V meste Revda sa vykoľajilo 15 vagónov s kyselinou sírovou. Náklad patril sredneuralskej medenej huti.

K incidentu došlo na okresných železničných tratiach v roku 2013. Kyselina sa rozliala na ploche 1000 kilometrov štvorcových.

To naznačuje rozsah potreby priemyselníkov pre činidlo. Napríklad v stredoveku boli potrebné len desiatky litrov kyseliny sírovej ročne.

V 21. storočí predstavuje svetová produkcia látky ročne desiatky miliónov ton. Rozvoj chemického priemyslu krajín sa posudzuje podľa objemu výroby a použitia. Takže činidlo si zaslúži pozornosť. Začnime vlastnosťami hmoty.

vlastnosti kyseliny sírovej

Navonok 100 percent kyselina sírová- olejovitá kvapalina. Je bezfarebný a ťažký, vyznačuje sa extrémnou hygroskopicitou.

To znamená, že látka absorbuje vodnú paru z atmosféry. V tomto prípade kyselina uvoľňuje teplo.

Preto sa do koncentrovanej formy látky pridáva voda v malých dávkach. Nalejte veľa a rýchlo, budú lietať striekance kyseliny.

Vzhľadom na jeho schopnosť korodovať hmotu vrátane živého tkaniva je situácia nebezpečná.

koncentrovaná kyselina sírová nazývaný roztok, v ktorom je obsah činidla viac ako 40 %. Toto je schopné rozpustiť,.

Roztok kyseliny sírovej do 40% - nekoncentrovaný, chemicky sa prejavuje inak. Voda sa do nej môže pridať dostatočne rýchlo.

Paládium c sa nerozpustí, ale rozpadnú sa , a . Ale všetky tri kovy nepodliehajú kyslému koncentrátu.

Ak sa pozriete na kyselina sírová v roztoku reaguje s aktívne kovy státie voči vodíku.

Nasýtená látka tiež interaguje s neaktívnymi. Výnimkou sú ušľachtilé kovy. Prečo sa koncentrát "nedotýka" železa, medi?

Dôvodom je ich pasivácia. Toto je názov pre proces poťahovania kovov ochranným filmom oxidov.

Je to ona, ktorá zabraňuje rozpúšťaniu povrchov, avšak len za normálnych podmienok. Pri zahrievaní je možná reakcia.

Zriediť kyselinu sírovú viac ako voda ako olej. Koncentrát je rozlíšiteľný nielen podľa ťažnosti a hustoty, ale aj podľa dymu vychádzajúceho z látky vo vzduchu.

Bohužiaľ, v Mŕtvom jazere na Sicílii je obsah kyselín nižší ako 40%. Podľa vzhľadu nádrže nemôžete povedať, že je nebezpečná.

Zo dna však vyteká nebezpečné činidlo, ktoré sa tvorí v horninách zemskej kôry. Surovina môže slúžiť napr.

Tento minerál sa tiež nazýva síra. Pri kontakte so vzduchom a vodou sa rozkladá na 2- a 3-mocné železo.

Druhým produktom reakcie je kyselina sírová. Vzorec hrdinky, resp.: - H2SO3. Neexistuje žiadna špecifická farba ani vôňa.

Keď ľudia z nevedomosti na pár minút spustili ruku do vôd sicílskeho jazera smrti, prehrali.

Vzhľadom na korozívnu schopnosť nádrže sa miestni zločinci zaviazali vysypať do nej mŕtvoly. Pár dní a po organickej hmote niet ani stopy.

Produktom reakcie kyseliny sírovej s organickou hmotou je často. Činidlo oddeľuje vodu od organickej hmoty. Zostáva uhlík.

Výsledkom je, že palivo možno získať zo „surového“ dreva. Ľudské tkanivo nie je výnimkou. Toto je však námet na hororový film.

Kvalita paliva získaného zo spracovaných organických látok je nízka. Kyselina v reakcii je oxidačným činidlom, hoci môže byť aj redukčným činidlom.

V druhej úlohe látka pôsobí napríklad pri interakcii s halogénmi. Sú to prvky 17. skupiny periodickej tabuľky.

