Basıncın bir fonksiyonu olarak sülfürik asidin kaynama noktası. Sülfürik asit

kükürt kimyasal element periyodik tablonun altıncı grubu ve üçüncü periyodunda yer alır. Bu yazımızda kimyasalına ve üretimine, kullanımına vb. detaylı bir şekilde bakacağız. Fiziksel özellik, renk, elektriksel iletkenlik düzeyi, kükürt kaynama noktası vb. gibi özellikleri içerir. Kimyasal olan, diğer maddelerle etkileşimini tanımlar.

Fizik açısından kükürt

Bu kırılgan bir maddedir. Normal şartlar altında katı bir kümelenme halindedir. Kükürt limon sarısı bir renge sahiptir.

Ve çoğunlukla, tüm bileşiklerinin sarı tonları vardır. Suda çözünmez. Düşük termal ve elektriksel iletkenliğe sahiptir. Bu özellikler onu tipik bir ametal olarak nitelendiriyor. Rağmen kimyasal bileşim kükürt hiç de karmaşık değildir, bu maddenin çeşitli varyasyonları olabilir. Her şey, hangi atomların bağlandığı kristal kafesin yapısına bağlıdır, ancak bunlar molekül oluşturmazlar.

Yani, ilk seçenek eşkenar dörtgen kükürttür. O en kararlı olanıdır. Bu tür kükürtün kaynama noktası dört yüz kırk beş santigrat derecedir. Ancak belirli bir maddenin gaz halinde topaklanma durumuna geçmesi için önce sıvı halden geçmesi gerekir. Böylece, kükürtün erimesi yüz on üç santigrat derece sıcaklıkta gerçekleşir.

İkinci seçenek monoklinik kükürttür. Koyu sarı renkli iğne şeklinde kristallerdir. Birinci tip kükürdün erimesi ve ardından yavaş soğuması bu tipin oluşumuna yol açar. Bu çeşitlilik hemen hemen aynı fiziksel özelliklere sahiptir. Örneğin, bu tür kükürtün kaynama noktası hala aynı dört yüz kırk beş derecedir. Ek olarak, bu maddenin plastik gibi bir çeşitliliği vardır. İçine dökülerek elde edilir. soğuk su neredeyse kaynayan eşkenar dörtgen kadar ısıtıldı. Bu tip kükürtün kaynama noktası aynıdır. Ancak madde kauçuk gibi esneme özelliğine sahiptir.

Başka bir bileşen fiziksel özellikler Bahsetmek istediğim, kükürtün tutuşma sıcaklığıdır.

Bu gösterge, malzemenin türüne ve kaynağına bağlı olarak değişebilir. Örneğin, teknik kükürdün tutuşma sıcaklığı yüz doksan derecedir. Bu oldukça düşük bir rakam. Diğer durumlarda, kükürtün parlama noktası iki yüz kırk sekiz derece ve hatta iki yüz elli altı olabilir. Her şey, hangi malzemeden çıkarıldığına, hangi yoğunluğa sahip olduğuna bağlıdır. Ancak kükürtün yanma sıcaklığının diğer kimyasal elementlere göre oldukça düşük olduğu, yanıcı bir madde olduğu sonucuna varabiliriz. Ek olarak, bazen kükürt birleşerek sekiz, altı, dört veya iki atomdan oluşan moleküller oluşturabilir. Şimdi kükürdü fizik açısından ele alarak bir sonraki bölüme geçelim.

Kükürtün kimyasal karakterizasyonu

Bu elemanın nispeten düşük atomik kütle, mol başına otuz iki grama eşittir. Kükürt elementinin özelliği, bu maddenin farklı oksidasyon derecelerine sahip olma yeteneği gibi bir özelliğini içerir. Bunda, örneğin hidrojen veya oksijenden farklıdır. Kükürt elementinin kimyasal özelliği nedir sorusuna bakıldığında, şartlara bağlı olarak hem indirgeyici hem de yükseltgen özellik gösterdiğinden bahsetmeden geçilemez. Bu nedenle, sırayla, belirli bir maddenin çeşitli kimyasal bileşiklerle etkileşimini düşünün.

Kükürt ve basit maddeler

Basit maddeler, yalnızca bir kimyasal element içeren maddelerdir. Atomları, örneğin oksijende olduğu gibi moleküller halinde birleşebilir veya metallerde olduğu gibi birleşemeyebilir. Böylece kükürt metallerle, diğer metal olmayanlarla ve halojenlerle reaksiyona girebilir.

metallerle etkileşim

Bu tür bir işlemi gerçekleştirmek için yüksek bir sıcaklık gereklidir. Bu koşullar altında, bir ekleme reaksiyonu meydana gelir. Yani, metal atomları kükürt atomları ile birleşerek karmaşık maddeler sülfürler oluşturur. Örneğin, iki mol potasyumu bir mol kükürt ile karıştırarak ısıtırsanız, bu metalin bir mol sülfidini elde edersiniz. Denklem şu şekilde yazılabilir: 2K + S = K 2 S.

oksijen ile reaksiyon

Bu kükürt yanmasıdır. Bu işlem sonucunda oksidi oluşur. İkincisi iki tip olabilir. Bu nedenle, kükürtün yanması iki aşamada gerçekleşebilir. Birincisi, bir mol kükürt ve bir mol oksijenin bir mol kükürt dioksit oluşturmasıdır. Bu kimyasal reaksiyon için denklemi şu şekilde yazabilirsiniz: S + O 2 \u003d SO 2. İkinci aşama, dioksite bir oksijen atomunun daha eklenmesidir. Bu, yüksek sıcaklıkta iki mol oksijene bir mol oksijen eklerseniz olur. Sonuç, iki mol kükürt trioksittir. Bu kimyasal etkileşimin denklemi şöyle görünür: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3. Bu reaksiyon sonucunda sülfürik asit oluşur. Dolayısıyla, açıklanan iki işlemi gerçekleştirerek, elde edilen trioksidi bir su buharı jetinden geçirmek mümkündür. Ve böyle bir reaksiyonun denklemi şu şekilde yazılır: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4.

Halojenlerle etkileşim

Diğer metal olmayanlar gibi kimyasal, bu madde grubuyla reaksiyona girmesine izin verir. Flor, brom, klor, iyot gibi bileşikleri içerir. Kükürt, sonuncusu dışında herhangi biriyle reaksiyona girer. Örnek olarak ele aldığımız periyodik tablonun elementinin florlanma sürecini verebiliriz. Bahsedilen metal olmayan maddenin bir halojen ile ısıtılmasıyla iki çeşit florür elde edilebilir. İlk durum: Bir mol kükürt ve üç mol flor alırsak, formülü SF 6 olan bir mol florür elde ederiz. Denklem şöyle görünür: S + 3F 2 = SF 6. Ek olarak, ikinci bir seçenek daha var: eğer bir mol kükürt ve iki mol flor alırsak, kimyasal formülü SF4 olan bir mol florür elde ederiz. Denklem şu şekilde yazılır: S + 2F 2 = SF 4 . Gördüğünüz gibi, hepsi bileşenlerin karıştırıldığı oranlara bağlıdır. Aynı şekilde kükürtün klorlanması (iki farklı madde de oluşabilir) veya brominasyon işlemini gerçekleştirmek mümkündür.

Diğer basit maddelerle etkileşim

Kükürt elementinin karakterizasyonu burada bitmiyor. Madde ayrıca hidrojen, fosfor ve karbon ile kimyasal reaksiyona girebilir. Hidrojen ile etkileşim nedeniyle sülfür asidi oluşur. Metallerle reaksiyonunun bir sonucu olarak, sülfürün aynı metal ile doğrudan reaksiyonuyla da elde edilen sülfitleri elde edilebilir. Hidrojen atomlarının kükürt atomlarına eklenmesi, yalnızca çok yüksek sıcaklık koşulları altında gerçekleşir. Kükürt fosfor ile reaksiyona girdiğinde fosfidi oluşur. Aşağıdaki formüle sahiptir: P 2 S 3. Bu maddenin bir molünü elde etmek için iki mol fosfor ve üç mol kükürt almanız gerekir. Kükürt karbon ile etkileşime girdiğinde, kabul edilen metal olmayan karbür oluşur. Kimyasal formülü şöyle görünür: CS 2. Bu maddenin bir molünü elde etmek için bir mol karbon ve iki mol kükürt almanız gerekir. Yukarıda açıklanan tüm ekleme reaksiyonları, yalnızca reaktanlar yüksek sıcaklıklara ısıtıldığında meydana gelir. Sülfürün basit maddelerle etkileşimini ele aldık, şimdi bir sonraki noktaya geçelim.

Kükürt ve kompleks bileşikler

Bileşikler, molekülleri iki (veya daha fazla) farklı elementten oluşan maddelerdir. Kimyasal özellikler kükürt, alkaliler gibi bileşiklerin yanı sıra konsantre sülfat asidi ile reaksiyona girmesine izin verir. Bu maddelerle reaksiyonları oldukça tuhaftır. İlk olarak, söz konusu ametal alkali ile karıştırıldığında ne olduğunu düşünün. Örneğin, altı mol alıp bunlara üç mol kükürt eklerseniz, iki mol potasyum sülfit, bir mol verilen metal sülfit ve üç mol su elde edersiniz. Bu tür bir reaksiyon aşağıdaki denklemle ifade edilebilir: 6KOH + 3S \u003d 2K2S + K2SO3 + 3H20. Aynı prensibe göre, eklerseniz etkileşim oluşur. sülfat asidi eklenir. Birinci maddenin bir molünü ve ikinci maddenin iki molünü alırsak, aşağıdaki ürünleri elde ederiz: üç mol miktarında kükürt trioksit ve ayrıca su - iki mol. Bu Kimyasal reaksiyon sadece reaktanların yüksek bir sıcaklığa ısıtılmasıyla gerçekleştirilebilir.

Kabul edilen metal olmayanın elde edilmesi

Sülfürün çeşitli maddelerden ekstrakte edilebildiği birkaç ana yöntem vardır. İlk yöntem piritten izole etmektir. İkincisinin kimyasal formülü FeS 2'dir. Bu madde, oksijene erişim olmadan yüksek bir sıcaklığa ısıtıldığında, başka bir demir sülfit - FeS - ve kükürt elde edilebilir. Reaksiyon denklemi şu şekilde yazılır: FeS 2 \u003d FeS + S. Endüstride sıklıkla kullanılan kükürt üretmenin ikinci yöntemi, kükürt sülfürün şu koşulla yakılmasıdır: Büyük bir sayı oksijen. Bu durumda, kabul edilen metal olmayan ve suyu alabilirsiniz. Reaksiyonu gerçekleştirmek için bileşenleri ikiye bir molar oranda almanız gerekir. Sonuç olarak, nihai ürünleri ikiye iki oranında alıyoruz. Bu kimyasal reaksiyonun denklemi şu şekilde yazılabilir: 2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O. Ayrıca çeşitli metalürjik işlemler sırasında örneğin nikel gibi metallerin üretiminde kükürt elde edilebilir. bakır ve diğerleri.

Endüstriyel kullanım

Düşündüğümüz metal olmayan, en geniş uygulamasını kimya endüstrisinde bulmuştur. Yukarıda bahsedildiği gibi, burada ondan sülfat asidi elde etmek için kullanılır. Ayrıca kükürt yanıcı bir malzeme olması nedeniyle kibrit yapımında bileşen olarak kullanılır. Patlayıcı, barut, havai fişek vb. üretimlerinde de vazgeçilmezdir. Ayrıca kükürt haşere kontrol ürünlerinde bileşenlerden biri olarak kullanılmaktadır. Tıpta, cilt hastalıkları için ilaçların üretiminde bir bileşen olarak kullanılır. Ayrıca söz konusu madde çeşitli boyaların üretiminde kullanılmaktadır. Ayrıca fosfor yapımında da kullanılmaktadır.

Sülfürün elektronik yapısı

Bildiğiniz gibi, tüm atomlar, içinde protonların - pozitif yüklü parçacıklar - ve nötronların, yani sıfır yüke sahip parçacıkların bulunduğu bir çekirdekten oluşur. Elektronlar çekirdeğin etrafında negatif yüklü olarak dönerler. Bir atomun nötr olabilmesi için yapısında aynı sayıda proton ve elektrona sahip olması gerekir. İkincisi daha fazlaysa, bu zaten negatif bir iyondur - bir anyon. Aksine, proton sayısı elektron sayısından büyükse, bu pozitif bir iyon veya katyondur. Sülfür anyonu, bir asit kalıntısı olarak hareket edebilir. Sülfür asidi (hidrojen sülfit) ve metal sülfitler gibi maddelerin moleküllerinin bir parçasıdır. Bir madde suda çözündüğünde meydana gelen elektrolitik ayrışma sırasında bir anyon oluşur. Bu durumda molekül, bir metal veya hidrojen iyonu olarak temsil edilebilen bir katyonun yanı sıra bir katyon - bir asit kalıntısının bir iyonu veya bir hidroksil grubu (OH-) olarak ayrışır.

Periyodik tablodaki kükürt seri numarası on altı olduğundan, çekirdeğinde tam olarak bu sayıda proton olduğu sonucuna varabiliriz. Buna dayanarak, etrafında dönen on altı elektron olduğunu da söyleyebiliriz. Nötron sayısı, kimyasal elementin seri numarasını molar kütleden çıkararak bulunabilir: 32 - 16 \u003d 16. Her elektron rastgele değil, belirli bir yörünge boyunca döner. Kükürt periyodik tablonun üçüncü periyoduna ait bir kimyasal element olduğundan, çekirdeğin etrafında üç yörünge vardır. Birincisinde iki elektron, ikincisinde sekiz ve üçüncüsünde altı elektron var. Kükürt atomunun elektronik formülü şu şekilde yazılır: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Doğada yaygınlık

Temel olarak, dikkate alınan kimyasal element, çeşitli metallerin sülfitleri olan minerallerin bileşiminde bulunur. Her şeyden önce pirit - demir tuzu; ayrıca kurşun, gümüş, bakır cilası, çinko blende, zinober - cıva sülfittir. Ek olarak, yapısı üç veya daha fazla kimyasal elementle temsil edilen minerallerin bileşimine kükürt de dahil edilebilir.

Örneğin, kalkopirit, mirabilit, kieserit, jips. Her birini daha ayrıntılı olarak düşünebilirsiniz. Pirit bir ferrum sülfür veya FeS2'dir. Altın bir parlaklık ile açık sarı bir renge sahiptir. Bu mineral genellikle mücevher yapımında yaygın olarak kullanılan lapis lazuli'de bir safsızlık olarak bulunabilir. Bunun nedeni, bu iki mineralin genellikle ortak bir birikime sahip olmasıdır. Bakır parlaklığı - kalkosit veya kalkosin - metale benzer mavimsi gri bir maddedir. ve gümüş parlaklığı (arjantit) benzer özelliklere sahiptir: ikisi de metal gibi görünür, gri bir renge sahiptir. Cinnabar, gri yamaları olan kahverengimsi kırmızı donuk bir mineraldir. Kimyasal formülü CuFeS 2 olan kalkopirit altın sarısıdır, altın blend olarak da adlandırılır. Çinko blende (sfalerit) kehribardan ateşli turuncuya kadar bir renge sahip olabilir. Mirabilite - Na2S04x10H20 - şeffaf veya beyaz kristaller. Tıpta da kullanılır denir. Kieseritin kimyasal formülü MgS04 xH 2 O'dur. Beyaz veya renksiz bir toza benzer. Alçıtaşının kimyasal formülü CaSO 4 x2H 2 O'dur. Ayrıca bu kimyasal element canlı organizmaların hücrelerinin bir parçasıdır ve önemli bir eser elementtir.

Kimya dersindeki herkes asitleri çalıştı. Bunlardan birine sülfürik asit denir ve HSO 4 olarak adlandırılır. Makalemiz sülfürik asidin özelliklerinin neler olduğunu anlatacak.

Sülfürik asidin fiziksel özellikleri

Saf sülfürik asit veya monohidrat, +10°C'de kristal bir kütle halinde katılaşan renksiz, yağlı bir sıvıdır. Reaksiyonlar için amaçlanan sülfürik asit, %95 H2S04 içerir ve 1.84 g/cm3 yoğunluğa sahiptir. 1 litre bu tür asit 2 kg ağırlığındadır. Asit -20°C'de sertleşir. Erime ısısı, 10.37°C sıcaklıkta 10.5 kJ/mol'dür.

Konsantre sülfürik asidin özellikleri çeşitlidir. Örneğin bu asit suda eritildiğinde hidrat oluşumundan dolayı büyük miktarda ısı (19 kcal/mol) açığa çıkacaktır. Bu hidratlar, katı formda düşük sıcaklıklarda çözeltiden izole edilebilir.

Sülfürik asit, kimya endüstrisindeki en temel ürünlerden biridir. Mineral gübreler (amonyum sülfat, süperfosfat), çeşitli tuzlar ve asitler, deterjanlar ve ilaçlar, suni lifler, boyalar, patlayıcılar üretimi için tasarlanmıştır. Sülfürik asit ayrıca metalurjide (örneğin uranyum cevherlerinin ayrıştırılması), petrol ürünlerinin saflaştırılmasında, gazların kurutulmasında vb. kullanılır.

Sülfürik asidin kimyasal özellikleri

Sülfürik asidin kimyasal özellikleri şunlardır:

  1. Metallerle etkileşim:
    • seyreltik asit, yalnızca bir dizi voltajda hidrojenin solundaki metalleri çözer, örneğin H2 +1 S04 + Zn 0 \u003d H20 + Zn + 2 S04;
    • sülfürik asidin oksitleyici özellikleri mükemmeldir. Çeşitli metallerle etkileşime girdiğinde (Pt, Au hariç), H 2 S -2, S +4 O 2 veya S 0'a indirgenebilir, örneğin:
    • 2H2 +6 S04 + 2Ag 0 = S +4 O2 + Ag2 +1 S04 + 2H20;
    • 5H 2 +6 S04 + 8Na 0 \u003d H2S -2 + 4Na2 +1 S04 + 4H20;
  2. Konsantre asit H 2 S +6 O 4 ayrıca bazı ametallerle (ısıtıldığında) reaksiyona girerken, daha düşük oksidasyon durumuna sahip kükürt bileşiklerine dönüşür, örneğin:
    • 2H 2 S +6 O 4 + C 0 = 2S +4 O 2 + C +4 O 2 + 2H 2 O;
    • 2H2S +6O4 + S0 = 3S +4O2 + 2H20;
    • 5H 2 S +6 O 4 + 2P 0 = 2H 3 P +5 O 4 + 5S +4 O 2 + 2H 2 O;
  3. Bazik oksitlerle:
    • H2S04 + CuO = CuS04 + H20;
  4. hidroksitler ile:
    • Cu(OH)2 + H2S04 = CuS04 + 2H20;
    • 2NaOH + H2S04 = Na2S04 + 2H20;
  5. Değişim reaksiyonlarında tuzlarla etkileşim:
    • H2S04 + BaCl2 \u003d 2HCl + BaS04;

BaSO 4 (beyaz çökelti, asitlerde çözünmez) oluşumu, bu asidi ve çözünür sülfatları belirlemek için kullanılır.

Bir monohidrat, asidik karaktere sahip iyonlaştırıcı bir çözücüdür. İçinde birçok metalin sülfatlarını eritmek çok iyidir, örneğin:

  • 2H2S04 + HNO3 \u003d NO2 + + H30 + + 2HS04 -;
  • HCIO4 + H2S04 \u003d ClO4 - + H3S04 +.

Konsantre bir asit, özellikle ısıtıldığında oldukça güçlü bir oksitleyici maddedir, örneğin 2H2S04 + Cu = S02 + CuS04 + H20.

Oksitleyici bir madde olarak hareket eden sülfürik asit genellikle S02'ye indirgenir. Ancak S'ye ve hatta H 2 S'ye indirgenebilir, örneğin H 2 S + H 2 SO 4 = SO 2 + 2H 2 O + S.

Monohidrat neredeyse elektriği iletemez. Tersine, sulu asit çözeltileri iyi iletkenlerdir. Sülfürik asit nemi güçlü bir şekilde emer, bu nedenle çeşitli gazları kurutmak için kullanılır. Bir kurutucu olarak, sülfürik asit, solüsyonunun üzerindeki su buharının basıncı, kurutulmakta olan gazdaki basıncından düşük olduğu sürece hareket eder.

Seyreltik bir sülfürik asit çözeltisi kaynatılırsa içindeki su uzaklaştırılırken örneğin %98,3 konsantrasyonundaki sülfürik asit damıtılmaya başlandığında kaynama noktası 337 °C'ye yükselir. Tersine, daha konsantre çözeltilerden fazla sülfürik anhidrit buharlaşır. 337 ° C asit sıcaklığında kaynayan buhar kısmen S03 ve H20'ye ayrıştırılır ve bunlar soğuduktan sonra tekrar birleştirilir. Sıcaklık Bu asidin kaynatılması, ısıtıldığında uçucu asitlerin tuzlarından izolasyonunda kullanılması için uygundur.

Asit İşleme Önlemleri

Sülfürik asitle çalışırken son derece dikkatli olunmalıdır. Bu asit cilt ile temas ettiğinde cilt beyazlaşır, ardından kahverengimsi bir hal alır ve kızarıklık oluşur. Çevreleyen doku şişer. Bu asit vücudun herhangi bir yerine temas ederse hızlıca su ile yıkanmalı ve yanık bölge soda solüsyonu ile yağlanmalıdır.

Artık, özellikleri iyi çalışılmış olan sülfürik asidin, çeşitli üretim ve madencilik için vazgeçilmez olduğunu biliyorsunuz.

sülfürik asidin özellikleri

Susuz sülfürik asit (monohidrat), büyük miktarda ısı açığa çıkararak suyla her oranda karışan ağır yağlı bir sıvıdır. 0 ° C'deki yoğunluk 1,85 g / cm3'tür. 296°C'de kaynar ve -10°C'de donar. Sülfürik asit sadece monohidrat olarak değil, aynı zamanda sulu çözeltileri () ve ayrıca oleum adı verilen monohidrat () içindeki kükürt trioksit çözeltileri olarak adlandırılır. Oleum, ondan desorpsiyon nedeniyle havada "duman". Saf sülfürik asit renksizdir, ticari asit ise safsızlıklarla birlikte koyu renklidir.

Sülfürik asidin yoğunluk, kristalleşme sıcaklığı, kaynama noktası gibi fiziksel özellikleri bileşimine bağlıdır. Şek. Şekil 1, sistemin bir kristalleşme diyagramını göstermektedir. İçindeki maksimum değerlerin bileşiklerin bileşimine karşılık gelmesi veya minimumların varlığı, iki maddenin karışımlarının kristalleşme sıcaklığının her birinin kristalleşme sıcaklığından düşük olması ile açıklanır.

Pirinç. 1

Susuz %100 sülfürik asit, 10.7 °C gibi nispeten yüksek bir kristalleşme sıcaklığına sahiptir. Ticari bir ürünün nakliye ve depolama sırasında donma olasılığını azaltmak için teknik sülfürik asit konsantrasyonu, yeterince düşük bir kristalleşme sıcaklığına sahip olacak şekilde seçilir. Endüstri, üç tür ticari sülfürik asit üretir.

Sülfürik asit çok aktiftir. Metal oksitleri ve çoğu saf metali çözer; yüksek sıcaklıklarda diğer tüm asitleri tuzlardan uzaklaştırır. Özellikle açgözlü sülfürik asit, hidrat verme özelliğinden dolayı su ile birleşir. Suyu diğer asitlerden, kristal tuzlardan ve hatta suyun kendisini değil, hidrojen ve oksijen kombinasyonu H: O = 2 içeren hidrokarbonların oksijen türevlerinden uzaklaştırır. selüloz, nişasta ve şeker içeren ahşap ve diğer bitki ve hayvan dokuları konsantre sülfürik asitte yok edilir; su asitle bağlanır ve dokudan sadece ince dağılmış karbon kalır. Seyreltik asitte, selüloz ve nişasta şeker oluşturmak için parçalanır. Konsantre sülfürik asit insan derisi ile temas ettiğinde yanıklara neden olur.

Nispeten düşük üretim maliyetiyle birleşen sülfürik asidin yüksek aktivitesi, uygulamasının muazzam ölçeğini ve aşırı çeşitliliğini önceden belirlemiştir (Şekil 2). Sülfürik asit veya ondan yapılan ürünleri çeşitli miktarlarda tüketmemiş bir endüstri bulmak zordur.


Pirinç. 2

Sülfürik asidin en büyük tüketicisi, mineral gübrelerin üretimidir: süperfosfat, amonyum sülfat ve diğerleri.Birçok asit (örneğin, fosforik, asetik, hidroklorik) ve tuzlar, büyük ölçüde sülfürik asit yardımıyla üretilir. Sülfürik asit, demir dışı ve nadir metallerin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Metal işleme endüstrisinde, sülfürik asit veya tuzları, çelik ürünleri boyamadan, kalaylamadan, nikel kaplamadan, krom kaplamadan vb. önce asitlemek için kullanılır. Petrol ürünlerini rafine etmek için önemli miktarlarda sülfürik asit kullanılır. Çok sayıda boya (kumaşlar için), vernikler ve boyalar (binalar ve makineler için), tıbbi maddeler ve bazı plastiklerin elde edilmesi de sülfürik asit kullanımıyla ilişkilidir. Sülfürik asit, etil ve diğer alkoller yardımıyla bazı esterler, sentetik deterjanlar, haşere kontrolü için bir dizi böcek ilacı üretilir. Tarım ve yabani otlar. Sülfürik asit ve tuzlarının seyreltik çözeltileri suni ipek üretiminde, tekstil endüstrisinde elyaf veya kumaşların boyanmadan önce işlenmesinde ve ayrıca hafif sanayinin diğer dallarında kullanılmaktadır. Gıda endüstrisinde nişasta, melas ve bir dizi başka ürünün üretiminde sülfürik asit kullanılmaktadır. Nakliye, kurşun sülfürik asit pilleri kullanır. Sülfürik asit, gazları kurutmak ve asitleri konsantre etmek için kullanılır. Son olarak, nitrasyon işlemlerinde ve çoğu patlayıcının imalatında sülfürik asit kullanılır.


Sülfürik asit H2S04, molar kütle 98.082; renksiz yağlı, kokusuz. Çok güçlü diasit, 18°C'de p ka 1 - 2,8, K 2 1,2 10 -2, pK A 2 1,92; bağ uzunlukları, S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, HOSOH açısı 104°, OSO 119°; ayrışma ile kaynar, oluşturur (%98,3 H2S04 ve %1,7 H20, kaynama noktası 338,8 °C; ayrıca bkz. tablo. 1). Sülfürik asit, %100 H 2SO 4 içeriğine karşılık gelen bir bileşime sahiptir (%): H 2SO 4 %99,5, HSO 4 - %0,18, H 3SO 4 + %0,14, H 3O + %0 09, H 2S 2 O 7 %0,04, HS 2 O 7 %0,05. ve SO 3 ile her oranda karışabilir. Sulu çözeltilerde sülfürik asit neredeyse tamamen H+ , HSO 4 - ve SO 4 2-'ye ayrışır . H 2 SO 4'ü oluşturur · N H 2 O, nerede N=1, 2, 3, 4 ve 6.5.

S03'ün sülfürik asit içindeki çözeltilerine oleum denir, iki bileşik H2S04S03 ve H2S042SO3 oluştururlar. Oleum ayrıca şu reaksiyonla elde edilen pirosülfürik asit içerir: H2S04 +S03 =H2S207 .

Sülfürik asit elde etmek

Almak için hammadde sülfürik asitşu şekilde hizmet eder: S, metal sülfürler, H 2 S, termik santral atıkları, Fe sülfatları, Ca, vb. Elde etmenin ana aşamaları sülfürik asit: 1) SO2 elde etmek için ham maddeler; 2) S02'den S03'e (dönüşüm); 3) SO3. Endüstride, elde etmek için iki yöntem kullanılır. sülfürik asit, S02'nin - katı katalizörler (temaslar) ve nitro kullanarak temas - nitrojen oksitlerle oksidasyon biçiminde farklılık gösterir. almak için sülfürik asit Temas yönteminde modern tesisler, Pt ve Fe oksitlerin yerini alan vanadyum katalizörleri kullanır. Saf V205 zayıf bir katalitik aktiviteye sahiptir ve alkali metallerin varlığında keskin bir şekilde artar ve en büyük etki tuzlar K'ye sahiptir. Alkali metallerin destekleyici rolü, düşük erime noktalı pirosülfovanadatların (3K 2 S 2 O 7 V 2 O 5, 2K 2 S 2 O 7 V 2 O 5 ve K 2 S 2 O 7 V) oluşumundan kaynaklanır. 2 O 5, sırasıyla 315-330, 365-380 ve 400-405 °C'de ayrışır). Kataliz altındaki aktif bileşen erimiş haldedir.

S02'nin S03'e oksidasyon şeması aşağıdaki gibi gösterilebilir:

Birinci aşamada dengeye ulaşılır, ikinci aşama yavaştır ve sürecin hızını belirler.

Üretme sülfürik asitçift ​​temas ve çift absorpsiyon yöntemiyle kükürtten (Şek. 1) aşağıdaki aşamalardan oluşur. Tozdan arındırıldıktan sonra hava, %93-98 oranında kurutulduğu kurutma kulesine bir gaz üfleyici tarafından sağlanır. sülfürik asit hacimce %0,01'lik bir nem içeriğine kadar. Kurutulmuş hava, kontak ünitesinin ısı eşanjörlerinden birinde ön ısıtma yapıldıktan sonra kükürt fırınına girer. Fırın, memeler tarafından sağlanan kükürdü yakar: S + O2 = S02 + 297.028 kJ. Hacimce %10-14 SO2 içeren gaz kazanda soğutulur ve hava ile 420°C'de hacimce %9-10 SO2 içeriğine seyreltildikten sonra dönüşümün ilk aşaması için temas aparatına girer; üç kat katalizör (S02 + V202 = S03 + 96.296 kJ) üzerinde ilerler, ardından gaz ısı eşanjörlerinde soğutulur. Daha sonra 200°C'de %8,5-9,5 SO 3 içeren gaz absorber içerisine birinci absorpsiyon aşamasına girer, sulanır ve %98 sülfürik asit: SO3 + H2O \u003d H2SO4 + 130.56 kJ. Daha sonra gaz püskürtülür. sülfürik asit 420°C'ye ısıtılır ve iki kat katalizör üzerinde akarak dönüşümün ikinci aşamasına girer. İkinci absorpsiyon aşamasından önce, gaz ekonomizörde soğutulur ve %98 ile sulanan ikinci aşama absorbere beslenir. sülfürik asit ve ardından sıçramalardan temizlendikten sonra atmosfere salınır.

1 - kükürt fırını; 2 - atık ısı kazanı; 3 - ekonomizör; 4 - fırını başlatmak; 5, 6 - başlangıç ​​fırınının ısı eşanjörleri; 7 - iletişim cihazı; 8 - ısı eşanjörleri; 9 - oleum emici; 10 - kurutma kulesi; sırasıyla 11 ve 12, birinci ve ikinci monohidrat emiciler; 13 - asit toplayıcılar.

1 - tabak besleyici; 2 - fırın; 3 - atık ısı kazanı; 4 - siklonlar; 5 - elektrostatik çökelticiler; 6 - yıkama kuleleri; 7 - ıslak elektrostatik çökelticiler; 8 - üfleme kulesi; 9 - kurutma kulesi; 10 - sprey kapanı; 11 - birinci monohidrat emici; 12 - ısı eşanjörleri; 13 - iletişim cihazı; 14 - oleum emici; 15 - ikinci monohidrat emici; 16 - buzdolapları; 17 - koleksiyonlar.

1 - denitrasyon kulesi; 2, 3 - birinci ve ikinci üretim kuleleri; 4 - oksidasyon kulesi; 5, 6, 7 - emme kuleleri; 8 - elektrostatik çöktürücüler.

Üretme sülfürik asit metal sülfitlerden (Şekil 2) çok daha karmaşıktır ve aşağıdaki işlemlerden oluşur. FeS2'nin kavrulması, hava püskürtmeli akışkan yataklı bir fırında gerçekleştirilir: 4FeS2 + 11O2 = 2Fe203 + 8SO2 + 13476 kJ. 900°C sıcaklığa sahip %13-14 SO 2 içeren kavurma gazı kazana girer ve burada 450°C'ye soğutulur. Toz giderme, bir siklon ve bir elektrostatik çökelticide gerçekleştirilir. Daha sonra gaz, %40 ve %10 ile sulanan iki yıkama kulesinden geçer. sülfürik asit. Aynı zamanda, gaz nihayet toz, flor ve arsenikten arındırılır. Gazı aerosolden temizlemek için sülfürik asit yıkama kulelerinde iki kademeli ıslak elektrostatik çökelticiler sağlanmıştır. Gazın önce %9 S02 içeriğine seyreltildiği bir kurutma kulesinde kurutulduktan sonra, bir üfleyici ile birinci dönüştürme aşamasına (3 katalizör yatağı) beslenir. Eşanjörlerde ilk dönüşüm aşamasından gelen gazın ısısından dolayı gaz 420°C'ye kadar ısıtılır. S03 içinde %92-95 oksitlenen SO2, oleum ve monohidrat soğurucularda emilimin ilk aşamasına geçer ve burada S03'ten salınır. Daha sonra, SO2 ~ %0.5 içeren gaz, bir veya iki katalizör tabakasında gerçekleşen ikinci dönüşüm aşamasına girer. Katalizin ikinci aşamasından gelen gazların ısısından dolayı gaz ön olarak başka bir ısı eşanjör grubunda 420 °C'ye kadar ısıtılır. Absorpsiyonun ikinci aşamasında SO3'ün ayrılmasından sonra gaz atmosfere salınır.

Temas yönteminde SO2'nin SO3'e dönüşüm derecesi %99.7, SO3'ün absorpsiyon derecesi %99.97'dir. Üretme sülfürik asit katalizin bir aşamasında gerçekleştirilirken, SO2'nin S03'e dönüşüm derecesi %98,5'i geçmez. Atmosfere salınmadan önce, gaz kalan SO2'den arındırılır (bkz.). Modern tesislerin verimliliği 1500-3100 ton/gün'dür.

Nitröz yöntemin özü (Şekil 3), kavurma gazının soğuduktan ve tozdan temizlendikten sonra nitroz denen şeyle işlenmesidir - sülfürik asit nitrojen oksitlerin çözündüğü yer. S02 nitroz tarafından emilir ve sonra oksitlenir: S02 + N203 + H20 \u003d H2S04 + NO. Nihai NO, nitrozda az çözünür ve nitrozdan salınır ve daha sonra gaz fazındaki oksijen tarafından kısmen NO2'ye oksitlenir. NO ve NO 2 karışımı geri emilir sülfürik asit vesaire. Azot oksitler, azotlu proseste tüketilmez ve eksik emilmeleri nedeniyle üretim döngüsüne geri dönerler. sülfürik asit kısmen egzoz gazları tarafından taşınırlar. Nitröz yöntemin avantajları: donanım tasarımının basitliği, daha düşük maliyet (temas yönteminden %10-15 daha düşük), %100 SO2 işleme olasılığı.

Kule nitröz işleminin enstrümantasyonu basittir: SO2, seramik dolgulu 7-8 sıralı kulelerde işlenir, kulelerden biri (içi boş) ayarlanabilir bir oksitleyici hacimdir. Kulelerde asit toplayıcılar, buzdolapları, kulelerin üzerindeki basınçlı tanklara asit sağlayan pompalar bulunur. Son iki kulenin önüne bir kuyruk fanı yerleştirilmiştir. Gazı aerosolden temizlemek için sülfürik asit elektrostatik filtre görevi görür. İşlem için gerekli olan nitrojen oksitler HNO3'ten elde edilir. Nitrojen oksitlerin atmosfere emisyonunu ve %100 SO2 işlemeyi azaltmak için, nitrojen oksitlerin derinde tutulması için bir su asidi yöntemiyle birlikte üretim ve absorpsiyon bölgeleri arasında nitröz içermeyen bir SO2 işleme döngüsü kurulur. Nitröz yöntemin dezavantajı, Düşük kaliteürünler: konsantrasyon sülfürik asit%75, nitrojen oksitlerin, Fe ve diğer safsızlıkların varlığı.

Kristalleşme olasılığını azaltmak için sülfürik asit nakliye ve depolama sırasında ticari sınıflar için standartlar belirlenir sülfürik asit, konsantrasyonu en düşük kristalleşme sıcaklıklarına karşılık gelir. İçerik sülfürik asit teknik sınıflarda (%): kule (nitröz) 75, temas 92.5-98.0, oleum 104.5, yüksek yüzdeli oleum 114.6, pil 92-94. sülfürik asit 5000 m3 hacme kadar çelik tanklarda depolanmakta olup, depodaki toplam kapasiteleri on günlük üretim için tasarlanmıştır. oleum ve sülfürik asitçelik demiryolu tanklarında taşınır. Konsantre ve pil sülfürik asit aside dayanıklı çelik tanklarda taşınır. Oleumun taşınması için tanklar ısı yalıtımı ile kaplanır ve oleum doldurulmadan önce ısıtılır.

Belirlemek sülfürik asit kolorimetrik ve fotometrik olarak, bir BaS04 süspansiyonu şeklinde - fototürbidimetrik olarak ve kulometrik yöntemle.

sülfürik asit kullanımı

Sülfürik asit, mineral gübre üretiminde, kurşun pillerde elektrolit olarak, çeşitli mineral asitler ve tuzlar, kimyasal lifler, boyalar, duman oluşturucu maddeler ve patlayıcıların üretiminde, yağda, metal işlemede, tekstilde, deri ve diğer endüstriler. Endüstriyel organik sentezde dehidrasyon reaksiyonlarında (dietil eter, esterlerin elde edilmesi), hidrasyon (etilenden etanol), sülfonasyon (ve boya üretiminde ara ürünler), alkilasyon (izooktan, polietilen glikol, kaprolaktam elde edilmesi) vb. en büyük tüketici sülfürik asit- mineral gübrelerin üretimi. 1 t R 2 O 5 için fosfatlı gübreler 2,2-3,4 ton tüketildi sülfürik asit ve 1 t (NH 4) 2 SO 4 - 0,75 t için sülfürik asit. Bu nedenle, sülfürik asit tesisleri, mineral gübre üretimi için tesislerle birlikte inşa edilme eğilimindedir. Dünya üretimi sülfürik asit 1987'de 152 milyon tona ulaştı.

Sülfürik asit ve oleum - solunum yollarını, cildi, mukoza zarlarını etkileyen, nefes almada zorluğa, öksürüğe neden olan, sıklıkla - larenjit, soluk borusu iltihabı, bronşit vb. son derece agresif maddeler. Çalışma alanı havasındaki sülfürik asit aerosolünün MPC'si 1,0 mg/m 3 , atmosferde 0,3 mg/m 3 (maksimum bir defalık) ve 0,1 mg/m 3'tür (günlük ortalama). Çarpıcı buhar konsantrasyonu sülfürik asit 0,008 mg/l (60 dk maruz kalma), öldürücü 0,18 mg/l (60 dk). Tehlike sınıfı 2. Aerosol sülfürik asit S oksitleri içeren kimya ve metalurji endüstrilerinden kaynaklanan emisyonlar sonucu atmosferde oluşabilir ve asit yağmuru olarak düşer.

fiziki ozellikleri.

Saf %100 sülfürik asit (monohidrat), +10 °C'de kristal bir kütle halinde katılaşan renksiz, yağlı bir sıvıdır. Reaktif sülfürik asit genellikle 1.84 g/cm3 yoğunluğa sahiptir ve yaklaşık %95 H2S04 içerir. Sadece -20 °C'nin altında sertleşir.

Monohidratın erime noktası 10.37 °C'dir ve füzyon ısısı 10.5 kJ/mol'dür. İÇİNDE normal koşullarçok viskoz bir sıvıdır ve çok yüksek değer dielektrik sabiti (25 °C'de e = 100). Monohidratın önemsiz kendi elektrolitik ayrışması iki yönde paralel olarak ilerler: [H 3 S04 + ]·[НSO 4 - ] = 2 10 -4 ve [Н 3 О + ]·[НS 2 О 7 - ] = 4 10 - 5 . Moleküler-iyonik bileşimi, yaklaşık olarak aşağıdaki verilerle (% olarak) karakterize edilebilir:

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

Az miktarda su eklendiğinde bile, şemaya göre ayrışma baskın hale gelir:

H 2 O + H 2 SO 4<==>H3O + + HSO4 -

Kimyasal özellikler.

H2SO4 güçlü bir dibazik asittir.

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

İlk aşama (orta konsantrasyonlar için) %100 ayrışmaya yol açar:

K 2 \u003d ( ) / \u003d 1,2 10 -2

1) Metallerle etkileşim:

A) seyreltik sülfürik asit, yalnızca hidrojenin solundaki voltaj dizisindeki metalleri çözer:

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

B) konsantre H2+6S04 - güçlü bir oksitleyici madde; metallerle etkileşime girdiğinde (Au, Pt hariç), S +4 O 2, S 0 veya H 2 S -2'ye indirgenebilir (Fe, Al, Cr ayrıca ısıtmadan reaksiyona girmez - pasifleştirilirler):

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) konsantre H 2S +6 O 4 tepki verir ile ısıtıldığında bazı metal olmayanlar güçlü oksitleyici özellikleri nedeniyle, daha düşük bir oksidasyon durumuna sahip kükürt bileşiklerine dönüşür (örneğin, S + 4 O 2):

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

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

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

3) bazik oksitlerle:

CuO + H2SO4 --> CuSO4 + H2O

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

4) hidroksitlerle:

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) tuzlarla değişim reaksiyonları:

BaCl2 + H2S04 --> BaSO4 + 2HCl

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

Beyaz bir BaS04 çökeltisinin (asitlerde çözünmez) oluşumu, sülfürik asit ve çözünür sülfatları tanımlamak için kullanılır.

Monohidrat (saf, %100 sülfürik asit), asidik karaktere sahip iyonlaştırıcı bir çözücüdür. Birçok metalin sülfatları içinde iyi çözünür (bisülfatlara dönüşür), diğer asitlerin tuzları ise kural olarak yalnızca solvolize edilebilirlerse (bisülfatlara dönüşerek) çözünürler. Nitrik asit, monohidratta zayıf bir baz gibi davranır

HNO3 + 2 H2SO4<==>H 3 O + + NO 2 + + 2 HSO 4 -

perklorik - çok zayıf bir asit olarak

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

Florosülfonik ve klorosülfonik asitler biraz daha güçlüdür (HSO 3 F> HSO 3 Cl> HClO 4). Monohidrat, ortaklanmamış elektron çiftlerine (bir proton bağlayabilen) sahip atomlar içeren birçok organik maddeyi iyi çözer. Bunlardan bazıları daha sonra çözeltiyi suyla seyrelterek değişmeden izole edilebilir. Monohidrat, yüksek bir kriyoskopik sabite (6.12°) sahiptir ve bazen moleküler ağırlıkları belirlemek için bir ortam olarak kullanılır.

Konsantre H2S04, özellikle ısıtıldığında oldukça güçlü bir oksitleyici maddedir (genellikle SO2'ye indirgenir). Örneğin, halojenleri serbest bırakmak için HI ve kısmen HBr'yi (ancak HCl'yi değil) oksitler. Aynı zamanda birçok metali - Cu, Hg, vb. oksitler (oysa altın ve platin, H 2 S04'e göre kararlıdır). Böylece bakır ile etkileşim şu denkleme göre gerçekleşir:

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

Oksitleyici bir madde olarak hareket eden sülfürik asit genellikle S02'ye indirgenir. Bununla birlikte, en güçlü indirgeyici ajanlarla S'ye ve hatta H 2S'ye indirgenebilir Konsantre sülfürik asit, aşağıdaki denkleme göre hidrojen sülfit ile reaksiyona girer:

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

Gaz halindeki hidrojen tarafından da kısmen indirgendiği ve bu nedenle onu kurutmak için kullanılamayacağı belirtilmelidir.

Pirinç. 13. Sülfürik asit çözeltilerinin elektriksel iletkenliği.

Konsantre sülfürik asidin suda çözünmesine, önemli bir ısı salınımı (ve sistemin toplam hacminde bir miktar azalma) eşlik eder. Monohidrat neredeyse elektriği iletmez. Aksine, sulu sülfürik asit çözeltileri iyi iletkenlerdir. Şek. 13, yaklaşık %30 asit maksimum elektrik iletkenliğine sahiptir. Eğrinin minimumu, H2S04 ·H20 bileşimine sahip bir hidrata karşılık gelir.

Monohidratın suda çözünmesi üzerine açığa çıkan ısı (çözeltinin nihai konsantrasyonuna bağlı olarak) 84 kJ/mol H2S04'e kadardır. Aksine, önceden 0 °C'ye soğutulmuş %66 sülfürik asidin karla (ağırlıkça 1:1) karıştırılmasıyla, -37 °C'ye kadar sıcaklık düşüşü sağlanabilir.

Konsantrasyonu (% ağırlık) ile H 2 SO 4'ün sulu çözeltilerinin yoğunluğunun değişimi aşağıda verilmiştir:

5 10 20 30 40 50 60
15 °C 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 °C 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

Bu verilerden de görülebileceği gibi, ağırlıkça 90'ın üzerinde sülfürik asit konsantrasyonunun yoğunluğunun belirlenmesi. % oldukça yanlış olur.

Çeşitli konsantrasyonlardaki H 2 SO 4 çözeltileri üzerindeki su buharı basıncı farklı sıcaklıklarŞek. 15. Sülfürik asit, yalnızca çözeltisi üzerindeki su buharı basıncı, kurutulmakta olan gazdaki kısmi basıncından düşük olduğu sürece bir kurutma maddesi olarak işlev görebilir.

Pirinç. 15. Su buharı basıncı.

Pirinç. 16. H 2 SO 4 çözeltileri üzerinde kaynama noktaları . H 2 SO 4 çözeltileri.

Seyreltik bir sülfürik asit çözeltisi kaynatıldığında, su ondan damıtılır ve% 98,3 H2S04 damıtılmaya başladığında kaynama noktası 337 ° C'ye yükselir (Şekil 16). Aksine, fazla sülfürik anhidrit daha konsantre çözeltilerden buharlaşır. 337 °C'de kaynayan sülfürik asit buharı, soğutularak yeniden birleşen H20 ve S03'e kısmen ayrışır. Sülfürik asidin yüksek kaynama noktası, ısıtıldığında uçucu asitleri tuzlarından (örneğin, NaCl'den HCl) izole etmek için kullanılmasına izin verir.

Fiş.

Monohidrat, konsantre sülfürik asidin -10°C'de kristalleştirilmesiyle elde edilebilir.

Sülfürik asit üretimi.

1. aşama. Pirit fırını.

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

Süreç heterojendir:

1) öğütme demiri piriti (pirit)

2) "akışkan yatak" yöntemi

3) 800°С; fazla ısının giderilmesi

4) havadaki oksijen konsantrasyonunda artış

2. aşama.Temizleme, kurutma ve ısı değişiminden sonra kükürt dioksit, sülfürik anhidrite (450 ° C - 500 ° C; katalizör V205) oksitlendiği temas aparatına girer:

2SO2 + O2<-->2SO3

3. aşama. Emme kulesi:

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

Sis oluşumu nedeniyle su kullanılamıyor. Seramik nozulları ve ters akış ilkesini uygulayın.

Başvuru.

Hatırlamak! Sülfürik asit suya küçük porsiyonlar halinde dökülmelidir, tersi değil. Aksi takdirde, bir kişinin ciddi yanıklara maruz kalabileceği şiddetli bir kimyasal reaksiyon meydana gelebilir.

Sülfürik asit, kimya endüstrisinin ana ürünlerinden biridir. Mineral gübreler (süperfosfat, amonyum sülfat), çeşitli asitler ve tuzlar, tıbbi ve deterjanlar, boyalar, suni lifler, patlayıcılar. Metalurjide (cevherlerin, örneğin uranyumun ayrışması), petrol ürünlerinin saflaştırılmasında, kurutucu olarak vb. Kullanılır.

Pratik olarak önemli olan, çok güçlü (%75'in üzerinde) sülfürik asidin demir üzerinde etki yapmamasıdır. Bu, çelik tanklarda saklamanıza ve taşımanıza olanak tanır. Aksine, seyreltik H 2 SO 4 hidrojen açığa çıkararak demiri kolayca çözer. Oksitleyici özellikler onun için hiç tipik değildir.

Güçlü sülfürik asit nemi güçlü bir şekilde emer ve bu nedenle genellikle gazları kurutmak için kullanılır. Hidrojen ve oksijen içeren birçok organik maddeden, teknolojide sıklıkla kullanılan suyu uzaklaştırır. Bununla (güçlü H2S04'ün oksitleyici özelliklerinin yanı sıra) bitki ve hayvan dokuları üzerindeki yıkıcı etkisi ile ilişkilidir. Çalışma sırasında yanlışlıkla deriye veya elbiseye bulaşan sülfürik asit hemen bol su ile yıkanmalı, ardından etkilenen bölge seyreltik bir amonyak solüsyonu ile nemlendirilmeli ve tekrar su ile durulanmalıdır.

Saf sülfürik asit molekülleri.

Şekil 1. Bir H2S04 kristalindeki hidrojen bağlarının şeması.

Monohidrat kristali (HO)2S02'yi oluşturan moleküller, Şekil 1'de şematik olarak gösterildiği gibi oldukça güçlü (25 kJ/mol) hidrojen bağları ile birbirlerine bağlıdır. 1. (HO) 2 S02 molekülünün kendisi, merkeze yakın bir kükürt atomuna sahip bozuk bir tetrahedron yapısına sahiptir ve aşağıdaki parametrelerle karakterize edilir: (d (S-OH) \u003d 154 pm, PHO-S-OH \u003d 104 °, d (S \u003d O) \u003d 143 pm, ROSO \u003d 119 °.HOSO 3'te - iyon, d (S-OH) \u003d 161 ve d (SO) \u003d 145 pm ve SO 4 iyonuna giderken 2-tetrahedron doğru şekli alır ve parametreler hizalanır.

Sülfürik asit hidratları.

Sülfürik asit için, bileşimi Şekil l'de gösterilen birkaç kristalli hidrat bilinmektedir. 14. Bunlardan su bakımından en fakiri oksonyum tuzudur: H3O + HSO4-. Ele alınan sistem aşırı soğumaya çok eğilimli olduğundan, içinde fiilen gözlenen donma sıcaklıkları erime noktalarından çok daha düşüktür.

Pirinç. 14. H 2 O·H 2 SO 4 sistemindeki erime noktaları.



 

Şunları okumak faydalı olabilir: