Хімік - 09 П`ятниця
23.02.2018
00:32
Вітаю Вас Гість | RSS Головна | Реєстрація | Вхід
Меню сайту

Точний час

Форма входу

Категорії розділу

Цікаві факти
Интересные факты

Пошук

We&world
free counters

Головна » 2011 » Лютий » 22 » Сульфатна кислота
05:43
Сульфатна кислота
Сульфатна кислота (сірчана кислота) — H2SO4 
 
Фізичні властивості
Хімічно чиста сульфатна кислота являє собою важку безбарвну маслянисту рідину. Продається звичайно її 96,5% — ний водний розчин густиною 1,84 г/см3 або так званий «олеум», тобто розчин SO3 в H2SO4. У воді H2SO4 розчиняється дуже добре (змішується з водою в необмежених кількостях). При цьому виділяється тепло, і розчин дуже сильно нагрівається (навіть до кипіння води). Тому при додаванні води до концентрованої сульфатної кислоти остання розбризкується внаслідок швидкого перетворення води в пару. Через це при розведенні концентрованої H2SO4 треба кислоту вливати у воду (а не навпаки!) тонким струменем при старанному розмішуванні розчину скляною паличкою. Виділення тепла обумовлюється утворенням гідратів H2SO4 • H2O, H2SO4 • 2H2O і ін.

Концентрована H2SO4 активно вбирає вологу, завдяки чому її часто застосовують для висушування газів, які хімічно не взаємодіють з нею. Концентрована сульфатна кислота руйнує рослинні і тваринні організми, і працювати з нею слід дуже обережно. Якщо кислота попаде на шкіру, її треба негайно змити великою кількістю води і промити уражене місце розведеним розчином амоніаку. Сульфатна кислота руйнує також багато органічних речовин, зокрема вуглеводи — дерево, папір, бавовняні тканини, цукор тощо. Руйнування цих речовин обумовлюється тим, що концентрована сульфатна кислота віднімає від них водень і кисень у вигляді води, а вуглець залишається у вигляді пористого вугілля. Обвуглювання цукру, наприклад, можна схематично зобразити таким рівнянням:

C12H22O11 + (nH2SO4) -> 12C +11H2O (nH2SO4)

 Хімічні властивості

Сульфатна кислота — у водних розчинах дисоціює майже повністю та відноситься до сильних кислот:

Н2SО4 == 2Н+ + SО42-

Солі сульфатної кислоти мають назву сульфати. Наприклад: Mg SО4 — Магній сульфат.

При дії розведеної сульфатної кислоти на метали, які у електрохімічному ряді активності металів розташовані ліворуч водню, виділяється водень.

Mg + Н2SО4 =Н2+ Mg SО4

ZnO + H2SO4 =ZnSO4 + H2O

ZnO + 2H+ +SO42- = Zn 2+ +SO42- + H2O

ZnO + 2H+ = Zn2+ + H2O

2NaOH + H2SO4= Na2SO4 + 2H2O

2Na++ 2OH- +2H+ +SO42- =2Na++ SO42- + 2H2O

H++OH- = H2O

Якісна реакція на сульфат-йон -утворення білого сірчистого осаду з солями Барію.

К2SО4 +Ва(NO3)2=BaSO4+2KNO3

 Застосування

Застосування сульфатної кислоти дуже широке і різноманітне. Головним споживачем її є виробництво мінеральних добрив — суперфосфату і сульфату амонію, а також нафтова промисловість для очистки газу, мінеральних масел та інших нафтопродуктів. У хімічній промисловості цю кислоту застосовують при виробництві барвників, штучного волокна, залізного купоросу FeSO4•7H2O, мідного купоросу CuSO4 • 5H2O і інших продуктів.

Сульфатна кислота є важливим продуктом хімічної промисловості. Вона у великих кількостях застосовується у виробництві мінеральних добрив, волокон, пластмас, барвників, вибухових речовин, у металургії в процесі добування міді, нікелю, урану та інших металів. Використовується також як осушувач газів.

Серед сульфатів велике практичне значення мають мідний і залізний купороси СuS04 • 5Н20 і FeS04 • 7Н20. Вони використовуються в сільському господарстві для боротьби із шкідниками рослин, у виробництві фарб, для просочення деревини як антисептичний засіб.