Všetky tieto látky nie sú samy o sebe silnými redukčnými činidlami. Ak sa u nich nachádza kyselina, pôsobí len ako oxidačné činidlo.

Príklad: - reakcia so sírovodíkom. A aké reakcie poskytujú samotnú kyselinu sírovú, ako sa ťaží a vyrába?

Ťažba kyseliny sírovej

V minulých storočiach sa činidlo ťažilo nielen zo železnej rudy nazývanej pyrit, ale aj zo síranu železa, ako aj kamenca.

Pod posledným pojmom sa skrývajú kryštalické hydráty síranov, dvojité.

V zásade sú všetky uvedené minerály surovinami obsahujúcimi síru, preto ich možno použiť na produkcia kyseliny sírovej a v modernej dobe.

Minerálna báza je iná, ale výsledok jej spracovania je rovnaký - anhydrit sírový so vzorcom SO 2. Vzniká reakciou s kyslíkom. Ukazuje sa, že musíte spáliť základňu.

Výsledný anhydrit je absorbovaný vodou. Reakčný vzorec je nasledujúci: S02 + 1/202 + H2) -ŕH2S04. Ako vidíte, do procesu je zapojený kyslík.

Za normálnych podmienok s ním oxid siričitý pomaly interaguje. Preto priemyselníci oxidujú suroviny na katalyzátoroch.

Metóda sa nazýva kontakt. Existuje aj dusíkatý prístup. Ide o oxidáciu oxidmi.

Prvá zmienka o činidle a jeho výrobe obsahuje dielo z roku 940.

Toto sú poznámky jedného z perzských alchymistov menom Abubeker al-Razi. Džafar al-Sufi však hovoril aj o kyslých plynoch získaných kalcináciou kamenca.

Tento arabský alchymista žil už v 8. storočí. Čistú kyselinu sírovú však súdiac podľa záznamov nedostal.

Použitie kyseliny sírovej

Viac ako 40 % kyseliny ide na výrobu minerálnych hnojív. V priebehu superfosfátu, síranu amónneho, ammofosu.

Všetko sú to zložité vrchné obväzy, na ktoré sa farmári a veľkovýrobcovia spoliehajú.

Monohydrát sa pridáva do hnojív. Je čistý, 100% kyselina. Kryštalizuje už pri 10 stupňoch Celzia.

Ak používate roztok, vezmite 65 percent. Ten sa napríklad pridáva do superfosfátu získaného z minerálu.

Na výrobu jednej tony hnojiva je potrebných 600 kilogramov kyslého koncentrátu.

Asi 30 % kyseliny sírovej sa spotrebuje na čistenie uhľovodíkov. Činidlo zlepšuje kvalitu mazacích olejov, petroleja, parafínu.

Spájajú sa s nimi minerálne oleje a tuky. Čistia sa tiež sírovým koncentrátom.

Schopnosť činidla rozpúšťať kovy sa využíva pri spracovaní rúd. Ich rozklad je nákladovo efektívny ako samotná kyselina.

Bez rozpustenia železa nerozpustí to, ktoré ho obsahuje. To znamená, že z neho môžete používať vybavenie, a nie drahé.

Vhodné, tiež lacné, vyrobené aj na báze železa. Pokiaľ ide o rozpustené kovy ťažené kyselinou sírovou, môžete získať,

Schopnosť kyseliny absorbovať vodu z atmosféry z nej robí vynikajúce vysúšadlo.

Ak je vzduch vystavený 95% roztoku, zvyšková vlhkosť bude len 0,003 miligramu vodnej pary na liter vysušeného plynu. Metóda sa používa v laboratóriách a priemyselnej výrobe.

Za zmienku stojí úloha nielen čistej látky, ale aj jej zlúčenín. Hodia sa hlavne v medicíne.

Zdržuje napríklad kaša z bária röntgenových lúčov. Lekári naplnia duté orgány látkou, čím uľahčia vyšetrenie rádiológom. Vzorec báryovej kaše: - BaSO 4.

Prírodná, mimochodom, obsahuje aj kyselinu sírovú a je potrebná aj pre lekárov, ale už pri fixácii zlomenín.

Minerál je potrebný aj pre staviteľov, ktorí ho používajú ako spojivo, upevňovací materiál, ako aj na dekoratívne povrchové úpravy.

