გოგირდმჟავას დუღილის წერტილი წნევის ფუნქციის მიხედვით. Გოგირდის მჟავა

გოგირდი არის ქიმიური ელემენტი, რომელიც პერიოდული სისტემის მეექვსე ჯგუფსა და მესამე პერიოდშია. ამ სტატიაში დეტალურად განვიხილავთ მის ქიმიურ და წარმოებას, გამოყენებას და ა.შ. ფიზიკური მახასიათებელი მოიცავს ისეთ მახასიათებლებს, როგორიცაა ფერი, ელექტროგამტარობის დონე, გოგირდის დუღილის წერტილი და ა.შ. ქიმიური მახასიათებელი აღწერს მის ურთიერთქმედებას სხვა ნივთიერებებთან.

გოგირდი ფიზიკის თვალსაზრისით

ეს არის მყიფე ნივთიერება. ნორმალურ პირობებში ის არის აგრეგაციის მყარ მდგომარეობაში. გოგირდს აქვს ლიმონის ყვითელი ფერი.

და უმეტესწილად, მის ყველა ნაერთს აქვს ყვითელი ელფერი. წყალში არ იხსნება. მას აქვს დაბალი თერმული და ელექტროგამტარობა. ეს თვისებები ახასიათებს მას, როგორც ტიპურ არალითონს. მიუხედავად იმისა ქიმიური შემადგენლობაგოგირდი საერთოდ არ არის რთული, ამ ნივთიერებას შეიძლება ჰქონდეს რამდენიმე ვარიაცია. ეს ყველაფერი დამოკიდებულია კრისტალური მედის სტრუქტურაზე, რომლის დახმარებით ატომები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, მაგრამ ისინი არ ქმნიან მოლეკულებს.

ასე რომ, პირველი ვარიანტი არის რომბის გოგირდი. ის ყველაზე სტაბილურია. ამ ტიპის გოგირდის დუღილის წერტილი ოთხას ორმოცდახუთი გრადუსია ცელსიუსით. მაგრამ იმისათვის, რომ მოცემული ნივთიერება გადავიდეს აგრეგაციის აირისებრ მდგომარეობაში, მან ჯერ თხევად მდგომარეობაში უნდა გაიაროს. ასე რომ, გოგირდის დნობა ხდება ას ცამეტი გრადუსი ცელსიუსის ტემპერატურაზე.

მეორე ვარიანტია მონოკლინიკური გოგირდი. ეს არის ნემსის ფორმის კრისტალები მუქი ყვითელი ფერის. პირველი ტიპის გოგირდის დნობა, შემდეგ კი მისი ნელი გაგრილება იწვევს ამ ტიპის წარმოქმნას. ამ ჯიშს აქვს თითქმის იგივე ფიზიკური მახასიათებლები. მაგალითად, ამ ტიპის გოგირდის დუღილის წერტილი კვლავ იგივე ოთხას ორმოცდახუთი გრადუსია. გარდა ამისა, არსებობს ამ ნივთიერების ისეთი მრავალფეროვნება, როგორიცაა პლასტიკური. იგი მიიღება ჩასხმის გზით ცივი წყალითბება თითქმის რომ ადუღებამდე. ამ ტიპის გოგირდის დუღილის წერტილი იგივეა. მაგრამ ნივთიერებას აქვს რეზინის მსგავსად გაჭიმვის თვისება.

კიდევ ერთი კომპონენტი ფიზიკური მახასიათებლები, რაზეც მინდა ვისაუბრო, არის გოგირდის აალების ტემპერატურა.

ეს მაჩვენებელი შეიძლება განსხვავდებოდეს მასალის ტიპისა და მისი წარმოშობის მიხედვით. მაგალითად, ტექნიკური გოგირდის აალების ტემპერატურა ას ოთხმოცდაათი გრადუსია. ეს საკმაოდ დაბალი მაჩვენებელია. სხვა შემთხვევებში, გოგირდის აალების წერტილი შეიძლება იყოს ორას ორმოცდარვა გრადუსი და ორას ორმოცდათექვსმეტიც კი. ეს ყველაფერი დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა მასალისგან არის მოპოვებული, რა სიმკვრივე აქვს. მაგრამ შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ გოგირდის წვის ტემპერატურა საკმაოდ დაბალია, სხვა ქიმიურ ელემენტებთან შედარებით, ის აალებადი ნივთიერებაა. გარდა ამისა, ზოგჯერ გოგირდი შეიძლება გაერთიანდეს მოლეკულებში, რომლებიც შედგება რვა, ექვსი, ოთხი ან ორი ატომისგან. ახლა, როდესაც განვიხილავთ გოგირდს ფიზიკის თვალსაზრისით, გადავიდეთ შემდეგ განყოფილებაზე.

გოგირდის ქიმიური დახასიათება

ამ ელემენტს აქვს შედარებით დაბალი ატომური მასა, ის უდრის ოცდათორმეტ გრამს თითო მოლზე. გოგირდის ელემენტის მახასიათებელი მოიცავს ამ ნივთიერების ისეთ თვისებას, როგორიცაა დაჟანგვის სხვადასხვა ხარისხის უნარი. ამით ის განსხვავდება, ვთქვათ, წყალბადისგან ან ჟანგბადისგან. იმის გათვალისწინებით, თუ რა ახასიათებს გოგირდის ელემენტს ქიმიური მახასიათებელი, შეუძლებელია არ აღვნიშნოთ, რომ პირობებიდან გამომდინარე, მას ავლენს როგორც აღმდგენი, ასევე ჟანგვის თვისებები. ასე რომ, იმისათვის, განვიხილოთ მოცემული ნივთიერების ურთიერთქმედება სხვადასხვა ქიმიურ ნაერთებთან.

გოგირდი და მარტივი ნივთიერებები

მარტივი ნივთიერებები არის ნივთიერებები, რომლებიც შეიცავს მხოლოდ ერთ ქიმიურ ელემენტს. მისი ატომები შეიძლება გაერთიანდეს მოლეკულებად, როგორც, მაგალითად, ჟანგბადის შემთხვევაში, ან შეიძლება არ გაერთიანდეს, როგორც ეს ლითონების შემთხვევაშია. ასე რომ, გოგირდს შეუძლია რეაგირება ლითონებთან, სხვა არამეტალებთან და ჰალოგენებთან.

ურთიერთქმედება ლითონებთან

ამ ტიპის პროცესის განსახორციელებლად საჭიროა მაღალი ტემპერატურა. ამ პირობებში ხდება დამატების რეაქცია. ანუ, ლითონის ატომები აერთიანებს გოგირდის ატომებს და ქმნიან რთულ ნივთიერებებს სულფიდებს. მაგალითად, თუ თქვენ გაათბებთ ორ მოლ კალიუმს ერთი მოლ გოგირდთან შერევით, მიიღებთ ამ ლითონის სულფიდს ერთ მოლზე. განტოლება შეიძლება დაიწეროს შემდეგი ფორმით: 2K + S = K 2 S.

რეაქცია ჟანგბადთან

ეს არის გოგირდის წვა. ამ პროცესის შედეგად წარმოიქმნება მისი ოქსიდი. ეს უკანასკნელი შეიძლება იყოს ორი ტიპის. აქედან გამომდინარე, გოგირდის წვა შეიძლება მოხდეს ორ ეტაპად. პირველი არის, როდესაც ერთი მოლი გოგირდი და ერთი მოლი ჟანგბადი ქმნიან ერთ მოლ გოგირდის დიოქსიდს. ამ ქიმიური რეაქციის განტოლება შეგიძლიათ დაწეროთ შემდეგნაირად: S + O 2 \u003d SO 2. მეორე ეტაპი არის დიოქსიდში კიდევ ერთი ჟანგბადის ატომის დამატება. ეს ხდება იმ შემთხვევაში, თუ მაღალ ტემპერატურაზე ორ მოლზე ერთ მოლ ჟანგბადს დაამატებთ. შედეგი არის ორი მოლი გოგირდის ტრიოქსიდი. ამ ქიმიური ურთიერთქმედების განტოლება ასე გამოიყურება: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3. ამ რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება გოგირდის მჟავა. ასე რომ, აღწერილი ორი პროცესის განხორციელებით, შესაძლებელია მიღებული ტრიოქსიდის გადატანა წყლის ორთქლის ჭავლით. და ჩვენ ვიღებთ ასეთი რეაქციის განტოლებას იწერება შემდეგნაირად: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4.

