fizikalna svojstva.

Čista 100% sumporna kiselina (monohidrat) je bezbojna uljasta tekućina koja se skrutne u kristalnu masu na +10 °C. Reaktivna sumporna kiselina obično ima gustoću od 1,84 g/cm 3 i sadrži oko 95% H 2 SO 4 . Stvrdnjava tek ispod -20 °C.

Talište monohidrata je 10,37 °C s toplinom fuzije od 10,5 kJ/mol. U normalnim uvjetima to je vrlo viskozna tekućina s vrlo visokom dielektričnom konstantom (e = 100 na 25°C). Beznačajna vlastita elektrolitička disocijacija monohidrata teče paralelno u dva smjera: [N 3 SO 4 + ]·[NSO 4 - ] = 2 10 -4 i [N 3 O + ]·[NS 2 O 7 - ] = 4 10 - pet. Njegov molekularno-ionski sastav može se približno okarakterizirati sljedećim podacima (u %):

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

Kada se dodaju čak i male količine vode, disocijacija postaje dominantna prema shemi:

H2O + H2SO4<==>H 3 O + + HSO 4 -

Kemijska svojstva.

H 2 SO 4 je jaka dvobazna kiselina.

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

Prva faza (za srednje koncentracije) dovodi do 100% disocijacije:

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

1) Interakcija s metalima:

a) razrijeđena sumporna kiselina otapa samo metale koji su u nizu napona lijevo od vodika:

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

b) koncentrirani H 2 +6 SO 4 - jako oksidacijsko sredstvo; pri interakciji s metalima (osim Au, Pt), može se reducirati na S +4 O 2, S 0 ili H 2 S -2 (Fe, Al, Cr također ne reagiraju bez zagrijavanja - pasiviziraju se):

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) koncentrirana H 2 S +6 O 4 reagira kada se zagrije sa neki nemetali zbog jakih oksidacijskih svojstava, pretvarajući se u spojeve sumpora nižeg oksidacijskog stanja (npr. S + 4 O 2):

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

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

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

3) s osnovnim oksidima:

CuO + H2SO4 --> CuSO4 + H2O

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

4) s hidroksidima:

H2SO4 + 2NaOH --> Na2SO4 + 2H2O

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) reakcije izmjene sa solima:

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

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

Formiranje bijelog taloga BaSO 4 (netopljivog u kiselinama) koristi se za identifikaciju sumporne kiseline i topivih sulfata.

Monohidrat (čista, 100% sumporna kiselina) je ionizirajuće otapalo kiselog karaktera. U njemu se dobro otapaju sulfati mnogih metala (pretvarajući se u bisulfate), dok se soli drugih kiselina otapaju u pravilu samo ako je moguća njihova solvoliza (s pretvorbom u bisulfate). Dušična kiselina se u monohidratu ponaša kao slaba baza

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

perklorna - kao vrlo slaba kiselina

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

Fluorsulfonska i klorosulfonska kiselina su nešto jače (HSO 3 F> HSO 3 Cl> HClO 4). Monohidrat dobro otapa mnoge organske tvari koje sadrže atome s nepodijeljenim elektronskim parovima (sposobnim vezati proton). Neki od njih se zatim mogu izolirati natrag nepromijenjeni jednostavnim razrjeđivanjem otopine s vodom. Monohidrat ima visoku krioskopsku konstantu (6,12°) i ponekad se koristi kao medij za određivanje molekularne težine.

Koncentrirani H 2 SO 4 je prilično jako oksidacijsko sredstvo, osobito kada se zagrijava (obično se reducira na SO 2). Na primjer, oksidira HI i djelomično HBr (ali ne HCl) u slobodne halogene. Također oksidira mnoge metale - Cu, Hg, itd. (dok su zlato i platina stabilni u odnosu na H 2 SO 4). Dakle, interakcija s bakrom ide prema jednadžbi:

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

Djelujući kao oksidacijsko sredstvo, sumporna kiselina se obično reducira u SO 2 . Međutim, može se reducirati na S pa čak i H 2 S najjačim redukcijskim agensima.Koncentrirana sumporna kiselina reagira sa sumporovodikom prema jednadžbi:

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

Treba napomenuti da se djelomično reducira i plinovitim vodikom te se stoga ne može koristiti za sušenje.

Riža. 13. Električna vodljivost otopina sumporne kiseline.

Otapanje koncentrirane sumporne kiseline u vodi popraćeno je značajnim oslobađanjem topline (i nekim smanjenjem ukupnog volumena sustava). Monohidrat gotovo ne provodi struju. Nasuprot tome, vodene otopine sumporne kiseline su dobri vodiči. Kao što se vidi na sl. 13, približno 30% kiseline ima najveću električnu vodljivost. Minimum krivulje odgovara hidratu sastava H 2 SO 4 ·H 2 O.

Oslobađanje topline pri otapanju monohidrata u vodi iznosi (ovisno o konačnoj koncentraciji otopine) do 84 kJ/mol H 2 SO 4 . Naprotiv, miješanjem 66%-tne sumporne kiseline, prethodno ohlađene na 0 °C, sa snijegom (1:1 težinski) može se postići pad temperature do -37 °C.

Promjena gustoće vodenih otopina H 2 SO 4 s njegovom koncentracijom (tež.%) je prikazana u nastavku:

5 10 20 30 40 50 60 15 °C 1,033 1,068 1,142 1,222 1,307 1,399 1,502 25 °S 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 °S 1,606 1,722 1,809 1,829 1,831 1,827

Kao što se vidi iz ovih podataka, određivanje gustoće koncentracije sumporne kiseline iznad 90 mas. % postaje prilično netočno.

Tlak vodene pare nad otopinama H 2 SO 4 različitih koncentracija pri različitim temperaturama prikazan je na sl. 15. Sumporna kiselina može djelovati kao sredstvo za sušenje samo sve dok je tlak vodene pare iznad njezine otopine manji od parcijalnog tlaka u plinu koji se suši.

Riža. 15. Tlak vodene pare.

Riža. 16. Vrelišta nad otopinama H 2 SO 4 . otopine H2SO4.

Kada se prokuha razrijeđena otopina sumporne kiseline, iz nje se destilira voda, a vrelište raste do 337 °C, kada se 98,3% H 2 SO 4 počinje destilirati (slika 16.). Naprotiv, višak sumpornog anhidrida isparava iz koncentriranijih otopina. Para sumporne kiseline koja vrije na 337 °C djelomično se disocira na H 2 O i SO 3, koji se hlađenjem rekombiniraju. Visoka točka vrelišta sumporne kiseline omogućuje joj da se koristi za izolaciju hlapljivih kiselina iz njihovih soli (na primjer, HCl iz NaCl) kada se zagrijava.

Priznanica.

Monohidrat se može dobiti kristalizacijom koncentrirane sumporne kiseline na -10°C.

Proizvodnja sumporne kiseline.

1. faza. Peć za pirit.

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

Proces je heterogen:

1) pirit za mljevenje željeza (pirit)

2) metoda "fluidiziranog sloja".

3) 800°S; uklanjanje suvišne topline

4) povećanje koncentracije kisika u zraku

2. faza.Nakon čišćenja, sušenja i izmjene topline, sumpor dioksid ulazi u kontaktni aparat, gdje se oksidira u sumporni anhidrid (450 ° C - 500 ° C; katalizator V 2 O 5):

2SO2 + O2<-->2SO3

3. faza. Apsorpcijski toranj:

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

Voda se ne može koristiti zbog stvaranja magle. Nanesite keramičke mlaznice i princip protutoka.

Primjena.

Zapamtiti! Sumporna kiselina mora se uliti u vodu u malim obrocima, a ne obrnuto. Inače može doći do burne kemijske reakcije, zbog čega osoba može dobiti teške opekline.

Sumporna kiselina- jedan od glavnih proizvoda kemijske industrije. Odlazi u proizvodnju mineralnih gnojiva (superfosfat, amonijev sulfat), raznih kiselina i soli, lijekova i deterdženata, bojila, umjetnih vlakana, eksploziva. Koristi se u metalurgiji (razgradnja ruda, na primjer, urana), za pročišćavanje naftnih derivata, kao desikant itd.

Praktično je važna činjenica da vrlo jaka (iznad 75%) sumporna kiselina ne djeluje na željezo. To vam omogućuje skladištenje i transport u čeličnim spremnicima. Naprotiv, razrijeđeni H 2 SO 4 lako otapa željezo uz oslobađanje vodika. Oksidirajuća svojstva uopće nisu tipična za njega.

Jaka sumporna kiselina snažno upija vlagu i stoga se često koristi za sušenje plinova. Od mnogih organskih tvari koje sadrže vodik i kisik oduzima vodu koja se često koristi u tehnici. S istim (kao i s oksidacijskim svojstvima jakog H 2 SO 4 ) povezan je njegov destruktivni učinak na biljna i životinjska tkiva. Sumpornu kiselinu koja slučajno dospije na kožu ili haljinu tijekom rada treba odmah isprati s puno vode, zatim navlažiti zahvaćeno područje razrijeđenom otopinom amonijaka i ponovno isprati vodom.

Molekule čiste sumporne kiseline.

Sl. 1. Dijagram vodikovih veza u kristalu H 2 SO 4.

Molekule koje tvore kristal monohidrata, (HO) 2 SO 2, povezane su jedna s drugom prilično jakim (25 kJ/mol) vodikovim vezama, kao što je shematski prikazano na Sl. 1. Sama molekula (HO) 2 SO 2 ima strukturu iskrivljenog tetraedra s atomom sumpora blizu središta i karakteriziraju je sljedeći parametri: (d (S-OH) = 154 pm, PHO-S-OH = 104 °, d (S = O) \u003d 143 pm, ROSO \u003d 119 °. U HOSO 3 - ion, d (S-OH) \u003d 161 i d (SO) \u003d 145 pm, a kada se ide SO 4 ion, 2-tetraedar dobiva ispravan oblik i parametri su usklađeni.

Hidrati sumporne kiseline.

Za sumpornu kiselinu poznato je nekoliko kristalnih hidrata, čiji je sastav prikazan na Sl. 14. Od njih je vodom najsiromašnija oksonijeva sol: H 3 O + HSO 4 -. Budući da je sustav koji se razmatra vrlo sklon prehlađenju, temperature smrzavanja koje se u njemu stvarno promatraju mnogo su niže od tališta.

Riža. 14. Točke taljenja u sustavu H 2 O·H 2 SO 4 .

Sumpor je kemijski element, koji se nalazi u šestoj skupini i trećem razdoblju periodnog sustava. U ovom članku ćemo detaljno pogledati njegovu kemiju i proizvodnju, uporabu i tako dalje. Fizička karakteristika uključuje značajke kao što su boja, razina električne vodljivosti, vrelište sumpora, itd. Kemijska opisuje njegovu interakciju s drugim tvarima.

Sumpor u smislu fizike

Ovo je krhka tvar. U normalnim je uvjetima u čvrstom agregacijskom stanju. Sumpor ima limun žutu boju.

I uglavnom, svi njegovi spojevi imaju žute nijanse. Ne otapa se u vodi. Ima nisku toplinsku i električnu vodljivost. Ove karakteristike ga karakteriziraju kao tipičan nemetal. Iako kemijski sastav sumpor uopće nije kompliciran, ova tvar može imati nekoliko varijacija. Sve ovisi o strukturi. kristalna rešetka, uz pomoć kojih su atomi povezani, ali ne tvore molekule.

Dakle, prva opcija je rombični sumpor. Ona je najstabilnija. Vrelište ove vrste sumpora je četiri stotine četrdeset i pet stupnjeva Celzija. No, da bi određena tvar prešla u plinovito agregacijsko stanje, prvo mora proći kroz tekuće stanje. Dakle, topljenje sumpora se događa na temperaturi od sto trinaest stupnjeva Celzija.

Druga opcija je monoklinski sumpor. To je igličasti kristal tamnožute boje. Otapanje sumpora prve vrste, a zatim njegovo polagano hlađenje dovodi do nastanka ove vrste. Ova sorta ima gotovo iste fizičke karakteristike. Na primjer, vrelište sumpora ove vrste je i dalje isto četiri stotine četrdeset i pet stupnjeva. Osim toga, postoji takva raznolikost ove tvari kao što je plastika. Dobiva se tako da se ulije u hladnu vodu zagrijanu gotovo do rombičnog ključanja. Vrelište sumpora ove vrste je isto. Ali tvar ima svojstvo rastezanja poput gume.

Druga komponenta fizičke karakteristike, o kojoj bih želio govoriti, je temperatura paljenja sumpora.

Ovaj pokazatelj može varirati ovisno o vrsti materijala i njegovom podrijetlu. Na primjer, temperatura paljenja tehničkog sumpora je sto devedeset stupnjeva. Ovo je prilično niska brojka. U drugim slučajevima, plamenište sumpora može biti dvjesto četrdeset i osam stupnjeva, pa čak i dvjesto pedeset i šest. Sve ovisi o tome iz kojeg je materijala izvađen, kakvu gustoću ima. Ali možemo zaključiti da je temperatura izgaranja sumpora prilično niska, u usporedbi s drugim kemijskim elementima, to je zapaljiva tvar. Osim toga, ponekad se sumpor može kombinirati u molekule koje se sastoje od osam, šest, četiri ili dva atoma. Sada, nakon razmatranja sumpora sa stajališta fizike, prijeđimo na sljedeći odjeljak.

Kemijska karakterizacija sumpora

Ovaj element ima relativno nisku atomsku masu, jednaka je trideset i dva grama po molu. Karakteristika sumpornog elementa uključuje takvu značajku ove tvari kao što je sposobnost različitih stupnjeva oksidacije. Po tome se razlikuje od, recimo, vodika ili kisika. S obzirom na pitanje što kemijska karakterizacija elementa sumpora, nemoguće je ne spomenuti da, ovisno o uvjetima, pokazuje i redukcijska i oksidirajuća svojstva. Dakle, po redu, razmotrite interakciju dane tvari s različitim kemijskim spojevima.

Sumpor i jednostavne tvari

Jednostavne tvari su tvari koje sadrže samo jedan kemijski element. Njegovi se atomi mogu spajati u molekule, kao, na primjer, u slučaju kisika, ili se ne mogu kombinirati, kao što je slučaj s metalima. Dakle, sumpor može reagirati s metalima, drugim nemetalima i halogenima.

Interakcija s metalima

Za izvođenje ovakvog procesa potrebna je visoka temperatura. U tim uvjetima dolazi do reakcije adicije. Odnosno, atomi metala se spajaju s atomima sumpora i tako nastaju složene tvari sulfidi. Na primjer, ako zagrijete dva mola kalija miješajući ih s jednim molom sumpora, dobit ćete jedan mol sulfida ovog metala. Jednadžba se može napisati u sljedećem obliku: 2K + S = K 2 S.