Cena kyseliny sírovej

cena na činidle je jedným z dôvodov jeho popularity. Kilogram technickej kyseliny sírovej je možné zakúpiť len za 7 rubľov.

Toľko o svojich produktoch žiadajú napríklad manažéri jedného z podnikov v Rostove na Done. Naliate do kanistrov s hmotnosťou 37 kg.

Toto je štandardná veľkosť nádoby. Existujú aj kanistre s hmotnosťou 35 a 36 kilogramov.

Kúpte si kyselinu sírovúšpecializovaný plán, napríklad batériový, je o niečo drahší.

Za 36-kilogramovú nádobu spravidla žiadajú od 2 000 rubľov. Tu je, mimochodom, ďalšia oblasť použitia činidla.

Nie je žiadnym tajomstvom, že kyselina zriedená destilovanou vodou je elektrolyt. Je potrebný nielen pre bežné batérie, ale aj pre strojové batérie.

Vypúšťajú sa pri spotrebe kyseliny sírovej a uvoľňuje sa ľahšia voda. Hustota elektrolytu klesá, a tým aj jeho účinnosť.

Kyseliny sú chemické zlúčeniny, pozostávajúce z atómov vodíka a kyslých zvyškov, napríklad SO4, SO3, PO4 atď. Sú anorganické a organické. Prvé zahŕňajú kyselinu chlorovodíkovú, fosforečnú, sulfidovú, dusičnú, sírovú. Do druhej - octová, palmitová, mravčia, stearová atď.

Čo je kyselina sírová

Táto kyselina pozostáva z dvoch atómov vodíka a kyslého zvyšku SO4. Má vzorec H2SO4.

Kyselina sírová alebo, ako sa tiež nazýva, sulfát, označuje anorganické dvojsýtne kyseliny obsahujúce kyslík. Táto látka je považovaná za jednu z najagresívnejších a chemicky aktívnych. Vo väčšine chemických reakcií pôsobí ako oxidačné činidlo. Táto kyselina môže byť použitá v koncentrovanej alebo zriedenej forme, v týchto dvoch prípadoch má mierne odlišné chemické vlastnosti.

Fyzikálne vlastnosti

Kyselina sírová má za normálnych podmienok kvapalné skupenstvo, jej bod varu je približne 279,6 stupňov Celzia, bod tuhnutia pri premene na tuhé kryštály je na sto percent asi -10 stupňov a na 95 percent asi -20.

Čistá 100% sulfátová kyselina je olejovitá tekutá látka bez zápachu a farby, ktorá má takmer dvojnásobnú hustotu ako voda – 1840 kg/m3.

Chemické vlastnosti sulfátovej kyseliny

Kyselina sírová reaguje s kovmi, ich oxidmi, hydroxidmi a soľami. Zriedený vodou v rôznych pomeroch sa môže správať rôzne, preto sa pozrime bližšie na vlastnosti koncentrovaného a slabého roztoku kyseliny sírovej zvlášť.

koncentrovaný roztok kyseliny sírovej

Za koncentrovaný roztok sa považuje roztok, ktorý obsahuje od 90 percent kyseliny síranovej. Takýto roztok kyseliny sírovej je schopný reagovať aj s neaktívnymi kovmi, ako aj s nekovmi, hydroxidmi, oxidmi, soľami. Vlastnosti takého roztoku síranovej kyseliny sú podobné vlastnostiam koncentrovanej dusičnanovej kyseliny.

Interakcia s kovmi

Počas chemickej reakcie koncentrovaného roztoku kyseliny síranovej s kovmi umiestnenými napravo od vodíka v elektrochemickej sérii kovových napätí (teda s nie najaktívnejšími) vznikajú tieto látky: síran kovu, s ktorým prebieha interakcia, voda a oxid siričitý. Medzi kovy v dôsledku interakcie, s ktorými sa tvoria uvedené látky, patrí meď (cuprum), ortuť, bizmut, striebro (argentum), platina a zlato (aurum).

Interakcia s neaktívnymi kovmi

S kovmi, ktoré sú v sérii napätia naľavo od vodíka, sa koncentrovaná kyselina sírová správa trochu inak. V dôsledku takejto chemickej reakcie vznikajú tieto látky: síran určitého kovu, sírovodík alebo čistá síra a voda. Medzi kovy, s ktorými takáto reakcia prebieha, patrí aj železo (ferum), horčík, mangán, berýlium, lítium, bárium, vápnik a všetky ostatné, ktoré sú v sérii napätí vľavo od vodíka, okrem hliníka, chrómu, nikel a titán - s nimi koncentrovaná síranová kyselina nereaguje.

Interakcia s nekovmi

Táto látka je silným oxidačným činidlom, preto je schopná podieľať sa na redoxných chemických reakciách s nekovmi, ako je napríklad uhlík (uhlík) a síra. V dôsledku takýchto reakcií sa nevyhnutne uvoľňuje voda. Keď sa táto látka pridá k uhlíku, uvoľňuje sa aj oxid uhličitý a oxid siričitý. A ak k síre pridáte kyselinu, získate iba oxid siričitý a vodu. Pri takejto chemickej reakcii hrá síranová kyselina úlohu oxidačného činidla.

Interakcia s organickými látkami

Karbonizáciu možno rozlíšiť medzi reakciami kyseliny sírovej s organickými látkami. K takémuto procesu dochádza, keď sa daná látka zrazí s papierom, cukrom, vláknami, drevom atď. V tomto prípade sa uhlík v každom prípade uvoľňuje. Uhlík vytvorený počas reakcie môže čiastočne interagovať s kyselinou sírovou v nadbytku. Fotografia ukazuje reakciu cukru s roztokom síranovej kyseliny strednej koncentrácie.

Reakcie so soľami

Koncentrovaný roztok H2SO4 tiež reaguje so suchými soľami. V tomto prípade nastáva štandardná výmenná reakcia, pri ktorej vzniká síran kovu, ktorý bol prítomný v štruktúre soli, a kyselina so zvyškom, ktorý bol v zložení soli. Koncentrovaná kyselina sírová však nereaguje s roztokmi solí.

Interakcia s inými látkami

Táto látka môže tiež reagovať s oxidmi kovov a ich hydroxidmi, v týchto prípadoch dochádza k výmenným reakciám, v prvom sa uvoľňuje síran kovu a voda, v druhom - to isté.

Chemické vlastnosti slabého roztoku kyseliny síranovej

Zriedená kyselina sírová reaguje s mnohými látkami a má rovnaké vlastnosti ako všetky kyseliny. Na rozdiel od koncentrovaného interaguje iba s aktívnymi kovmi, to znamená s tými, ktoré sú naľavo od vodíka v sérii napätí. V tomto prípade nastáva rovnaká substitučná reakcia ako v prípade akejkoľvek kyseliny. Tým sa uvoľňuje vodík. Takýto roztok kyseliny tiež interaguje s roztokmi solí, v dôsledku čoho dochádza k výmennej reakcii, ktorá už bola diskutovaná vyššie, s oxidmi - rovnako ako koncentrované, s hydroxidmi - tiež rovnaké. Okrem obyčajných síranov existujú aj hydrosírany, ktoré sú produktom interakcie hydroxidu a kyseliny sírovej.

Ako zistiť, či roztok obsahuje kyselinu sírovú alebo sírany

Na určenie, či sú tieto látky prítomné v roztoku, sa používa špeciálna kvalitatívna reakcia pre síranové ióny, ktorá vám umožňuje zistiť. Spočíva v pridaní bária alebo jeho zlúčenín do roztoku. V dôsledku toho sa môže vytvoriť biela zrazenina (síran bárnatý), čo naznačuje prítomnosť síranov alebo kyseliny sírovej.

Ako sa vyrába kyselina sírová?