ურთიერთქმედება ჰალოგენებთან

ქიმიური, ისევე როგორც სხვა არალითონები, საშუალებას აძლევს მას რეაგირება მოახდინოს ამ ჯგუფის ნივთიერებებთან. მასში შედის ისეთი ნაერთები, როგორიცაა ფტორი, ბრომი, ქლორი, იოდი. გოგირდი რეაგირებს ნებისმიერ მათგანთან, გარდა უკანასკნელისა. მაგალითად, შეგვიძლია მოვიყვანოთ პერიოდული ცხრილის ელემენტის ფტორირების პროცესი, რომელსაც განვიხილავთ. აღნიშნული არალითონის ჰალოგენით გაცხელებით შესაძლებელია ფტორის ორი ვარიაციის მიღება. პირველი შემთხვევა: თუ ავიღებთ ერთ მოლ გოგირდს და სამ მოლ ფტორს, მივიღებთ ერთ მოლ ფტორს, რომლის ფორმულა არის SF 6. განტოლება ასე გამოიყურება: S + 3F 2 = SF 6. გარდა ამისა, არის მეორე ვარიანტიც: თუ ავიღებთ ერთ მოლ გოგირდს და ორ მოლ ფტორს, მივიღებთ ერთ მოლ ფტორს ქიმიური ფორმულით SF 4 . განტოლება იწერება შემდეგი სახით: S + 2F 2 = SF 4 . როგორც ხედავთ, ეს ყველაფერი დამოკიდებულია იმ პროპორციებზე, რომლებშიც კომპონენტებია შერეული. ზუსტად ანალოგიურად შესაძლებელია გოგირდის (ორი განსხვავებული ნივთიერების წარმოქმნაც) ან ბრომის ქლორირების პროცესი.

ურთიერთქმედება სხვა მარტივ ნივთიერებებთან

ელემენტის გოგირდის დახასიათება ამით არ მთავრდება. ნივთიერება ასევე შეიძლება შევიდეს ქიმიურ რეაქციაში წყალბადთან, ფოსფორთან და ნახშირბადთან. წყალბადთან ურთიერთქმედების გამო წარმოიქმნება სულფიდის მჟავა. ლითონებთან მისი რეაქციის შედეგად მიიღება მათი სულფიდები, რომლებიც, თავის მხრივ, ასევე მიიღება იმავე ლითონთან გოგირდის პირდაპირი რეაქციით. წყალბადის ატომების დამატება გოგირდის ატომებში ხდება მხოლოდ ძალიან მაღალი ტემპერატურის პირობებში. როდესაც გოგირდი რეაგირებს ფოსფორთან, წარმოიქმნება მისი ფოსფიდი. მას აქვს შემდეგი ფორმულა: P 2 S 3. ამ ნივთიერების ერთი მოლი რომ მიიღოთ, საჭიროა აიღოთ ორი მოლი ფოსფორი და სამი მოლი გოგირდი. როდესაც გოგირდი ურთიერთქმედებს ნახშირბადთან, წარმოიქმნება განხილული არალითონის კარბიდი. მისი ქიმიური ფორმულა ასე გამოიყურება: CS 2. ამ ნივთიერების ერთი მოლი რომ მიიღოთ, საჭიროა აიღოთ ერთი მოლი ნახშირბადი და ორი მოლი გოგირდი. ყველა ზემოთ აღწერილი დანამატის რეაქცია ხდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც რეაგენტები თბება მაღალ ტემპერატურაზე. განვიხილეთ გოგირდის ურთიერთქმედება მარტივ ნივთიერებებთან, ახლა გადავიდეთ შემდეგ პუნქტზე.

გოგირდის და რთული ნაერთები

ნაერთები არის ის ნივთიერებები, რომელთა მოლეკულები შედგება ორი (ან მეტი) განსხვავებული ელემენტისგან. ქიმიური თვისებებიგოგირდი საშუალებას აძლევს მას რეაგირებდეს ისეთ ნაერთებთან, როგორიცაა ტუტე, ასევე კონცენტრირებული სულფატის მჟავა. მისი რეაქციები ამ ნივთიერებებთან საკმაოდ თავისებურია. პირველ რიგში, დაფიქრდით, რა ხდება, როდესაც მოცემული არალითონი ტუტეშია შერეული. მაგალითად, თუ აიღებთ ექვს მოლს და დაუმატებთ მათ სამ მოლ გოგირდს, მიიღებთ ორ მოლ კალიუმის სულფიდს, ერთ მოლ მოცემულ ლითონის სულფიტს და სამ მოლ წყალს. ასეთი რეაქცია შეიძლება გამოიხატოს შემდეგი განტოლებით: 6KOH + 3S \u003d 2K 2 S + K2SO 3 + 3H 2 O. იგივე პრინციპით, ურთიერთქმედება ხდება, თუ დაამატებთ შემდეგ, გაითვალისწინეთ გოგირდის ქცევა კონცენტრირებული ხსნარის დროს. მას ემატება სულფატის მჟავა. თუ ავიღებთ ერთი მოლი პირველი და ორი მოლი მეორე ნივთიერებიდან, მივიღებთ შემდეგ პროდუქტებს: გოგირდის ტრიოქსიდი სამი მოლის ოდენობით და ასევე წყალი - ორი მოლი. ეს ქიმიური რეაქციაშეიძლება განხორციელდეს მხოლოდ რეაგენტების მაღალ ტემპერატურაზე გაცხელებით.

განხილული არალითონის მიღება

არსებობს რამდენიმე ძირითადი მეთოდი, რომლითაც შესაძლებელია გოგირდის მოპოვება სხვადასხვა ნივთიერებებისგან. პირველი მეთოდი არის პირიტისგან იზოლირება. ამ უკანასკნელის ქიმიური ფორმულაა FeS 2 . როდესაც ეს ნივთიერება თბება მაღალ ტემპერატურაზე ჟანგბადის წვდომის გარეშე, შეიძლება მიღებულ იქნას სხვა რკინის სულფიდი - FeS - და გოგირდი. რეაქციის განტოლება იწერება შემდეგნაირად: FeS 2 \u003d FeS + S. გოგირდის წარმოების მეორე მეთოდი, რომელიც ხშირად გამოიყენება ინდუსტრიაში, არის გოგირდის გოგირდის წვა იმ პირობით, რომ დიდი რიცხვიჟანგბადი. ამ შემთხვევაში, შეგიძლიათ მიიღოთ განხილული არალითონი და წყალი. რეაქციის განსახორციელებლად, თქვენ უნდა აიღოთ კომპონენტები მოლური თანაფარდობით ორიდან ერთამდე. შედეგად, ჩვენ ვიღებთ საბოლოო პროდუქტებს ორიდან ორამდე პროპორციით. ამ ქიმიური რეაქციის განტოლება შეიძლება დაიწეროს შემდეგნაირად: 2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O. გარდა ამისა, გოგირდის მიღება შესაძლებელია სხვადასხვა მეტალურგიული პროცესის დროს, მაგალითად, ლითონების წარმოებაში, როგორიცაა ნიკელი, სპილენძი და სხვა.

სამრეწველო გამოყენება

არალითონმა, რომელსაც ჩვენ განვიხილავთ, ჰპოვა ყველაზე ფართო გამოყენება ქიმიურ ინდუსტრიაში. როგორც ზემოთ აღინიშნა, აქ გამოიყენება მისგან სულფატის მჟავის მისაღებად. გარდა ამისა, გოგირდი გამოიყენება როგორც კომპონენტი ასანთის დასამზადებლად, იმის გამო, რომ ის აალებადი მასალაა. იგი ასევე შეუცვლელია ფეთქებადი ნივთიერებების, დენთის, შუშხუნების და ა.შ წარმოებაში. გარდა ამისა, გოგირდი გამოიყენება მავნებლების წინააღმდეგ ბრძოლის პროდუქტებში ერთ-ერთ ინგრედიენტად. მედიცინაში გამოიყენება როგორც კომპონენტი კანის დაავადებების სამკურნალო საშუალებების წარმოებაში. ასევე, მოცემული ნივთიერება გამოიყენება სხვადასხვა საღებავების წარმოებაში. გარდა ამისა, იგი გამოიყენება ფოსფორის წარმოებაში.

