de ACID SULFURIC, a căror concentrație corespunde cu cele mai scăzute temperaturi de cristalizare. Conținut ACID SULFURIC c. în tech. grade (%): turn (azot) 75, contact 92,5-98,0, oleum 104,5, oleum procent mare 114,6, baterie 92-94. ACIDUL SULFURIC este depozitat în rezervoare de oțel de până la 5000 m 3 în volum, capacitatea totală a acestora în depozit este proiectată pentru zece zile de producție. Oleum și ACID SULFURIC sunt transportate în rezervoare de oțel. Conc. iar ACID SULFURIC din baterie to. sunt transportate in rezervoare din otel rezistent la acid. Rezervoarele pentru transportul oleum-ului sunt acoperite cu izolație termică, iar oleum-ul este încălzit înainte de umplere.

ACIDUL SULFURIC se determină colorimetric și fotometric, sub formă de suspensie de BaSO 4 - fototurbidimetric, precum și coulometric. metodă.

Aplicație. ACIDUL SULFURIC este utilizat la producerea îngrășămintelor minerale, ca electrolit în bateriile cu plumb, pentru producerea diverșilor acizi și săruri minerale, fibre chimice, coloranți, substanțe fumigene și explozivi, în petrol, prelucrarea metalelor, textile, piele, și alte industrii. Este folosit la bal. sinteza organica in reactii de deshidratare (obtinere dietil eter, esteri), hidratare (etanol din etilena), sulfonare (detergenti sintetici si produse intermediare in producerea colorantilor), alchilare (obtinere izooctan, polietilen glicol, capro-lactama) etc. cel mai mare consumator de ACID SULFURIC este producția de îngrășăminte minerale. Pentru 1 tonă de îngrășăminte cu fosfor P 2 O 5 se consumă 2,2-3,4 tone de ACID SULFURIC, iar pentru 1 tonă de (NH 4) 2 SO 4 -0,75 tone de ACID SULFURIC Prin urmare, plantele de acid sulfuric tind să se construiască într-un complex cu fabrici pentru producerea îngrăşămintelor minerale. Producția mondială de ACID SULFURIC în 1987 a ajuns la 152 milioane de tone.

Acidul ACID SULFURIC și oleum sunt substanțe extrem de agresive care afectează căile respiratorii, pielea, mucoasele, provoacă dificultăți de respirație, tuse, adesea laringită, traheită, bronșită etc. MAC aerosol acid ACID SULFURIC în aerul zonei de lucru 1, 0 mg/m 3, în atm. aer 0,3 mg/m 3 (max. single) și 0,1 mg/m 3 (medie zilnică). Concentrația dăunătoare a vaporilor de ACID SULFURIC este de 0,008 mg/l (expunere 60 minute), letală 0,18 mg/l (60 minute). Clasa de pericol 2. Aerosol ACIDUL SULFURIC se poate forma în atmosferă ca urmare a emisiilor chimice și metalurgice. industriile care conțin oxizi de S și cad sub formă de ploaie acide.

Literatură: Manual de acid sulfuric, ed. K. M. Malina, ed. a II-a, M., 1971; Amelin A.G., Technology of sulfuric acid, ed. a 2-a, M., 1983; Vasiliev B.T., Otvagina M.I., Tehnologia acidului sulfuric, M., 1985. Yu.V. Filatov.

Enciclopedie chimică. Volumul 4 >>

Acidul sulfuric (H2SO4) este una dintre cele mai corozive și periculoase substanțe chimice cunoscute omului, în special în formă concentrată. Acidul sulfuric pur din punct de vedere chimic este un lichid toxic greu de consistență uleioasă, inodor și incolor. Se obține prin oxidarea dioxidului de sulf (SO2) prin metoda contactului.

La o temperatură de + 10,5 °C, acidul sulfuric se transformă într-o masă cristalină sticloasă înghețată, lacom, ca un burete, absorbind umiditatea din mediu. În industrie și chimie, acidul sulfuric este unul dintre principalii compuși chimici și ocupă o poziție de lider în ceea ce privește producția în tone. De aceea, acidul sulfuric este numit „sângele chimiei”. Cu ajutorul acidului sulfuric se obțin îngrășăminte, medicamente, alți acizi, îngrășăminte mari și multe altele.

Proprietățile fizice și chimice de bază ale acidului sulfuric

1. Acidul sulfuric în formă pură (formula H2SO4), la o concentrație de 100%, este un lichid gros incolor. Cea mai importantă proprietate a H2SO4 este higroscopicitatea sa ridicată - capacitatea de a elimina apa din aer. Acest proces este însoțit de o eliberare masivă de căldură.
2. H2SO4 este un acid puternic.
3. Acidul sulfuric se numește monohidrat - conține 1 mol de H2O (apă) la 1 mol de SO3. Datorită proprietăților sale higroscopice impresionante, este folosit pentru a extrage umiditatea din gaze.
4. Punct de fierbere - 330 ° C. În acest caz, acidul se descompune în SO3 și apă. Densitate - 1,84. Punct de topire - 10,3 ° C /.
5. Acidul sulfuric concentrat este un agent oxidant puternic. Pentru a începe reacția redox, acidul trebuie încălzit. Rezultatul reacției este SO2. S+2H2SO4=3SO2+2H2O
6. În funcție de concentrație, acidul sulfuric reacționează diferit cu metalele. În stare diluată, acidul sulfuric este capabil să oxideze toate metalele care se află în seria de tensiuni la hidrogen. Se face o excepție ca fiind cea mai rezistentă la oxidare. Acidul sulfuric diluat reacționează cu săruri, baze, oxizi amfoteri și bazici. Acidul sulfuric concentrat este capabil să oxideze toate metalele din seria de tensiuni, precum și argintul.
7. Acidul sulfuric formează două tipuri de săruri: acide (hidrosulfați) și medii (sulfați)
8. H2SO4 intră într-o reacție activă cu substanțele organice și nemetale, iar unele dintre ele le poate transforma în cărbune.
9. Anhidrita sulfurica este perfect solubila in H2SO4, iar in acest caz se formeaza oleum - o solutie de SO3 in acid sulfuric. În exterior, arată astfel: acid sulfuric fumos, eliberând anhidrit sulfuric.
10. Acidul sulfuric în soluții apoase este un acid dibazic puternic, iar atunci când este adăugat în apă, se eliberează o cantitate imensă de căldură. Când se prepară soluții diluate de H2SO4 din cele concentrate, este necesar să se adauge un acid mai greu la apă într-un flux mic, și nu invers. Acest lucru se face pentru a evita fierberea apei și stropirea cu acid.

Acizi sulfuric concentrați și diluați

Soluțiile concentrate de acid sulfuric includ soluții de la 40%, capabile să dizolve argintul sau paladiul.

Acidul sulfuric diluat include soluții a căror concentrație este mai mică de 40%. Acestea nu sunt soluții atât de active, dar sunt capabile să reacționeze cu alamă și cupru.

Obținerea de acid sulfuric

Producția de acid sulfuric la scară industrială a fost lansată în secolul al XV-lea, dar la acea vreme se numea „vitriol”. Dacă umanitatea mai devreme consuma doar câteva zeci de litri de acid sulfuric, atunci în lumea modernă calculul merge la milioane de tone pe an.

Producția de acid sulfuric se realizează industrial și există trei dintre ele:

1. metoda de contact.
2. metoda azotului
3. Alte Metode

Să vorbim în detaliu despre fiecare dintre ele.

metoda de producție prin contact

Metoda de producție de contact este cea mai comună și îndeplinește următoarele sarcini:

• Rezultă un produs care satisface nevoile numărului maxim de consumatori.
• În timpul producției, daunele aduse mediului sunt reduse.

În metoda de contact, următoarele substanțe sunt utilizate ca materii prime:

• pirita (pirite de sulf);
• sulf;
• oxid de vanadiu (această substanță determină rolul de catalizator);
• sulfat de hidrogen;
• sulfuri de diferite metale.

Înainte de începerea procesului de producție, materiile prime sunt pregătite în prealabil. Pentru început, pirita este supusă măcinării în instalații speciale de concasare, ceea ce permite, datorită creșterii zonei de contact a substanțelor active, accelerarea reacției. Pirita suferă purificare: este coborâtă în recipiente mari cu apă, timp în care roca sterilă și tot felul de impurități plutesc la suprafață. Ele sunt îndepărtate la sfârșitul procesului.

Partea de producție este împărțită în mai multe etape:

1. După zdrobire, pirita este curățată și trimisă la cuptor - unde este arsă la temperaturi de până la 800 ° C. Conform principiului contracurentului, aerul este furnizat camerei de jos, iar acest lucru asigură că pirita este în stare suspendată. Astăzi, acest proces durează câteva secunde, dar mai devreme era nevoie de câteva ore pentru a declanșa. În timpul procesului de prăjire apar deșeuri sub formă de oxid de fier, care sunt îndepărtate și ulterior transferate la întreprinderile din industria metalurgică. În timpul arderii, se eliberează vapori de apă, gaze O2 și SO2. Când purificarea din vapori de apă și cele mai mici impurități este finalizată, se obține oxid de sulf pur și oxigen.
2. În a doua etapă are loc o reacție exotermă sub presiune folosind un catalizator de vanadiu. Începutul reacției începe când temperatura atinge 420 °C, dar poate fi crescută la 550 °C pentru a crește eficiența. În timpul reacției, are loc oxidarea catalitică și SO2 devine SO3.
3. Esența celei de-a treia etape de producție este următoarea: absorbția SO3 în turnul de absorbție, în timpul căruia se formează oleum H2SO4. În această formă, H2SO4 este turnat în recipiente speciale (nu reacționează cu oțelul) și este gata să se întâlnească cu utilizatorul final.

În timpul producției, așa cum am spus mai sus, se generează multă energie termică, care este utilizată în scopuri de încălzire. Multe fabrici de acid sulfuric instalează turbine cu abur care folosesc aburul de evacuare pentru a genera electricitate suplimentară.

Proces azot pentru producerea acidului sulfuric

În ciuda avantajelor metodei de producție prin contact, care produce acid sulfuric și oleum mai concentrat și mai pur, se produce destul de mult H2SO4 prin metoda azotului. În special, la plantele de superfosfat.

Pentru producerea de H2SO4, dioxidul de sulf acţionează ca substanţă iniţială, atât la contact, cât şi la metoda azotului. Se obține special în aceste scopuri prin arderea sulfului sau prăjirea metalelor sulfuroase.

Transformarea dioxidului de sulf în acid sulfuros constă în oxidarea dioxidului de sulf și adăugarea de apă. Formula arată astfel:
SO2 + 1|2 O2 + H2O = H2SO4

Dar dioxidul de sulf nu reacționează direct cu oxigenul, prin urmare, prin metoda azotoasă, oxidarea dioxidului de sulf se realizează folosind oxizi de azot. Oxizii mai mari de azot (vorbim despre dioxid de azot NO2, trioxid de azot NO3) în acest proces sunt reduse la oxid de azot NO, care ulterior este din nou oxidat de oxigen la oxizi superiori.

Producția de acid sulfuric prin metoda azotoasă este formalizată tehnic în două moduri:

• Cameră.
• Turn.

Metoda cu azot are o serie de avantaje și dezavantaje.

Dezavantajele metodei azotate:

• Se pare că 75% acid sulfuric.
• Calitatea produsului este scăzută.
• Returul incomplet al oxizilor de azot (adaos de HNO3). Emisiile lor sunt dăunătoare.
• Acidul conține fier, oxizi de azot și alte impurități.

Avantajele metodei azotate:

• Costul procesului este mai mic.
• Posibilitatea procesării SO2 la 100%.
• Simplitatea designului hardware.

Principalele plante rusești de acid sulfuric

Producția anuală de H2SO4 în țara noastră este calculată în șase cifre - aproximativ 10 milioane de tone. Principalii producători de acid sulfuric din Rusia sunt companiile care sunt, în plus, principalii săi consumatori. Vorbim despre firme al căror domeniu de activitate este producția de îngrășăminte minerale. De exemplu, „Îngrășămintele minerale Balakovo”, „Ammophos”.

Crimean Titan, cel mai mare producător de dioxid de titan din Europa de Est, operează în Armyansk, Crimeea. În plus, planta este angajată în producția de acid sulfuric, îngrășăminte minerale, sulfat de fier etc.

Acidul sulfuric de diferite tipuri este produs de multe plante. De exemplu, acidul sulfuric din baterii este produs de: Karabashmed, FKP Biysk Oleum Plant, Svyatogor, Slavia, Severkhimprom etc.

Oleum este produs de UCC Shchekinoazot, FKP Biysk Oleum Plant, Ural Mining and Metallurgical Company, Kirishinefteorgsintez Production Association etc.

Acidul sulfuric de înaltă puritate este produs de UCC Shchekinoazot, Component-Reaktiv.

Acidul sulfuric uzat poate fi cumpărat de la fabricile ZSS, HaloPolymer Kirovo-Chepetsk.

Producătorii de acid sulfuric tehnic sunt Promsintez, Khiprom, Svyatogor, Apatit, Karabashmed, Slavia, Lukoil-Permnefteorgsintez, Chelyabinsk Zinc Plant, Electrozinc etc.

Datorită faptului că pirita este principala materie primă în producția de H2SO4, iar acesta este un deșeu al întreprinderilor de îmbogățire, furnizorii săi sunt fabricile de îmbogățire Norilsk și Talnakh.

Pozițiile de lider la nivel mondial în producția de H2SO4 sunt ocupate de SUA și China, care reprezintă 30 de milioane de tone, respectiv 60 de milioane de tone.

Domeniul de aplicare al acidului sulfuric

Lumea consumă anual aproximativ 200 de milioane de tone de H2SO4, din care se produce o gamă largă de produse. Acidul sulfuric deține pe bună dreptate palma printre alți acizi în ceea ce privește utilizarea industrială.

După cum știți deja, acidul sulfuric este unul dintre cele mai importante produse ale industriei chimice, astfel încât domeniul de aplicare al acidului sulfuric este destul de larg. Principalele utilizări ale H2SO4 sunt următoarele:

• Acidul sulfuric este folosit în cantități uriașe pentru producția de îngrășăminte minerale și este nevoie de aproximativ 40% din tonaj total. Din acest motiv, plantele producătoare de H2SO4 sunt construite lângă instalațiile de îngrășăminte. Acestea sunt sulfatul de amoniu, superfosfatul etc. În producția lor, acidul sulfuric este luat în formă pură (concentrație de 100%). Va fi nevoie de 600 de litri de H2SO4 pentru a produce o tonă de amofos sau superfosfat. Aceste îngrășăminte sunt folosite mai ales în agricultură.
• H2SO4 este folosit pentru a produce explozivi.
• Purificarea produselor petroliere. Pentru a obține kerosen, benzină, uleiuri minerale, este necesară purificarea hidrocarburilor, care are loc cu utilizarea acidului sulfuric. În procesul de rafinare a petrolului pentru purificarea hidrocarburilor, această industrie „preia” până la 30% din tonajul mondial de H2SO4. În plus, numărul octanic al combustibilului este crescut cu acid sulfuric și puțurile sunt tratate în timpul producției de petrol.
• în industria metalurgică. Acidul sulfuric este folosit în metalurgie pentru a îndepărta depunerile și rugina de pe sârmă, tablă, precum și pentru a reduce aluminiul în producția de metale neferoase. Înainte de a acoperi suprafețele metalice cu cupru, crom sau nichel, suprafața este gravată cu acid sulfuric.
• La fabricarea medicamentelor.
• în producția de vopsele.
• în industria chimică. H2SO4 este utilizat în producția de detergenți, detergent etilic, insecticide etc., iar aceste procese sunt imposibile fără el.
• Pentru a obține alți acizi cunoscuți, compuși organici și anorganici utilizați în scopuri industriale.

Sărurile acidului sulfuric și utilizările lor

Cele mai importante săruri ale acidului sulfuric sunt:

• Sarea Glauber Na2SO4 10H2O (sulfat de sodiu cristalin). Domeniul de aplicare al acesteia este destul de mare: producția de sticlă, sifon, în medicina veterinară și în medicină.
• Sulfatul de bariu BaSO4 este utilizat în producția de cauciuc, hârtie, vopsea minerală albă. În plus, este indispensabil în medicină pentru fluoroscopia stomacului. Este folosit pentru a face „terci de bariu” pentru această procedură.
• Sulfat de calciu CaSO4. În natură, poate fi găsit sub formă de gips CaSO4 2H2O și anhidrit CaSO4. Gipsul CaSO4 2H2O și sulfatul de calciu sunt folosite în medicină și construcții. Cu gipsul, atunci când este încălzit la o temperatură de 150 - 170 ° C, are loc o deshidratare parțială, în urma căreia se obține gips ars, cunoscut la noi ca alabastru. Frământând alabastrul cu apă până la consistența aluatului, masa se întărește rapid și se transformă într-un fel de piatră. Această proprietate a alabastrului este utilizată în mod activ în lucrările de construcții: turnate și matrițe sunt făcute din acesta. În lucrările de tencuială, alabastrul este indispensabil ca liant. Pacienților din secțiile de traumatologie li se oferă bandaje solide de fixare speciale - sunt realizate pe bază de alabastru.
• Vitriolul feros FeSO4 7H2O este utilizat pentru prepararea cernelii, impregnarea lemnului, precum și în activitățile agricole pentru distrugerea dăunătorilor.
• Alaunul KCr(SO4)2 12H2O, KAl(SO4)2 12H2O etc. sunt utilizate în producția de vopsele și în industria pielii (tăbăcire).
• Mulți dintre voi cunosc sulfatul de cupru CuSO4 5H2O direct. Este un asistent activ în agricultură în lupta împotriva bolilor plantelor și a dăunătorilor - o soluție apoasă de CuSO4 5H2O este folosită pentru murarea cerealelor și pulverizarea plantelor. De asemenea, este folosit pentru prepararea unor vopsele minerale. Și în viața de zi cu zi este folosit pentru a îndepărta mucegaiul de pe pereți.
• Sulfat de aluminiu - este folosit în industria celulozei și hârtiei.

Acidul sulfuric în formă diluată este utilizat ca electrolit în bateriile plumb-acid. În plus, este folosit pentru a produce detergenți și îngrășăminte. Dar, în cele mai multe cazuri, vine sub formă de oleum - aceasta este o soluție de SO3 în H2SO4 (pot fi găsite și alte formule de oleum).

Informatie uimitoare! Oleum este mai reactiv decât acidul sulfuric concentrat, dar, în ciuda acestui fapt, nu reacționează cu oțelul! Din acest motiv, este mai ușor de transportat decât acidul sulfuric însuși.

Sfera de utilizare a „reginei acizilor” este cu adevărat la scară largă și este dificil de spus despre toate modurile în care este utilizat în industrie. De asemenea, este folosit ca emulgator în industria alimentară, pentru tratarea apei, în sinteza explozivilor și în multe alte scopuri.

Istoria acidului sulfuric

Cine dintre noi nu a auzit niciodată de vitriol albastru? Deci, a fost studiat în antichitate, iar în unele lucrări de la începutul unei noi ere, oamenii de știință au discutat despre originea vitriolului și proprietățile lor. Vitriolul a fost studiat de medicul grec Dioscoride, exploratorul roman al naturii Pliniu cel Bătrân, iar în scrierile lor au scris despre experimentele în curs. În scopuri medicale, diferitele substanțe vitriol au fost folosite de către vechiul vindecător Ibn Sina. Cum a fost folosit vitriolul în metalurgie a fost menționat în lucrările alchimiștilor din Grecia antică Zosima din Panopolis.

Prima modalitate de a obține acid sulfuric este procesul de încălzire a alaunului de potasiu și există informații despre aceasta în literatura alchimică a secolului al XIII-lea. La acea vreme, compoziția alaunului și esența procesului nu erau cunoscute de alchimiști, dar deja în secolul al XV-lea au început să se angajeze în mod intenționat în sinteza chimică a acidului sulfuric. Procesul a fost următorul: alchimiștii au tratat un amestec de sulfură de sulf și antimoniu (III) Sb2S3 prin încălzire cu acid azotic.

În epoca medievală în Europa, acidul sulfuric era numit „ulei de vitriol”, dar apoi numele s-a schimbat în vitriol.

În secolul al XVII-lea, Johann Glauber a obținut acid sulfuric prin arderea azotatului de potasiu și a sulfului nativ în prezența vaporilor de apă. Ca urmare a oxidării sulfului cu nitrat, s-a obţinut oxid de sulf care a reacţionat cu vaporii de apă şi, ca urmare, s-a obţinut un lichid uleios. Era ulei de vitriol, iar acest nume pentru acid sulfuric există până astăzi.

Farmacistul din Londra, Ward Joshua, a folosit această reacție pentru producția industrială de acid sulfuric în anii treizeci ai secolului al XVIII-lea, dar în Evul Mediu consumul acestuia era limitat la câteva zeci de kilograme. Domeniul de utilizare a fost restrâns: pentru experimente alchimice, purificarea metalelor prețioase și în afacerile farmaceutice. Acidul sulfuric concentrat era folosit în cantități mici la fabricarea chibriturilor speciale care conțineau sare de bertolet.

În Rusia, vitriolul a apărut abia în secolul al XVII-lea.

În Birmingham, Anglia, John Roebuck a adaptat metoda de mai sus pentru producerea acidului sulfuric în 1746 și a lansat producția. În același timp, a folosit camere puternice, mari, căptușite cu plumb, care erau mai ieftine decât recipientele din sticlă.

În industrie, această metodă a deținut funcții timp de aproape 200 de ani, iar în camere s-a obținut acid sulfuric 65%.

După un timp, englezul Glover și chimistul francez Gay-Lussac au îmbunătățit procesul în sine, iar acidul sulfuric a început să fie obținut cu o concentrație de 78%. Dar un astfel de acid nu era potrivit pentru producerea, de exemplu, de coloranți.

La începutul secolului al XIX-lea, au fost descoperite noi metode de oxidare a dioxidului de sulf în anhidridă sulfurică.

Inițial, acest lucru a fost făcut folosind oxizi de azot, iar apoi platina a fost folosită ca catalizator. Aceste două metode de oxidare a dioxidului de sulf s-au îmbunătățit în continuare. Oxidarea dioxidului de sulf pe platină și alți catalizatori a devenit cunoscută ca metoda de contact. Și oxidarea acestui gaz cu oxizi de azot a fost numită metoda azotoasă pentru producerea acidului sulfuric.

Abia în 1831, comerciantul britanic de acid acetic Peregrine Philips a brevetat un procedeu economic de producere a oxidului de sulf (VI) și a acidului sulfuric concentrat și el este cel care este astăzi cunoscut în lume ca metodă de contact pentru obținerea acestuia.

Producția de superfosfat a început în 1864.

În anii optzeci ai secolului al XIX-lea în Europa, producția de acid sulfuric a ajuns la 1 milion de tone. Principalii producători au fost Germania și Anglia, producând 72% din volumul total de acid sulfuric din lume.

Transportul acidului sulfuric este o întreprindere responsabilă și intensivă în muncă.

Acidul sulfuric aparține clasei de substanțe chimice periculoase, iar la contactul cu pielea provoacă arsuri grave. În plus, poate provoca otrăvire chimică a unei persoane. Dacă anumite reguli nu sunt respectate în timpul transportului, atunci acidul sulfuric, datorită naturii sale explozive, poate provoca foarte multe daune atât oamenilor, cât și mediului.

Acidului sulfuric i s-a atribuit o clasă de pericol 8, iar transportul trebuie efectuat de către profesioniști special instruiți și instruiți. O condiție importantă pentru livrarea acidului sulfuric este respectarea Regulilor special dezvoltate pentru transportul mărfurilor periculoase.

Transportul rutier se efectuează conform următoarelor reguli:

1. Pentru transport, containerele speciale sunt realizate dintr-un aliaj de oțel special care nu reacționează cu acidul sulfuric sau titanul. Astfel de recipiente nu se oxidează. Acidul sulfuric periculos este transportat în rezervoare chimice speciale pentru acid sulfuric. Ele diferă ca design și sunt selectate în timpul transportului în funcție de tipul de acid sulfuric.
2. La transportul acidului fumos se iau rezervoare termoizoterme specializate, în care se menține regimul de temperatură necesar pentru păstrarea proprietăților chimice ale acidului.
3. Dacă acidul obișnuit este transportat, atunci este selectat un rezervor de acid sulfuric.
4. Transportul rutier al acidului sulfuric, cum ar fi fuming, anhidru, concentrat, pentru baterii, mănuși, se realizează în containere speciale: cisterne, butoaie, containere.
5. Transportul mărfurilor periculoase poate fi efectuat numai de șoferii care au în mână un certificat ADR.
6. Timpul de călătorie nu are restricții, deoarece în timpul transportului este necesar să se respecte cu strictețe viteza admisă.
7. În timpul transportului, se construiește o rută specială, care ar trebui să circule, ocolind locurile aglomerate și instalațiile de producție.
8. Transportul trebuie să aibă marcaje speciale și semne de pericol.

Proprietăți periculoase ale acidului sulfuric pentru oameni

Acidul sulfuric prezintă un pericol crescut pentru corpul uman. Efectul său toxic apare nu numai prin contactul direct cu pielea, ci și prin inhalarea vaporilor acesteia, atunci când se eliberează dioxid de sulf. Pericolul se aplică la:

• sistemul respirator;
• Tegumente;
• Membrana mucoasă.

Intoxicarea organismului poate fi intensificată de arsen, care face adesea parte din acidul sulfuric.

Important! După cum știți, atunci când acidul intră în contact cu pielea, apar arsuri severe. Nu mai puțin periculoasă este otrăvirea cu vapori de acid sulfuric. O doză sigură de acid sulfuric în aer este de numai 0,3 mg pe 1 metru pătrat.

Dacă acidul sulfuric ajunge pe mucoase sau pe piele, apare o arsură gravă, care nu se vindecă bine. Dacă arsura este impresionantă ca amploare, victima dezvoltă o boală de arsuri, care poate duce chiar la deces, dacă îngrijirea medicală calificată nu este acordată în timp util.

Important! Pentru un adult, doza letală de acid sulfuric este de numai 0,18 cm pe 1 litru.

Desigur, este problematic să „experimentați singur” efectul toxic al acidului în viața obișnuită. Cel mai adesea, intoxicația cu acid are loc din cauza neglijării siguranței industriale atunci când se lucrează cu o soluție.

Otrăvirea în masă cu vapori de acid sulfuric poate apărea din cauza unor probleme tehnice în producție sau din neglijență și are loc o eliberare masivă în atmosferă. Pentru a preveni astfel de situații, funcționează servicii speciale, a căror sarcină este de a controla funcționarea producției în care se utilizează acid periculos.

Care sunt simptomele intoxicației cu acid sulfuric?

Dacă acidul a fost ingerat:

• Durere în regiunea organelor digestive.
• Greață și vărsături.
• Încălcarea scaunului, ca urmare a unor tulburări intestinale severe.
• Secreție puternică de salivă.
• Din cauza efectelor toxice asupra rinichilor, urina devine rosiatica.
• Umflarea laringelui și a gâtului. Există șuierături, răgușeală. Acest lucru poate duce la moarte prin sufocare.
• Pe gingii apar pete maronii.
• Pielea devine albastră.

Cu o arsură a pielii, pot exista toate complicațiile inerente unei boli de arsuri.

La otrăvirea în perechi, se observă următoarea imagine:

• Arsura membranei mucoase a ochilor.
• Sângerare din nas.
• Arsuri ale membranelor mucoase ale tractului respirator. În acest caz, victima are un simptom puternic de durere.
• Umflarea laringelui cu simptome de sufocare (lipsa oxigenului, pielea devine albastră).
• Dacă otrăvirea este severă, atunci pot apărea greață și vărsături.

Este important de știut! Otrăvirea cu acid după ingerare este mult mai periculoasă decât intoxicația prin inhalarea vaporilor.

Primul ajutor și proceduri terapeutice pentru deteriorarea acidului sulfuric

În contact cu acidul sulfuric, procedați după cum urmează:

• Sunați mai întâi o ambulanță. Dacă lichidul a intrat înăuntru, atunci faceți o spălătură gastrică cu apă caldă. După aceea, cu înghițituri mici va trebui să bei 100 de grame de ulei de floarea soarelui sau de măsline. În plus, ar trebui să înghiți o bucată de gheață, să bei lapte sau magnezie arsă. Acest lucru trebuie făcut pentru a reduce concentrația de acid sulfuric și pentru a atenua condiția umană.
• Dacă acidul intră în ochi, clătiți-i cu apă curentă și apoi picurați cu o soluție de dicaină și novocaină.
• Dacă acidul ajunge pe piele, zona arsă trebuie spălată bine sub jet de apă și bandată cu sifon. Clătiți timp de aproximativ 10-15 minute.
• În caz de otrăvire cu vapori, trebuie să ieșiți la aer curat și, de asemenea, să clătiți membranele mucoase afectate cu apă cât mai mult posibil.

Într-un cadru spitalicesc, tratamentul va depinde de zona arsului și de gradul de otrăvire. Anestezia se efectuează numai cu novocaină. Pentru a evita dezvoltarea unei infecții în zona afectată, este selectat un curs de terapie cu antibiotice pentru pacient.

În sângerările gastrice, se injectează plasmă sau se transfuzează sânge. Sursa de sângerare poate fi îndepărtată chirurgical.

1. Acidul sulfuric în forma sa pură 100% se găsește în natură. De exemplu, în Italia, Sicilia în Marea Moartă, puteți vedea un fenomen unic - acidul sulfuric se scurge chiar de jos! Și iată ce se întâmplă: pirita din scoarța terestră servește în acest caz drept materie primă pentru formarea ei. Acest loc este numit și Lacul Morții și chiar și insectelor le este frică să zboare până la el!
2. După mari erupții vulcanice, picăturile de acid sulfuric pot fi adesea găsite în atmosfera pământului, iar în astfel de cazuri, „vinovatul” poate aduce consecințe negative asupra mediului și poate provoca schimbări climatice grave.
3. Acidul sulfuric este un absorbant activ de apă, deci este folosit ca uscător de gaz. Pe vremuri, pentru a preveni aburirea ferestrelor în încăperi, acest acid era turnat în borcane și așezat între geamurile deschiderilor ferestrelor.
4. Acidul sulfuric este principala cauză a ploii acide. Principala cauză a ploii acide este poluarea aerului cu dioxid de sulf, iar atunci când este dizolvată în apă, formează acid sulfuric. La rândul său, dioxidul de sulf este emis atunci când sunt arse combustibili fosili. În ploile acide studiate în ultimii ani, conținutul de acid azotic a crescut. Motivul acestui fenomen este reducerea emisiilor de dioxid de sulf. În ciuda acestui fapt, acidul sulfuric rămâne principala cauză a ploii acide.

Vă oferim o selecție video de experimente interesante cu acid sulfuric.

Luați în considerare reacția acidului sulfuric atunci când este turnat în zahăr. În primele secunde de intrare a acidului sulfuric în balonul cu zahăr, amestecul se întunecă. După câteva secunde, substanța devine neagră. Cel mai interesant lucru se întâmplă în continuare. Masa începe să crească rapid și să iasă din balon. La ieșire, obținem o substanță mândră, asemănătoare cărbunelui poros, care depășește volumul inițial de 3-4 ori.

Autorul videoclipului sugerează compararea reacției Coca-Cola cu acidul clorhidric și acidul sulfuric. La amestecarea Coca-Cola cu acid clorhidric, nu se observă modificări vizuale, dar atunci când este amestecată cu acid sulfuric, Coca-Cola începe să fiarbă.

O interacțiune interesantă poate fi observată atunci când acidul sulfuric ajunge pe hârtie igienică. Hârtia igienică este fabricată din celuloză. Când acidul intră, moleculele de celuloză se descompun instantaneu odată cu eliberarea de carbon liber. O carbonizare similară poate fi observată atunci când acidul ajunge pe lemn.

Adaug o bucată mică de potasiu într-un balon cu acid concentrat. În prima secundă, se eliberează fum, după care metalul se aprinde instantaneu, se aprinde și explodează, tăind în bucăți.

În experimentul următor, atunci când acidul sulfuric lovește un chibrit, acesta se aprinde. În a doua parte a experimentului, folia de aluminiu este scufundată cu acetonă și un chibrit în interior. Are loc o încălzire instantanee a foliei cu eliberarea unei cantități uriașe de fum și dizolvarea completă a acestuia.

Un efect interesant se observă atunci când se adaugă bicarbonat de sodiu la acidul sulfuric. Soda devine instantaneu galbenă. Reacția are loc cu fierbere rapidă și creșterea volumului.

Nu vă sfătuim categoric să efectuați toate experimentele de mai sus acasă. Acidul sulfuric este o substanță foarte corozivă și toxică. Astfel de experimente trebuie efectuate în încăperi speciale care sunt echipate cu ventilație forțată. Gazele eliberate în reacțiile cu acidul sulfuric sunt foarte toxice și pot provoca leziuni ale tractului respirator și otrăvire a organismului. În plus, astfel de experimente sunt efectuate în echipamentul individual de protecție pentru piele și organele respiratorii. Aveți grijă de dumneavoastră!

Acidul sulfuric (H₂SO₄) este unul dintre cei mai puternici acizi dibazici.

În ceea ce privește proprietățile fizice, acidul sulfuric arată ca un lichid uleios gros, inodor și transparent. În funcție de concentrație, acidul sulfuric are multe proprietăți și aplicații diferite:

• prelucrarea metalelor;
• prelucrarea minereului;
• producerea de îngrășăminte minerale;
• sinteza chimica.

Istoria descoperirii acidului sulfuric

Acidul sulfuric de contact are o concentrație de 92 până la 94 la sută:

2S02 + O2 = 2S02;

H20 + SO3 = H2S04.

Proprietățile fizico-fizico-chimice ale acidului sulfuric

H₂SO₄ este miscibil cu apa și SO₃ în toate proporțiile.

În soluții apoase H₂SO₄ formează hidrați de tipul H₂SO₄ nH₂O

Punctul de fierbere al acidului sulfuric depinde de gradul de concentrație al soluției și atinge un maxim la o concentrație de peste 98 la sută.

Compus caustic oleum este o soluție de SO₃ în acid sulfuric.

Odată cu creșterea concentrației de trioxid de sulf în oleum, punctul de fierbere scade.

Proprietățile chimice ale acidului sulfuric

Când este încălzit, acidul sulfuric concentrat este cel mai puternic agent oxidant care poate oxida multe metale. Singurele excepții sunt unele metale:

• aur (Au);
• platină (Pt);
• iridiu (Ir);
• rodiu (Rh);
• tantal (Ta).

Prin oxidarea metalelor, acidul sulfuric concentrat poate fi redus la H₂S, S și SO₂.

Metal activ:

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

Metal cu activitate medie:

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

Metal inactiv:

2Bi + 6H₂SO₄(conc.) → Bi₂(SO₄)₃ + 6H₂O + 3SO₂

Fierul nu reacționează cu acidul sulfuric concentrat la rece, deoarece este acoperit cu o peliculă de oxid. Acest proces se numește pasivare.

Reacția acidului sulfuric și a H₂O

Când H₂SO₄ este amestecat cu apă, are loc un proces exotermic: se eliberează o cantitate atât de mare de căldură încât soluția poate chiar fierbe. Când efectuați experimente chimice, ar trebui să adăugați întotdeauna acid sulfuric puțin câte puțin în apă și nu invers.

Acidul sulfuric este un agent puternic de deshidratare. Acidul sulfuric concentrat înlocuiește apa din diverși compuși. Este adesea folosit ca desicant.

reacția acidului sulfuric și zahărului

Lăcomia acidului sulfuric pentru apă poate fi demonstrată în experimentul clasic - amestecarea H₂SO₄ concentrată și care este un compus organic (glucide). Pentru a extrage apa dintr-o substanta, acidul sulfuric distruge moleculele.

Pentru a efectua experimentul, adăugați câteva picături de apă în zahăr și amestecați. Apoi turnați cu atenție acid sulfuric. După o perioadă scurtă de timp, se poate observa o reacție violentă cu formarea cărbunelui și eliberarea de sulf și.

Acid sulfuric și cub de zahăr:

Amintiți-vă că lucrul cu acid sulfuric este foarte periculos. Acidul sulfuric este o substanță caustică care lasă instantaneu arsuri grave pe piele.

veți găsi experimente sigure cu zahăr pe care le puteți face acasă.

Reacția acidului sulfuric și zincului

Această reacție este destul de populară și este una dintre cele mai comune metode de laborator pentru producerea hidrogenului. Dacă se adaugă granule de zinc pentru a dilua acidul sulfuric, metalul se va dizolva odată cu eliberarea de gaz:

Zn + H2S04 → ZnSO4 + H2.

Acidul sulfuric diluat reacționează cu metalele care se află la stânga hidrogenului în seria de activități:

Me + H2SO4(descresc.) → sare + H2

Reacția acidului sulfuric cu ionii de bariu

O reacție calitativă la și sărurile sale este o reacție cu ionii de bariu. Este utilizat pe scară largă în analiza cantitativă, în special în gravimetrie:

H2S04 + BaCl2 → BaS04 + 2HCI

ZnSO₄ + BaCl2 → BaSO4 + ZnCl2

Atenţie! Nu încercați să repetați singuri aceste experimente!