Reakcija s kisikom

Ovo je izgaranje sumpora. Kao rezultat ovog procesa nastaje njegov oksid. Potonji mogu biti dvije vrste. Stoga se izgaranje sumpora može odvijati u dva stupnja. Prvi je kada jedan mol sumpora i jedan mol kisika tvore jedan mol sumporovog dioksida. Zapišite jednadžbu za ovo kemijska reakcija može biti kako slijedi: S + O 2 \u003d SO 2. Druga faza je dodavanje još jednog atoma kisika dioksidu. To se događa ako dodate jedan mol kisika na dva mola na visokoj temperaturi. Rezultat su dva mola sumporovog trioksida. Jednadžba za ovu kemijsku interakciju izgleda ovako: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3. Kao rezultat ove reakcije nastaje sumporna kiselina. Dakle, provođenjem dvaju opisanih procesa moguće je proći dobiveni trioksid kroz mlaz vodene pare. I dobivamo Jednadžba za takvu reakciju je napisana na sljedeći način: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4.

Interakcija s halogenima

Kemijski kao i drugi nemetali, dopuštaju mu da reagira s ovom skupinom tvari. Uključuje spojeve kao što su fluor, brom, klor, jod. Sumpor reagira s bilo kojim od njih, osim s posljednjim. Kao primjer možemo navesti proces fluoriranja elementa periodnog sustava koji razmatramo. Zagrijavanjem spomenutog nemetala s halogenom mogu se dobiti dvije varijacije fluorida. Prvi slučaj: ako uzmemo jedan mol sumpora i tri mola fluora, dobijemo jedan mol fluorida čija je formula SF 6. Jednadžba izgleda ovako: S + 3F 2 = SF 6. Osim toga, postoji i druga opcija: ako uzmemo jedan mol sumpora i dva mola fluora, dobivamo jedan mol fluorida s kemijskom formulom SF 4 . Jednadžba je zapisana u sljedećem obliku: S + 2F 2 = SF 4 . Kao što vidite, sve ovisi o omjerima u kojima se komponente miješaju. Na potpuno isti način moguće je provesti proces kloriranja sumpora (mogu nastati i dvije različite tvari) ili bromiranja.

Interakcija s drugim jednostavnim tvarima

Tu karakterizacija elementa sumpora ne završava. Tvar također može ući u kemijsku reakciju s vodikom, fosforom i ugljikom. Zbog interakcije s vodikom nastaje sulfidna kiselina. Kao rezultat njegove reakcije s metalima, mogu se dobiti njihovi sulfidi, koji se, pak, također dobivaju izravnom reakcijom sumpora s istim metalom. Dodavanje atoma vodika atomima sumpora događa se samo u uvjetima vrlo visoke temperature. Kada sumpor reagira s fosforom, nastaje njegov fosfid. Ima sljedeću formulu: P 2 S 3. Da biste dobili jedan mol ove tvari, trebate uzeti dva mola fosfora i tri mola sumpora. Kada sumpor stupi u interakciju s ugljikom, nastaje karbid razmatranog nemetala. Njegova kemijska formula izgleda ovako: CS 2. Da biste dobili jedan mol ove tvari, trebate uzeti jedan mol ugljika i dva mola sumpora. Sve gore opisane reakcije dodavanja događaju se samo kada se reaktanti zagriju na visoke temperature. Razmotrili smo interakciju sumpora s jednostavnim tvarima, a sada prijeđimo na sljedeću točku.

Sumpor i složeni spojevi

Spojevi su one tvari čije se molekule sastoje od dva (ili više) različitih elemenata. Kemijska svojstva sumpor mu omogućuje da reagira sa spojevima kao što su lužine, kao i koncentrirana sulfatna kiselina. Njegove reakcije s tim tvarima su prilično neobične. Prvo razmislite što se događa kada se dotični nemetal pomiješa s alkalijom. Na primjer, ako uzmete šest molova i dodate im tri mola sumpora, dobit ćete dva mola kalijevog sulfida, jedan mol zadanog metalnog sulfita i tri mola vode. Ova vrsta reakcije može se izraziti sljedećom jednadžbom: 6KOH + 3S \u003d 2K 2 S + K2SO 3 + 3H 2 O. Interakcija se događa prema istom principu ako dodate Dalje, razmotrite ponašanje sumpora kada je koncentrirana otopina u to se dodaje sulfatna kiselina. Ako uzmemo jedan mol prve i dva mola druge tvari, dobivamo sljedeće proizvode: sumporov trioksid u količini od tri mola, a također i vodu - dva mola. Ova se kemijska reakcija može odvijati samo kada se reaktanti zagriju na visoku temperaturu.

Dobivanje razmatranog nemetala

Postoji nekoliko glavnih metoda pomoću kojih se sumpor može ekstrahirati iz raznih tvari. Prva metoda je izolirati ga od pirita. Kemijska formula posljednji - FeS 2 . Kada se ova tvar zagrije na visoku temperaturu bez pristupa kisiku, može se dobiti drugi željezni sulfid - FeS - i sumpor. Jednadžba reakcije je napisana na sljedeći način: FeS 2 \u003d FeS + S. Druga metoda dobivanja sumpora, koja se često koristi u industriji, je izgaranje sumpornog sulfida pod uvjetom male količine kisika. U ovom slučaju možete dobiti smatrani nemetal i vodu. Da biste izvršili reakciju, trebate uzeti komponente u molarnom omjeru dva prema jedan. Kao rezultat, dobivamo konačne proizvode u omjerima dva prema dva. Jednadžba za ovu kemijsku reakciju može se napisati na sljedeći način: 2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O. Osim toga, sumpor se može dobiti tijekom različitih metalurških procesa, na primjer, u proizvodnji metala kao što je nikal, bakra i drugih.

Industrijska upotreba

Nemetal koji razmatramo svoju je najširu primjenu našao u kemijskoj industriji. Kao što je gore spomenuto, ovdje se koristi za dobivanje sulfatne kiseline iz nje. Osim toga, sumpor se koristi kao komponenta za proizvodnju šibica, zbog činjenice da je zapaljiv materijal. Nezaobilazan je i u proizvodnji eksploziva, baruta, bljeskalica itd. Osim toga, sumpor se koristi kao jedan od sastojaka u proizvodima za suzbijanje štetočina. U medicini se koristi kao komponenta u proizvodnji lijekova za kožne bolesti. Također, predmetna tvar se koristi u proizvodnji raznih boja. Osim toga, koristi se u proizvodnji fosfora.

Elektronska struktura sumpora

Kao što znate, svi atomi se sastoje od jezgre, u kojoj se nalaze protoni - pozitivno nabijene čestice - i neutroni, tj. čestice koje imaju nulti naboj. Elektroni se vrte oko jezgre s negativnim nabojem. Da bi atom bio neutralan, mora imati isti broj protona i elektrona u svojoj strukturi. Ako potonjih ima više, to je već negativni ion – anion. Ako je, naprotiv, broj protona veći od broja elektrona, to je pozitivan ion ili kation. Anion sumpora može djelovati kao kiselinski ostatak. Dio je molekula tvari kao što su sulfidna kiselina (sumporovodik) i metalni sulfidi. Anion nastaje tijekom elektrolitička disocijacija koji nastaje kada se tvar otopi u vodi. U tom slučaju, molekula se raspada na kation, koji se može predstaviti kao metalni ili vodikov ion, kao i na kation - ion kiselinskog ostatka ili hidroksilne skupine (OH-).

Budući da je redni broj sumpora u periodnom sustavu šesnaest, možemo zaključiti da se upravo taj broj protona nalazi u njegovoj jezgri. Na temelju toga možemo reći da okolo rotiraju i šesnaest elektrona. Broj neutrona se može naći oduzimanjem od molekulska masa serijski broj kemijskog elementa: 32 - 16 = 16. Svaki elektron ne rotira nasumično, već u određenoj orbiti. Budući da je sumpor kemijski element koji pripada trećem razdoblju periodnog sustava, postoje tri putanje oko jezgre. Prvi ima dva elektrona, drugi osam, a treći šest. Elektronska formula atom sumpora zapisuje se na sljedeći način: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Prevalencija u prirodi

U osnovi, razmatrani kemijski element nalazi se u sastavu minerala, koji su sulfidi različitih metala. Prije svega, to je pirit - željezna sol; također je olovo, srebro, bakreni sjaj, cink blende, cinober - živin sulfid. Osim toga, sumpor se također može uključiti u sastav minerala, čiju strukturu predstavljaju tri ili više kemijskih elemenata.

Na primjer, halkopirit, mirabilit, kieserit, gips. Svaki od njih možete detaljnije razmotriti. Pirit je ferum sulfid, ili FeS 2 . Ima svijetložutu boju sa zlatnim sjajem. Ovaj mineral se često može naći kao nečistoća u lapis lazuli, koji se naširoko koristi za izradu nakita. To je zbog činjenice da ova dva minerala često imaju zajednički depozit. Bakarni sjaj - halkocit, ili halkozin - je plavkasto-siva tvar, slična metalu. i srebrni sjaj (argentit) imaju slična svojstva: oboje izgledaju kao metali, imaju sivu boju. Cinnabar je smeđe-crveni mutni mineral sa sivim mrljama. Halkopirit, čija je kemijska formula CuFeS 2, je zlatnožut, naziva se i zlatna mješavina. Cinkova mješavina (sfalerit) može imati boju od jantarne do vatreno narančaste. Mirabilit - Na 2 SO 4 x10H 2 O - prozirni ili bijeli kristali. Naziva se i koristi se u medicini. Kemijska formula kieserita je MgSO 4 xH 2 O. Izgleda kao bijeli ili bezbojni prah. Kemijska formula gipsa je CaSO 4 x2H 2 O. Osim toga, ovaj kemijski element je dio stanica živih organizama i važan je element u tragovima.

svojstva sumporne kiseline

Bezvodna sumporna kiselina (monohidrat) je teška uljasta tekućina koja se miješa s vodom u svim omjerima uz oslobađanje velike količine topline. Gustoća na 0 °C je 1,85 g / cm 3. Vri na 296°C, a smrzava se na -10°C. Sumporna kiselina se naziva ne samo monohidrat, već i njezine vodene otopine (), kao i otopine sumpornog trioksida u monohidratu (), koji se naziva oleum. Oleum se "puši" u zraku zbog desorpcije iz njega. Čista sumporna kiselina je bezbojna, dok je komercijalna kiselina tamne boje s nečistoćama.

Fizička svojstva sumporna kiselina, kao što su gustoća, temperatura kristalizacije, vrelište, ovise o njezinom sastavu. Na sl. Slika 1 prikazuje dijagram kristalizacije sustava. Maksimumi u njemu odgovaraju sastavu spojeva ili, prisutnost minimuma objašnjava se činjenicom da je temperatura kristalizacije smjesa dviju tvari niža od temperature kristalizacije svake od njih.

Riža. jedan

Bezvodna 100% sumporna kiselina ima relativno visoku temperaturu kristalizacije od 10,7 °C. Kako bi se smanjila mogućnost smrzavanja komercijalnog proizvoda tijekom transporta i skladištenja, koncentracija tehničke sumporne kiseline odabrana je tako da ima dovoljno nisku temperaturu kristalizacije. Industrija proizvodi tri vrste komercijalne sumporne kiseline.

Sumporna kiselina je vrlo aktivna. Otapa metalne okside i većinu čistih metala, a na povišenim temperaturama istiskuje sve ostale kiseline iz soli. Sumporna kiselina se posebno pohlepno spaja s vodom zbog svoje sposobnosti davanja hidrata. Oduzima vodu drugim kiselinama, kristalnim solima, pa čak i kisikovim derivatima ugljikovodika, koji ne sadrže samu vodu, već vodik i kisik u kombinaciji H: O = 2. Drvo i druga biljna i životinjska tkiva koja sadrže celulozu, škrob i šećer su uništen u koncentriranoj sumpornoj kiselini; voda se veže s kiselinom i od tkiva ostaje samo fino raspršeni ugljik. U razrijeđenoj kiselini, celuloza i škrob se razgrađuju u šećere. Ako dođe u dodir s ljudskom kožom, koncentrirana sumporna kiselina uzrokuje opekline.

Visoka aktivnost sumporne kiseline, u kombinaciji s relativno niskom cijenom proizvodnje, predodredila je ogroman opseg i izuzetnu raznolikost njezine primjene (slika 2). Teško je pronaći industriju koja nije konzumirala sumpornu kiselinu ili proizvode od nje u raznim količinama.

Riža. 2

Najveći potrošač sumporne kiseline je proizvodnja mineralnih gnojiva: superfosfata, amonijevog sulfata i dr. Mnoge kiseline (npr. fosforna, octena, klorovodična) i soli proizvode se uglavnom uz pomoć sumporne kiseline. Sumporna kiselina ima široku primjenu u proizvodnji obojenih i rijetkih metala. U metaloprerađivačkoj industriji, sumporna kiselina ili njezine soli koriste se za kiseljenje čeličnih proizvoda prije bojanja, kalajisanja, niklanja, kromiranja itd. Za rafiniranje naftnih derivata koriste se značajne količine sumporne kiseline. Uz korištenje sumporne kiseline povezuje se i dobivanje niza boja (za tkanine), lakova i boja (za zgrade i strojeve), ljekovitih tvari i nekih plastičnih masa. Uz pomoć sumporne kiseline, etilnih i drugih alkohola proizvode se neki esteri, sintetski deterdženti, niz pesticida za suzbijanje poljoprivrednih štetnika i korova. Razrijeđene otopine sumporne kiseline i njezinih soli koriste se u proizvodnji rajona, u tekstilnoj industriji za preradu vlakana ili tkanina prije bojenja, kao i u drugim industrijama. laka industrija. U prehrambenoj industriji sumporna kiselina se koristi u proizvodnji škroba, melase i niza drugih proizvoda. Prijevoz koristi olovne sumporne baterije. Sumporna kiselina se koristi za sušenje plinova i za koncentriranje kiselina. Konačno, sumporna kiselina se koristi u procesima nitriranja i u proizvodnji većine eksploziva.

Sumporna kiselina (H2SO4) je jedna od najkaustičnijih kiselina i opasnih reagensa, poznat čovjeku posebno u koncentriranom obliku. Kemijski čista sumporna kiselina je teška otrovna tekućina uljne konzistencije, bez mirisa i boje. Dobiva se oksidacijom sumpor-dioksida (SO2) kontaktnom metodom.

Na temperaturi od + 10,5 ° C, sumporna kiselina se pretvara u smrznutu staklastu kristalnu masu, pohlepno, poput spužve, upija vlagu iz okoliš. U industriji i kemiji, sumporna kiselina je jedna od glavnih kemijski spojevi i zauzima vodeće mjesto po proizvodnji u tonama. Zato se sumporna kiselina naziva "krv kemije". Sumporna kiselina se koristi za izradu gnojiva lijekovima, druge kiseline, velike , gnojiva i još mnogo toga.

Osnovna fizikalna i kemijska svojstva sumporne kiseline

1. Sumporna kiselina u svom čistom obliku (formula H2SO4), u koncentraciji od 100%, je bezbojna gusta tekućina. Najviše važno vlasništvo H2SO4 je vrlo higroskopan - sposobnost uzimanja vode iz zraka. Ovaj proces je popraćen masivnim oslobađanjem topline.
2. H2SO4 je jaka kiselina.
3. Sumporna kiselina se naziva monohidrat – sadrži 1 mol H2O (vode) na 1 mol SO3. Zbog svojih impresivnih higroskopnih svojstava, koristi se za izdvajanje vlage iz plinova.
4. Točka vrenja - 330 ° C. U tom slučaju kiselina se razlaže na SO3 i vodu. Gustoća - 1,84. Talište - 10,3 ° C /.
5. Koncentrirana sumporna kiselina snažno je oksidacijsko sredstvo. Da bi se pokrenula redoks reakcija, kiselina se mora zagrijati. Rezultat reakcije je SO2. S+2H2SO4=3SO2+2H2O
6. Ovisno o koncentraciji, sumporna kiselina različito reagira s metalima. U razrijeđenom stanju, sumporna kiselina je sposobna oksidirati sve metale koji su u nizu napona u vodik. Iznimka se čini kao najotporniji na oksidaciju. Razrijeđena sumporna kiselina reagira sa solima, bazama, amfoternim i bazičnim oksidima. Koncentrirana sumporna kiselina je sposobna oksidirati sve metale u nizu napona, pa tako i srebro.
7. Sumporna kiselina tvori dvije vrste soli: kisele (hidrosulfati) i srednje (sulfate)
8. H2SO4 aktivno reagira s organska tvar i nemetala, od kojih neke može pretvoriti u ugljen.
9. Sumporni anhidrit je savršeno topiv u H2SO4 i u tom slučaju nastaje oleum - otopina SO3 u sumpornoj kiselini. Izvana izgleda ovako: dimljena sumporna kiselina, oslobađajući sumporni anhidrit.
10. Sumporna kiselina u vodenim otopinama je jaka dvobazna kiselina, a kada se doda u vodu, oslobađa se ogromna količina topline. Prilikom pripreme razrijeđenih otopina H2SO4 iz koncentriranih, potrebno je malom mlazu u vodu dodati težu kiselinu, a ne obrnuto. To se radi kako bi se izbjeglo kipuće vode i prskanje kiseline.

Koncentrirane i razrijeđene sumporne kiseline

Koncentrirane otopine sumporne kiseline uključuju otopine od 40%, sposobne otopiti srebro ili paladij.

Razrijeđena sumporna kiselina uključuje otopine čija je koncentracija manja od 40%. To nisu tako aktivne otopine, ali mogu reagirati s mjedim i bakrom.

Dobivanje sumporne kiseline

Proizvodnja sumporne kiseline u industrijskim razmjerima pokrenuta je u 15. stoljeću, ali se tada zvala "vitriol". Ako je ranije čovječanstvo konzumiralo samo nekoliko desetaka litara sumporne kiseline, onda u moderni svijet izračun ide na milijune tona godišnje.

Proizvodnja sumporne kiseline odvija se industrijski, a postoje tri:

1. kontaktna metoda.
2. dušična metoda
3. Druge metode

Razgovarajmo detaljno o svakom od njih.

kontaktna metoda proizvodnje

Kontaktni način proizvodnje je najčešći, a obavlja sljedeće poslove:

• Ispada proizvod koji zadovoljava potrebe maksimalnog broja potrošača.
• Tijekom proizvodnje smanjuje se šteta za okoliš.

U kontaktnoj metodi kao sirovine koriste se sljedeće tvari:

• pirit (sumporni pirit);
• sumpor;
• vanadijev oksid (ova tvar uzrokuje ulogu katalizatora);
• sumporovodik;
• sulfidi raznih metala.

Prije početka procesa proizvodnje sirovine se pripremaju. Za početak, u posebnim postrojenjima za drobljenje, pirit se podvrgava mljevenju, što omogućuje, zbog povećanja površine kontakta djelatne tvari, ubrzati reakciju. Pirit se podvrgava pročišćavanju: spušta se u velike posude s vodom, pri čemu otpadne stijene i sve vrste nečistoća isplivaju na površinu. Oni se uklanjaju na kraju procesa.

Proizvodni dio je podijeljen u nekoliko faza:

1. Nakon drobljenja, pirit se čisti i šalje u peć - gdje se peče na temperaturama do 800 °C. Prema principu protutoka, zrak se dovodi u komoru odozdo, čime se osigurava da je pirit u suspendiranom stanju. Danas ovaj proces traje nekoliko sekundi, ali ranije je trebalo nekoliko sati da se aktivira. Tijekom procesa prženja nastaje otpad u obliku željeznog oksida, koji se uklanja i potom prenosi u poduzeća metalurške industrije. Tijekom pečenja oslobađaju se vodena para, plinovi O2 i SO2. Kada se završi pročišćavanje od vodene pare i najmanjih nečistoća, dobivaju se čisti sumporov oksid i kisik.
2. U drugoj fazi, egzotermna reakcija se odvija pod tlakom pomoću vanadijevog katalizatora. Početak reakcije počinje kada temperatura dosegne 420 °C, ali se može povećati na 550 °C kako bi se povećala učinkovitost. Tijekom reakcije dolazi do katalitičke oksidacije i SO2 postaje SO3.
3. Bit treće faze proizvodnje je sljedeća: apsorpcija SO3 u apsorpcijskom tornju, pri čemu nastaje oleum H2SO4. U tom se obliku H2SO4 ulijeva u posebne posude (ne reagira s čelikom) i spreman je za susret krajnjeg korisnika.

Tijekom proizvodnje, kao što smo već rekli, stvara se mnogo toplinske energije koja se koristi za potrebe grijanja. Mnoga postrojenja za proizvodnju sumporne kiseline ugrađuju parne turbine koje koriste ispušnu paru za proizvodnju dodatne električne energije.

Dušikov postupak za proizvodnju sumporne kiseline

Unatoč prednostima kontaktnog načina proizvodnje, koji daje koncentriraniju i čistiju sumpornu kiselinu i oleum, dušičnom metodom se proizvodi dosta H2SO4. Konkretno, u postrojenjima superfosfata.

Za proizvodnju H2SO4, sumpor dioksid djeluje kao početna tvar, kako u kontaktnoj tako i u dušičnoj metodi. Dobiva se upravo za te svrhe spaljivanjem sumpora ili prženjem sumpornih metala.

Pretvorba sumporovog dioksida u sumpornu kiselinu sastoji se od oksidacije sumporovog dioksida i dodavanja vode. Formula izgleda ovako:
SO2 + 1|2 O2 + H2O = H2SO4

Ali sumporov dioksid ne reagira izravno s kisikom, stoga se metodom dušika oksidacija sumporovog dioksida provodi pomoću dušikovih oksida. Viši dušikovi oksidi (govorimo o dušikovom dioksidu NO2, dušikovom trioksidu NO3) u tom se procesu reduciraju u dušikov oksid NO, koji se potom ponovno oksidira kisikom u više okside.

Proizvodnja sumporne kiseline dušičnom metodom tehnički je formalizirana na dva načina:

• Komora.
• Toranj.

Nitrozna metoda ima niz prednosti i nedostataka.

Nedostaci dušične metode:

• Ispada 75% sumporne kiseline.
• Kvaliteta proizvoda je niska.
• Nepotpun povratak dušikovih oksida (dodatak HNO3). Njihove emisije su štetne.
• Kiselina sadrži željezo, dušikove okside i druge nečistoće.

Prednosti dušične metode:

• Trošak postupka je niži.
• Mogućnost obrade SO2 na 100%.
• Jednostavnost dizajna hardvera.

Glavne ruske fabrike sumporne kiseline

Godišnja proizvodnja H2SO4 u našoj zemlji izračunata je šesterocifreno – oko 10 milijuna tona. Vodeći proizvođači sumporne kiseline u Rusiji su tvrtke koje su, osim toga, njezini glavni potrošači. Riječ je o o tvrtkama čija je djelatnost proizvodnja mineralnih gnojiva. Na primjer, "Balakovo mineralna gnojiva", "Ammophos".

Krimski titan, najveći proizvođač titan dioksida u istočnoj Europi, posluje u Armyansku na Krimu. Osim toga, pogon se bavi proizvodnjom sumporne kiseline, mineralnih gnojiva, željeznog sulfata itd.

Sumpornu kiselinu raznih vrsta proizvode mnoge biljke. Na primjer, akumulatorsku sumpornu kiselinu proizvode: Karabashmed, FKP Biysk Oleum Plant, Svyatogor, Slavia, Severkhimprom itd.

Oleum proizvode UCC Shchekinoazot, FKP Biysk Oleum Plant, Ural Mining and Metalurgical Company, Kirishinefteorgsintez Production Association, itd.

Sumpornu kiselinu visoke čistoće proizvodi UCC Shchekinoazot, Component-Reaktiv.

Istrošena sumporna kiselina može se kupiti u tvornicama ZSS, HaloPolymer Kirovo-Chepetsk.

Proizvođači tehničke sumporne kiseline su Promsintez, Khiprom, Svyatogor, Apatit, Karabashmed, Slavia, Lukoil-Permnefteorgsintez, Chelyabinsk Cink Plant, Electrocinc itd.

Zbog činjenice da je pirit glavna sirovina u proizvodnji H2SO4, a to je otpadni proizvod poduzeća za obogaćivanje, njegovi dobavljači su postrojenja za obogaćivanje Norilsk i Talnakh.

Vodeće svjetske pozicije u proizvodnji H2SO4 zauzimaju SAD i Kina, na koje otpada 30 milijuna tona, odnosno 60 milijuna tona.

Opseg sumporne kiseline

U svijetu se godišnje potroši oko 200 milijuna tona H2SO4 iz kojeg se proizvodi širok raspon proizvoda. Sumporna kiselina s pravom drži palmu među ostalim kiselinama u industrijskoj upotrebi.

Kao što već znate, sumporna kiselina je jedan od najvažnijih proizvoda kemijske industrije, pa je opseg sumporne kiseline prilično širok. Glavne namjene H2SO4 su sljedeće:

• Sumporna kiselina se u velikim količinama koristi za proizvodnju mineralnih gnojiva, a zauzima oko 40% ukupne tonaže. Zbog toga se pored tvornica gnojiva grade postrojenja za proizvodnju H2SO4. To su amonijev sulfat, superfosfat itd. U njihovoj proizvodnji uzima se sumporna kiselina u čistom obliku (100% koncentracija). Za proizvodnju tone amofosa ili superfosfata bit će potrebno 600 litara H2SO4. Upravo se ta gnojiva najčešće koriste u poljoprivreda.
• H2SO4 se koristi za izradu eksploziva.
• Pročišćavanje naftnih derivata. Za dobivanje kerozina, benzina, mineralnih ulja potrebno je pročišćavanje ugljikovodika, što se događa upotrebom sumporne kiseline. U procesu rafiniranja nafte za pročišćavanje ugljikovodika, ova industrija “odnosi” čak 30% svjetske tonaže H2SO4. Osim toga, oktanski broj goriva povećava se sumpornom kiselinom i bušotine se obrađuju tijekom proizvodnje nafte.
• u metalurškoj industriji. Sumporna kiselina se koristi u metalurgiji za uklanjanje kamenca i hrđe sa žice, lima, kao i za redukciju aluminija u proizvodnji obojenih metala. Prije premazivanja metalnih površina bakrom, kromom ili niklom, površina se jetka sumpornom kiselinom.
• U proizvodnji lijekova.
• u proizvodnji boja.
• u kemijskoj industriji. H2SO4 se koristi u proizvodnji deterdženata, etil deterdženta, insekticida i dr., a bez njega su ti procesi nemogući.
• Za dobivanje drugih poznatih kiselina, organskih i anorganskih spojeva koji se koriste u industrijske svrhe.

Soli sumporne kiseline i njihova upotreba

Najviše važne soli sumporne kiseline:

• Glauberova sol Na2SO4 10H2O (kristalinični natrijev sulfat). Opseg njegove primjene je prilično širok: proizvodnja stakla, sode, u veterini i medicini.
• Barijev sulfat BaSO4 koristi se u proizvodnji gume, papira, bijele mineralne boje. Osim toga, nezamjenjiv je u medicini za fluoroskopiju želuca. Od njega se za ovaj postupak priprema "barijeva kaša".
• Kalcijev sulfat CaSO4. U prirodi se može naći u obliku gipsa CaSO4 2H2O i anhidrita CaSO4. Gips CaSO4 2H2O i kalcijev sulfat koriste se u medicini i građevinarstvu. Kod gipsa, kada se zagrije na temperaturu od 150 - 170 ° C, dolazi do djelomične dehidracije, uslijed čega se dobiva spaljeni gips, kod nas poznat kao alabaster. Gnječenjem alabastra s vodom do konzistencije tijesta, masa se brzo stvrdne i pretvara u neku vrstu kamena. Upravo se ovo svojstvo alabastera aktivno koristi u građevinskim radovima: od njega se izrađuju odljevci i kalupi. U žbukarskim radovima alabaster je nezamjenjiv kao vezivo. Pacijentima traumatskih odjela daju se posebni čvrsti zavoji za pričvršćivanje - izrađeni su na bazi alabastera.
• Željezni vitriol FeSO4 7H2O koristi se za pripremu tinte, impregnaciju drva, a također i u poljoprivrednim djelatnostima za uništavanje štetnika.
• Stipsa KCr(SO4)2 12H2O, KAl(SO4)2 12H2O i dr. koriste se u proizvodnji boja i kožnoj industriji (štavljenje).
• Mnogi od vas poznaju bakreni sulfat CuSO4 5H2O iz prve ruke. Aktivni je pomoćnik u poljoprivredi u borbi protiv biljnih bolesti i štetnika - Vodena otopina CuSO4 · 5H2O se tretira žitaricama i prska biljkama. Također se koristi za pripremu nekih mineralnih boja. I u svakodnevnom životu se koristi za uklanjanje plijesni sa zidova.
• Aluminij sulfat - koristi se u industriji celuloze i papira.

Sumporna kiselina u razrijeđenom obliku koristi se kao elektrolit u olovnim baterijama. Osim toga, koristi se za proizvodnju deterdženata i gnojiva. Ali u većini slučajeva dolazi u obliku oleuma - ovo je otopina SO3 u H2SO4 (mogu se naći i druge formule oleuma).

Nevjerojatna činjenica! Oleum je reaktivniji od koncentrirane sumporne kiseline, ali unatoč tome ne reagira s čelikom! Iz tog razloga je lakši za transport od same sumporne kiseline.

Sfera upotrebe "kraljice kiselina" uistinu je velika i teško je reći o svim načinima na koje se koristi u industriji. Također se koristi kao emulgator u prehrambenoj industriji, za obradu vode, u sintezi eksploziva i u mnoge druge svrhe.

Povijest sumporne kiseline

Tko od nas nikada nije čuo za plavi vitriol? Dakle, proučavan je u antici, au nekim djelima s početka nove ere znanstvenici su raspravljali o podrijetlu vitriola i njihovim svojstvima. Vitriol je proučavao grčki liječnik Dioscorides, rimski istraživač prirode Plinije Stariji, a u svojim spisima pisali su o eksperimentima koji su u tijeku. U medicinske svrhe, antički liječnik Ibn Sina koristio je razne tvari vitriola. Kako se vitriol koristio u metalurgiji, rečeno je u djelima alkemičara Drevna grčka Zosima iz Panopolisa.

Prva metoda dobivanja sumporne kiseline je proces zagrijavanja kalijeve stipse, a o tome postoje podaci u alkemijskoj literaturi XIII. stoljeća. U to vrijeme alkemičarima nije bio poznat sastav stipse i bit procesa, ali su se već u 15. stoljeću počeli namjerno baviti kemijskom sintezom sumporne kiseline. Proces je bio sljedeći: alkemičari su obrađivali mješavinu sumpora i antimona (III) sulfida Sb2S3 zagrijavanjem s dušičnom kiselinom.

U srednjem vijeku u Europi, sumporna kiselina se zvala "vitriolovo ulje", ali se tada naziv promijenio u vitriol.

U 17. stoljeću Johann Glauber je dobio sumpornu kiselinu spaljivanjem kalijevog nitrata i prirodnog sumpora u prisutnosti vodene pare. Kao rezultat oksidacije sumpora s nitratom, dobiven je sumporov oksid, koji je reagirao s vodenom parom, te je kao rezultat dobivena uljasta tekućina. Bilo je to ulje vitriola, a ovaj naziv za sumpornu kiselinu postoji do danas.

Farmaceut iz Londonskog odjela Joshua je tridesetih godina XVIII stoljeća koristio ovu reakciju za industrijsku proizvodnju sumporne kiseline, ali je u srednjem vijeku njezina potrošnja bila ograničena na nekoliko desetaka kilograma. Opseg uporabe bio je uzak: za alkemijske pokuse, pročišćavanje plemenitih metala i u farmaceutskoj djelatnosti. Koncentrirana sumporna kiselina korištena je u malim količinama u proizvodnji posebnih šibica koje su sadržavale bertolet sol.

U Rusiji se vitriol pojavio tek u 17. stoljeću.

U Birminghamu, Engleska, John Roebuck je 1746. prilagodio gornju metodu za proizvodnju sumporne kiseline i pokrenuo proizvodnju. Istodobno je koristio jake velike komore obložene olovom, koje su bile jeftinije od staklenih posuda.

U industriji je ova metoda zadržala pozicije gotovo 200 godina, a u komorama se dobivalo 65% sumporne kiseline.

Nakon nekog vremena engleski Glover i francuski kemičar Gay-Lussac unaprijedili su sam proces te se počela dobivati ​​sumporna kiselina s koncentracijom od 78%. Ali takva kiselina nije bila prikladna za proizvodnju, na primjer, boja.

Početkom 19. stoljeća otkrivene su nove metode za oksidaciju sumporovog dioksida u sumporni anhidrid.

U početku se to radilo pomoću dušikovih oksida, a zatim je platina korištena kao katalizator. Ove dvije metode oksidacije sumporovog dioksida dodatno su poboljšane. Oksidacija sumporovog dioksida na platini i drugim katalizatorima postala je poznata kao kontaktna metoda. A oksidacija tog plina dušikovim oksidima nazvana je dušična metoda za proizvodnju sumporne kiseline.

britanski trgovac octena kiselina Tek 1831. godine Peregrine Philips patentirao je ekonomičan postupak za proizvodnju sumpornog oksida (VI) i koncentrirane sumporne kiseline, a upravo je on danas u svijetu poznat kao kontaktna metoda za njegovo dobivanje.

Proizvodnja superfosfata započela je 1864. godine.

Osamdesetih godina devetnaestog stoljeća u Europi je proizvodnja sumporne kiseline dosegla milijun tona. Glavni proizvođači bili su Njemačka i Engleska, koje su proizvodile 72% ukupne količine sumporne kiseline u svijetu.

Prijevoz sumporne kiseline je radno intenzivan i odgovoran posao.

Sumporna kiselina je klasificirana kao opasna kemijske tvari, a u dodiru s kožom izaziva teške opekline. Osim toga, može uzrokovati kemijsko trovanje osobe. Ako se tijekom transporta ne poštuju određena pravila, tada sumporna kiselina, zbog svoje eksplozivne prirode, može prouzročiti veliku štetu kako ljudima tako i okolišu.

Sumpornoj kiselini dodijeljen je razred opasnosti 8 i transport moraju obavljati posebno obučeni i obučeni stručnjaci. Važan uvjet za isporuku sumporne kiseline je poštivanje posebno izrađenih Pravila za prijevoz opasnih tvari.

Cestovni prijevoz obavlja se prema sljedećim pravilima:

1. Za transport su posebni spremnici izrađeni od posebne legure čelika koja ne reagira sa sumpornom kiselinom ili titanom. Takve posude ne oksidiraju. Opasna sumporna kiselina se prevozi u posebnim spremnicima za kemikalije sumporne kiseline. Razlikuju se po dizajnu i odabiru se tijekom transporta ovisno o vrsti sumporne kiseline.
2. Prilikom transporta dimljene kiseline uzimaju se specijalizirani izotermni termos spremnici u kojima se održava potreban temperaturni režim kako bi se očuvala kemijska svojstva kiseline.
3. Ako se transportira obična kiselina, odabire se spremnik za sumpornu kiselinu.
4. Prijevoz sumporne kiseline cestom, poput dimljive, bezvodne, koncentrirane, za baterije, rukavice, obavlja se u posebnim spremnicima: tankovima, bačvama, kontejnerima.
5. Prijevoz opasnih tvari mogu obavljati samo vozači koji u rukama imaju ADR certifikat.
6. Vrijeme putovanja nema ograničenja, jer je tijekom prijevoza potrebno strogo pridržavati se dopuštene brzine.
7. Tijekom prijevoza gradi se posebna ruta, koja bi trebala voziti, zaobilazeći gužve i proizvodne pogone.
8. Prijevoz mora imati posebne oznake i znakove opasnosti.

Opasna svojstva sumporne kiseline za ljude

Sumporna kiselina predstavlja povećani rizik za ljudsko tijelo. Njegov toksični učinak nastaje ne samo izravnim dodirom s kožom, već i udisanjem njegovih para, kada se oslobađa sumpor dioksid. Opasnost se odnosi na:

• dišni sustav;
• Integumenti;
• Sluznice.

Opijenost tijela može se pojačati arsenom, koji je često dio sumporne kiseline.

Važno! Kao što znate, kada kiselina dođe u dodir s kožom, nastaju teške opekline. Ništa manje opasno je trovanje parama sumporne kiseline. Sigurna doza sumporne kiseline u zraku je samo 0,3 mg po 1 četvornom metru.

Dospije li sumporna kiselina na sluznicu ili na kožu, javlja se jaka opekotina koja slabo zacjeljuje. Ako je opeklina impresivnih razmjera, žrtva razvija bolest opeklina, koja može dovesti do smrti ako se kvalificirana medicinska pomoć ne pruži na vrijeme.

Važno! Za odraslu osobu smrtonosna doza sumporne kiseline je samo 0,18 cm po 1 litri.

Naravno, problematično je "iskusiti na sebi" toksični učinak kiseline u običnom životu. Najčešće se trovanje kiselinom događa zbog zanemarivanja industrijske sigurnosti pri radu s otopinom.

Zbog tehničkih problema u proizvodnji ili nemara može doći do masovnog trovanja parama sumporne kiseline te dolazi do masovnog ispuštanja u atmosferu. Kako bi se spriječile takve situacije, rade posebne službe čija je zadaća kontrolirati rad proizvodnje u kojoj se koristi opasna kiselina.

Koji su simptomi trovanja sumpornom kiselinom?

Ako je kiselina progutana:

• Bol u predjelu probavnih organa.
• Mučnina i povračanje.
• Kršenje stolice, kao posljedica teških crijevnih poremećaja.
• Jako lučenje sline.
• Zbog toksičnog djelovanja na bubrege, urin postaje crvenkast.
• Oticanje grkljana i grla. Postoje piskanje, promuklost. To može dovesti do smrtni ishod od gušenja.
• Na desnima se pojavljuju smeđe mrlje.
• Koža postaje plava.

S opeklinom kože mogu postojati sve komplikacije svojstvene opeklinskoj bolesti.

Prilikom trovanja u paru, uočava se sljedeća slika:

• Opeklina sluznice očiju.
• Krvarenje iz nosa.
• Opekline sluznice dišnih puteva. U tom slučaju žrtva doživljava jak simptom boli.
• Oticanje grkljana sa simptomima gušenja (nedostatak kisika, koža postaje plava).
• Ako je trovanje ozbiljno, može doći do mučnine i povraćanja.

Važno je znati! Trovanje kiselinom nakon gutanja puno je opasnije od intoksikacije udisanjem para.

Prva pomoć i terapijski postupci kod oštećenja sumpornom kiselinom

U dodiru sa sumpornom kiselinom postupite na sljedeći način:

• Prvo nazovi hitna pomoć. Ako je tekućina ušla unutra, isperite želudac toplom vodom. Nakon toga, u malim gutljajima morat ćete popiti 100 grama suncokretovog ili maslinovog ulja. Osim toga, trebali biste progutati komadić leda, popiti mlijeko ili spaljeni magnezij. To se mora učiniti kako bi se smanjila koncentracija sumporne kiseline i olakšalo ljudsko stanje.
• Ako kiselina dospije u oči, isperite ih tekućom vodom, a zatim nakapajte otopinom dikaina i novokaina.
• Ako kiselina dospije na kožu, opečeno mjesto treba dobro oprati pod tekućom vodom i zaviti sodom. Ispirite oko 10-15 minuta.
• U slučaju trovanja parom, morate izaći na svježi zrak, a također isprati zahvaćene sluznice vodom koliko god je to moguće.

U bolničkom okruženju liječenje će ovisiti o području opekline i stupnju trovanja. Anestezija se provodi samo s novokainom. Kako bi se izbjegao razvoj infekcije na zahvaćenom području, za pacijenta se odabire tijek antibiotske terapije.

Kod želučanog krvarenja ubrizgava se plazma ili transfuzija krvi. Izvor krvarenja može se ukloniti kirurški.

1. Sumporna kiselina u svom čistom 100% obliku nalazi se u prirodi. Na primjer, u Italiji, na Siciliji u Mrtvom moru, možete vidjeti jedinstveni fenomen - sumporna kiselina curi s dna! I to se događa: pirit iz Zemljina kora služi u ovom slučaju kao sirovina za njegovo formiranje. Ovo mjesto nazivaju i Jezerom smrti, a čak se i insekti boje doletjeti do njega!
2. Nakon velikih vulkanskih erupcija često se u zemljinoj atmosferi mogu naći kapi sumporne kiseline, a u takvim slučajevima "krivac" može donijeti Negativne posljedice na okoliš i uzrokuju ozbiljne klimatske promjene.
3. Sumporna kiselina je aktivni apsorber vode, pa se koristi kao sušilica plina. U stara vremena, kako bi se spriječilo zamagljivanje prozora u sobama, ova kiselina se točila u staklenke i stavljala između stakla prozorskih otvora.
4. Sumporna kiselina je glavni uzrok kiselih kiša. glavni razlog Kisela kiša je onečišćenje zraka sumpornim dioksidom, a kada se otopi u vodi, stvara sumpornu kiselinu. Zauzvrat, sumpor dioksid se emitira kada se izgaraju fosilna goriva. U kiselim kišama proučavan za posljednjih godina, povećan sadržaj dušična kiselina. Razlog za ovu pojavu je smanjenje emisije sumpor-dioksida. Unatoč toj činjenici, sumporna kiselina ostaje glavni uzrok kiselih kiša.

Nudimo vam video izbor zanimljivih eksperimenata sa sumpornom kiselinom.

Razmotrimo reakciju sumporne kiseline kada se ulije u šećer. U prvim sekundama ulaska sumporne kiseline u tikvicu sa šećerom, smjesa potamni. Nakon nekoliko sekundi tvar postaje crna. Sljedeće se događa ono najzanimljivije. Masa počinje brzo rasti i izlaziti iz tikvice. Na izlazu dobivamo ponosnu tvar, sličnu poroznom ugljenu, koja premašuje izvorni volumen za 3-4 puta.

Autor videa predlaže usporedbu reakcije Coca-Cole sa klorovodičnom kiselinom i sumpornom kiselinom. Prilikom miješanja Coca-Cole sa klorovodičnom kiselinom ne uočavaju se nikakve vizualne promjene, ali kada se pomiješa sa sumpornom kiselinom, Coca-Cola počinje ključati.

Zanimljiva interakcija može se uočiti kada sumporna kiselina dospije na toaletni papir. Toaletni papir je napravljen od celuloze. Kada kiselina uđe, molekule celuloze se trenutno razgrađuju uz oslobađanje slobodnog ugljika. Slično ugljenisanje može se primijetiti kada kiselina dospije na drvo.

Dodajem mali komadić kalija u tikvicu s koncentriranom kiselinom. U prvoj sekundi se oslobađa dim, nakon čega se metal odmah rasplamsa, zasvijetli i eksplodira, režući se na komadiće.

U sljedećem eksperimentu, kada sumporna kiselina udari šibicu, ona se rasplamsa. U drugom dijelu pokusa aluminijska folija je uronjena u aceton i unutra šibica. Dolazi do trenutnog zagrijavanja folije uz oslobađanje ogromne količine dima i njegovo potpuno otapanje.

Zanimljiv učinak se opaža kada se soda bikarbona doda sumpornoj kiselini. Soda odmah požuti. Reakcija se odvija brzim ključanjem i povećanjem volumena.

Kategorično ne savjetujemo da sve gore navedene pokuse provodite kod kuće. Sumporna kiselina je vrlo korozivna i otrovna tvar. Takvi se pokusi moraju provoditi u posebnim prostorijama koje su opremljene prisilnom ventilacijom. Plinovi koji se oslobađaju u reakcijama sa sumpornom kiselinom vrlo su otrovni i mogu uzrokovati oštećenje dišnih puteva i otrovati tijelo. Osim toga, takvi se pokusi provode u osobnoj zaštitnoj opremi za kožu i dišne ​​organe. Čuvaj se!