გოგირდის ელექტრონული სტრუქტურა

მოგეხსენებათ, ყველა ატომი შედგება ბირთვისგან, რომელშიც არის პროტონები - დადებითად დამუხტული ნაწილაკები - და ნეიტრონები, ანუ ნაწილაკები, რომლებსაც აქვთ ნულოვანი მუხტი. ელექტრონები ტრიალებს ბირთვის გარშემო უარყოფითი მუხტით. იმისათვის, რომ ატომი იყოს ნეიტრალური, მას უნდა ჰქონდეს იგივე რაოდენობის პროტონები და ელექტრონები მის სტრუქტურაში. თუ ეს უკანასკნელი მეტია, ეს უკვე უარყოფითი იონია - ანიონი. თუ პირიქით, პროტონების რაოდენობა ელექტრონების რაოდენობაზე მეტია, ეს არის დადებითი იონი ან კატიონი. გოგირდის ანიონს შეუძლია იმოქმედოს როგორც მჟავა ნარჩენი. ის არის ისეთი ნივთიერებების მოლეკულების ნაწილი, როგორიცაა სულფიდის მჟავა (წყალბადის სულფიდი) და ლითონის სულფიდები. ანიონი წარმოიქმნება ელექტროლიტური დისოციაციის დროს, რაც ხდება ნივთიერების წყალში გახსნისას. ამ შემთხვევაში მოლეკულა იშლება კატიონად, რომელიც შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც მეტალი ან წყალბადის იონი, ასევე კატიონი - მჟავის ნარჩენის იონი ან ჰიდროქსილის ჯგუფი (OH-).

ვინაიდან პერიოდულ სისტემაში გოგირდის რიგითი ნომერი თექვსმეტია, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ სწორედ ამ რაოდენობის პროტონებია მის ბირთვში. ამის საფუძველზე შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ასევე თექვსმეტი ელექტრონი ბრუნავს გარშემო. ნეიტრონების რაოდენობა შეიძლება მოიძებნოს ქიმიური ელემენტის სერიული ნომრის მოლური მასის გამოკლებით: 32 - 16 \u003d 16. თითოეული ელექტრონი ბრუნავს არა შემთხვევით, არამედ გარკვეული ორბიტის გასწვრივ. ვინაიდან გოგირდი არის ქიმიური ელემენტი, რომელიც მიეკუთვნება პერიოდული ცხრილის მესამე პერიოდს, ბირთვის გარშემო სამი ორბიტაა. პირველს ორი ელექტრონი აქვს, მეორეს რვა, ხოლო მესამეს ექვსი. გოგირდის ატომის ელექტრონული ფორმულა იწერება შემდეგნაირად: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

გავრცელება ბუნებაში

ძირითადად, განხილული ქიმიური ელემენტი გვხვდება მინერალების შემადგენლობაში, რომლებიც წარმოადგენენ სხვადასხვა ლითონების სულფიდებს. უპირველეს ყოვლისა, ეს არის პირიტი - რკინის მარილი; ეს არის ასევე ტყვია, ვერცხლი, სპილენძის ბრწყინვალება, თუთიის ბლენდი, ცინაბარი - ვერცხლისწყლის სულფიდი. გარდა ამისა, გოგირდიც შეიძლება შევიდეს მინერალების შემადგენლობაში, რომლის სტრუქტურა წარმოდგენილია სამი ან მეტი ქიმიური ელემენტით.

მაგალითად, ქალკოპირიტი, მირაბილიტი, კიზერიტი, თაბაშირი. თქვენ შეგიძლიათ განიხილოთ თითოეული მათგანი უფრო დეტალურად. პირიტი არის ფერუმის სულფიდი, ან FeS 2. მას აქვს ღია ყვითელი ფერი ოქროსფერი ბზინვარებით. ეს მინერალი ხშირად გვხვდება როგორც მინარევები ლაპის ლაზულში, რომელიც ფართოდ გამოიყენება სამკაულების დასამზადებლად. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ამ ორ მინერალს ხშირად აქვს საერთო საბადო. სპილენძის ბზინვარება - ქალკოციტი, ან ქალკოზინი - არის მოლურჯო-ნაცრისფერი ნივთიერება, ლითონის მსგავსი. და ვერცხლის ბრწყინვალებას (არგენტიტს) აქვთ მსგავსი თვისებები: ორივე ლითონს ჰგავს, აქვს ნაცრისფერი ფერი. ცინაბარი არის მოყავისფრო-წითელი მოსაწყენი მინერალი ნაცრისფერი ლაქებით. ქალკოპირიტი, რომლის ქიმიური ფორმულაა CuFeS 2, ოქროსფერი ყვითელია, მას ასევე ოქროს ნარევს უწოდებენ. თუთიის ბლენდს (სფალერიტს) შეიძლება ჰქონდეს ფერი ქარვისფერიდან ცეცხლოვან ფორთოხლამდე. Mirabilite - Na 2 SO 4 x10H 2 O - გამჭვირვალე ან თეთრი კრისტალები. მას ასევე უწოდებენ მედიცინაში გამოყენებას. კიზერიტის ქიმიური ფორმულა არის MgSO 4 xH 2 O. ის ჰგავს თეთრ ან უფერო ფხვნილს. თაბაშირის ქიმიური ფორმულა არის CaSO 4 x2H 2 O. გარდა ამისა, ეს ქიმიური ელემენტი ცოცხალი ორგანიზმების უჯრედების ნაწილია და მნიშვნელოვანი მიკროელემენტია.

ქიმიის კლასში ყველა ადამიანი სწავლობდა მჟავებს. ერთ-ერთ მათგანს ეწოდება გოგირდის მჟავა და დასახელებულია HSO 4. იმის შესახებ, თუ რა თვისებები აქვს გოგირდის მჟავას, ჩვენი სტატია გეტყვით.

გოგირდმჟავას ფიზიკური თვისებები

სუფთა გოგირდის მჟავა ან მონოჰიდრატი არის უფერო ცხიმიანი სითხე, რომელიც მყარდება კრისტალურ მასად +10°C ტემპერატურაზე. რეაქციებისთვის განკუთვნილი გოგირდის მჟავა შეიცავს 95% H 2 SO 4 და აქვს 1,84 გ/სმ 3 სიმკვრივე. 1 ლიტრი ასეთი მჟავა იწონის 2 კგ. მჟავა გამკვრივდება -20°C-ზე. შერწყმის სითბოა 10,5 კჯ/მოლი 10,37°C ტემპერატურაზე.

კონცენტრირებული გოგირდმჟავას თვისებები მრავალფეროვანია. მაგალითად, ამ მჟავას წყალში გახსნისას დიდი რაოდენობით სითბო (19 კკალ/მოლ) გამოიყოფა ჰიდრატების წარმოქმნის გამო. ეს ჰიდრატები შეიძლება იზოლირებული იყოს ხსნარიდან დაბალ ტემპერატურაზე მყარი ფორმით.

გოგირდის მჟავა ქიმიურ ინდუსტრიაში ერთ-ერთი ყველაზე ძირითადი პროდუქტია. იგი განკუთვნილია მინერალური სასუქების (ამონიუმის სულფატი, სუპერფოსფატი), სხვადასხვა მარილებისა და მჟავების, სარეცხი საშუალებებისა და მედიკამენტების, ხელოვნური ბოჭკოების, საღებავების, ფეთქებადი ნივთიერებების წარმოებისთვის. გოგირდის მჟავას იყენებენ აგრეთვე მეტალურგიაში (მაგალითად, ურანის მადნების დაშლაში), ნავთობპროდუქტების გასაწმენდად, აირების გასაშრობად და ა.შ.

გოგირდმჟავას ქიმიური თვისებები

გოგირდის მჟავას ქიმიური თვისებებია:

  1. ურთიერთქმედება ლითონებთან:
    • განზავებული მჟავა ხსნის მხოლოდ იმ ლითონებს, რომლებიც წყალბადის მარცხნივ არიან ძაბვების სერიაში, მაგალითად H 2 +1 SO 4 + Zn 0 \u003d H 2 O + Zn + 2 SO 4;
    • გოგირდის მჟავას ჟანგვის თვისებები დიდია. სხვადასხვა ლითონებთან ურთიერთობისას (გარდა Pt, Au), ის შეიძლება შემცირდეს H 2 S -2, S +4 O 2 ან S 0-მდე, მაგალითად:
    • 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. კონცენტრირებული მჟავა H 2 S + 6 O 4 ასევე რეაგირებს (როდესაც გაცხელდება) ზოგიერთ არამეტალთან, ხოლო გადაიქცევა გოგირდის ნაერთებად დაბალი ჟანგვის მდგომარეობით, მაგალითად:
    • 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. ძირითადი ოქსიდებით:
    • H 2 SO 4 + CuO = CuSO 4 + H 2 O;
  4. ჰიდროქსიდებთან ერთად:
    • Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 = CuSO 4 + 2H 2 O;
    • 2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O;
  5. ურთიერთქმედება მარილებთან გაცვლითი რეაქციების დროს:
    • H 2 SO 4 + BaCl 2 \u003d 2HCl + BaSO 4;

ამ მჟავისა და ხსნადი სულფატების დასადგენად გამოიყენება BaSO 4-ის (თეთრი ნალექი, მჟავებში უხსნადი) წარმოქმნა.