Najbežnejší spôsob priemyselná produkcia tejto látky je jej extrakcia z pyritu železa. Tento proces prebieha v troch fázach, z ktorých každá je určitá chemická reakcia. Zvážme ich. Najprv sa do pyritu pridá kyslík, čo vedie k tvorbe oxidu železitého a oxidu siričitého, ktorý sa používa na ďalšie reakcie. K tejto interakcii dochádza pri vysokej teplote. Potom nasleduje krok, v ktorom sa pridaním kyslíka v prítomnosti katalyzátora, ktorým je oxid vanádu, získa oxid sírový. Teraz, v poslednom štádiu, sa k výslednej látke pridá voda a získa sa síranová kyselina. Toto je najbežnejší proces priemyselnej extrakcie kyseliny síranovej, používa sa najčastejšie, pretože pyrit je najdostupnejšia surovina vhodná na syntézu látky opísanej v tomto článku. Kyselina sírová vyrobená týmto procesom sa používa v rôznych odboroch priemysel - tak v chemickom priemysle, ako aj v mnohých iných, napríklad pri rafinácii ropy, úprave rúd atď. Tiež sa často predpokladá jeho použitie pri výrobnej technológii mnohých syntetických vlákien.

Kyselina sírová, H2SO4, silná dvojsýtna kyselina zodpovedajúca najvyššiemu oxidačnému stavu síry (+6). Za normálnych podmienok - ťažká olejovitá kvapalina, bez farby a zápachu. V strojárstve sa kyselina sírová nazýva jej zmesi s vodou aj s anhydridom kyseliny sírovej. Ak je molárny pomer SO3:H2O menší ako 1, potom ide o vodný roztok kyseliny sírovej, ak je väčší ako 1, ide o roztok SO3 v kyseline sírovej.

Prírodné ložiská prírodnej síry sú relatívne malé. Celkový obsah síry v zemská kôra je 0,1 %. Síra sa nachádza v rope, uhlí, horľavých a spalinách. Síra sa v prírode najčastejšie vyskytuje vo forme zlúčenín so zinkom, meďou a inými kovmi. Treba poznamenať, že podiel pyritov a síry na celkovej bilancii surovín kyseliny sírovej sa postupne znižuje a podiel síry extrahovanej z rôznych odpadov sa postupne zvyšuje. Možnosti získavania kyseliny sírovej z odpadu sú veľmi významné. Použitie odpadových plynov z metalurgie neželezných kovov umožňuje bez zvláštnych nákladov získať v systémoch kyseliny sírovej na spaľovanie surovín obsahujúcich síru.

Fyzikálne a chemické vlastnosti kyseliny sírovej

100% H2SO4 (SO3 x H2O) sa nazýva monohydrát. Zmes nedymí, v koncentrovanej forme neničí železné kovy, pričom je jednou z najsilnejších kyselín;

• látka má škodlivý účinok na rastlinné a živočíšne tkanivá, odoberá z nich vodu, v dôsledku čoho dochádza k ich zuhoľnateniu.
• kryštalizuje pri 10,45 °C;
• tkip 296,2 "C;
• hustota 1,9203 g/cm3;
• tepelná kapacita 1,62 J/g.

Kyselina sírová mieša sa s H2O a SO3 v akomkoľvek pomere a vytvára zlúčeniny:

• H2SO4 x 4 H2O (teplota topenia - 28,36 "C),
• H2SO4 x 3 H2O (t.t. - 36,31 "C),
• H2SO4 x 2 H2O (teplota topenia - 39,60 °C),
• H2SO4 x H2O (t.t. - 8,48 "C),
• H2SO4 x SO3 (H2S2O7 - kyselina disírová alebo pyrosírová, teplota topenia 35,15 °C) - oleum,
• H2SO x 2S03 (H2S3010 - kyselina trisírová, teplota topenia 1,20 °C).

Pri zahrievaní a varení vodných roztokov kyseliny sírovej s obsahom do 70 % H2SO4 sa do plynnej fázy uvoľňuje iba vodná para. Nad koncentrovanejšími roztokmi sa objavujú aj výpary kyseliny sírovej. Roztok 98,3 % H2SO4 (azeotropická zmes) sa úplne destiluje pri vare (336,5 °C). Kyselina sírová obsahujúca viac ako 98,3 % H2SO4 uvoľňuje pri zahrievaní pary SO3.
Koncentrovaná kyselina sírová je silné oxidačné činidlo. Oxiduje HI a HBr na voľné halogény. Pri zahrievaní oxiduje všetky kovy okrem Au a platinových kovov (s výnimkou Pd). V chlade koncentrovaná kyselina sírová pasivuje mnohé kovy vrátane Pb, Cr, Ni, ocele, liatiny. Zriedená kyselina sírová reaguje so všetkými kovmi (okrem Pb), ktoré v napäťovom rade predchádzajú vodíku, napríklad: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2.