Купороси — технічна назва кристалогідратів сульфатів деяких важких металів (міді, заліза, цинку, нікелю), тобто це солі, кристали яких містять кристалізаційну воду.

Гіпс СаS04 • 2Н20 і сульфат кальцію СаS04 використовують у будівництві, медицині та інших галузях.

Сульфат натрію Na2S04 застосовують у виробництві скла. Він входить до складу природною мінералу Nа2S04 • 10Н2О глауберової солі, яка використовується в медицині як проносний засіб.

Сульфати калію К2S04 і амонію (NН4)2S04 використовують як добрива.

Сульфат барію ВаS04 застосовують у виробництві паперу, гуми та білої мінеральної фарби, а також у медицині для рентгеноскопії шлунку («Барієва каша»)

Найбільш сучасний спосіб добування сульфатної кислоти у промисловості — це контактний. Як сировина використовується пірит FeS2 (залізний, або сірчаний, колчедан.

Перша стадія процесу — випалювання колчедану і добування діоксиду сульфуру:

4FeS2 + 11О2 = 2Fe203 + 8S02↑; ΔH= −13476 кДж.

Цей процес відбувається у колчеданних печах, з яких виходить випалювальний газ. Він містить, окрім діоксиду сульфуру S02, ще кисень, азот, водяну пару та інші домшки. Його очищають, висушують і подають на другу стадію виробництва у контактний апарат.

Друга стадія — окиснення діоксиду сульфуру і добування триоксиду сульфуру:

2S02 + 02 ⇔2SО3 ΔH = −197,9 кДж.

Окиснення відбувається в контактному апараті за наявності каталізатора і високої температури.

Але ви можете запитати, навіщо тут висока температура, якщо реакція екзотермічна. Адже ми знаємо, що згідно з принципом Ле Шательє зміщенню рівноваги у бік утворення S03 сприятимуть низька температура і високий тиск.

Це справедливо, але річ у тім, що високий тиск застосувати майже неможливо, бо S02 одразу перейде у рідкий стан. І низькі температури використати не можна, бо швидкість реакції буде надто малою. Тому й застосовують каталізатор V205, щоб пришвидшити процес, а каталізатор сам стає активним лише при 450 °C. Ось чому, незважаючи на екзотермічність реакції, використовують ще додаткове нагрівання. Теплоту, яка виділяється під час реакції, відводять і використовують для нагрівання випалювального газу, який встигає охолонути, проходячи складну систему очисних споруд перед надходженням у контактний апарат (див. схему виробництва сульфатної кислоти на вклейці).

Отже, процес окиснення S02 в S03 здійснюється склад но, бо ця реакція оборотна й екзотермічна. Умови її здійснення визначаються в основному згідно з принципом Ле Шательє.

Третя стадія виробництва — поглинання триоксиду сульфуру утворення сульфатної кислоти H2S04.

Добутий у контактному апараті триоксид сульфуру S03 надходить у поглинальну башту — абсорбер, де поглинається концентрованою сульфатною кислотою (масова частка H2S04 96—98%). В абсорбері S03 взаємодіє з водою, що міститься у концентрованому розчині сульфатної кислоти, утворюючи безводну, 100%-ву сульфатну кислоту, яка надається моногідратом:

S03 + Н20 = H2S04; ΔH = −130,6 кДж

Чистою водою поглинати триоксид сульфуру S03 не можна, оскільки утворюється дуже стійкий «туман» з дрібних крапель сульфатної кислоти, який погано конденсується.

Кінцевий продукт виробництва — олеум (розчин S03 у моногідраті). Його розбавляють водою до сульфатної кислоти потрібної концентрації.
 

Переглядів: 9863 | Додав: ILIGHT | Рейтинг: 3.8/5
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]
Календар
«  Лютий 2011  »
ПнВтСрЧтПтСбНд
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28

Архів записів

Друзі сайту
}{имия-наука о прекрасном!
  • Все для веб-мастера
  • Программы для всех
  • Мир развлечений
  • Лучшие сайты Рунета
  • Кулинарные рецепты

  • Статистика

    Онлайн всього: 1
    Гостей: 1
    Користувачів: 0

    Our gests

    Перекладач


    Copyright MyCorp © 2018