მონოჰიდრატი არის მაიონებელი გამხსნელი, რომელსაც აქვს მჟავე ხასიათი. ძალიან კარგია მასში ბევრი ლითონის სულფატების დაშლა, მაგალითად:

  • 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 +.

კონცენტრირებული მჟავა საკმაოდ ძლიერი ჟანგვის აგენტია, განსაკუთრებით გაცხელებისას, მაგალითად 2H 2 SO 4 + Cu = SO 2 + CuSO 4 + H 2 O.

მოქმედებს როგორც ჟანგვის აგენტი, გოგირდის მჟავა ჩვეულებრივ მცირდება SO 2-მდე. მაგრამ ის შეიძლება შემცირდეს S-მდე და თუნდაც H 2 S-მდე, მაგალითად H 2 S + H 2 SO 4 = SO 2 + 2H 2 O + S.

მონოჰიდრატი თითქმის ვერ ატარებს ელექტროენერგიას. პირიქით, წყალმჟავას ხსნარები კარგი გამტარებია. გოგირდის მჟავა ძლიერად შთანთქავს ტენიანობას, ამიტომ გამოიყენება სხვადასხვა გაზების გასაშრობად. როგორც საშრობი, გოგირდის მჟავა მოქმედებს მანამ, სანამ წყლის ორთქლის წნევა მის ხსნარზე ნაკლებია ვიდრე მისი წნევა აირში, რომელიც გაშრება.

თუ გოგირდმჟავას განზავებული ხსნარი ადუღდება, მისგან წყალი ამოიღება, ხოლო დუღილის წერტილი 337 ° C-მდე მოიმატებს, მაგალითად, როდესაც დაიწყება გოგირდმჟავას 98,3% კონცენტრაციის გამოხდა. პირიქით, ხსნარებიდან, რომლებიც უფრო კონცენტრირებულია, ჭარბი გოგირდის ანჰიდრიდი ორთქლდება. ორთქლის დუღილი 337 ° C ტემპერატურაზე მჟავა ნაწილობრივ იშლება SO 3 და H 2 O, რომლებიც, გაციების შემდეგ, კვლავ გაერთიანდება. სითბოამ მჟავას ადუღება ვარგისია გაცხელებისას აქროლადი მჟავების მარილებისგან გამოყოფისთვის.

მჟავასთან მოპყრობის სიფრთხილის ზომები

გოგირდის მჟავასთან მუშაობისას განსაკუთრებული სიფრთხილეა საჭირო. როდესაც ეს მჟავა შედის კანთან, კანი ხდება თეთრი, შემდეგ მოყავისფრო და სიწითლე. მიმდებარე ქსოვილი შეშუპებულია. თუ ეს მჟავა მოხვდება სხეულის რომელიმე ნაწილთან, ის სწრაფად უნდა ჩამოიბანოთ წყლით, დამწვარი ადგილი კი სოდის ხსნარით შეზეთოთ.

ახლა თქვენ იცით, რომ გოგირდის მჟავა, რომლის თვისებებიც კარგად არის შესწავლილი, უბრალოდ შეუცვლელია სხვადასხვა წარმოებისა და სამთო მოპოვებისთვის.

გოგირდმჟავას თვისებები

უწყლო გოგირდის მჟავა (მონოჰიდრატი) არის მძიმე ზეთოვანი სითხე, რომელიც ყველა პროპორციით ერევა წყალს დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფით. სიმკვრივე 0 ° C-ზე არის 1,85 გ / სმ 3. ადუღდება 296°C-ზე და იყინება -10°C-ზე. გოგირდის მჟავას უწოდებენ არა მხოლოდ მონოჰიდრატს, არამედ მის წყალხსნარებს (), ასევე გოგირდის ტრიოქსიდის ხსნარებს მონოჰიდრატში (), რომელსაც ეწოდება ოლეუმი. ოლეუმი "ეწევა" ჰაერში მისგან დეზორბციის გამო. სუფთა გოგირდის მჟავა უფეროა, ხოლო კომერციული მჟავა მუქი ფერისაა მინარევებით.

გოგირდმჟავას ფიზიკური თვისებები, როგორიცაა სიმკვრივე, კრისტალიზაციის ტემპერატურა, დუღილის წერტილი, დამოკიდებულია მის შემადგენლობაზე. ნახ. 1 გვიჩვენებს სისტემის კრისტალიზაციის დიაგრამას. მასში მაქსიმუმი შეესაბამება ნაერთების შემადგენლობას, ან მინიმალურის არსებობა აიხსნება იმით, რომ ორი ნივთიერების ნარევების კრისტალიზაციის ტემპერატურა უფრო დაბალია, ვიდრე თითოეული მათგანის კრისტალიზაციის ტემპერატურა.

ბრინჯი. 1

უწყლო 100% გოგირდმჟავას აქვს შედარებით მაღალი კრისტალიზაციის ტემპერატურა 10,7 °C. ტრანსპორტირებისა და შენახვის დროს კომერციული პროდუქტის გაყინვის შესაძლებლობის შესამცირებლად, ტექნიკური გოგირდმჟავას კონცენტრაცია არჩეულია ისე, რომ მას ჰქონდეს საკმარისად დაბალი კრისტალიზაციის ტემპერატურა. ინდუსტრია აწარმოებს სამი სახის კომერციულ გოგირდმჟავას.

გოგირდის მჟავა ძალიან აქტიურია. ის ხსნის ლითონის ოქსიდებს და ყველაზე სუფთა ლითონებს; ამაღლებულ ტემპერატურაზე ის აშორებს ყველა სხვა მჟავას მარილებისგან. განსაკუთრებით ხარბად გოგირდის მჟავა ერწყმის წყალს ჰიდრატების მიცემის უნარის გამო. ის ართმევს წყალს სხვა მჟავებისგან, კრისტალური მარილებისგან და ნახშირწყალბადების ჟანგბადის წარმოებულებიდანაც კი, რომლებიც შეიცავს არა წყალს, არამედ წყალბადს და ჟანგბადს კომბინაციაში H: O = 2. ცელულოზის, სახამებლის და შაქრის შემცველი ხის და სხვა მცენარეული და ცხოველური ქსოვილები. განადგურებულია კონცენტრირებულ გოგირდმჟავაში; წყალი აკავშირებს მჟავას და მხოლოდ წვრილად გაფანტული ნახშირბადი რჩება ქსოვილიდან. განზავებულ მჟავაში ცელულოზა და სახამებელი იშლება შაქრის წარმოქმნით. თუ ის მოხვდება ადამიანის კანთან, კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა იწვევს დამწვრობას.

გოგირდმჟავას მაღალმა აქტივობამ, წარმოების შედარებით დაბალ ღირებულებასთან ერთად, წინასწარ განსაზღვრა მისი გამოყენების უზარმაზარი მასშტაბი და უკიდურესი მრავალფეროვნება (ნახ. 2). ძნელია იპოვოთ ინდუსტრია, რომელიც არ მოიხმარდა გოგირდმჟავას ან მისგან დამზადებულ პროდუქტებს სხვადასხვა რაოდენობით.


ბრინჯი. 2

გოგირდმჟავას ყველაზე დიდი მომხმარებელია მინერალური სასუქების წარმოება: სუპერფოსფატი, ამონიუმის სულფატი და სხვა.ბევრი მჟავა (მაგალითად, ფოსფორის, ძმარმჟავას, მარილმჟავას) და მარილები ძირითადად გოგირდმჟავას დახმარებით იწარმოება. გოგირდის მჟავა ფართოდ გამოიყენება ფერადი და იშვიათი ლითონების წარმოებაში. ლითონის გადამამუშავებელ მრეწველობაში გოგირდის მჟავას ან მის მარილებს იყენებენ ფოლადის ნაწარმის დასაწურად შეღებვამდე, დაკონსერვებამდე, ნიკელის მოოქროვებამდე, ქრომის მოოქროვებამდე და ა.შ. მნიშვნელოვანი რაოდენობით გოგირდის მჟავა გამოიყენება ნავთობპროდუქტების დასამუშავებლად. გოგირდის მჟავას გამოყენებასთან ასოცირდება აგრეთვე მთელი რიგი საღებავების (ქსოვილებისთვის), ლაქებისა და საღებავების (შენობებისთვის და მანქანებისთვის), სამკურნალო ნივთიერებების და ზოგიერთი პლასტმასის მიღება. გოგირდის მჟავის, ეთილის და სხვა სპირტების, ზოგიერთი ეთერის, სინთეზური სარეცხი საშუალებების, მავნებლების კონტროლისთვის განკუთვნილი არაერთი პესტიციდის დახმარებით იწარმოება. სოფლის მეურნეობადა სარეველა. გოგირდმჟავას და მისი მარილების განზავებული ხსნარები გამოიყენება რაიონის წარმოებაში, ტექსტილის მრეწველობაში ბოჭკოების ან ქსოვილების დასამუშავებლად მათ შეღებვამდე და ასევე მსუბუქი მრეწველობის სხვა დარგებში. კვების მრეწველობაში გოგირდის მჟავას იყენებენ სახამებლის, მელასისა და რიგი სხვა პროდუქტების წარმოებაში. ტრანსპორტი იყენებს ტყვიის გოგირდმჟავას ბატარეებს. გოგირდის მჟავა გამოიყენება აირების გასაშრობად და მჟავების კონცენტრირებისთვის. და ბოლოს, გოგირდის მჟავა გამოიყენება ნიტრაციის პროცესებში და ასაფეთქებელი ნივთიერებების უმეტესობის წარმოებაში.