Ako silná kyselina H2SO4 vytesňuje viac slabé kyseliny z ich solí, ako je kyselina boritá z bóraxu:

Na2B4O7 + H2SO4 + 5 H2O = Na2S04 + 4 H2BO3,

a pri zahrievaní vytláča viac prchavých kyselín, napríklad:

NaN03 + H2SO4 = NaHS04 + HNO3.

Kyselina sírová odstraňuje chemicky viazanú vodu z Organické zlúčeniny obsahujúce hydroxylové skupiny - OH. Dehydratácia etylalkohol v prítomnosti koncentrovanej kyseliny sírovej vedie k produkcii etylénu alebo dietyléteru. Zuhoľnatenie cukru, celulózy, škrobu a iných uhľohydrátov pri kontakte s kyselinou sírovou sa vysvetľuje aj ich dehydratáciou. Ako dvojsýtna kyselina tvorí dva typy solí: sírany a hydrosírany.

Teplota tuhnutia kyseliny sírovej:
koncentrácia, %	teplota mrazu, "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

Suroviny na výrobu kyseliny sírovej

Surovinou na výrobu kyseliny sírovej môžu byť: síra, pyrit sírový FeS2, výfukové plyny z oxidačného praženia sulfidových rúd Zn, Cu, Pb a iné kovy obsahujúce SO2. V Rusku sa hlavné množstvo kyseliny sírovej získava zo sírnych pyritov. FeS2 sa spaľuje v peciach, kde je v stave fluidného lôžka. To sa dosiahne rýchlym fúkaním vzduchu cez vrstvu jemne mletých pyritov. Výsledná zmes plynov obsahuje SO2, O2, N2, nečistoty SO3, pary H2O, As2O3, SiO2 a iné a nesie množstvo škvárového prachu, z ktorého sa plyny čistia v elektrostatických odlučovačoch.

Spôsoby výroby kyseliny sírovej

Kyselina sírová sa získava z SO2 dvoma spôsobmi: dusíkatým (vežovým) a kontaktným.

nitrózna metóda

Spracovanie SO2 na kyselinu sírovú nitróznou metódou sa uskutočňuje vo výrobných vežiach - valcových nádržiach (15 m a viac) naplnených výplňou z keramických prstencov. Zhora smerom k prúdu plynu sa rozprašuje "nitróza" - zriedená kyselina sírová obsahujúca kyselinu nitrozylsírovú NOOSO3H, získaná reakciou:

N203 + 2 H2SO4 = 2 NOOS03H + H20.

K oxidácii SO2 oxidmi dusíka dochádza v roztoku po jeho absorpcii nitrózou. Nitróza je hydrolyzovaná vodou:

NOOSO3H + H2O = H2SO4 + HN02.

Oxid siričitý vstupujúci do veží tvorí s vodou kyselinu sírovú:

SO2 + H2O = H2S03.

Interakcia HNO2 a H2SO3 vedie k produkcii kyseliny sírovej:

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

Uvoľnený NO sa v oxidačnej veži premieňa na N2O3 (presnejšie na zmes NO + NO2). Odtiaľ plyny vstupujú do absorpčných veží, kde je zhora privádzaná kyselina sírová. Vzniká nitróza, ktorá sa čerpá do výrobných veží. Tak je zabezpečená kontinuita výroby a kolobeh oxidov dusíka. Ich nevyhnutné straty s výfukovými plynmi sa dopĺňajú pridávaním HNO3.

Kyselina sírová získaná nitróznou metódou má nedostatočne vysokú koncentráciu a obsahuje škodlivé nečistoty (napríklad As). Jeho produkcia je sprevádzaná uvoľňovaním oxidov dusíka do atmosféry ("líščí chvost", tak nazvaný podľa farby NO2).

kontaktným spôsobom

Princíp kontaktného spôsobu výroby kyseliny sírovej objavil v roku 1831 P. Philips (Veľká Británia). Prvým katalyzátorom bola platina. Koncom 19. - začiatkom 20. stor. bolo objavené zrýchlenie oxidácie SO2 na SO3 anhydridom vanádu V2O5. Obzvlášť dôležitú úlohu pri skúmaní pôsobenia vanádiových katalyzátorov a ich výbere zohrali štúdie sovietskych vedcov A. E. Adadurova, G. K. Boreskova a F. N. Juškeviča.

Moderné zariadenia na výrobu kyseliny sírovej sú postavené tak, aby pracovali podľa kontaktnej metódy. Ako základ katalyzátora sa používajú oxidy vanádu s prísadami SiO2, Al2O3, K2O, CaO, BaO v rôznych pomeroch. Všetky vanádiové kontaktné hmoty vykazujú svoju aktivitu len pri teplote nie nižšej ako ~ 420 °C.V kontaktnom prístroji plyn zvyčajne prechádza 4 alebo 5 vrstvami kontaktnej hmoty.Pri výrobe kyseliny sírovej kontaktnou metódou je praženie plyn sa predbežne čistí od nečistôt, ktoré otravujú katalyzátor.zvyšky prachu sa odstraňujú v umývacích vežiach zavlažovaných kyselinou sírovou.Z hmly kyselina sírová (vzniká z zmes plynov SO3 a H2O) sa uvoľňujú vo vlhkých elektrostatických odlučovačoch. Pary H2O sú absorbované koncentrovanou kyselinou sírovou v sušiacich vežiach. Potom zmes SO2 so vzduchom prechádza cez katalyzátor (kontaktná hmota) a oxiduje sa na SO3:

S02 + 1/2 O2 = S03.

SO3 + H2O = H2S04.

V závislosti od množstva vody vstupujúcej do procesu sa získa roztok kyseliny sírovej vo vode alebo oleu.
Touto metódou sa v súčasnosti vyrába asi 80 % svetovej H2SO4.

Použitie kyseliny sírovej

Kyselina sírová sa môže použiť na čistenie ropných produktov od sírnych, nenasýtených organických zlúčenín.

V metalurgii sa kyselina sírová používa na odstraňovanie vodného kameňa z drôtu, ale aj plechov pred cínovaním a zinkovaním (riedená), na morenie rôznych kovových povrchov pred ich nanášaním chrómu, medi, niklu a pod. kyseliny sírovej (najmä uránu).

V organickej syntéze je koncentrovaná kyselina sírová nevyhnutnou zložkou nitračných zmesí, ako aj síriacim činidlom pri výrobe mnohých farbív a liečivých látok.

Kyselina sírová sa široko používa na výrobu hnojív, etylalkoholu, umelých vlákien, kaprolaktámu, oxidu titaničitého, anilínových farbív a množstva ďalších chemických zlúčenín.

Použitá kyselina sírová (odpad) sa používa v chemickom, hutníckom, drevospracujúcom a inom priemysle.Akumulátorová kyselina sírová sa používa pri výrobe olovených zdrojov prúdu.

Akákoľvek kyselina je komplexná látka, ktorej molekula obsahuje jeden alebo viac atómov vodíka a zvyšok kyseliny.

Vzorec kyseliny sírovej je H2SO4. Preto zloženie molekuly kyseliny sírovej zahŕňa dva atómy vodíka a zvyšok kyseliny SO4.

Kyselina sírová vzniká pri reakcii oxidu sírového s vodou

SO3+H2O -> H2S04

Čistá 100% kyselina sírová (monohydrát) je ťažká kvapalina, viskózna ako olej, bez farby a zápachu, s kyslou "medenou" chuťou. Už pri teplote +10 °C tuhne a mení sa na kryštalickú hmotu.

Koncentrovaná kyselina sírová obsahuje približne 95 % H2SO4. A mrzne pri teplotách pod -20 ° C.

Interakcia s vodou

Kyselina sírová je vysoko rozpustná vo vode, mieša sa s ňou v akomkoľvek pomere. Tým sa uvoľňuje veľké množstvo tepla.

Kyselina sírová je schopná absorbovať vodnú paru zo vzduchu. Táto vlastnosť sa využíva v priemysle na sušenie plynov. Plyny sa sušia prechodom cez špeciálne nádoby s kyselinou sírovou. Samozrejme, túto metódu možno použiť len pre tie plyny, ktoré s ňou nereagujú.

