U gradu Revda iz tračnica je iskočilo 15 vagona sa sumpornom kiselinom. Teret je pripadao talionici bakra Sredneuralsk.

Incident se dogodio na željezničkim prugama ministarstva 2013. Kiselina se razlila na površini od 1.000 četvornih kilometara.

To ukazuje na razmjere potreba industrijalaca za reagensom. U srednjem vijeku, primjerice, bili su potrebni samo deseci litara sumporne kiseline godišnje.

U 21. stoljeću svjetska proizvodnja tvari godišnje iznosi desetke milijuna tona. Razvijenost kemijske industrije zemalja ocjenjuje se prema obujmu proizvodnje i upotrebe. Dakle, reagens je vrijedan pažnje. Počnimo sa svojstvima materije.

svojstva sumporne kiseline

Vanjski 100 posto sumporna kiselina- uljasta tekućina. Bezbojan je i težak, karakteriziran izrazitom higroskopnošću.

To znači da tvar apsorbira vodenu paru iz atmosfere. U tom slučaju kiselina oslobađa toplinu.

Stoga se koncentriranom obliku tvari dodaje voda u malim dozama. Ulijte puno i brzo, letjet će prskanje kiseline.

S obzirom na njegovu sposobnost da nagriza materiju, uključujući živo tkivo, situacija je opasna.

koncentrirana sumporna kiselina naziva se otopina u kojoj je reagensa više od 40%. Ovo se može otopiti,.

Otopina sumporne kiseline do 40% - nije koncentriran, kemijski se manifestira drugačije. Voda se može dodati dovoljno brzo.

Paladij c se neće otopiti, ali će se raspasti , i . Ali sva tri metala ne podliježu kiselom koncentratu.

Ako pogledate sumporna kiselina u otopini reagira sa aktivni metali suprotstavljajući se vodiku.

Zasićena tvar također stupa u interakciju s neaktivnom. Izuzetak su plemeniti metali. Zašto koncentrat ne "dodiruje" željezo, bakar?

Razlog je njihova pasivizacija. Ovo je naziv za proces presvlačenja metala zaštitnim filmom od oksida.

Ona je ta koja sprječava otapanje površina, međutim, samo u normalnim uvjetima. Kada se zagrije, reakcija je moguća.

Razrijeđena sumporna kiselina više kao voda nego ulje. Koncentrat se razlikuje ne samo po duktilnosti i gustoći, već i po dimu koji izlazi iz tvari u zraku.

Nažalost, u Mrtvom jezeru na Siciliji sadržaj kiseline je manji od 40%. Po izgledu rezervoara ne možete reći da je opasno.

Međutim, s dna curi opasni reagens koji se stvara u stijenama zemljine kore. Sirovina može poslužiti npr.

Ovaj mineral se također naziva sumpor. U dodiru sa zrakom i vodom raspada se na 2- i 3-valentno željezo.

Drugi produkt reakcije je sumporna kiselina. Formula heroine, odnosno: - H 2 SO 3. Nema specifične boje i mirisa.

Spustivši, iz neznanja, ruku na nekoliko minuta u vode sicilijanskog jezera smrti, ljudi gube.

S obzirom na korozivnu sposobnost rezervoara, lokalni su kriminalci u njega bacali leševe. Nekoliko dana, a organskoj tvari nema ni traga.

Produkt reakcije sumporne kiseline s organskom tvari često je. Reagens odvaja vodu od organske tvari. To ostavlja ugljik.

Kao rezultat toga, gorivo se može dobiti iz "sirovog" drva. Ljudsko tkivo nije iznimka. Ali, ovo je radnja za horor film.

Kvaliteta goriva dobivenog iz prerađenih organskih tvari je niska. Kiselina u reakciji je oksidacijsko sredstvo, iako može biti i redukcijsko sredstvo.

U potonjoj ulozi, tvar djeluje, na primjer, u interakciji s halogenima. To su elementi 17. skupine periodnog sustava elemenata.

Sve te tvari same po sebi nisu jaki redukcijski agensi. Ako se kiselina nađe s njima, ona djeluje samo kao oksidacijsko sredstvo.

Primjer: - reakcija sa sumporovodikom. I koje reakcije daju samu sumpornu kiselinu, kako se vadi i proizvodi?

Rudarstvo sumpornom kiselinom

U prošlim stoljećima reagens se vadio ne samo iz željezne rude zvane pirit, već i iz željeznog sulfata, kao i stipse.

Pod potonjim konceptom skriveni su kristalni hidrati sulfata, dvostruki.

U principu, svi navedeni minerali su sirovine koje sadrže sumpor, stoga se mogu koristiti za proizvodnja sumporne kiseline i u moderno doba.

Mineralna baza je drugačija, ali je rezultat njene prerade isti - anhidrit sumporne kiseline formule SO 2. Nastaje reakcijom s kisikom. Ispada da morate spaliti bazu.