Გოგირდის მჟავა H2SO4, მოლური მასა 98,082; უფერო ცხიმიანი, უსუნო. ძალიან ძლიერი დიმჟავა, 18°C-ზე კ ა 1 - 2.8, K 2 1.2 10 -2, pK ა 2 1.92; ბმის სიგრძე S=O-ში 0,143 ნმ, S-OH 0,154 ნმ, კუთხე HOSOH 104°, OSO 119°; ადუღდება დაშლით, წარმოქმნის (98,3% H 2 SO 4 და 1,7 % H 2 O დუღილის წერტილით 338,8 ° C; აგრეთვე ცხრილი. 1). Გოგირდის მჟავა, რომელიც შეესაბამება 100% H 2 SO 4 შემცველობას, აქვს შემადგენლობა (%): 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%. ერევა და SO 3-თან ყველა პროპორციით. წყალხსნარებში გოგირდის მჟავათითქმის მთლიანად იშლება H + , HSO 4 - და SO 4 2- . ფორმები H 2 SO 4 · ნ H 2 O, სადაც ნ=1, 2, 3, 4 და 6.5.

გოგირდის მჟავაში SO 3 ხსნარებს ეწოდება ოლეუმი, ისინი ქმნიან ორ ნაერთს H 2 SO 4 SO 3 და H 2 SO 4 2SO 3. ოლეუმი ასევე შეიცავს პიროსულფურის მჟავას, რომელიც მიიღება რეაქციის შედეგად: H 2 SO 4 +SO 3 =H 2 S 2 O 7 .

გოგირდმჟავას მიღება

ნედლეულის მისაღებად გოგირდის მჟავაემსახურება როგორც: S, ლითონის სულფიდები, H 2 S, თბოელექტროსადგურების ნარჩენები, Fe, Ca-ს სულფატები და ა.შ. მოპოვების ძირითადი ეტაპები. გოგირდის მჟავა: 1) ნედლეული SO 2-ის მისაღებად; 2) SO 2 SO 3-მდე (კონვერტაცია); 3) SO3. მრეწველობაში ორი მეთოდი გამოიყენება მისაღებად გოგირდის მჟავა, განსხვავდება SO 2-ის დაჟანგვის წესით - კონტაქტი მყარი კატალიზატორების (კონტაქტების) და აზოტის - აზოტის ოქსიდებთან. მისაღებად გოგირდის მჟავაკონტაქტურ მეთოდში თანამედროვე მცენარეები იყენებენ ვანადიუმის კატალიზატორებს, რომლებმაც გადაანაცვლეს Pt და Fe ოქსიდები. სუფთა V 2 O 5-ს აქვს სუსტი კატალიზური აქტივობა, რომელიც მკვეთრად იზრდება ტუტე ლითონების არსებობისას და უდიდესი გავლენამარილებს აქვთ K. ტუტე ლითონების ხელშემწყობი როლი განპირობებულია დაბალი დნობის პიროსულფოვანადატების წარმოქმნით (3K 2 S 2 O 7 V 2 O 5, 2K 2 S 2 O 7 V 2 O 5 და K 2 S 2 O 7 V 2 O 5, იშლება შესაბამისად 315-330, 365-380 და 400-405 °C ტემპერატურაზე). კატალიზის ქვეშ მყოფი აქტიური კომპონენტი მდნარ მდგომარეობაშია.

SO 2-დან SO 3-მდე დაჟანგვის სქემა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად:

პირველ ეტაპზე წონასწორობა მიიღწევა, მეორე ეტაპი ნელია და განსაზღვრავს პროცესის სიჩქარეს.

წარმოება გოგირდის მჟავაგოგირდისგან ორმაგი კონტაქტისა და ორმაგი შთანთქმის მეთოდით (ნახ. 1) შედგება შემდეგი ეტაპებისაგან. ჰაერი მტვრისგან გაწმენდის შემდეგ მიეწოდება საშრობი კოშკს, სადაც აშრობენ 93-98%-ით. გოგირდის მჟავატენიანობის შემცველობა 0.01% მოცულობით. გამხმარი ჰაერი შედის გოგირდის ღუმელში საკონტაქტო განყოფილების ერთ-ერთ სითბოს გადამცვლელში წინასწარ გახურების შემდეგ. გოგირდი იწვება ღუმელში, მიწოდებული საქშენებით: S + O 2 \u003d SO 2 + 297.028 კჯ. გაზი, რომელიც შეიცავს 10-14% მოცულობით SO 2-ს, გაცივდება ქვაბში და ჰაერით SO 2-ის შემცველობამდე 9-10% მოცულობით 420°C-ზე განზავების შემდეგ, გადადის კონვერტაციის პირველ ეტაპზე კონტაქტურ აპარატში, რომელიც მიმდინარეობს კატალიზატორის სამ ფენაზე (SO 2 + V 2 O 2 = SO 3 + 96.296 კჯ), რის შემდეგაც გაზი გაცივდება სითბოს გადამცვლელებში. შემდეგ გაზი, რომელიც შეიცავს 8,5-9,5% SO 3-ს 200°C ტემპერატურაზე, შეწოვის პირველ სტადიაში შედის აბსორბერში, მორწყვა და 98%. გოგირდის მჟავა: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + 130,56 კჯ. შემდეგ გაზს ასხამენ. გოგირდის მჟავათბება 420°C-მდე და გადადის გარდაქმნის მეორე ეტაპზე, მიედინება კატალიზატორის ორ ფენაზე. მეორე აბსორბციის სტადიამდე გაზი გაცივდება ეკონომიაზატორში და იკვებება მეორე საფეხურის აბსორბერში, ირწყვება 98%-ით. გოგირდის მჟავა, შემდეგ კი, ნაპერწკლებისგან გაწმენდის შემდეგ, ის გამოიყოფა ატმოსფეროში.

1 - გოგირდის ღუმელი; 2 - ნარჩენების სითბოს საქვაბე; 3 - ეკონომიზატორი; 4 - დაწყებული ღუმელი; 5, 6 - საწყისი ღუმელის სითბოს გადამცვლელები; 7 - საკონტაქტო მოწყობილობა; 8 - სითბოს გადამცვლელები; 9 - ოლეუმის შთამნთქმელი; 10 - საშრობი კოშკი; 11 და 12, შესაბამისად, პირველი და მეორე მონოჰიდრატის შთამნთქმელი; 13 - მჟავა კოლექტორები.

1 - ფირფიტის მიმწოდებელი; 2 - ღუმელი; 3 - ნარჩენების სითბოს ქვაბი; 4 - ციკლონები; 5 - ელექტროსტატიკური ნალექები; 6 - სარეცხი კოშკები; 7 - სველი ელექტროსტატიკური ნალექები; 8 - აფეთქების კოშკი; 9 - საშრობი კოშკი; 10 - სპრეის ხაფანგი; 11 - პირველი მონოჰიდრატის შთამნთქმელი; 12 - სითბოს გადამცვლელები; 13 - საკონტაქტო მოწყობილობა; 14 - ოლეუმის შთამნთქმელი; 15 - მეორე მონოჰიდრატის შთამნთქმელი; 16 - მაცივრები; 17 - კოლექციები.

1 - დენიტრაციული კოშკი; 2, 3 - პირველი და მეორე საწარმოო კოშკები; 4 - ჟანგვის კოშკი; 5, 6, 7 - შთანთქმის კოშკები; 8 - ელექტროსტატიკური ნალექები.

წარმოება გოგირდის მჟავალითონის სულფიდებისგან (ნახ. 2) ბევრად უფრო რთულია და შედგება შემდეგი ოპერაციებისგან. FeS 2-ის გამოწვა ტარდება ჰაერ-აფეთქებით გათხევადებული საწოლის ღუმელში: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + 13476 kJ. გამომწვარი გაზი, რომელიც შეიცავს SO 2 13-14%-ს, რომლის ტემპერატურაა 900°C, შედის ქვაბში, სადაც გაცივდება 450°C-მდე. მტვრის მოცილება ხორციელდება ციკლონში და ელექტროსტატიკური ნალექით. შემდეგ, გაზი გადის ორ სარეცხი კოშკში, ირწყვება 40% და 10% გოგირდის მჟავა. ამავდროულად, გაზი საბოლოოდ იწმინდება მტვრისგან, ფტორისა და დარიშხანისგან. აეროზოლისგან გაზის გასაწმენდად გოგირდის მჟავასარეცხი კოშკებში ჩამოყალიბებული, გათვალისწინებულია სველი ელექტროსტატიკური ნალექის ორი ეტაპი. საშრობი კოშკში გაშრობის შემდეგ, მანამდე გაზი განზავებულია 9% SO 2 შემცველობამდე, იგი მიეწოდება პირველ კონვერტაციის სტადიას (3 კატალიზატორის საწოლი) აფეთქებით. სითბოს გადამცვლელებში გაზი თბება 420°C-მდე გაზის სითბოს გამო, რომელიც მოდის კონვერტაციის პირველი ეტაპიდან. SO 2, დაჟანგული SO 3-ში 92-95%-მდე, მიდის შეწოვის პირველ ეტაპზე ოლეუმის და მონოჰიდრატის შთამნთქმელში, სადაც გამოიყოფა SO 3-დან. შემდეგი, გაზი, რომელიც შეიცავს SO 2 ~ 0,5%-ს, გადადის მეორე კონვერტაციის ეტაპზე, რომელიც ხდება ერთ ან ორ კატალიზატორის ფენაზე. გაზი წინასწარ თბება სითბოს გადამცვლელების სხვა ჯგუფში 420 °C-მდე, კატალიზის მეორე ეტაპიდან მომდინარე აირების სიცხის გამო. შთანთქმის მეორე ეტაპზე SO 3-ის გამოყოფის შემდეგ გაზი გამოიყოფა ატმოსფეროში.

SO 2-ის SO 3-ად გარდაქმნის ხარისხი კონტაქტურ მეთოდში არის 99,7%, SO 3-ის შთანთქმის ხარისხი 99,97%. წარმოება გოგირდის მჟავატარდება კატალიზის ერთ საფეხურზე, ხოლო SO 2-ის SO 3-ად გარდაქმნის ხარისხი არ აღემატება 98,5%-ს. ატმოსფეროში გაშვებამდე გაზი იწმინდება დარჩენილი SO 2-დან (იხ.). თანამედროვე ქარხნების პროდუქტიულობა 1500-3100 ტონა/დღეშია.

აზოტის მეთოდის არსი (სურ. 3) არის ის, რომ გამომწვარი აირი, გაციების და მტვრისგან გაწმენდის შემდეგ, მუშავდება ე.წ ნიტროზით - გოგირდის მჟავარომელშიც იხსნება აზოტის ოქსიდები. SO 2 შეიწოვება ნიტროზით, შემდეგ კი იჟანგება: SO 2 + N 2 O 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + NO. შედეგად მიღებული NO ცუდად ხსნადია ნიტროზაში და გამოიყოფა მისგან, შემდეგ კი ნაწილობრივ იჟანგება ჟანგბადით აირის ფაზაში NO 2-მდე. NO და NO 2-ის ნარევი ხელახლა შეიწოვება გოგირდის მჟავადა ა.შ. აზოტის ოქსიდები არ მოიხმარება აზოტის პროცესში და მათი არასრული შეწოვის გამო უბრუნდება წარმოების ციკლს. გოგირდის მჟავაისინი ნაწილობრივ გატაცებულია გამონაბოლქვი გაზებით. აზოტის მეთოდის უპირატესობები: ტექნიკის დიზაინის სიმარტივე, დაბალი ღირებულება (10-15% დაბალი ვიდრე კონტაქტური), 100% SO 2 დამუშავების შესაძლებლობა.

კოშკის აზოტის პროცესის ინსტრუმენტაცია მარტივია: SO 2 მუშავდება 7-8 მოპირკეთებულ კოშკში კერამიკული შეფუთვით, ერთ-ერთი კოშკი (ღრელი) არის რეგულირებადი ჟანგვის მოცულობა. კოშკებს აქვს მჟავა კოლექტორები, მაცივრები, ტუმბოები, რომლებიც აწვდიან მჟავას კოშკების ზემოთ წნევის ავზებს. ბოლო ორი კოშკის წინ დამონტაჟებულია კუდის ვენტილატორი. აეროზოლისგან გაზის გასაწმენდად გოგირდის მჟავაემსახურება როგორც ელექტროსტატიკური ნალექი. პროცესისთვის საჭირო აზოტის ოქსიდები მიიღება HNO 3-დან. ატმოსფეროში აზოტის ოქსიდების ემისიის შესამცირებლად და 100% SO 2 დამუშავების მიზნით, დაყენებულია აზოტისგან თავისუფალი SO 2 დამუშავების ციკლი წარმოებისა და შთანთქმის ზონებს შორის აზოტის ოქსიდების ღრმა დაჭერის წყალ-მჟავას მეთოდთან ერთად. აზოტის მეთოდის მინუსი არის დაბალი ხარისხიპროდუქტები: კონცენტრაცია გოგირდის მჟავა 75%, აზოტის ოქსიდების, Fe და სხვა მინარევების არსებობა.

კრისტალიზაციის შესაძლებლობის შესამცირებლად გოგირდის მჟავატრანსპორტირებისა და შენახვის დროს დადგენილია კომერციული კლასების სტანდარტები გოგირდის მჟავა, რომლის კონცენტრაცია შეესაბამება კრისტალიზაციის ყველაზე დაბალ ტემპერატურას. შინაარსი გოგირდის მჟავატექნიკურ კლასებში (%): კოშკი (აზოტოვანი) 75, კონტაქტი 92,5-98,0, ოლეუმი 104,5, მაღალი პროცენტული ოლეუმი 114,6, ბატარეა 92-94. გოგირდის მჟავაინახება 5000 მ 3-მდე მოცულობის ფოლადის ავზებში, მათი საერთო ტევადობა საწყობში განკუთვნილია ათდღიანი წარმოებისთვის. ოლეუმი და გოგირდის მჟავატრანსპორტირება ფოლადის რკინიგზის ავზებით. კონცენტრირებული და ბატარეა გოგირდის მჟავატრანსპორტირება მჟავაგამძლე ფოლადის ავზებში. ოლეუმის ტრანსპორტირების ავზები დაფარულია თბოიზოლაციით და ოლეუმი თბება შევსებამდე.

Განსაზღვროს გოგირდის მჟავაფერომეტრიულად და ფოტომეტრულად, BaSO 4-ის სუსპენზიის სახით - ფოტოტურბიდიმეტრულად, ასევე კულომეტრიული მეთოდით.

გოგირდის მჟავას გამოყენება

გოგირდის მჟავა გამოიყენება მინერალური სასუქების წარმოებაში, როგორც ელექტროლიტი ტყვიის ბატარეებში, სხვადასხვა მინერალური მჟავების და მარილების, ქიმიური ბოჭკოების, საღებავების, კვამლის წარმომქმნელი ნივთიერებებისა და ფეთქებადი ნივთიერებების წარმოებისთვის, ზეთში, ლითონის დამუშავებაში, ტექსტილის, ტყავის და. სხვა ინდუსტრიები. იგი გამოიყენება სამრეწველო ორგანულ სინთეზში დეჰიდრატაციის რეაქციებში (დიეთილის ეთერის, ეთერების მიღება), ჰიდრატაცია (ეთილენიდან ეთანოლი), სულფონაცია (და შუალედური პროდუქტები საღებავების წარმოებაში), ალკილირება (იზოოქტანის, პოლიეთილენ გლიკოლის, კაპროლაქტამის მიღება) და ა.შ. ყველაზე დიდი მომხმარებელი გოგირდის მჟავა- მინერალური სასუქების წარმოება. 1 ტ R 2 O 5-ისთვის ფოსფატური სასუქებიმოიხმარა 2,2-3,4 ტონა გოგირდის მჟავადა 1 ტ (NH 4) 2 SO 4 - 0.75 ტ გოგირდის მჟავა. ამიტომ, გოგირდმჟავას ქარხნები, როგორც წესი, აშენებულია მცენარეებთან ერთად მინერალური სასუქების წარმოებისთვის. მსოფლიო წარმოება გოგირდის მჟავა 1987 წელს მიაღწია 152 მილიონ ტონას.

