Sulfat kislotaning qaynash nuqtasi bosim funktsiyasi sifatida. Sulfat kislota
Oltingugurt kimyoviy element, bu davriy jadvalning oltinchi guruhi va uchinchi davrida joylashgan. Ushbu maqolada biz uning kimyoviy va ishlab chiqarilishi, ishlatilishi va hokazolarni batafsil ko'rib chiqamiz. Fizik xarakteristikaga rang, elektr o'tkazuvchanlik darajasi, oltingugurtning qaynash nuqtasi va boshqalar kiradi. Kimyoviy uning boshqa moddalar bilan o'zaro ta'sirini tavsiflaydi.
Fizika nuqtai nazaridan oltingugurt
Bu mo'rt moddadir. Oddiy sharoitlarda u agregatsiyaning qattiq holatidadir. Oltingugurt limon sariq rangga ega.
Va ko'pincha uning barcha birikmalari sariq rangga ega. Suvda erimaydi. U past issiqlik va elektr o'tkazuvchanligiga ega. Bu xususiyatlar uni odatiy metall bo'lmagan sifatida tavsiflaydi. Shunga qaramasdan Kimyoviy tarkibi oltingugurt umuman murakkab emas, bu modda bir nechta o'zgarishlarga ega bo'lishi mumkin. Bularning barchasi kristall panjaraning tuzilishiga bog'liq bo'lib, uning yordamida atomlar bog'langan, ammo ular molekulalarni hosil qilmaydi.
Shunday qilib, birinchi variant - rombik oltingugurt. U eng barqaror. Ushbu turdagi oltingugurtning qaynash nuqtasi to'rt yuz qirq besh daraja Selsiyga teng. Ammo berilgan moddaning gazsimon agregatsiya holatiga o'tishi uchun u avvalo suyuq holatdan o'tishi kerak. Shunday qilib, oltingugurtning erishi bir yuz o'n uch daraja Selsiy bo'lgan haroratda sodir bo'ladi.
Ikkinchi variant - monoklinik oltingugurt. Bu quyuq sariq rangga ega bo'lgan igna shaklidagi kristallardir. Birinchi turdagi oltingugurtning erishi, so'ngra uning sekin sovishi ushbu turdagi hosil bo'lishiga olib keladi. Bu xilma-xillik deyarli bir xil jismoniy xususiyatlarga ega. Masalan, bu turdagi oltingugurtning qaynash nuqtasi hali ham bir xil to'rt yuz qirq besh daraja. Bundan tashqari, ushbu moddaning plastmassa kabi xilma-xilligi mavjud. U ichiga quyish orqali olinadi sovuq suv deyarli qaynab turgan rombgacha qizdiriladi. Ushbu turdagi oltingugurtning qaynash nuqtasi bir xil. Ammo modda kauchuk kabi cho'zilish xususiyatiga ega.
Boshqa komponent jismoniy xususiyatlar, bu haqda gapirishni istardim, oltingugurtning yonish harorati.
Ushbu ko'rsatkich materialning turiga va uning kelib chiqishiga qarab farq qilishi mumkin. Masalan, texnik oltingugurtning yonish harorati bir yuz to'qson daraja. Bu ancha past ko'rsatkich. Boshqa hollarda, oltingugurtning porlash nuqtasi ikki yuz qirq sakkiz daraja va hatto ikki yuz ellik olti daraja bo'lishi mumkin. Bularning barchasi qaysi materialdan qazib olinganiga, uning zichligiga bog'liq. Ammo oltingugurtning yonish harorati boshqa kimyoviy elementlar bilan solishtirganda juda past, bu yonuvchan modda degan xulosaga kelishimiz mumkin. Bundan tashqari, ba'zida oltingugurt sakkiz, olti, to'rt yoki ikkita atomdan iborat molekulalarga birlashishi mumkin. Endi oltingugurtni fizika nuqtai nazaridan ko'rib chiqsak, keling, keyingi bo'limga o'tamiz.
Oltingugurtning kimyoviy tavsifi
Ushbu element nisbatan past ko'rsatkichga ega atom massasi, u har bir mol uchun o'ttiz ikki grammga teng. Oltingugurt elementining xarakteristikasi ushbu moddaning turli darajadagi oksidlanish darajasiga ega bo'lish qobiliyatini o'z ichiga oladi. Bunda u, aytaylik, vodorod yoki kisloroddan farq qiladi. Oltingugurt elementining kimyoviy xarakteristikasi nima degan savolni ko'rib chiqsak, u sharoitga qarab ham qaytaruvchi, ham oksidlovchi xususiyatlarni namoyon etishini eslatib o'tmaslik mumkin emas. Shunday qilib, tartibda ma'lum bir moddaning turli xil kimyoviy birikmalar bilan o'zaro ta'sirini ko'rib chiqing.
Oltingugurt va oddiy moddalar
Oddiy moddalar - faqat bitta kimyoviy elementni o'z ichiga olgan moddalar. Uning atomlari, masalan, kislorod misolida bo'lgani kabi, molekulalarga birlashishi mumkin yoki ular metallardagi kabi birlashmasligi mumkin. Shunday qilib, oltingugurt metallar, boshqa metall bo'lmaganlar va galogenlar bilan reaksiyaga kirishishi mumkin.
Metallar bilan o'zaro ta'siri
Bunday jarayonni amalga oshirish uchun yuqori harorat talab qilinadi. Bunday sharoitda qo'shilish reaktsiyasi sodir bo'ladi. Ya'ni, metall atomlari oltingugurt atomlari bilan birlashadi va shu bilan murakkab moddalar sulfidlarini hosil qiladi. Misol uchun, agar siz ikki mol kaliyni bir mol oltingugurt bilan aralashtirib qizdirsangiz, bu metallning bir mol sulfidini olasiz. Tenglamani quyidagi shaklda yozish mumkin: 2K + S = K 2 S.
Kislorod bilan reaksiya
Bu oltingugurtning yonishi. Ushbu jarayon natijasida uning oksidi hosil bo'ladi. Ikkinchisi ikki xil bo'lishi mumkin. Shuning uchun oltingugurtning yonishi ikki bosqichda sodir bo'lishi mumkin. Birinchisi, bir mol oltingugurt va bir mol kislorod bir mol oltingugurt dioksidi hosil qilganda. Ushbu kimyoviy reaktsiya tenglamasini quyidagicha yozishingiz mumkin: S + O 2 \u003d SO 2. Ikkinchi bosqich - dioksidga yana bitta kislorod atomining qo'shilishi. Agar yuqori haroratda ikki molga bir mol kislorod qo'shsangiz, bu sodir bo'ladi. Natijada ikki mol oltingugurt trioksidi hosil bo'ladi. Ushbu kimyoviy o'zaro ta'sirning tenglamasi quyidagicha ko'rinadi: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3. Ushbu reaksiya natijasida sulfat kislota hosil bo'ladi. Shunday qilib, tasvirlangan ikkita jarayonni amalga oshirib, hosil bo'lgan trioksidni suv bug'ining oqimi orqali o'tkazish mumkin. Va biz olamiz Bunday reaktsiya uchun tenglama quyidagicha yoziladi: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4.
Galogenlar bilan o'zaro ta'siri
Kimyoviy, boshqa metall bo'lmaganlar kabi, ushbu moddalar guruhi bilan reaksiyaga kirishishiga imkon beradi. Unga ftor, brom, xlor, yod kabi birikmalar kiradi. Oltingugurt ularning har biri bilan reaksiyaga kirishadi, oxirgisidan tashqari. Misol tariqasida biz ko'rib chiqayotgan davriy sistema elementining ftorlanish jarayonini keltirishimiz mumkin. Ko'rsatilgan metall bo'lmaganni halogen bilan qizdirish orqali ftoridning ikki xil variantini olish mumkin. Birinchi holat: agar biz bir mol oltingugurt va uch mol ftor olsak, formulasi SF 6 bo'lgan bir mol ftoridni olamiz. Tenglama quyidagicha ko'rinadi: S + 3F 2 = SF 6. Bundan tashqari, ikkinchi variant ham bor: agar biz bir mol oltingugurt va ikki mol ftor olsak, SF 4 kimyoviy formulasi bilan bir mol ftoridni olamiz. Tenglama quyidagi ko'rinishda yoziladi: S + 2F 2 = SF 4 . Ko'rib turganingizdek, barchasi tarkibiy qismlarning aralashtirilgan nisbatlariga bog'liq. Xuddi shu tarzda oltingugurtni xlorlash (ikki xil modda ham hosil bo'lishi mumkin) yoki bromlash jarayonini amalga oshirish mumkin.
Boshqa oddiy moddalar bilan o'zaro ta'siri
Oltingugurt elementining tavsifi shu bilan tugamaydi. Shuningdek, modda vodorod, fosfor va uglerod bilan kimyoviy reaksiyaga kirishishi mumkin. Vodorod bilan o'zaro ta'siri tufayli sulfid kislotasi hosil bo'ladi. Metalllar bilan reaksiyaga kirishishi natijasida ularning sulfidlarini olish mumkin, bu esa, o'z navbatida, oltingugurtning xuddi shu metall bilan to'g'ridan-to'g'ri reaktsiyasi natijasida ham olinadi. Vodorod atomlarining oltingugurt atomlariga qo'shilishi faqat juda yuqori harorat sharoitida sodir bo'ladi. Oltingugurt fosfor bilan reaksiyaga kirishganda, uning fosfidi hosil bo'ladi. U quyidagi formulaga ega: P 2 S 3. Bu moddaning bir molini olish uchun ikki mol fosfor va uch mol oltingugurt olish kerak. Oltingugurt uglerod bilan o'zaro ta'sirlashganda, ko'rib chiqilgan metall bo'lmagan karbid hosil bo'ladi. Uning kimyoviy formulasi quyidagicha ko'rinadi: CS 2. Ushbu moddaning bir molini olish uchun siz bir mol uglerod va ikki mol oltingugurt olishingiz kerak. Yuqorida tavsiflangan barcha qo'shilish reaktsiyalari faqat reaktivlar yuqori haroratgacha qizdirilganda sodir bo'ladi. Biz oltingugurtning oddiy moddalar bilan o'zaro ta'sirini ko'rib chiqdik, endi keyingi nuqtaga o'tamiz.
Oltingugurt va murakkab birikmalar
Molekulalari ikki (yoki undan ortiq) turli elementlardan tashkil topgan moddalar birikmalardir. Kimyoviy xossalari oltingugurt ishqorlar, shuningdek, konsentrlangan sulfat kislota kabi birikmalar bilan reaksiyaga kirishish imkonini beradi. Uning bu moddalar bilan reaktsiyalari juda o'ziga xosdir. Birinchidan, ko'rib chiqilayotgan metall bo'lmagan ishqor bilan aralashtirilganda nima sodir bo'lishini ko'rib chiqing. Masalan, olti mol olib, ularga uch mol oltingugurt qo'shsangiz, ikki mol kaliy sulfid, bir mol berilgan metall sulfit va uch mol suv olinadi. Ushbu turdagi reaktsiyani quyidagi tenglama bilan ifodalash mumkin: 6KOH + 3S \u003d 2K 2 S + K2SO 3 + 3H 2 O. Xuddi shu printsipga ko'ra, o'zaro ta'sir agar siz qo'shsangiz sodir bo'ladi Keyingi, konsentrlangan eritmada oltingugurtning xatti-harakatlarini ko'rib chiqing. unga sulfat kislota qo'shiladi. Agar biz birinchi moddaning bir molini va ikkinchi moddaning ikki molini olsak, biz quyidagi mahsulotlarni olamiz: uch mol miqdorida oltingugurt trioksidi, shuningdek, suv - ikki mol. Bu kimyoviy reaksiya faqat reaktivlarni yuqori haroratgacha qizdirish orqali amalga oshirilishi mumkin.
Ko'rib chiqilgan metall bo'lmaganlarni olish
Oltingugurtni turli moddalardan olishning bir necha asosiy usullari mavjud. Birinchi usul - uni piritdan ajratib olish. Ikkinchisining kimyoviy formulasi FeS 2 dir. Ushbu modda kislorodga kirmasdan yuqori haroratgacha qizdirilganda, boshqa temir sulfid - FeS - va oltingugurt olinishi mumkin. Reaktsiya tenglamasi quyidagicha yoziladi: FeS 2 \u003d FeS + S. Sanoatda tez-tez ishlatiladigan oltingugurt ishlab chiqarishning ikkinchi usuli bu oltingugurt sulfidini quyidagi shartlarda yoqishdir. katta raqam kislorod. Bunday holda, siz ko'rib chiqilgan metall bo'lmagan va suvni olishingiz mumkin. Reaksiyani amalga oshirish uchun siz komponentlarni ikkidan birga molyar nisbatda olishingiz kerak. Natijada biz yakuniy mahsulotlarni ikkidan ikkiga nisbatda olamiz. Ushbu kimyoviy reaksiya tenglamasini quyidagicha yozish mumkin: 2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O. Bundan tashqari, oltingugurt turli metallurgiya jarayonlarida, masalan, nikel kabi metallarni ishlab chiqarishda, mis va boshqalar.
Sanoatda foydalanish
Biz ko'rib chiqayotgan nometall kimyo sanoatida o'zining eng keng qo'llanilishini topdi. Yuqorida aytib o'tilganidek, bu erda undan sulfat kislota olish uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, oltingugurt yonuvchan material bo'lganligi sababli gugurt ishlab chiqarish uchun komponent sifatida ishlatiladi. Bundan tashqari, portlovchi moddalar, porox, uchqunlar va boshqalarni ishlab chiqarishda ajralmas hisoblanadi. Bundan tashqari, oltingugurt zararkunandalarga qarshi kurash mahsulotlarining tarkibiy qismlaridan biri sifatida ishlatiladi. Tibbiyotda teri kasalliklari uchun dori vositalarini ishlab chiqarishda komponent sifatida ishlatiladi. Shuningdek, ushbu modda turli bo'yoqlar ishlab chiqarishda ishlatiladi. Bundan tashqari, u fosfor ishlab chiqarishda ishlatiladi.
Oltingugurtning elektron tuzilishi
Ma'lumki, barcha atomlar yadrodan iborat bo'lib, unda protonlar - musbat zaryadlangan zarralar va neytronlar, ya'ni nol zaryadga ega bo'lgan zarralar mavjud. Elektronlar manfiy zaryad bilan yadro atrofida aylanadi. Atom neytral bo'lishi uchun uning tarkibida proton va elektronlar soni bir xil bo'lishi kerak. Agar ikkinchisi ko'proq bo'lsa, bu allaqachon salbiy ion - anion. Agar, aksincha, protonlar soni elektronlar sonidan ko'p bo'lsa, bu musbat ion yoki kationdir. Oltingugurt anioni kislota qoldig'i sifatida harakat qilishi mumkin. U sulfid kislotasi (vodorod sulfidi) va metall sulfidlari kabi moddalar molekulalarining bir qismidir. Elektrolitik dissotsilanish jarayonida anion hosil bo'ladi, bu modda suvda eriganida sodir bo'ladi. Bunda molekula kationga parchalanadi, uni metall yoki vodorod ioni, shuningdek, kation - kislota qoldig'i yoki gidroksil guruhi (OH-) ioni sifatida ko'rsatish mumkin.
Davriy jadvaldagi oltingugurtning seriya raqami o'n olti bo'lganligi sababli, uning yadrosida aynan shu miqdordagi proton bor degan xulosaga kelishimiz mumkin. Shunga asoslanib, atrofida aylanayotgan o'n oltita elektron ham borligini aytishimiz mumkin. Neytronlar sonini kimyoviy elementning seriya raqamini molyar massadan ayirish orqali topish mumkin: 32 - 16 \u003d 16. Har bir elektron tasodifiy emas, balki ma'lum bir orbita bo'ylab aylanadi. Oltingugurt davriy jadvalning uchinchi davriga tegishli kimyoviy element bo'lgani uchun yadro atrofida uchta orbita mavjud. Birinchisida ikkita elektron, ikkinchisida sakkizta, uchinchisida oltita elektron bor. Oltingugurt atomining elektron formulasi quyidagicha yoziladi: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Tabiatda tarqalishi
Asosan, ko'rib chiqilgan kimyoviy element turli metallarning sulfidlari bo'lgan minerallar tarkibida mavjud. Avvalo, bu pirit - temir tuzi; u ham qo'rg'oshin, kumush, mis porlashi, sink aralashmasi, kinobar - simob sulfididir. Bundan tashqari, oltingugurt ham minerallar tarkibiga kiritilishi mumkin, ularning tuzilishi uch yoki undan ortiq kimyoviy elementlar bilan ifodalanadi.
Masalan, xalkopirit, mirabilit, kieserit, gips. Siz ularning har birini batafsilroq ko'rib chiqishingiz mumkin. Pirit temir sulfid yoki FeS 2 dir. Oltin porlashi bilan ochiq sariq rangga ega. Ushbu mineralni ko'pincha zargarlik buyumlarini tayyorlashda keng qo'llaniladigan lapis lazuli tarkibida nopoklik sifatida topish mumkin. Buning sababi shundaki, bu ikki foydali qazilma ko'pincha umumiy konga ega. Mis porlashi - xalkotsit yoki xalkosin - metallga o'xshash mavimsi-kulrang modda. va kumush yorqinligi (argentit) o'xshash xususiyatlarga ega: ikkalasi ham metallarga o'xshaydi, kulrang rangga ega. Cinnabar - kulrang yamoqli jigarrang-qizil rangli zerikarli mineral. Kimyoviy formulasi CuFeS 2 bo'lgan xalkopirit oltin sariq rangga ega, u oltin aralash deb ham ataladi. Sink aralashmasi (sfalerit) amberdan olovli apelsingacha rangga ega bo'lishi mumkin. Mirabilit - Na 2 SO 4 x10H 2 O - shaffof yoki oq kristallar. U tibbiyotda qo'llaniladigan deb ham ataladi. Kieseritning kimyoviy formulasi MgSO 4 xH 2 O. U oq yoki rangsiz kukunga o'xshaydi. Gipsning kimyoviy formulasi CaSO 4 x2H 2 O. Bundan tashqari, bu kimyoviy element tirik organizmlar hujayralarining bir qismi bo'lib, muhim iz element hisoblanadi.
Kimyo sinfidagi har bir kishi kislotalarni o'rgangan. Ulardan biri sulfat kislota deb ataladi va HSO 4 deb nomlanadi. Sulfat kislotaning xususiyatlari haqida bizning maqolamiz aytib o'tadi.
Sulfat kislotaning fizik xossalari
Sof sulfat kislota yoki monohidrat rangsiz yog'li suyuqlik bo'lib, +10 ° C da kristall massaga aylanadi. Reaksiyalar uchun mo'ljallangan sulfat kislota 95% H 2 SO 4 ni o'z ichiga oladi va 1,84 g / sm 3 zichlikka ega. Bunday kislotaning 1 litri 2 kg ni tashkil qiladi. Kislota -20 ° C da qattiqlashadi. 10,37°S haroratda erish issiqligi 10,5 kJ/mol ni tashkil qiladi.
Konsentrlangan sulfat kislotaning xossalari xilma-xildir. Masalan, ushbu kislotani suvda eritganda, gidratlarning hosil bo'lishi tufayli ko'p miqdorda issiqlik (19 kkal / mol) chiqariladi. Bu gidratlarni qattiq holatda past haroratlarda eritmadan ajratib olish mumkin.
Sulfat kislota kimyo sanoatida eng asosiy mahsulotlardan biridir. U mineral oʻgʻitlar (ammiak sulfat, superfosfat), turli tuzlar va kislotalar, yuvish vositalari va dori vositalari, sunʼiy tolalar, boʻyoqlar, portlovchi moddalar ishlab chiqarish uchun moʻljallangan. Sulfat kislota metallurgiyada (masalan, uran rudalarini parchalashda), neft mahsulotlarini tozalashda, gazlarni quritishda va hokazolarda ham qoʻllaniladi.
Sulfat kislotaning kimyoviy xossalari
Sulfat kislotaning kimyoviy xossalari:
- Metall bilan o'zaro ta'siri:
- suyultirilgan kislota faqat bir qator kuchlanishlarda vodorodning chap tomonida joylashgan metallarni eritadi, masalan, H 2 +1 SO 4 + Zn 0 \u003d H 2 O + Zn + 2 SO 4;
- sulfat kislotaning oksidlovchi xossalari katta. Turli metallar bilan o'zaro ta'sirlashganda (Pt, Audan tashqari) uni H 2 S -2, S +4 O 2 yoki S 0 ga kamaytirish mumkin, masalan:
- 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;
- Konsentrlangan kislota H 2 S +6 O 4 ham ba'zi metall bo'lmaganlar bilan reaksiyaga kirishadi (qizdirilganda), oksidlanish darajasi past bo'lgan oltingugurt birikmalariga aylanadi, masalan:
- 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;
- Asosiy oksidlar bilan:
- H 2 SO 4 + CuO = CuSO 4 + H 2 O;
- gidroksidlar bilan:
- Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 = CuSO 4 + 2H 2 O;
- 2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O;
- Almashinuv reaktsiyalarida tuzlar bilan o'zaro ta'sir:
- H 2 SO 4 + BaCl 2 \u003d 2HCl + BaSO 4;
BaSO 4 hosil bo'lishi (oq cho'kma, kislotalarda erimaydigan) bu kislota va eruvchan sulfatlarni aniqlash uchun ishlatiladi.
Monohidrat kislotali xususiyatga ega bo'lgan ionlashtiruvchi erituvchidir. Unda ko'plab metallarning sulfatlarini eritish juda yaxshi, masalan:
- 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 +.
Konsentrlangan kislota juda kuchli oksidlovchi moddadir, ayniqsa qizdirilganda, masalan, 2H 2 SO 4 + Cu = SO 2 + CuSO 4 + H 2 O.
Oksidlovchi vosita sifatida ishlaydigan sulfat kislota odatda SO 2 ga kamayadi. Lekin uni S ga va hatto H 2 S ga kamaytirish mumkin, masalan H 2 S + H 2 SO 4 = SO 2 + 2H 2 O + S.
Monhidrat deyarli elektr tokini o'tkaza olmaydi. Aksincha, suvli kislota eritmalari yaxshi o'tkazgichdir. Sulfat kislota namlikni kuchli yutadi, shuning uchun u turli gazlarni quritish uchun ishlatiladi. Quritish vositasi sifatida sulfat kislota uning eritmasi ustidagi suv bug'ining bosimi quritilayotgan gazdagi bosimidan past bo'lganda ishlaydi.
Agar sulfat kislotaning suyultirilgan eritmasi qaynatilsa, undan suv chiqariladi, qaynash nuqtasi 337 ° C ga ko'tariladi, masalan, 98,3% konsentratsiyadagi sulfat kislota distillash boshlanganda. Aksincha, ko'proq konsentrlangan eritmalardan ortiqcha oltingugurt angidrid bug'lanadi. 337 ° C haroratda qaynayotgan bug 'kislotasi qisman SO 3 va H 2 O ga parchalanadi, ular sovutilgandan so'ng yana birlashtiriladi. Yuqori harorat bu kislotani qaynatish uni qizdirilganda ularning tuzlaridan uchuvchi kislotalarni ajratib olishda foydalanish uchun mos keladi.
Kislota bilan ishlashda ehtiyot choralari
Sulfat kislota bilan ishlashda juda ehtiyot bo'lish kerak. Ushbu kislota teri bilan aloqa qilganda, teri oq bo'lib, keyin jigarrang va qizarish paydo bo'ladi. Atrofdagi to'qimalar shishib ketadi. Agar bu kislota tananing biron bir qismi bilan aloqa qilsa, uni tezda suv bilan yuvish va kuygan joyni soda eritmasi bilan yog'lash kerak.
Endi siz bilasizki, xususiyatlari yaxshi o'rganilgan sulfat kislota turli xil ishlab chiqarish va qazib olish uchun ajralmas hisoblanadi.
sulfat kislotaning xossalari
Suvsiz sulfat kislota (monohidrat) og'ir yog'li suyuqlik bo'lib, ko'p miqdorda issiqlik chiqishi bilan barcha nisbatlarda suv bilan aralashadi. 0 ° C da zichlik 1,85 g / sm 3 ni tashkil qiladi. 296 ° S da qaynaydi va -10 ° S da muzlaydi. Sulfat kislota nafaqat monohidrat, balki uning suvli eritmalari (), shuningdek, oleum deb ataladigan monohidratdagi oltingugurt trioksid eritmalari () deb ataladi. Oleum undan desorbsiyalanganligi sababli havoda "chekadi". Sof sulfat kislota rangsiz, tijorat kislotasi esa aralashmalar bilan quyuq rangga ega.
Sulfat kislotaning zichligi, kristallanish harorati, qaynash harorati kabi fizik xususiyatlari uning tarkibiga bog'liq. Shaklda. 1 tizimning kristallanish diagrammasini ko'rsatadi. Undagi maksimallar birikmalar tarkibiga to'g'ri keladi yoki minimallarning mavjudligi ikkita moddaning aralashmalarining kristallanish harorati ularning har birining kristallanish haroratidan past bo'lishi bilan izohlanadi.
Guruch. 1
Suvsiz 100% sulfat kislota nisbatan yuqori kristallanish harorati 10,7 °C. Savdo mahsulotini tashish va saqlash vaqtida muzlatish ehtimolini kamaytirish uchun texnik sulfat kislota konsentratsiyasi shunday tanlanadiki, u etarlicha past kristallanish haroratiga ega. Sanoatda uch turdagi tovar sulfat kislota ishlab chiqariladi.
Sulfat kislota juda faol. U metall oksidlarini va ko'pgina sof metallarni eritadi, yuqori haroratlarda u boshqa barcha kislotalarni tuzlardan siqib chiqaradi. Ayniqsa, ochko'z sulfat kislota hidratlar berish qobiliyati tufayli suv bilan birlashadi. U suvni boshqa kislotalardan, kristalli tuzlardan va hatto uglevodorodlarning kislorod hosilalaridan ham olib tashlaydi, ular tarkibida suvning o'zi emas, balki vodorod va kislorod birikmasi H: O = 2. tarkibida tsellyuloza, kraxmal va shakar bo'lgan yog'och va boshqa o'simlik va hayvon to'qimalari. konsentrlangan sulfat kislotada vayron qilingan; suv kislota bilan bog'lanadi va to'qimadan faqat nozik dispers uglerod qoladi. Suyultirilgan kislotada tsellyuloza va kraxmal parchalanib, shakar hosil qiladi. Agar u inson terisi bilan aloqa qilsa, konsentrlangan sulfat kislota kuyishga olib keladi.
Oltingugurt kislotasining yuqori faolligi, ishlab chiqarishning nisbatan arzonligi bilan birgalikda, uni qo'llashning ulkan miqyosi va o'ta xilma-xilligini oldindan belgilab berdi (2-rasm). Oltingugurt kislotasi yoki undan tayyorlangan mahsulotlarni har xil miqdorda iste'mol qilmagan sanoatni topish qiyin.
Guruch. 2
Sulfat kislotaning eng yirik iste'molchisi mineral o'g'itlar: superfosfat, ammoniy sulfat va boshqalar ishlab chiqarishdir.Ko'pgina kislotalar (masalan, fosforik, sirka, xlorid) va tuzlar asosan sulfat kislota yordamida ishlab chiqariladi. Sulfat kislota rangli va nodir metallar ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi. Metallga ishlov berish sanoatida sulfat kislota yoki uning tuzlari bo'yash, qalaylash, nikel qoplama, xrom qoplama va boshqalardan oldin po'lat mahsulotlarni tuzlash uchun ishlatiladi. Neft mahsulotlarini qayta ishlash uchun katta miqdorda sulfat kislota ishlatiladi. Bir qator bo'yoqlar (matolar uchun), laklar va bo'yoqlar (binolar va mashinalar uchun), dorivor moddalar va ba'zi plastmassalarni olish ham sulfat kislotadan foydalanish bilan bog'liq. Sulfat kislota, etil va boshqa spirtlar, ba'zi efirlar, sintetik yuvish vositalari, zararkunandalarga qarshi kurash uchun bir qator pestitsidlar yordamida ishlab chiqariladi. Qishloq xo'jaligi va begona o'tlar. Sulfat kislota va uning tuzlarining suyultirilgan eritmalari tuman ishlab chiqarishda, toʻqimachilik sanoatida tola yoki gazlamalarni boʻyashdan oldin qayta ishlashda, shuningdek, yengil sanoatning boshqa tarmoqlarida qoʻllaniladi. Oziq-ovqat sanoatida sulfat kislota kraxmal, shinni va boshqa bir qator mahsulotlar ishlab chiqarishda ishlatiladi. Transport qo'rg'oshin sulfat kislotali akkumulyatorlardan foydalanadi. Sulfat kislota gazlarni quritish va kislotalarni konsentratsiyalash uchun ishlatiladi. Nihoyat, sulfat kislota nitrlash jarayonlarida va ko'pgina portlovchi moddalarni ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
Sulfat kislota H 2 SO 4, molyar massasi 98,082; rangsiz yog'li, hidsiz. Juda kuchli diatsid, 18 ° C p K a 1 - 2,8, K 2 1,2 10 -2, pK a 2 1,92; bog'lanish uzunligi S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, HOSOH burchagi 104°, OSO 119°; parchalanish bilan qaynaydi, hosil bo'ladi (98,3% H 2 SO 4 va 1,7% H 2 O qaynash nuqtasi 338,8 ° C; shuningdek, jadvalga qarang. 1). Sulfat kislota, 100% H 2 SO 4 tarkibiga mos keladigan, tarkibga ega (%): 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%. Barcha nisbatlarda va SO 3 bilan aralashadi. Suvli eritmalarda sulfat kislota deyarli butunlay H + , HSO 4 - va SO 4 2- ga ajraladi. H 2 SO 4 shakllari · n H 2 O, qaerda n=1, 2, 3, 4 va 6,5.
SO 3 ning sulfat kislotadagi eritmalari oleum deb ataladi, ular ikkita H 2 SO 4 SO 3 va H 2 SO 4 2SO 3 birikmalarini hosil qiladi. Oleum tarkibida pirosulfat kislota ham bor, u reaksiya natijasida olinadi: H 2 SO 4 +SO 3 =H 2 S 2 O 7.
Sulfat kislota olish
Qabul qilish uchun xom ashyo sulfat kislota bo'lib xizmat qiladi: S, metall sulfidlar, H 2 S, issiqlik elektr stantsiyalari chiqindilari, Fe, Ca sulfatlari va boshqalar. Olishning asosiy bosqichlari. sulfat kislota: 1) SO 2 ni olish uchun xom ashyo; 2) SO 2 dan SO 3 ga (konversiya); 3) SO3. Sanoatda olishning ikkita usuli qo'llaniladi sulfat kislota, SO 2 oksidlanish yo'lida farqlanadi - qattiq katalizatorlar (kontaktlar) yordamida va azotli - azot oksidi bilan aloqa. Olish uchun sulfat kislota Kontakt usulida zamonaviy o'simliklar Pt va Fe oksidlarini almashtirgan vanadiy katalizatorlaridan foydalanadi. Sof V 2 O 5 zaif katalitik faollikka ega, ishqoriy metallar ishtirokida keskin ortadi va eng katta ta'sir tuzlar K ga ega. Ishqoriy metallarning rag‘batlantiruvchi roli past eriydigan pirosulfovanadatlar (3K 2 S 2 O 7 V 2 O 5, 2K 2 S 2 O 7 V 2 O 5 va K 2 S 2 O 7 V) hosil bo‘lishiga bog‘liq. 2 O 5, mos ravishda 315-330, 365-380 va 400-405 ° S da parchalanadi). Kataliz ostidagi faol komponent erigan holatda.
SO 2 dan SO 3 gacha oksidlanish sxemasi quyidagicha ifodalanishi mumkin:
Birinchi bosqichda muvozanatga erishiladi, ikkinchi bosqich sekin va jarayonning tezligini belgilaydi.
Ishlab chiqarish sulfat kislota oltingugurtdan qo'sh aloqa va qo'sh singdirish usuli bilan (1-rasm) quyidagi bosqichlardan iborat. Changdan tozalangandan so'ng havo quritish minorasiga gaz puflagich orqali etkazib beriladi, u erda 93-98% quritiladi. sulfat kislota namlik miqdori 0,01% hajmgacha. Quritilgan havo kontakt blokining issiqlik almashinuvchilaridan birida oldindan qizdirilgandan so'ng oltingugurt pechiga kiradi. Oltingugurt nozullar bilan ta'minlangan pechda yondiriladi: S + O 2 \u003d SO 2 + 297,028 kJ. Tarkibida 10-14% hajmda SO 2 boʻlgan gaz qozonda sovutiladi va havo bilan suyultirilgandan soʻng SO 2 ning hajmi boʻyicha 9-10% 420°C da konvertatsiya qilishning birinchi bosqichi uchun kontakt apparatiga kiradi. katalizatorning uchta qatlamida (SO 2 + V 2 O 2 = SO 3 + 96,296 kJ) davom etadi, shundan so'ng gaz issiqlik almashtirgichlarda sovutiladi. Keyin 200°C da 8,5-9,5% SO 3 bo'lgan gaz absorberga yutilishning birinchi bosqichiga kiradi, sug'oriladi va 98%. sulfat kislota: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + 130,56 kJ. Keyin gaz sochiladi. sulfat kislota, 420 ° S ga qadar isitiladi va konversiyaning ikkinchi bosqichiga kiradi, katalizatorning ikki qatlamida oqadi. Ikkinchi yutilish bosqichidan oldin gaz iqtisodizatorda sovutiladi va ikkinchi bosqich absorberga beriladi, 98% bilan sug'oriladi. sulfat kislota, va keyin, chayqalishlardan tozalangandan so'ng, u atmosferaga chiqariladi.
1 - oltingugurtli pech; 2 - chiqindi issiqlik qozoni; 3 - iqtisodchi; 4 - ishga tushirish pechi; 5, 6 - boshlang'ich pechning issiqlik almashinuvchilari; 7 - aloqa moslamasi; 8 - issiqlik almashinuvchilari; 9 - oleum absorber; 10 - quritish minorasi; 11 va 12, mos ravishda, birinchi va ikkinchi monohidrat absorberlari; 13 - kislota kollektorlari.
1 - plastinka oziqlantiruvchi; 2 - pech; 3 - chiqindi issiqlik qozoni; 4 - siklonlar; 5 - elektrostatik cho'ktirgichlar; 6 - kir yuvish minoralari; 7 - nam elektrostatik cho'ktirgichlar; 8 - puflovchi minora; 9 - quritish minorasi; 10 - buzadigan amallar tuzog'i; 11 - birinchi monohidrat absorber; 12 - issiqlik almashinuvchilari; 13 - aloqa moslamasi; 14 - oleum absorber; 15 - ikkinchi monohidrat absorber; 16 - muzlatgichlar; 17 - to'plamlar.
1 - denitratsiya minorasi; 2, 3 - birinchi va ikkinchi ishlab chiqarish minoralari; 4 - oksidlanish minorasi; 5, 6, 7 - assimilyatsiya minoralari; 8 - elektrostatik cho'ktirgichlar.
Ishlab chiqarish sulfat kislota metall sulfidlardan (2-rasm) ancha murakkab va quyidagi operatsiyalardan iborat. FeS 2 ni qovurish havo bilan ishlaydigan suyuq qatlamli pechda amalga oshiriladi: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + 13476 kJ. SO 2 13-14% ni o'z ichiga olgan, 900 ° S haroratga ega bo'lgan qovurilgan gaz qozonga kiradi va u erda 450 ° C gacha sovutiladi. Changni tozalash siklon va elektrostatik cho'ktirgichda amalga oshiriladi. Keyinchalik, gaz 40% va 10% bilan sug'oriladigan ikkita yuvish minorasidan o'tadi. sulfat kislota. Shu bilan birga, gaz nihoyat chang, ftor va mishyakdan tozalanadi. Gazni aerozoldan tozalash uchun sulfat kislota yuvish minoralarida hosil bo'lgan, ho'l elektrostatik cho'ktirgichlarning ikki bosqichi ta'minlangan. Quritish minorasida quritilganidan so'ng, undan oldin gaz 9% SO 2 miqdorida suyultiriladi, u puflagich orqali birinchi konversiya bosqichiga (3 katalizator yotoqlari) beriladi. Issiqlik almashtirgichlarda gaz birinchi konvertatsiya bosqichidan kelgan gazning issiqligi tufayli 420 ° S ga qadar isitiladi. SO 3 da 92-95% gacha oksidlangan SO 2 oleum va monohidrat absorberlarda yutilishning birinchi bosqichiga o‘tadi va u yerda SO 3 dan ajralib chiqadi. Keyinchalik, SO 2 ~ 0,5% ni o'z ichiga olgan gaz bir yoki ikkita katalizator qatlamida sodir bo'lgan ikkinchi konversiya bosqichiga kiradi. Katalizning ikkinchi bosqichidan keladigan gazlarning issiqligi tufayli gaz oldindan boshqa issiqlik almashtirgichlar guruhida 420 ° C gacha qizdiriladi. Absorbtsiyaning ikkinchi bosqichida SO 3 ajratilgandan keyin gaz atmosferaga chiqariladi.
Kontakt usulida SO 2 ning SO 3 ga aylanish darajasi 99,7%, SO 3 ning yutilish darajasi 99,97% ni tashkil qiladi. Ishlab chiqarish sulfat kislota katalizning bir bosqichida amalga oshiriladi, bunda SO 2 ning SO 3 ga aylanish darajasi 98,5% dan oshmaydi. Atmosferaga chiqmasdan oldin gaz qolgan SO 2 dan tozalanadi (qarang). Zamonaviy zavodlarning mahsuldorligi kuniga 1500-3100 tonnani tashkil qiladi.
Azotli usulning mohiyati (3-rasm) shundan iboratki, qovurilgan gaz sovutilgandan va changdan tozalangandan so'ng, nitroza deb ataladigan narsa bilan ishlov beriladi - sulfat kislota unda azot oksidlari eriydi. SO 2 nitroza tomonidan so'riladi va keyin oksidlanadi: SO 2 + N 2 O 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + NO. Hosil boʻlgan NO nitrozada yomon eriydi va undan ajralib chiqadi, soʻngra gaz fazasida kislorod bilan qisman NO 2 ga oksidlanadi. NO va NO 2 aralashmasi reabsorbsiyalanadi sulfat kislota va hokazo. Azot oksidlari azotli jarayonda iste'mol qilinmaydi va ularning to'liq so'rilmasligi tufayli ishlab chiqarish tsikliga qaytariladi. sulfat kislota ular qisman chiqindi gazlar tomonidan olib ketiladi. Azotli usulning afzalliklari: apparat dizaynining soddaligi, arzonligi (kontaktdan 10-15% past), SO 2 ni 100% qayta ishlash imkoniyati.
Minora azotli jarayonining asbob-uskunalari oddiy: SO 2 keramik qadoqlangan 7-8 chiziqli minoralarda qayta ishlanadi, minoralardan biri (bo'shliq) sozlanishi oksidlovchi hajmdir. Minoralarda kislota kollektorlari, muzlatgichlar, minoralar ustidagi bosimli tanklarga kislota etkazib beradigan nasoslar mavjud. Oxirgi ikkita minora oldida quyruqli fan o'rnatilgan. Gazni aerozoldan tozalash uchun sulfat kislota elektrostatik cho'ktirgich sifatida xizmat qiladi. Jarayon uchun zarur bo'lgan azot oksidlari HNO 3 dan olinadi. Atmosferaga azot oksidlarining emissiyasini va 100% SO 2 ni qayta ishlashni kamaytirish uchun azot oksidlarini chuqur ushlash uchun suv-kislota usuli bilan birgalikda ishlab chiqarish va assimilyatsiya zonalari o'rtasida azotsiz SO 2 ni qayta ishlash tsikli o'rnatiladi. Azotli usulning kamchiligi shundaki past sifat mahsulotlar: konsentratsiya sulfat kislota 75%, azot oksidi, Fe va boshqa aralashmalar mavjudligi.
Kristallanish ehtimolini kamaytirish uchun sulfat kislota tashish va saqlash vaqtida savdo navlari uchun standartlar belgilanadi sulfat kislota, uning konsentratsiyasi eng past kristallanish haroratiga to'g'ri keladi. Tarkib sulfat kislota texnik navlarda (%): minora (azotli) 75, kontakt 92,5-98,0, oleum 104,5, yuqori foizli oleum 114,6, akkumulyator 92-94. sulfat kislota hajmi 5000 m 3 gacha bo'lgan po'lat tanklarda saqlanadi, ularning ombordagi umumiy quvvati o'n kunlik ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan. Oleum va sulfat kislota po'lat temir yo'l sisternalarida tashiladi. Konsentrlangan va batareya sulfat kislota kislotaga chidamli po'lat rezervuarlarda tashiladi. Oleumni tashish uchun tanklar issiqlik izolatsiyasi bilan qoplangan va to'ldirishdan oldin oleum isitiladi.
Aniqlash sulfat kislota kolorimetrik va fotometrik, BaSO 4 suspenziyasi shaklida - fototurbidimetrik, shuningdek kulometrik usulda.
Sulfat kislotadan foydalanish
Sulfat kislota mineral o'g'itlar ishlab chiqarishda, qo'rg'oshin akkumulyatorlarida elektrolit sifatida, turli mineral kislotalar va tuzlar, kimyoviy tolalar, bo'yoqlar, tutun hosil qiluvchi moddalar va portlovchi moddalar ishlab chiqarishda, neft, metallga ishlov berish, to'qimachilik, charm va boshqa sohalarda qo'llaniladi. boshqa tarmoqlar. Sanoat organik sintezida suvsizlanish reaksiyalarida (dietil efir, efirlar olish), gidratlanishda (etilendan etanol), sulfonlashda (va boʻyoqlar olishda oraliq mahsulotlar), alkillanishda (izooktan, polietilen glikol, kaprolaktam olish) va boshqalarda qoʻllaniladi. Eng katta iste'molchi sulfat kislota- mineral o'g'itlar ishlab chiqarish. 1 t R 2 O 5 uchun fosforli o'g'itlar 2,2-3,4 tonna sarflangan sulfat kislota, va 1 t (NH 4) uchun 2 SO 4 - 0,75 t. sulfat kislota. Shuning uchun sulfat kislota zavodlari odatda mineral o'g'itlar ishlab chiqarish zavodlari bilan birgalikda quriladi. Jahon ishlab chiqarishi sulfat kislota 1987 yilda 152 million tonnaga yetdi.
Sulfat kislota va oleum - nafas olish yo'llariga, teriga, shilliq pardalarga ta'sir qiluvchi o'ta agressiv moddalar, nafas olishda qiyinchilik tug'diradi, yo'tal, ko'pincha - laringit, traxeit, bronxit va boshqalar. Sulfat kislota aerozolining MPC ish joyining havosida 1,0 mg / m 3, atmosferada 0,3 mg / m 3 (maksimal bir martalik) va 0,1 mg / m 3 (kunlik o'rtacha). Bug'larning ajoyib kontsentratsiyasi sulfat kislota 0,008 mg/l (60 min ta'sir qilish), halokatli 0,18 mg/l (60 min). Xavf darajasi 2. Aerozol sulfat kislota atmosferada kimyo va metallurgiya sanoatining S oksidlari bo'lgan chiqindilari natijasida hosil bo'lishi va kislotali yomg'ir shaklida tushishi mumkin.
jismoniy xususiyatlar.Sof 100% sulfat kislota (monogidrat) rangsiz yogʻli suyuqlik boʻlib, +10 °C da kristall massaga aylanadi. Reaktiv sulfat kislota odatda 1,84 g / sm 3 zichlikka ega va taxminan 95% H 2 SO 4 ni o'z ichiga oladi. U faqat -20 ° C ostida qattiqlashadi.
Monohidratning erish nuqtasi 10,37 ° C, termoyadroviy issiqlik 10,5 kJ / mol. IN normal sharoitlar u juda yopishqoq suyuqlikdir yuqori qiymat dielektrik doimiy (25 ° C da e = 100). Mongidratning arzimas o'z elektrolitik dissotsiatsiyasi ikki yo'nalishda parallel ravishda boradi: [N 3 SO 4 + ]·[NSO 4 - ] = 2 10 -4 va [N 3 O + ]·[NS 2 O 7 - ] = 4 10 - 5 . Uning molekulyar-ionli tarkibi taxminan quyidagi ma'lumotlar bilan tavsiflanishi mumkin (%):
|
Hatto oz miqdorda suv qo'shilganda, sxema bo'yicha dissotsiatsiya ustun bo'ladi:
H 2 O + H 2 SO 4<==>H 3 O + + HSO 4 -
Kimyoviy xossalari.
H 2 SO 4 kuchli ikki asosli kislotadir.
H2SO4<-->H + + HSO 4 -<-->2H + + SO 4 2-
Birinchi bosqich (o'rtacha konsentratsiyalar uchun) 100% dissotsiatsiyaga olib keladi:
K 2 \u003d ( ) / \u003d 1,2 10 -2
1) metallar bilan o'zaro ta'siri:
a) suyultirilgan sulfat kislota faqat vodorodning chap tomonidagi kuchlanish qatoridagi metallarni eritadi:
Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (razb) --> Zn +2 SO 4 + H 2 O
b) konsentrlangan H 2 +6 SO 4 - kuchli oksidlovchi vosita; metallar bilan o'zaro ta'sirlashganda (Au, Pt bundan mustasno), uni S +4 O 2, S 0 yoki H 2 S -2 ga kamaytirish mumkin (Fe, Al, Cr ham qizdirmasdan reaksiyaga kirishmaydi - ular passivlanadi):
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) konsentrlangan H 2 S +6 O 4 reaksiyaga kirishadi bilan qizdirilganda ba'zi metall bo'lmaganlar kuchli oksidlovchi xususiyatlari tufayli past oksidlanish darajasidagi oltingugurt birikmalariga aylanadi (masalan, S + 4 O 2):
S 0 + 2H 2 S +6 O 4 (konk) --> C +4 O 2 + 2S +4 O 2 + 2H 2 O
S 0 + 2H 2 S +6 O 4 (konk) --> 3S +4 O 2 + 2H 2 O
2P 0 + 5H 2 S +6 O 4 (konk) --> 5S +4 O 2 + 2H 3 P +5 O 4 + 2H 2 O
3) asosiy oksidlar bilan:
CuO + H2SO4 --> CuSO4 + H2O
CuO + 2H + --> Cu 2+ + H 2 O
4) gidroksidlar bilan:
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) tuzlar bilan almashinish reaksiyalari:
BaCl 2 + H 2 SO 4 --> BaSO 4 + 2HCl
Ba 2+ + SO 4 2- --> BaSO 4
BaSO 4 ning oq cho'kmasi (kislotalarda erimaydigan) hosil bo'lishi sulfat kislota va eruvchan sulfatlarni aniqlash uchun ishlatiladi.
Monohidrat (sof, 100% sulfat kislota) kislotali xususiyatga ega bo'lgan ionlashtiruvchi erituvchidir. Ko'pgina metallarning sulfatlari unda yaxshi eriydi (bisulfatlarga aylanadi), boshqa kislotalarning tuzlari esa, qoida tariqasida, agar ular solvolizlanishi mumkin bo'lsa (bisulfatlarga aylantirilganda) eriydi. Nitrat kislota monohidratda zaif asos kabi harakat qiladi
HNO 3 + 2 H 2 SO 4<==>H 3 O + + NO 2 + + 2 HSO 4 -
perklorik - juda zaif kislota sifatida
H 2 SO 4 + HClO 4 = H 3 SO 4 + + ClO 4 -
Ftorsulfonik va xlorsulfonik kislotalar biroz kuchliroqdir (HSO 3 F> HSO 3 Cl> HClO 4). Monhidrat atomlari bo'lgan ko'plab organik moddalarni taqsimlanmagan elektron juftlari bilan yaxshi eritadi (protonni biriktira oladi). Ulardan ba'zilari eritmani suv bilan suyultirish orqali o'zgarmagan holda ajratilishi mumkin. Monhidrat yuqori kriyoskopik konstantaga ega (6,12 °) va ba'zan molekulyar og'irliklarni aniqlash uchun vosita sifatida ishlatiladi.
Konsentrlangan H 2 SO 4 juda kuchli oksidlovchi moddadir, ayniqsa qizdirilganda (odatda SO 2 ga kamayadi). Masalan, HI va qisman HBr (lekin HCl emas) ni erkin galogenlarga oksidlaydi. Shuningdek, u ko'plab metallarni - Cu, Hg va boshqalarni oksidlaydi (holbuki oltin va platina H 2 SO 4 ga nisbatan barqarordir). Shunday qilib, mis bilan o'zaro ta'sir tenglama bo'yicha ketadi:
Cu + 2 H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + H 2 O
Oksidlovchi vosita sifatida ishlaydigan sulfat kislota odatda SO 2 ga kamayadi. Lekin uni eng kuchli qaytaruvchi moddalar bilan S va hatto H 2 S gacha kamaytirish mumkin.Konsentrlangan sulfat kislota vodorod sulfidi bilan tenglamaga muvofiq reaksiyaga kirishadi:
H 2 SO 4 + H 2 S \u003d 2H 2 O + SO 2 + S
Shuni ta'kidlash kerakki, u gazsimon vodorod bilan ham qisman kamayadi va shuning uchun uni quritish uchun ishlatib bo'lmaydi.
Guruch. 13. Sulfat kislota eritmalarining elektr o'tkazuvchanligi.
Konsentrlangan sulfat kislotaning suvda erishi issiqlikning sezilarli darajada chiqishi (va tizimning umumiy hajmining biroz pasayishi) bilan birga keladi. Monohidrat deyarli elektr tokini o'tkazmaydi. Bundan farqli o'laroq, sulfat kislotaning suvli eritmalari yaxshi o'tkazgichdir. Shaklda ko'rsatilganidek. 13, taxminan 30% kislota maksimal elektr o'tkazuvchanligiga ega. Egri chiziqning minimumi H 2 SO 4 ·H 2 O tarkibidagi gidratga mos keladi.
Monhidratning suvda erishi bilan issiqlikning chiqishi (eritmaning yakuniy konsentratsiyasiga qarab) 84 kJ / mol H 2 SO 4 gacha. Aksincha, 0 ° C ga oldindan sovutilgan 66% sulfat kislotani qor bilan (og'irlik bo'yicha 1: 1) aralashtirish orqali haroratning -37 ° C gacha pasayishiga erishish mumkin.
H 2 SO 4 ning suvli eritmalari zichligining uning konsentratsiyasi (og.%) bilan o'zgarishi quyida keltirilgan:
|
|
Ushbu ma'lumotlardan ko'rinib turibdiki, sulfat kislota konsentratsiyasining zichligini aniqlash 90 wt dan yuqori. % juda noto'g'ri bo'ladi.
Har xil konsentratsiyali H 2 SO 4 eritmalari ustidagi suv bug'ining bosimi turli haroratlar shaklda ko'rsatilgan. 15. Sulfat kislota uning eritmasi ustidagi suv bug‘ining bosimi quritilayotgan gazdagi qisman bosimidan past bo‘lgandagina qurituvchi vosita sifatida harakat qilishi mumkin.
Guruch. 15. Suv bug'ining bosimi.
Guruch. 16. H 2 SO 4 eritmalari ustidagi qaynash temperaturalari. H 2 SO 4 eritmalari.
Sulfat kislotaning suyultirilgan eritmasi qaynatilganda undan suv distillanadi va 98,3% H 2 SO 4 distillana boshlaganda qaynash nuqtasi 337 ° C gacha ko'tariladi (16-rasm). Aksincha, ortiqcha sulfat angidrid ko'proq konsentrlangan eritmalardan uchib ketadi. 337 ° C da qaynayotgan sulfat kislota bug'i qisman H 2 O va SO 3 ga ajraladi, ular sovutilganda rekombinatsiyalanadi. Sulfat kislotaning yuqori qaynash temperaturasi uni qizdirilganda ularning tuzlaridan (masalan, NaCl dan HCl) uchuvchi kislotalarni ajratib olish uchun foydalanish imkonini beradi.
Kvitansiya.
Monohidratni konsentrlangan sulfat kislotani -10°C da kristallash orqali olish mumkin.
Sulfat kislota ishlab chiqarish.
1-bosqich. Piritli pech.
4FeS 2 + 11O 2 --> 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q
Jarayon heterojendir:
1) silliqlash temir pirit (pirit)
2) "suyuqlangan to'shak" usuli
3) 800°S; ortiqcha issiqlikni olib tashlash
4) havodagi kislorod konsentratsiyasining oshishi
2-bosqich.Tozalash, quritish va issiqlik almashinuvidan so'ng oltingugurt dioksidi kontakt apparatiga kiradi, u erda oltingugurt angidridiga oksidlanadi (450 ° C - 500 ° C; katalizator V 2 O 5):
2SO2 + O2<-->2SO3
3-bosqich. Absorbsion minora:
nSO 3 + H 2 SO 4 (kons) --> (H 2 SO 4 nSO 3) (oleum)
Tuman paydo bo'lishi sababli suvdan foydalanish mumkin emas. Keramika nozullarini va qarshi oqim printsipini qo'llang.
Ilova.
Eslab qoling! Sulfat kislotani suvga kichik qismlarga quyish kerak, aksincha emas. Aks holda, shiddatli kimyoviy reaktsiya paydo bo'lishi mumkin, buning natijasida odam qattiq kuyish mumkin.
Sulfat kislota kimyo sanoatining asosiy mahsulotlaridan biridir. Mineral o'g'itlar (superfosfat, ammoniy sulfat), turli kislotalar va tuzlar, dorivor va yuvish vositalari, bo'yoqlar, sun'iy tolalar, portlovchi moddalar. U metallurgiyada (rudalarni parchalash, masalan, uran), neft mahsulotlarini tozalash uchun, qurituvchi sifatida va boshqalarda qo'llaniladi.
Juda kuchli (75% dan yuqori) sulfat kislotaning temirga ta'sir qilmasligi amaliy ahamiyatga ega. Bu sizga uni po'lat tanklarda saqlash va tashish imkonini beradi. Aksincha, suyultirilgan H 2 SO 4 temirni vodorod chiqishi bilan osongina eritadi. Oksidlanish xususiyatlari unga umuman xos emas.
Kuchli sulfat kislota namlikni kuchli singdiradi va shuning uchun ko'pincha gazlarni quritish uchun ishlatiladi. Vodorod va kislorodni o'z ichiga olgan ko'plab organik moddalardan texnologiyada tez-tez ishlatiladigan suvni olib tashlaydi. Xuddi shu bilan (shuningdek, kuchli H 2 SO 4 ning oksidlovchi xususiyatlari bilan) uning o'simlik va hayvon to'qimalariga halokatli ta'siri bog'liq. Ish paytida tasodifan teriga yoki kiyimga tushgan sulfat kislota darhol ko'p miqdorda suv bilan yuvilishi kerak, so'ngra ta'sirlangan joyni suyultirilgan ammiak eritmasi bilan namlang va yana suv bilan yuving.
Sof sulfat kislota molekulalari.
1-rasm. H 2 SO 4 kristalidagi vodorod aloqalarining diagrammasi.
Monogidrat kristalini (H2O) 2 SO 2 hosil qiluvchi molekulalar bir-biri bilan ancha kuchli (25 kJ/mol) vodorod aloqalari bilan bog‘langan, sxematik tarzda rasmda ko‘rsatilgan. 1. (HO) 2 SO 2 molekulasining o'zi markazga yaqin oltingugurt atomiga ega buzilgan tetraedr tuzilishiga ega va quyidagi parametrlar bilan tavsiflanadi: (d (S-OH) \u003d 154 pm, PHO-S-OH \u003d 104 °, d (S \u003d O) \u003d 143 pm, ROSO \u003d 119 °. HOSO 3 da - ion, d (S-OH) \u003d 161 va d (SO) \u003d 145 pm, va SO 4 ioniga o'tganda 2-tetraedr to'g'ri shaklga ega bo'ladi va parametrlar tekislanadi.
Sulfat kislota gidratlari.
Sulfat kislota uchun bir nechta kristalli gidratlar ma'lum bo'lib, ularning tarkibi 1-rasmda ko'rsatilgan. 14. Ulardan suvda eng kambag'al oksonium tuzi: H 3 O + HSO 4 -. Ko'rib chiqilayotgan tizim super sovutishga juda moyil bo'lganligi sababli, unda amalda kuzatilgan muzlash harorati erish nuqtalaridan ancha past bo'ladi.
Guruch. 14. H 2 O·H 2 SO 4 sistemasidagi erish nuqtalari.
O'qish foydali bo'lishi mumkin:
- Mixail Sergeevich Gorbachev qayerdan?;
- Sog'lik va vazn yo'qotish uchun ro'za kunlarini qanday o'tkazish kerak O'zingiz uchun ro'za kunlarini qanday qilib to'g'ri tashkil qilish kerak;
- Immunitet uchun to'g'ri ovqatlanish Inson immunitetini mustahkamlovchi ovqatlar;
- Yevkurovdan oldin Ingushetiya rahbari kim edi;
- Shaxsning bo'linishi - fantastika yoki haqiqiy kasallikmi?;
- Chaqaloq tushdi - bu nimani anglatadi?;
- Muqaddas mirra keltiruvchi ayollar kuni;
- Ehtirosli Yevgeniy Botkin shahid Yevgeniy Botkin;