Nastali anhidrit apsorbira voda. Formula reakcije je sljedeća: SO 2 + 1 / 2O 2 + H 2) -àH 2 SO 4. Kao što vidite, kisik je uključen u proces.

U normalnim uvjetima sumporni dioksid sporo stupa u interakciju s njim. Stoga industrijalci oksidiraju sirovine na katalizatorima.

Metoda se zove kontakt. Postoji i nitrozni pristup. Ovo je oksidacija oksidima.

Prvi spomen reagensa i njegove proizvodnje sadrži rad koji datira iz 940. godine.

Ovo su bilješke jednog od perzijskih alkemičara po imenu Abubeker al-Razi. Međutim, Jafar al-Sufi također je govorio o kiselim plinovima koji se dobivaju kalciniranjem stipse.

Ovaj arapski alkemičar živio je još u 8. stoljeću. No, sudeći prema zapisima, nije dobio čistu sumpornu kiselinu.

Primjena sumporne kiseline

Više od 40% kiseline odlazi na proizvodnju mineralnih gnojiva. U toku superfosfat, amonijev sulfat, amofos.

Sve su to složene prihrane, na koje se oslanjaju farmeri i veliki proizvođači.

Gnojivima se dodaje monohidrat. Čista je, 100% kiselina. Kristalizira se već na 10 stupnjeva Celzijusa.

Ako koristite otopinu, uzmite 65 posto. To se, primjerice, dodaje superfosfatu dobivenom iz minerala.

Za proizvodnju samo jedne tone gnojiva potrebno je 600 kilograma kiselog koncentrata.

Oko 30% sumporne kiseline troši se na pročišćavanje ugljikovodika. Reagens poboljšava kvalitetu mazivih ulja, kerozina, parafina.

Njima se pridružuju mineralna ulja i masti. Također se čiste koncentratom sumpora.

Sposobnost reagensa da otapa metale koristi se u preradi ruda. Njihova je razgradnja isplativa kao i sama kiselina.

Ne otapajući željezo, ne otapa ono koje ga sadrži. To znači da iz njega možete koristiti opremu, a ne skupu.

Prikladno, također, jeftino, također napravljeno na bazi željeza. Što se tiče otopljenih metala iskopanih sumpornom kiselinom, možete dobiti,

Sposobnost kiseline da apsorbira vodu iz atmosfere čini je izvrsnim sredstvom za sušenje.

Ako je zrak izložen 95% otopini, zaostala vlaga bit će samo 0,003 miligrama vodene pare po litri osušenog plina. Metoda se koristi u laboratorijima i industrijskoj proizvodnji.

Vrijedno je istaknuti ulogu ne samo čiste tvari, već i njezinih spojeva. Dobro dođu, uglavnom u medicini.

Barijeva kaša, na primjer, odgađa x-zrake. Liječnici ispune šuplje organe supstancom, olakšavajući pregled radiologa. Formula barijeve kaše: - BaSO 4.

Prirodni, usput, također sadrži sumpornu kiselinu, a također je potreban liječnicima, ali već pri fiksiranju prijeloma.

Mineral je također neophodan za graditelje koji ga koriste kao vezivo, materijal za pričvršćivanje, kao i za dekorativne završne obrade.

Cijena sumporne kiseline

Cijena na reagensu jedan je od razloga njegove popularnosti. Kilogram tehničke sumporne kiseline može se kupiti za samo 7 rubalja.

Toliko za svoje proizvode traže, na primjer, menadžeri jednog od poduzeća u Rostovu na Donu. Točeno u kanistere od 37 kila.

Ovo je standardna veličina spremnika. Tu su i kanisteri od 35 i 36 kilograma.

Kupite sumpornu kiselinu specijalizirani plan, na primjer, baterijski, malo je skuplji.

Za kanister od 36 kilograma traže, u pravilu, od 2000 rubalja. Ovdje je, usput, još jedno područje uporabe reagensa.

Nije tajna da je kiselina razrijeđena destiliranom vodom elektrolit. Potreban je ne samo za obične baterije, već i za strojne baterije.

Ispuštaju se kako se troši sumporna kiselina, a oslobađa se lakša voda. Gustoća elektrolita se smanjuje, a time i njegova učinkovitost.

Kiseline su kemijski spojevi, koji se sastoji od atoma vodika i kiselih ostataka, na primjer, SO4, SO3, PO4, itd. Oni su anorganski i organski. Prvi uključuju klorovodičnu, fosfornu, sulfidnu, dušičnu, sumpornu kiselinu. Drugom - octena, palmitinska, mravlja, stearinska itd.

Što je sumporna kiselina

Ova kiselina sastoji se od dva atoma vodika i kiselinskog ostatka SO4. Ima formulu H2SO4.

Sumporna kiselina ili, kako se također naziva, sulfat, odnosi se na anorganske dibazične kiseline koje sadrže kisik. Ova tvar se smatra jednom od najagresivnijih i kemijski aktivnih. U većini kemijskih reakcija djeluje kao oksidacijsko sredstvo. Ova kiselina se može koristiti u koncentriranom ili razrijeđenom obliku, u ova dva slučaja ima malo drugačija kemijska svojstva.

Fizička svojstva

Sumporna kiselina u normalnim uvjetima je u tekućem stanju, vrelište joj je približno 279,6 stupnjeva Celzijusa, ledište kada se pretvara u čvrste kristale je oko -10 stupnjeva za sto posto i oko -20 za 95 posto.

Čista 100% sulfatna kiselina je uljasta tekuća tvar bez mirisa i boje, koja ima gotovo dvostruko veću gustoću od vode - 1840 kg/m3.

Kemijska svojstva sulfatne kiseline

Sumporna kiselina reagira s metalima, njihovim oksidima, hidroksidima i solima. Razrijeđen vodom u raznim omjerima može se ponašati različito, pa pogledajmo pobliže svojstva koncentrirane i slabe otopine sumporne kiseline zasebno.

koncentrirana otopina sumporne kiseline

Koncentriranom otopinom smatra se otopina koja sadrži od 90 posto sulfatne kiseline. Takva otopina sumporne kiseline može reagirati čak i s neaktivnim metalima, kao i s nemetalima, hidroksidima, oksidima, solima. Svojstva takve otopine sulfatne kiseline slična su onima koncentrirane nitratne kiseline.

Interakcija s metalima

Tijekom kemijske reakcije koncentrirane otopine sulfatne kiseline s metalima koji se nalaze desno od vodika u elektrokemijskom nizu metalnih napona (to jest, s ne najaktivnijim), nastaju sljedeće tvari: sulfat metala s kojim se dolazi do interakcije vode i sumpornog dioksida. Metali, kao rezultat interakcije s kojima nastaju navedene tvari, uključuju bakar (cuprum), živu, bizmut, srebro (argentum), platinu i zlato (aurum).

Interakcija s neaktivnim metalima

S metalima koji su lijevo od vodika u naponskom nizu, koncentrirana sumporna kiselina ponaša se malo drugačije. Kao rezultat takve kemijske reakcije nastaju sljedeće tvari: sulfat određenog metala, sumporovodik ili čisti sumpor i voda. Metali s kojima se odvija takva reakcija također su željezo (ferum), magnezij, mangan, berilij, litij, barij, kalcij i svi ostali koji su u nizu napona lijevo od vodika, osim aluminija, kroma, nikal i titan - s njima koncentrirana sulfatna kiselina ne reagira.

Međudjelovanje s nemetalima

Ova tvar je jako oksidacijsko sredstvo, stoga može sudjelovati u redoks kemijskim reakcijama s nemetalima, kao što su, na primjer, ugljik (ugljik) i sumpor. Kao rezultat takvih reakcija, voda se nužno oslobađa. Kada se ova tvar doda ugljiku, također se oslobađaju ugljični dioksid i sumporov dioksid. A ako sumporu dodate kiselinu, dobit ćete samo sumporni dioksid i vodu. U takvoj kemijskoj reakciji sulfatna kiselina ima ulogu oksidacijskog sredstva.

Interakcija s organskim tvarima

Među reakcijama sumporne kiseline s organskim tvarima može se razlikovati karbonizacija. Takav se proces događa kada se određena tvar sudari s papirom, šećerom, vlaknima, drvom itd. U ovom slučaju ugljik se u svakom slučaju oslobađa. Ugljik nastao tijekom reakcije može djelomično djelovati u suvišku sa sumpornom kiselinom. Na fotografiji je prikazana reakcija šećera s otopinom sulfatne kiseline srednje koncentracije.

Reakcije sa solima

Također, koncentrirana otopina H2SO4 reagira sa suhim solima. U tom slučaju dolazi do standardne reakcije izmjene u kojoj nastaje metalni sulfat koji je bio prisutan u strukturi soli i kiselina s ostatkom koji je bio u sastavu soli. Međutim, koncentrirana sumporna kiselina ne reagira s otopinama soli.

Interakcija s drugim tvarima

Također, ova tvar može reagirati s metalnim oksidima i njihovim hidroksidima, u tim slučajevima dolazi do reakcija razmjene, u prvom se oslobađa metalni sulfat i voda, u drugom - isto.

Kemijska svojstva slabe otopine sulfatne kiseline

Razrijeđena sumporna kiselina reagira s mnogim tvarima i ima ista svojstva kao sve kiseline. On, za razliku od koncentriranog, djeluje samo s aktivnim metalima, odnosno onima koji su lijevo od vodika u nizu napona. U ovom slučaju dolazi do iste reakcije supstitucije kao i kod bilo koje kiseline. Ovo oslobađa vodik. Također, takva kisela otopina stupa u interakciju s otopinama soli, zbog čega dolazi do reakcije izmjene, o kojoj je već bilo riječi, s oksidima - baš kao i koncentrirani, s hidroksidima - također isto. Osim običnih sulfata, postoje i hidrosulfati, koji su produkt međudjelovanja hidroksida i sumporne kiseline.

Kako znati sadrži li otopina sumpornu kiselinu ili sulfate

Da bi se utvrdilo jesu li te tvari prisutne u otopini, koristi se posebna kvalitativna reakcija za sulfatne ione, što vam omogućuje da saznate. Sastoji se od dodavanja barija ili njegovih spojeva u otopinu. Kao rezultat, može nastati bijeli talog (barijev sulfat), što ukazuje na prisutnost sulfata ili sumporne kiseline.

Kako se proizvodi sumporna kiselina?

Najčešći način industrijska proizvodnja ove tvari je njegova ekstrakcija iz željeznog pirita. Ovaj proces odvija se u tri faze, od kojih je svaka određena kemijska reakcija. Razmotrimo ih. Najprije se piritu dodaje kisik, što rezultira stvaranjem ferum oksida i sumpor dioksida, koji se koristi za daljnje reakcije. Ova interakcija se događa na visokoj temperaturi. Nakon toga slijedi korak u kojem se dodavanjem kisika uz prisustvo katalizatora, a to je vanadijev oksid, dobiva sumporov trioksid. Sada, u posljednjoj fazi, dobivenoj tvari se dodaje voda i dobiva se sulfatna kiselina. Ovo je najčešći proces za industrijsku ekstrakciju sulfatne kiseline, najčešće se koristi jer je pirit najpristupačnija sirovina pogodna za sintezu tvari opisane u ovom članku. Sumporna kiselina proizvedena ovim postupkom koristi se u razna polja industriji - kako u kemijskoj industriji, tako iu mnogim drugim, na primjer, u rafiniranju nafte, preradi ruda, itd. Također, njegova je upotreba često predviđena u tehnologiji proizvodnje mnogih sintetičkih vlakana.

Sumporna kiselina, H2SO4, jaka dvobazna kiselina koja odgovara najvišem oksidacijskom stupnju sumpora (+6). U normalnim uvjetima - teška uljasta tekućina, bez boje i mirisa. Sumporna kiselina se u tehnici naziva njezinim smjesama s vodom i sumpornim anhidridom. Ako je molarni omjer SO3:H2O manji od 1, tada je to vodena otopina sumporne kiseline, ako je veći od 1, to je otopina SO3 u sumpornoj kiselini.

Prirodna nalazišta samorodnog sumpora su relativno mala. Ukupni sadržaj sumpora u Zemljina kora iznosi 0,1%. Sumpor se nalazi u nafti, ugljenu, zapaljivim i dimnim plinovima. Sumpor se u prirodi najčešće nalazi u obliku spojeva s cinkom, bakrom i drugim metalima. Treba napomenuti da se udio pirita i sumpora u ukupnoj bilanci sirovina sumporne kiseline postupno smanjuje, a postupno raste udio sumpora ekstrahiranog iz različitih otpada. Mogućnosti dobivanja sumporne kiseline iz otpada su vrlo značajne. Korištenje otpadnih plinova iz obojene metalurgije omogućuje dobivanje, bez posebnih troškova, u sustavima sumporne kiseline za prženje sirovina koje sadrže sumpor.

Fizikalna i kemijska svojstva sumporne kiseline

100% H2SO4 (SO3 x H2O) naziva se monohidrat. Spoj ne puši, u koncentriranom obliku ne uništava željezne metale, dok je jedna od najjačih kiselina;

• tvar štetno djeluje na biljna i životinjska tkiva, oduzima im vodu, zbog čega dolazi do pougljenjenja.
• kristalizira na 10,45°C;
• tkip 296,2 "C;
• gustoća 1,9203 g/cm3;
• toplinski kapacitet 1,62 J/g.

Sumporna kiselina miješa se s H2O i SO3 u bilo kojem omjeru, tvoreći spojeve:

• H2SO4 x 4 H2O (t taljenja - 28,36 "C),
• H2SO4 x 3 H2O (t taljenja - 36,31 "C),
• H2SO4 x 2 H2O (t taljenja - 39,60 "C),
• H2SO4 x H2O (t taljenja - 8,48 "C),
• H2SO4 x SO3 (H2S2O7 - disumporna ili pirosumporna kiselina, t.t. 35,15 "C) - oleum,
• H2SO x 2 S03 (H2S3O10 - trisumporna kiselina, mp 1,20 "C).

Kada se vodene otopine sumporne kiseline koje sadrže do 70% H2SO4 zagrijavaju i kuhaju, u parnu fazu oslobađa se samo vodena para. Pare sumporne kiseline pojavljuju se i iznad koncentriranijih otopina. Otopina od 98,3% H2SO4 (azeotropna smjesa) potpuno se destilira pri vrenju (336,5 "C). Sumporna kiselina koja sadrži više od 98,3% H2SO4 zagrijavanjem oslobađa pare SO3.
Koncentrirana sumporna kiselina je jako oksidacijsko sredstvo. Oksidira HI i HBr do slobodnih halogena. Zagrijavanjem oksidira sve metale osim Au i platinskih metala (osim Pd). Na hladnoći, koncentrirana sumporna kiselina pasivizira mnoge metale, uključujući Pb, Cr, Ni, čelik, lijevano željezo. Razrijeđena sumporna kiselina reagira sa svim metalima (osim Pb) koji prethode vodiku u naponskom nizu, na primjer: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2.

Kako jaka kiselina H2SO4 više istiskuje slabe kiseline iz njihovih soli, kao što je borna kiselina iz boraksa:

Na2B4O7 + H2SO4 + 5 H2O = Na2SO4 + 4 H2BO3,

a kada se zagrijava, istiskuje više hlapljivih kiselina, na primjer:

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3.

Sumporna kiselina uklanja kemijski vezanu vodu iz organski spojevi koji sadrže hidroksilne skupine – OH. Dehidracija etil alkohol u prisutnosti koncentrirane sumporne kiseline dovodi do proizvodnje etilena ili dietil etera. Pougljenje šećera, celuloze, škroba i drugih ugljikohidrata u dodiru sa sumpornom kiselinom također se objašnjava njihovom dehidracijom. Kao dibazična, sumporna kiselina tvori dvije vrste soli: sulfate i hidrosulfate.

Ledište sumporne kiseline:
koncentracija, %	temperatura smrzavanja, "C
74,7	-20
76,4	-20
78,1	-20
79,5	-7,5
80,1	-8,5
81,5	-0,2
83,5	1,6
84,3	8,5
85,7	4,6
87,9	-9
90,4	-20
92,1	-35
95,6	-20

Sirovine za proizvodnju sumporne kiseline

Sirovine za proizvodnju sumporne kiseline mogu biti: sumpor, sumporni pirit FeS2, ispušni plinovi oksidativnog prženja sulfidnih ruda Zn, Cu, Pb i drugi metali koji sadrže SO2. U Rusiji se glavna količina sumporne kiseline dobiva iz sumpornih pirita. FeS2 se spaljuje u pećima gdje je u fluidiziranom sloju. To se postiže brzim upuhivanjem zraka kroz sloj fino mljevenog pirita. Nastala plinska smjesa sadrži SO2, O2, N2, nečistoće SO3, pare H2O, As2O3, SiO2 i dr., a nosi dosta pepelne prašine od koje se plinovi čiste u elektrofilterima.

Metode dobivanja sumporne kiseline

Sumporna kiselina se dobiva iz SO2 na dva načina: dušikovim (toranj) i kontaktnim.

dušična metoda

Prerada SO2 u sumpornu kiselinu dušikovom metodom provodi se u proizvodnim tornjevima - cilindričnim spremnicima (visoke 15 m ili više) ispunjenim oblogom od keramičkih prstenova. Odozgo, prema strujanju plina, raspršuje se "nitroza" - razrijeđena sumporna kiselina koja sadrži nitrozil sumpornu kiselinu NOOSO3H, dobivenu reakcijom:

N2O3 + 2 H2SO4 = 2 NOOSO3H + H2O.

Oksidacija SO2 dušikovim oksidima događa se u otopini nakon njegove apsorpcije nitrozom. Nitroza se hidrolizira vodom:

NOOSO3H + H2O = H2SO4 + HNO2.

Sumporni dioksid koji ulazi u tornjeve stvara sumpornu kiselinu s vodom:

SO2 + H2O = H2SO3.

Međudjelovanje HNO2 i H2SO3 dovodi do proizvodnje sumporne kiseline:

2 HNO2 + H2SO3 = H2SO4 + 2 NO + H2O.

Oslobođeni NO se u oksidacijskom tornju pretvara u N2O3 (točnije u smjesu NO + NO2). Odatle plinovi ulaze u apsorpcijske tornjeve, gdje se sumporna kiselina dovodi da ih dočeka odozgo. Nastaje nitroza koja se pumpa u proizvodne tornjeve. Time je osiguran kontinuitet proizvodnje i ciklusa dušikovih oksida. Njihovi neizbježni gubici s ispušnim plinovima nadoknađuju se dodatkom HNO3.

Sumporna kiselina dobivena dušikovom metodom ima nedovoljno visoku koncentraciju i sadrži štetne nečistoće (na primjer As). Njegovo stvaranje prati ispuštanje dušikovih oksida u atmosferu ("lisičji rep", tako nazvan po boji NO2).

kontaktni način

Princip kontaktne metode za proizvodnju sumporne kiseline otkrio je 1831. P. Philips (Velika Britanija). Prvi katalizator bila je platina. Krajem 19. - početkom 20. stoljeća. otkriveno je ubrzanje oksidacije SO2 u SO3 anhidridom vanadija V2O5. Posebno važnu ulogu u proučavanju djelovanja vanadijevih katalizatora i njihovom izboru imala su istraživanja sovjetskih znanstvenika A. E. Adadurova, G. K. Boreskova i F. N. Juškeviča.

Suvremena postrojenja sumporne kiseline građena su za rad po kontaktnoj metodi. Kao osnova katalizatora koriste se vanadijevi oksidi s dodacima SiO2, Al2O3, K2O, CaO, BaO u različitim omjerima. Sve kontaktne mase vanadija pokazuju svoju aktivnost samo na temperaturi ne nižoj od ~ 420 ° C. U kontaktnom aparatu plin obično prolazi 4 ili 5 slojeva kontaktne mase. U proizvodnji sumporne kiseline kontaktnom metodom, prženje plin se prethodno pročišćava od nečistoća koje truju katalizator.ostaci prašine uklanjaju se u tornjevima za pranje navodnjavanim sumpornom kiselinom.Iz magle se sumporna kiselina (formirana iz plinska smjesa SO3 i H2O) oslobađaju se u mokrim elektrofilterima. H2O paru apsorbira koncentrirana sumporna kiselina u tornjevima za sušenje. Tada smjesa SO2 sa zrakom prolazi kroz katalizator (kontaktna masa) i oksidira se u SO3:

SO2 + 1/2 O2 = SO3.

SO3 + H2O = H2SO4.

Ovisno o količini vode koja ulazi u proces, dobiva se otopina sumporne kiseline u vodi ili oleumu.
Oko 80% svjetske H2SO4 sada se proizvodi ovom metodom.

Primjena sumporne kiseline

Sumporna kiselina može se koristiti za pročišćavanje naftnih proizvoda od sumpornih, nezasićenih organskih spojeva.

U metalurgiji se sumporna kiselina koristi za skidanje kamenca sa žice, kao i limova prije kalajisanja i pocinčavanja (razrijeđena), za luženje raznih metalnih površina prije premazivanja kromom, bakrom, niklom itd. Složene rude se također razgrađuju uz pomoć sumporne kiseline (osobito urana).

U organskoj sintezi koncentrirana sumporna kiselina nužna je komponenta nitrirajućih smjesa, kao i sredstvo za sumporenje u proizvodnji mnogih boja i ljekovitih tvari.

Sumporna kiselina naširoko se koristi za proizvodnju gnojiva, etilnog alkohola, umjetnih vlakana, kaprolaktama, titanijevog dioksida, anilinskih boja i niza drugih kemijskih spojeva.

Istrošena sumporna kiselina (otpad) koristi se u kemijskoj, metalurškoj, drvoprerađivačkoj i dr. industriji.Akumulatorska sumporna kiselina koristi se u proizvodnji olovno-kiselinskih izvora struje.

Svaka kiselina je složena tvar, čija molekula sadrži jedan ili više atoma vodika i kiselinski ostatak.

Formula sumporne kiseline je H2SO4. Prema tome, sastav molekule sumporne kiseline uključuje dva atoma vodika i kiselinski ostatak SO4.

Sumporna kiselina nastaje kada sumporni oksid reagira s vodom

SO3+H2O -> H2SO4

Čista 100% sumporna kiselina (monohidrat) je teška tekućina, viskozna poput ulja, bez boje i mirisa, kiselkastog "bakrenog" okusa. Već na temperaturi od +10 ° C, skrutne se i pretvara u kristalnu masu.

Koncentrirana sumporna kiselina sadrži približno 95% H2SO4. I smrzava se na temperaturama ispod -20 °C.

Interakcija s vodom

Sumporna kiselina je vrlo topljiva u vodi, miješajući se s njom u bilo kojem omjeru. Time se oslobađa velika količina topline.

Sumporna kiselina može apsorbirati vodenu paru iz zraka. Ovo se svojstvo koristi u industriji za sušenje plinova. Plinovi se suše propuštanjem kroz posebne posude sa sumpornom kiselinom. Naravno, ova metoda se može koristiti samo za one plinove koji ne reagiraju s njim.

Poznato je da kada sumporna kiselina uđe u mnoge organska tvar, posebno ugljikohidrata, ove tvari su pougljenjene. Činjenica je da ugljikohidrati, poput vode, sadrže i vodik i kisik. Sumporna kiselina lišava ih tih elemenata. Ono što ostaje je ugljen.

NA Vodena otopina Indikatori H2SO4 lakmus i metiloranž pocrvene, što ukazuje da je ova otopina kiselkastog okusa.

Interakcija s metalima

Kao i svaka druga kiselina, sumporna kiselina je sposobna zamijeniti atome vodika s atomima metala u svojoj molekuli. U interakciji je s gotovo svim metalima.

razrijeđena sumporna kiselina reagira s metalima poput normalne kiseline. Kao rezultat reakcije nastaje sol s kiselim ostatkom SO4 i vodik.

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

ALI koncentrirana sumporna kiselina je vrlo jak oksidans. Oksidira sve metale, bez obzira na njihov položaj u nizu napona. A kada reagira s metalima, sam se reducira na SO2. Vodik se ne oslobađa.

Su + 2 H2SO4 (konc) = CuSO4 + SO2 + 2H2O

Zn + 2 H2SO4 (konc.) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O

Ali zlato, željezo, aluminij, metali platinske skupine ne oksidiraju u sumpornoj kiselini. Stoga se sumporna kiselina prevozi u čeličnim cisternama.

Soli sumporne kiseline, koje se dobivaju kao rezultat takvih reakcija, nazivaju se sulfati. Bezbojni su i lako kristaliziraju. Neki od njih su visoko topljivi u vodi. Samo su CaSO4 i PbSO4 slabo topljivi. BaSO4 je gotovo netopljiv u vodi.

Interakcija s bazama

Reakcija kiseline s bazom naziva se reakcija neutralizacije. Kao rezultat reakcije neutralizacije sumporne kiseline nastaje sol koja sadrži kiselinski ostatak SO4 i vodu H2O.

Primjeri reakcija neutralizacije sumporne kiseline:

H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O

H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O

Sumporna kiselina ulazi u reakciju neutralizacije s topivim i netopivim bazama.

Budući da se u molekuli sumporne kiseline nalaze dva atoma vodika, a za njezinu neutralizaciju potrebne su dvije baze, ona spada u dibazične kiseline.

Interakcija s bazičnim oksidima

Iz školskog tečaja kemije znamo kako se zovu oksidi složene tvari, koji uključuje dva kemijski element, od kojih je jedan kisik u oksidacijskom stanju -2. Bazični oksidi nazivaju se oksidi 1, 2 i nekih 3 valentnih metala. Primjeri bazičnih oksida: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO.

S bazičnim oksidima sumporna kiselina stupa u reakciju neutralizacije. Kao rezultat takve reakcije, kao i u reakciji s bazama, nastaju sol i voda. Sol sadrži kiselinski ostatak SO4.

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

Interakcija soli

Sumporna kiselina reagira sa solima slabijih ili hlapljivih kiselina, istiskujući te kiseline iz njih. Kao rezultat ove reakcije nastaje sol s kiselim ostatkom SO4 i kiselina

H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl

Primjena sumporne kiseline i njezinih spojeva

Barijeva kaša BaSO4 može odgoditi rendgenske zrake. Ispunjavajući ga šupljim organima ljudskog tijela, radiolozi ih ispituju.

U medicini i građevinarstvu naširoko se koristi prirodni gips CaSO4 * 2H2O, kalcijev sulfat hidrat. Glauberova sol Na2SO4 * 10H2O koristi se u medicini i veterini, u kemijskoj industriji - za proizvodnju sode i stakla. Bakreni sulfat CuSO4 * 5H2O poznat je vrtlarima i agronomima koji ga koriste za suzbijanje štetnika i biljnih bolesti.

Sumporna kiselina ima široku primjenu u raznim industrijama: kemijskoj, metaloprerađivačkoj, naftnoj, tekstilnoj, kožarskoj i dr.

Fizička svojstva sumporne kiseline:
Teška uljasta tekućina ("vitriol");
gustoća 1,84 g/cm3; nehlapljiv, visoko topiv u vodi - uz jako zagrijavanje; t°pl. = 10,3°C, t.k \u003d 296 ° C, vrlo higroskopan, ima svojstva uklanjanja vode (pougljenje papira, drva, šećera).

Toplina hidratacije je tolika da smjesa može prokuhati, prskati i izazvati opekline. Dakle, potrebno je dodati kiselinu u vodu, a ne obrnuto, jer kada se voda doda kiselini, lakša voda će biti na površini kiseline, gdje će se koncentrirati sva oslobođena toplina.

Industrijska proizvodnja sumporne kiseline (kontaktna metoda):

1) 4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2) 2SO 2 + O 2 V 2 O 5 → 2SO 3

3) nSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3 (oleum)

Zdrobljeni pročišćeni vlažni pirit (sumporni pirit) ulijeva se odozgo u peć za pečenje u " fluidizirani sloj". Odozdo (princip protustruje) prolazi zrak obogaćen kisikom.
Iz ložišta izlazi ložišni plin čiji je sastav: SO 2, O 2, vodena para (pirit je bio mokar) i najsitnije čestice pepela (željezni oksid). Plin se pročišćava od nečistoća čvrstih čestica (u ciklonu i elektrofilteru) i vodene pare (u tornju za sušenje).
U kontaktnom aparatu sumporni dioksid se oksidira pomoću V 2 O 5 katalizatora (vanadijev pentoksid) kako bi se povećala brzina reakcije. Proces oksidacije jednog oksida u drugi je reverzibilan. Stoga biraju optimalni uvjeti tijek izravne reakcije visoki krvni tlak(budući da se izravna reakcija odvija uz smanjenje ukupnog volumena), a temperatura nije viša od 500 C (jer je reakcija egzotermna).

U apsorpcijskom tornju sumporni oksid (VI) apsorbira koncentrirana sumporna kiselina.
Apsorpcija vode se ne koristi, jer se sumporni oksid otapa u vodi uz oslobađanje velike količine topline, pa nastala sumporna kiselina vrije i prelazi u paru. Kako biste izbjegli stvaranje maglice sumporne kiseline, koristite 98% koncentriranu sumpornu kiselinu. Sumporni oksid se vrlo dobro otapa u takvoj kiselini, tvoreći oleum: H 2 SO 4 nSO 3

Kemijska svojstva sumporne kiseline:

H 2 SO 4 je jaka dvobazna kiselina, jedna od najjačih mineralnih kiselina, zbog velike polarnosti, H - O veza se lako kida.

1) Sumporna kiselina disocira u vodenoj otopini , tvoreći vodikov ion i kiselinski ostatak:
H2SO4 \u003d H++ HSO4-;
HSO 4 - \u003d H + + SO 4 2-.
Sažeta jednadžba:
H 2 SO 4 \u003d 2H + + SO 4 2-.

2) Međudjelovanje sumporne kiseline s metalima:
Razrijeđena sumporna kiselina otapa samo metale u nizu napona lijevo od vodika:
Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (razb) → Zn +2 SO 4 + H 2

3) Interakcija sumporne kiselines bazičnim oksidima:
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O

4) Interakcija sumporne kiseline sahidroksidi:
H 2 SO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + 2H 2 O
H 2 SO 4 + Cu(OH) 2 → CuSO 4 + 2H 2 O

5) Reakcije izmjene sa solima:
BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl
Stvaranje bijelog taloga BaSO 4 (netopljivog u kiselinama) koristi se za dokazivanje sumporne kiseline i topivih sulfata (kvalitativna reakcija za sulfatni ion).

Posebna svojstva koncentrirane H 2 SO 4:

1) koncentrirana sumporna kiselina je jako oksidirajuće sredstvo ; u interakciji s metalima (osim Au, Pt) obnavljaju se u S +4 O 2, S 0 ili H 2 S -2 ovisno o aktivnosti metala. Bez zagrijavanja ne reagira s Fe, Al, Cr - pasivizacija. U interakciji s metalima s promjenjivom valencijom, potonji se oksidiraju do više visoki stupnjevi oksidacija nego u slučaju razrijeđene otopine kiseline: Fe0→ Fe 3+ , Cr 0→ Cr 3+ , Mn 0→Mn4+,sn 0→ sn 4+

aktivni metal

8 Al + 15 H 2 SO 4 (konc.) → 4Al 2 (SO 4) 3 + 12H 2 O + 3 H 2 S
4│2Al 0 – 6 e- → 2Al 3+ - oksidacija
3│ S 6+ + 8e → S 2– oporavak

4Mg+ 5H 2 SO 4 → 4MgSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

Metal srednje aktivnosti

2Cr + 4 H 2 SO 4 (konc.) → Cr 2 (SO 4) 3 + 4 H 2 O + S
1│ 2Cr 0 - 6e → 2Cr 3+ - oksidacija
1│ S 6+ + 6e → S 0 - oporavak

Metal neaktivan

2Bi + 6H 2 SO 4 (konc.) → Bi 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O + 3 SO2
1│ 2Bi 0 - 6e → 2Bi 3+ - oksidacija
3│ S 6+ + 2e →S 4+ - oporavak

2Ag + 2H 2 SO 4 → Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

2) Koncentrirana sumporna kiselina oksidira neke nemetale, obično do maksimalnog oksidacijskog stanja, a sama se reducira naS+4O2:

C + 2H 2 SO 4 (konc) → CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

S+ 2H 2 SO 4 (konc) → 3SO 2 + 2H 2 O

2P+ 5H 2 SO 4 (konc) → 5SO 2 + 2H 3 PO 4 + 2H 2 O

3) Oksidacija složenih tvari:
Sumporna kiselina oksidira HI i HBr do slobodnih halogena:
2 KBr + 2H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + SO 2 + Br 2 + 2 H 2 O
2 KI + 2H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + SO 2 + I 2 + 2H 2 O
Koncentrirana sumporna kiselina ne može oksidirati kloridne ione u slobodni klor, što omogućuje dobivanje HCl reakcijom izmjene:
NaCl + H2SO4 (konc.) = NaHSO4 + HCl

Sumporna kiselina uklanja kemijski vezanu vodu iz organskih spojeva koji sadrže hidroksilne skupine. Dehidracija etilnog alkohola u prisutnosti koncentrirane sumporne kiseline dovodi do proizvodnje etilena:
C2H5OH \u003d C2H4 + H2O.

Pougljenje šećera, celuloze, škroba i drugih ugljikohidrata u kontaktu sa sumpornom kiselinom također se objašnjava njihovom dehidracijom:
C6H12O6 + 12H2SO4 \u003d 18H2O + 12SO2 + 6CO2.