Გოგირდის მჟავახოლო ოლეუმი - უკიდურესად აგრესიული ნივთიერებები, რომლებიც გავლენას ახდენენ სასუნთქ გზებზე, კანზე, ლორწოვან გარსებზე, იწვევს სუნთქვის გაძნელებას, ხველას, ხშირად - ლარინგიტს, ტრაქეიტს, ბრონქიტს და ა.შ. გოგირდმჟავას აეროზოლის MPC სამუშაო ადგილის ჰაერში არის 1,0 მგ/მ 3, ატმოსფეროში 0,3 მგ/მ 3 (მაქსიმუმ ერთჯერადი) და 0,1 მგ/მ 3 (საშუალო დღიური). ორთქლების გასაოცარი კონცენტრაცია გოგირდის მჟავა 0,008 მგ/ლ (60 წთ ექსპოზიცია), ლეტალური 0,18 მგ/ლ (60 წთ). საშიშროების კლასი 2. აეროზოლი გოგირდის მჟავაშეიძლება წარმოიქმნას ატმოსფეროში S-ის ოქსიდების შემცველი ქიმიური და მეტალურგიული მრეწველობის ემისიების შედეგად და მჟავე წვიმის სახით ჩამოვარდეს.

ფიზიკური თვისებები.

სუფთა 100% გოგირდის მჟავა (მონოჰიდრატი) არის უფერო ცხიმიანი სითხე, რომელიც მყარდება კრისტალურ მასად +10 °C ტემპერატურაზე. რეაქტიულ გოგირდის მჟავას ჩვეულებრივ აქვს 1,84 გ/სმ 3 სიმკვრივე და შეიცავს დაახლოებით 95% H 2 SO 4 . მკვრივდება მხოლოდ -20 °C-ზე ქვემოთ.

მონოჰიდრატის დნობის წერტილი არის 10,37 °C, შერწყმის სიცხე 10,5 კჯ/მოლი. IN ნორმალური პირობებიეს არის ძალიან ბლანტი სითხე ძალიან მაღალი ღირებულებადიელექტრიკული მუდმივი (e = 100 25 °C-ზე). მონოჰიდრატის უმნიშვნელო საკუთარი ელექტროლიტური დისოციაცია მიმდინარეობს პარალელურად ორი მიმართულებით: [Н 3 SO 4 + ]·[НSO 4 - ] = 2 10 -4 და [Н 3 О + ]·[НS 2 О 7 - ] = 4 10 - 5. მისი მოლეკულურ-იონური შედგენილობა დაახლოებით შეიძლება ხასიათდებოდეს შემდეგი მონაცემებით (%):

H2SO4 HSO 4- H3SO4+ H3O+ HS 2 O 7 - H2S2O7
99,5 0,18 0,14 0,09 0,05 0,04

როდესაც თუნდაც მცირე რაოდენობით წყალი ემატება, დისოციაცია ხდება დომინანტური სქემის მიხედვით:

H 2 O + H 2 SO 4<==>H 3 O + + HSO 4 -

ქიმიური თვისებები.

H 2 SO 4 არის ძლიერი ორფუძიანი მჟავა.

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

პირველი ეტაპი (საშუალო კონცენტრაციისთვის) იწვევს 100% დისოციაციას:

K 2 \u003d ( ) / \u003d 1.2 10 -2

1) ურთიერთქმედება ლითონებთან:

ა) განზავებული გოგირდის მჟავა ხსნის მხოლოდ ლითონებს, რომლებიც წყალბადის მარცხნივ ძაბვის სერიაშია:

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

ბ) კონცენტრირებული H 2 +6 SO 4 - ძლიერი ჟანგვის აგენტი; ლითონებთან ურთიერთობისას (გარდა Au, Pt), ის შეიძლება შემცირდეს S +4 O 2, S 0 ან H 2 S -2 (Fe, Al, Cr ასევე არ რეაგირებენ გათბობის გარეშე - ისინი პასივირებულია):

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) კონცენტრირებული H 2 S + 6 O 4 რეაგირებს როდესაც თბება ზოგიერთი არალითონი მისი ძლიერი ჟანგვის თვისებების გამო, იქცევა უფრო დაბალი დაჟანგვის გოგირდის ნაერთებად (მაგალითად, S + 4 O 2):

С 0 + 2H 2 S +6 O 4 (კონს.) --> C +4 O 2 + 2S +4 O 2 + 2H 2 O

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

2P 0 + 5H 2 S +6 O 4 (კონს.) --> 5S +4 O 2 + 2H 3 P +5 O 4 + 2H 2 O

3) ძირითადი ოქსიდებით:

CuO + H2SO4 --> CuSO4 + H2O

CuO + 2H + --> Cu 2+ + H 2 O

4) ჰიდროქსიდებით:

H 2 SO 4 + 2NaOH --> Na 2 SO 4 + 2H 2 O

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) მარილებით გაცვლითი რეაქციები:

BaCl 2 + H 2 SO 4 --> BaSO 4 + 2HCl

Ba 2+ + SO 4 2- --> BaSO 4

BaSO 4 (მჟავებში უხსნადი) თეთრი ნალექის წარმოქმნა გამოიყენება გოგირდმჟავას და ხსნადი სულფატების იდენტიფიცირებისთვის.

მონოჰიდრატი (სუფთა, 100% გოგირდის მჟავა) არის მაიონებელი გამხსნელი, რომელსაც აქვს მჟავე ხასიათი. ბევრი ლითონის სულფატები მასში კარგად იხსნება (იქცევა ბისულფატებად), ხოლო სხვა მჟავების მარილები იხსნება, როგორც წესი, მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ მათი სოლვოლიზება შესაძლებელია (ბისულფატებად გადაქცევით). აზოტის მჟავა მონოჰიდრატში სუსტი ფუძის მსგავსად იქცევა

HNO 3 + 2 H 2 SO 4<==>H 3 O + + NO 2 + + 2 HSO 4 -

პერქლორინი - როგორც ძალიან სუსტი მჟავა

H 2 SO 4 + HClO 4 = H 3 SO 4 + + ClO 4 -

ფტორსულფონური და ქლოროსულფონის მჟავები გარკვეულწილად უფრო ძლიერია (HSO 3 F> HSO 3 Cl> HClO 4). მონოჰიდრატი კარგად ხსნის ბევრ ორგანულ ნივთიერებას, რომელიც შეიცავს ატომებს გაუზიარებელი ელექტრონული წყვილებით (შეუძლია პროტონის მიმაგრება). ზოგიერთი მათგანი შეიძლება შემდეგ იზოლირებული იყოს უცვლელი ხსნარის უბრალოდ წყლით განზავებით. მონოჰიდრატს აქვს მაღალი კრიოსკოპიული მუდმივი (6,12°) და ზოგჯერ გამოიყენება როგორც საშუალება მოლეკულური წონის დასადგენად.

კონცენტრირებული H 2 SO 4 არის საკმაოდ ძლიერი ჟანგვის აგენტი, განსაკუთრებით გაცხელებისას (ის ჩვეულებრივ მცირდება SO 2-მდე). მაგალითად, ის აჟანგებს HI-ს და ნაწილობრივ HBr-ს (მაგრამ არა HCl-ს) თავისუფალ ჰალოგენებად. ის ასევე აჟანგებს ბევრ ლითონს - Cu, Hg და ა.შ. ასე რომ, სპილენძთან ურთიერთქმედება განტოლების მიხედვით ხდება:

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

მოქმედებს როგორც ჟანგვის აგენტი, გოგირდის მჟავა ჩვეულებრივ მცირდება SO 2-მდე. თუმცა ის შეიძლება შემცირდეს S-მდე და თუნდაც H 2 S-მდე უძლიერესი შემცირებით.კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა რეაგირებს წყალბადის სულფიდთან განტოლების მიხედვით:

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

აღსანიშნავია, რომ ის ასევე ნაწილობრივ მცირდება აირისებრი წყალბადით და ამიტომ მისი გასაშრობად გამოყენება შეუძლებელია.

ბრინჯი. 13. გოგირდმჟავას ხსნარების ელექტრული გამტარობა.

წყალში კონცენტრირებული გოგირდმჟავას დაშლას თან ახლავს სითბოს მნიშვნელოვანი გამოყოფა (და სისტემის მთლიანი მოცულობის გარკვეული შემცირება). მონოჰიდრატი თითქმის არ ატარებს ელექტროენერგიას. ამის საპირისპიროდ, გოგირდის მჟავას წყალხსნარი კარგი გამტარია. როგორც ჩანს ნახ. 13, დაახლოებით 30% მჟავას აქვს მაქსიმალური ელექტრული გამტარობა. მრუდის მინიმუმი შეესაბამება ჰიდრატს H 2 SO 4 · H 2 O შემადგენლობით.

მონოჰიდრატის წყალში დაშლისას სითბოს გამოყოფა არის (ხსნარის საბოლოო კონცენტრაციიდან გამომდინარე) 84 კჯ/მოლ H 2 SO 4-მდე. პირიქით, 66% გოგირდის მჟავას, წინასწარ გაცივებული 0 ° C-მდე, თოვლთან (წონით 1: 1) შერევით, შესაძლებელია ტემპერატურის დაქვეითება -37 ° C-მდე.

H 2 SO 4 წყალხსნარის სიმკვრივის ცვლილება მისი კონცენტრაციით (წონით.%) მოცემულია ქვემოთ:

5 10 20 30 40 50 60
15 °С 1,033 1,068 1,142 1,222 1,307 1,399 1,502
25 °С 1,030 1,064 1,137 1,215 1,299 1,391 1,494
70 80 90 95 97 100
15 °С 1,615 1,732 1,820 1,839 1,841 1,836
25 °С 1,606 1,722 1,809 1,829 1,831 1,827

როგორც ამ მონაცემებიდან ჩანს, გოგირდმჟავას კონცენტრაციის სიმკვრივის განსაზღვრა 90 ვტ-ზე ზემოთ. % ხდება საკმაოდ არაზუსტი.

წყლის ორთქლის წნევა სხვადასხვა კონცენტრაციის H 2 SO 4 ხსნარებზე ზე სხვადასხვა ტემპერატურანაჩვენებია ნახ. 15. გოგირდის მჟავას საშრობი საშუალება შეუძლია მხოლოდ მანამ, სანამ მის ხსნარზე წყლის ორთქლის წნევა ნაკლებია, ვიდრე მისი ნაწილობრივი წნევა გამომშრალ აირში.

ბრინჯი. 15. წყლის ორთქლის წნევა.

ბრინჯი. 16. დუღილის წერტილები H 2 SO 4 ხსნარებზე. H 2 SO 4 ხსნარი.

როდესაც გოგირდმჟავას განზავებული ხსნარი ადუღდება, მისგან იხსნება წყალი და დუღილის წერტილი იზრდება 337 ° C-მდე, როდესაც 98,3% H 2 SO 4 იწყებს გამოხდას (ნახ. 16). პირიქით, ჭარბი გოგირდის ანჰიდრიდი აქრობს ლორწოს უფრო კონცენტრირებული ხსნარებიდან. გოგირდის მჟავას ორთქლი, რომელიც დუღს 337 ° C ტემპერატურაზე, ნაწილობრივ იშლება H 2 O და SO 3, რომლებიც გაცივებისას ხელახლა შერწყმულია. გოგირდმჟავას მაღალი დუღილის წერტილი საშუალებას იძლევა გამოიყენოს აქროლადი მჟავების იზოლირება მათი მარილებისგან (მაგალითად, HCl NaCl-დან) გაცხელებისას.

ქვითარი.

მონოჰიდრატი შეიძლება მიღებულ იქნას კონცენტრირებული გოგირდმჟავას კრისტალიზაციით -10°C-ზე.

გოგირდმჟავას წარმოება.

1 ეტაპი.პირიტის ღუმელი.

4FeS 2 + 11O 2 --> 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q

პროცესი ჰეტეროგენულია:

1) დაფქვა რკინის პირიტი (პირიტი)

2) „თხევადი კალაპოტის“ მეთოდი

3) 800°С; ზედმეტი სითბოს მოცილება

4) ჰაერში ჟანგბადის კონცენტრაციის მომატება

მე-2 ეტაპი.გაწმენდის, გაშრობის და სითბოს გაცვლის შემდეგ, გოგირდის დიოქსიდი შედის კონტაქტურ აპარატში, სადაც იჟანგება გოგირდის ანჰიდრიდამდე (450 ° C - 500 ° C; კატალიზატორი V 2 O 5):

2SO2 + O2<-->2SO3

მე-3 ეტაპი.შთანთქმის კოშკი:

nSO 3 + H 2 SO 4 (კონს.) --> (H 2 SO 4 nSO 3) (ოლეუმი)

წყლის გამოყენება შეუძლებელია ნისლის წარმოქმნის გამო. გამოიყენეთ კერამიკული საქშენები და საპირისპირო პრინციპი.

განაცხადი.

გახსოვდეს! გოგირდის მჟავა წყალში უნდა დაასხით მცირე ულუფებით და არა პირიქით. წინააღმდეგ შემთხვევაში შეიძლება მოხდეს ძალადობრივი ქიმიური რეაქცია, რის შედეგადაც ადამიანმა შეიძლება მიიღოს მძიმე დამწვრობა.

გოგირდის მჟავა ქიმიური მრეწველობის ერთ-ერთი მთავარი პროდუქტია. გამოიყენება მინერალური სასუქების (სუპერფოსფატი, ამონიუმის სულფატი), სხვადასხვა მჟავებისა და მარილების დასამზადებლად, სამკურნალო და სარეცხი საშუალებები, საღებავები, ხელოვნური ბოჭკოები, ასაფეთქებელი ნივთიერებები. იგი გამოიყენება მეტალურგიაში (მადნების დაშლა, მაგალითად, ურანი), ნავთობპროდუქტების გასაწმენდად, გამშრალ საშუალებად და ა.შ.

პრაქტიკულად მნიშვნელოვანია ის ფაქტი, რომ ძალიან ძლიერი (75%) გოგირდის მჟავა არ მოქმედებს რკინაზე. ეს საშუალებას გაძლევთ შეინახოთ და გადაიტანოთ იგი ფოლადის ავზებში. პირიქით, განზავებული H 2 SO 4 ადვილად ხსნის რკინას წყალბადის გამოყოფით. ჟანგვის თვისებები მისთვის საერთოდ არ არის დამახასიათებელი.

ძლიერი გოგირდის მჟავა ენერგიულად შთანთქავს ტენიანობას და ამიტომ ხშირად გამოიყენება აირების გასაშრობად. წყალბადისა და ჟანგბადის შემცველი მრავალი ორგანული ნივთიერებიდან ის ართმევს წყალს, რომელიც ხშირად გამოიყენება ტექნოლოგიაში. იგივე (ისევე როგორც ძლიერი H 2 SO 4 ჟანგვის თვისებებთან) დაკავშირებულია მისი დესტრუქციული მოქმედება მცენარეთა და ცხოველთა ქსოვილებზე. გოგირდის მჟავა, რომელიც შემთხვევით მოხვდება კანზე ან ტანსაცმელზე მუშაობის დროს, დაუყოვნებლივ უნდა ჩამოიბანოთ უამრავი წყლით, შემდეგ დაასველეთ დაზიანებული ადგილი ამიაკის განზავებული ხსნარით და ხელახლა ჩამოიბანეთ წყლით.

სუფთა გოგირდმჟავას მოლეკულები.

ნახ.1. წყალბადის ბმების დიაგრამა H 2 SO 4 კრისტალში.

მოლეკულები, რომლებიც ქმნიან მონოჰიდრატის კრისტალს, (HO) 2 SO 2, ერთმანეთთან დაკავშირებულია საკმაოდ ძლიერი (25 კჯ/მოლი) წყალბადის ბმებით, როგორც სქემატურად არის ნაჩვენები ნახ. 1. თავად (HO) 2 SO 2 მოლეკულას აქვს დამახინჯებული ტეტრაედრის სტრუქტურა გოგირდის ატომით ცენტრთან ახლოს და ხასიათდება შემდეგი პარამეტრებით: (d (S-OH) \u003d 154 pm, PHO-S-OH \u003d 104 °, d (S \u003d O) \u003d 143 pm, ROSO \u003d 119 °. HOSO 3 - იონში, d (S-OH) \u003d 161 და d (SO) \u003d pm, და 145 SO 4 იონზე გადასვლისას 2-ტეტრაედონი სწორ ფორმას იძენს და პარამეტრების გასწორება ხდება.

გოგირდის მჟავა ჰიდრატები.

გოგირდის მჟავისთვის ცნობილია რამდენიმე კრისტალური ჰიდრატი, რომელთა შემადგენლობა ნაჩვენებია ნახ. 14. მათგან ყველაზე ღარიბი წყალში არის ოქსონიუმის მარილი: H 3 O + HSO 4 -. ვინაიდან განსახილველი სისტემა ძალიან მიდრეკილია სუპერგაგრილებისკენ, მასში რეალურად დაფიქსირებული გაყინვის ტემპერატურა გაცილებით დაბალია, ვიდრე დნობის წერტილები.

ბრინჯი. 14. დნობის წერტილები H 2 O·H 2 SO 4 სისტემაში.

 

შეიძლება სასარგებლო იყოს წაკითხვა: