Wikipedia Сярна киселина

Сярна киселина H 2SO 4 - силно дикиселина. съответстваща на най-висока степен на окисление на сярата (6). При обикновени условия на концентрирана сярна киселина - тежка маслена течност е безцветна и без мирис. кисел "мед" вкус. Техниката на сярна киселина се нарича като смес с вода или със серен триоксид SO3. Ако моларното съотношение на SO3: Н 2О <1, то это водный раствор серной кислоты, если> 1 - SO3 разтваря в сярна киселина (олеум).

Име [| ]

В XVIII-XIX век за серен прах, произведен от пирит (пирит) в заводите за сярна киселина. Сярна киселина, докато се нарича "масло Витролово" [2] [3] (като правило се хидратира в последователност напомня на масло), е очевидно от този произход на името на неговите соли (кристален а именно) - сулфат.

Получаване на сярна киселина [| ]

Промишлени (контакт) метод [| ]

В промишлеността, сярна киселина се получава чрез окисление на серен диоксид (серниста газ, произведен по време на горене на сяра или пирит) до триоксид (серен анхидрид), последвано от взаимодействие на SO3 с вода. Получени по този метод сярна киселина също се нарича контакт (концентрация 92-94%).

Азот (кула) метод [| ]

Преди сярна киселина се получава чрез азотен изключително в специални кули и наречен кула киселина (концентрация 75%). Същността на този метод се състои в окисление на серен диоксид, азотен диоксид в присъствието на вода. По този начин е имало реакция във въздуха по време на смог Великата Лондон.

Друг начин да се [| ]

В тези редки случаи, когато сероводород (Н2 S) измества сулфат (SO4 -) сол (с метали Cu, Ag, Pb, Hg) като страничен продукт е сярна киселина

Сулфиди на тези метали имат най-високото ниво, както и отличителен черен цвят.

Физични и физико-химични свойства [| ]

Много силна киселина. при 18 ° С рКа (1) = -2,8, рКа (2) = 1,92 (K₂ 1.2 10 -2); връзки в дължина S молекулата = О 0143 пМ, S-ОН 0154 нм ъгъл HOSOH на 104 °, OSO 119 °; циреи, образуващ азеотропна смес (98,3% H 2SO 4 и 1,7% H2O с точка на кипене от 338.8 ° С). Сярна киселина, съответстваща на съдържанието на 100% H 2SO 4. Той има състав (%): H 2SO 4 99,5, HSO4 - - 0,18, H3 SO4 + - 0,14, H3 О + - 0,09, Н2 S2 О7, - 0,04, HS2 О7 ⁻ - 0 05. Смесва се с вода и SO3. във всички съотношения. Водните разтвори на сярна киселина практически напълно дисоциират в H3 О +. HSO3 +. и 2NSO₄ -. Форми хидратира H 2SO 4 · N Н2 О, където п = 1, 2, 3, 4 и 6.5.

Oleum [| ]

Рициново включва също pyrosulphuric киселина. се получава чрез взаимодействие:

Н2 S O 4 + S O 3 # X2192; Н2 S 2О 7; SO_ + SO_ \ стрелкаНадясно H_S_O _ >>;> сулфит Н2 S O 4 + 2 S O 3 # X2192; Н2 S 3 O 10. SO_ + 2SO_ \ стрелкаНадясно H_S_O _ >>.>

Точката на кипене на водни разтвори на сярна киселина с концентрация увеличава и достига своя максимум при съдържание на 98,3% H 2SO 4.

Свойства на водни разтвори на сярна киселина и олеум

Плътност при 20 ℃, г / смз

Точката на кипене на олеум със съдържание на SO3 увеличение намалява. Когато концентрацията на водни разтвори на сярна киселина, общото налягане на парите през разтвора се намалява и когато съдържанието на 98,3% H 2SO 4 достига минимум. С увеличаване на концентрацията на SO3 в олеум общото налягане на парата се издига над него. Налягане горе водни разтвори на сярна киселина и олеум може да бъде изчислена с уравнението:

стойностите на коефициентите А и В зависимост от концентрацията на сярна киселина. Парата горе водни разтвори на сярна киселина е смес от водна пара, H 2SO 4 и SO3. където съставът на парата е различен от течния състав на всички концентрации на сярна киселина от съответния азеотроп.

С увеличаване на температурата на дисоциация засилено:

Уравнението на температурната зависимост на константата на равновесие:

При нормално налягане, степента на дисоциация: 10⁻⁵ (373 К), 2.5 (473 К) 27.1 (573 К) 69.1 (673 К).

Плътността на 100% сярна киселина може да бъде определена по следното уравнение:

С увеличаване на концентрацията на разтвори на сярна киселина с техните намалява топлинен капацитет и достига минимум 100% -на сярна киселина, олеум капацитет топлина с увеличаване на съдържанието на SO3 се увеличава.

С увеличаване на концентрацията и намаляване на температурата намалява топлопроводимостта ДълЖината:

където С - концентрацията на сярната киселина в%.

Тя е с максимален вискозитет олеум H2 SO4 · SO3. с повишаване на температурата намалява η. Електрическото съпротивление на сярна киселина при минимална концентрация на SO3 и 92% H 2SO 4 и при максимална концентрация от 84 и 99.8% H 2SO 4 [източник не е посочено дни 2139]. За минимален ρ олеум на 10% SO3. С повишаване на температурата, р увеличава сярна киселина. Диелектрична константа от 100% сярна киселина 101 (298.15 К), 122 (281.15 К); cryoscopic константа 6.12, 5.33 ebulioskopicheskaya константа; коефициента на дифузия на сярна киселина в пара промени въздух в зависимост от температурата; D = 1,67 · 10⁻⁵T 3/2 cm² / сек.

Химични свойства [| ]

Сярна киселина в концентрирана форма, когато се нагряват - доста силен окислител.

HI и частично се окислява НВг за свободен халоген.

8Н I + H 2 O S 4 = I 2 4 # X2193; + H 2 S # X2191; + 4 Н 2О SO_ = 4I_ \ стрелка надолу докато стигнете + H_S \ uparrow + 4H_O >>> Н Б R 2 + H 2 O S 4 = B R 2 # X2193; + S О2 # X2191; + 2 Н 2О SO_ = Br_ \ стрелка надолу докато стигнете + SO_ \ uparrow + 2H_O >>>

С + 2 H 2 O S 4 = 2 S О2 # X2191; + C O 2 # X2191; + 2 Н 2О SO_ = 2SO_ \ uparrow + Co_ \ uparrow + 2H_O >>> S + 2 H 2 O S 4 = S O 2 3 # X2191; + 2 Н 2О SO_ = 3SO_ \ uparrow + 2H_O >>>

Окислява много метали (изключения: Au Pt Ir Rh Та .....). Така концентрирана сярна киселина се редуцира до SO2. например, [4]:

В студено с концентрирана сярна киселина Fe. Ал. Cr. Co. Ni. Ба са пасивирани и реакцията не пристъпи.

Най-силно намаляване на концентрирана сярна киселина се редуцира до Н2 S. S и концентрирана сярна киселина абсорбира водна пара, така че се използва за сушене на газове, течности и твърди вещества, например, в ексикатор. Въпреки това концентрирана H 2SO 4 частично се редуцира с водород, поради което не може да се използва за неговото изсушаване. Разделяне водата от органични съединения и напускане на сажди (въглен), концентрирана сярна киселина, води до овъгляване на дърво, захар и други вещества [4].

Разреден H 2SO 4 взаимодейства с всички метали. намира в електрохимичните серия стрес оставени на водород с неговото освобождаване, като например [4]:

Окислителни свойства на разредена H 2SO 4 са чести. Сярна киселина образува две серии от соли. Средните - сулфати и сулфати киселина - водород. и естери. Известен peroxomonosulphuric (или Каро киселина) Н2 SO5 и Н2 S2 О8 peroxodisulfuric киселина.

H 2 SO 4 + N а OH = N на HSO 4 + Н 2О SO_ + NaOH = NaHSO_ + H_O >>> H 2 SO 4 + 2 N на ОН = N 2 SO 4 + 2 Н 2О SO_ + 2NaOH = Na_SO_ + 2H_O >>>

Сярна киселина и реагира с основни оксиди и вода за образуване на сулфат:

В металообработващи растения разтвор на сярна киселина се използва за отстраняване на метален оксид слой върху повърхността на метални изделия подложени по време на производството на интензивна топлина. Така, железен оксид се отстранява от повърхността на ламарина действие разтвор се загрява сярна киселина:

Концентрирана H 2SO 4 превръща някои органични вещества други въглеродни съединения:

Н С О О Н + H 2 S О 4 (к) = C O # X2191; + H 2 O S 4 # X22C5; пН 2О SO_ (к) = СО \ uparrow + H_SO_ \ centerdot nH_O >>>

Качествена реакция на сярна киселина и разтворими негови соли е тяхното взаимодействие с разтворими бариеви соли. където образува бяла утайка от бариев сулфат. неразтворим във вода и киселини, като [5]:

Заявление [| ]

Wikipedia Сярна киселина

се използва сярна киселина:

  • при обработката на руди, особено в областта на добива на редки елементи, включително уран. иридий. цирконий. осмий, и m стр..;
  • в производството на минерални торове;
  • като електролит в оловни акумулатори;
  • на различни минерални киселини и соли;
  • в производството на химични влакна, багрила, дим-образуващи и взривни вещества;
  • Масло, метал, текстил, кожа и други индустрии .;
  • в хранителната промишленост - е регистрирана като E513 хранителна добавка (емулгатор);
  • в промишлени реакции органичен синтез:
    • дехидратация (Получаване на диетилов етер естери.);
    • хидратация (етанол от етилен);
    • сулфонирани (детергенти и междинни съединения в производството на бои);
    • алкилиране (подготовка изооктан. полиетилен гликол. капролактам), и други.
    • За възстановяване на смолите в филтрите в дестилирана вода производство.

Световното производство на сярна киселина е около 200 милиона тона годишно [6]. Най-големият консуматор на сярна киселина - производството на минерални торове. На двуфосфорен петооксид фосфатни торове, използвани в 2,2-3,4 пъти теглото на сярна киселина, и (диамониев) ₂SO₄ сярна киселина 75% от теглото на консумативи (диамониев) ₂SO₄. Ето защо, се стреми да се изгради инсталация за сярна киселина в комбинация с инсталации за производство на минерални торове.

Токсично действие [| ]

Сярна киселина, олеум - силно корозивен вещество. Те засягат кожата, лигавиците, дихателната система (предизвика химически изгаряния) [7]. Вдишването на тези вещества, които причиняват затруднено дишане, кашлица, често - ларингит. трахеит. бронхит и други подобни. г. Максимално допустимата концентрация на аерозол сярна киселина в работната зона на 1.0 мг / m³, във въздуха на 0.3 мг / м (максимална работа) и 0.1 мг / m (средно). Засяга концентрацията на сярна киселина изпарения 0.008 мг / л (60 излагане мин), смъртоносния 0.18 мг / л (60 мин). Клас на замърсяване II. Аерозол сярна киселина може да се образува в атмосферата в резултат на отделяне на химически и металургичната промишленост, съдържащ оксиди S, и да падне като киселинен дъжд.

В България концентрация от 45% или повече оборота сярна киселина - ограничават до [8].

Историческа справка [| ]

Сярна киселина е известно от древността, срещащи се естествено в свободна форма, например, най-близо вулканични езера. Може би първото споменаване на киселинни газове, получени по време на калцинирането на стипца или железен сулфат "зелен камък", намираща се в трудовете приписвани на Арабска алхимик Джабир Ибн Haiyan.

В Персийския алхимик IX век Ал-Рази. калциниране смес от желязо и меден сулфат (FeSO4 • 7H2 О и CuSO4 • 5H2 О), също получава разтвор на сярна киселина. Този метод се подобри Европейския алхимик Алберт Магнус. който е живял през XIII век.

Схема сярна киселина от железен сулфат - термично разлагане на железен сулфат (II), последвано от охлаждане на сместа [9]

Молекула киселина далтона сярна

В производство алхимик Valentine (XIII в) метод за производство на сярна киселина от абсорбция на вода газ (серен триоксид), излъчвана от изгаряне на смес от сяра на прах и нитрат. По-късно този метод е основа т. Н. Метод "състав" се извършва в малки камери, облицована олово, което не се разтваря в сярна киселина. В СССР, този метод съществува до 1955

Алхимиците XV също е известен метод за производство на сярна киселина от пирит - пирит, евтини и общи суровини от сяра. По този начин сярната киселина е най-малко 300 години, с малки количества в стъклени реторти. След това, във връзка с развитието на този метод на катализа заменя процес камера за синтез на сярна киселина. В момента, сярна киселина се получава чрез каталитично окисление (на V2 О5) серен оксид (IV) в серен оксид (VI), и след това разтваряне на серен оксид (VI) в 70% сярна киселина с олеум форма.

В България производството на сярна киселина за първи път е организиран през 1805 г. в близост до района на Москва Zvenigorod. През 1913 г. за производство на сярна киселина, България се нарежда на 13-ти в света. [10]

За повече информация [| ]

Стандарти [| ]

  • Техническа киселина ГОСТ сярна 2184-77
  • батерия сярна киселина. Спецификациите ГОСТ 667-73
  • Сярна киселина с висока чистота. Спецификациите ГОСТ 14262-78
  • Реагенти. Сярна киселина. Спецификациите ГОСТ 4204-77

Бележки [| ]

Позоваването [| ]

  • Sernokislotchika Handbook, изд. KM малина, 2-ро издание. М. 1971
  • Epshteyn Д. А. Обща инженерна химия. - М. Chemistry, 1979 - 312 стр.