Je známe, že keď kyselina sírová vstupuje do mnohých organickej hmoty, najmä sacharidy, tieto látky sú zuhoľnatené. Faktom je, že sacharidy, rovnako ako voda, obsahujú vodík aj kyslík. Kyselina sírová ich o tieto prvky oberá. Čo zostáva, je uhlie.

AT vodný roztok Indikátory H2SO4 lakmus a metyl pomaranč sčervenajú, čo naznačuje, že tento roztok má kyslú chuť.

Interakcia s kovmi

Ako každá iná kyselina, aj kyselina sírová je schopná vo svojej molekule nahradiť atómy vodíka atómami kovu. Interaguje s takmer všetkými kovmi.

zriedená kyselina sírová reaguje s kovmi ako bežná kyselina. V dôsledku reakcie sa vytvorí soľ s kyslým zvyškom SO4 a vodíkom.

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

ALE koncentrovaná kyselina sírová je veľmi silné oxidačné činidlo. Oxiduje všetky kovy bez ohľadu na ich polohu v sérii napätia. A pri reakcii s kovmi sa sám redukuje na SO2. Vodík sa neuvoľňuje.

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

Zn + 2 H2SO4 (konc) = ZnS04 + S02 + 2H20

Ale zlato, železo, hliník, kovy skupiny platiny v kyseline sírovej neoxidujú. Preto sa kyselina sírová prepravuje v oceľových cisternách.

Soli kyseliny sírovej, ktoré sa získavajú v dôsledku takýchto reakcií, sa nazývajú sírany. Sú bezfarebné a ľahko kryštalizujú. Niektoré z nich sú vysoko rozpustné vo vode. Len CaSO4 a PbSO4 sú ťažko rozpustné. BaSO4 je takmer nerozpustný vo vode.

Interakcia s bázami

Reakcia kyseliny so zásadou sa nazýva neutralizačná reakcia. V dôsledku neutralizačnej reakcie kyseliny sírovej vzniká soľ obsahujúca kyslý zvyšok SO4 a vodu H2O.

Príklady neutralizačných reakcií kyseliny sírovej:

H2SO4 + 2 NaOH = Na2S04 + 2 H2O

H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O

Kyselina sírová vstupuje do neutralizačnej reakcie s rozpustnými aj nerozpustnými zásadami.

Pretože v molekule kyseliny sírovej sú dva atómy vodíka a na jej neutralizáciu sú potrebné dve zásady, patrí medzi dvojsýtne kyseliny.

Interakcia so zásaditými oxidmi

Zo školského kurzu chémie vieme, ako sa nazývajú oxidy komplexné látky, ktorá zahŕňa dve chemický prvok, z ktorých jeden je kyslík v oxidačnom stave -2. Zásadité oxidy sa nazývajú oxidy 1, 2 a niektorých 3 valenčných kovov. Príklady zásaditých oxidov: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO.

So zásaditými oxidmi vstupuje kyselina sírová do neutralizačnej reakcie. V dôsledku takejto reakcie, ako pri reakcii so zásadami, vzniká soľ a voda. Soľ obsahuje kyslý zvyšok S04.

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

Interakcia soli

Kyselina sírová reaguje so soľami slabších alebo prchavých kyselín, pričom tieto kyseliny z nich vytláča. Výsledkom tejto reakcie je soľ s kyslým zvyškom SO4 a kys

H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl

Použitie kyseliny sírovej a jej zlúčenín

Báriová kaša BaSO4 je schopná oddialiť röntgenové žiarenie. Naplnením dutými orgánmi ľudského tela ich rádiológovia skúmajú.

V medicíne a stavebníctve sa široko používa prírodná sadra CaSO4 * 2H2O, hydrát síranu vápenatého. Glauberova soľ Na2SO4 * 10H2O sa používa v medicíne a veterinárnej medicíne, v chemickom priemysle - na výrobu sódy a skla. Síran meďnatý CuSO4 * 5H2O je známy záhradníkom a agronómom, ktorí ho používajú na kontrolu škodcov a chorôb rastlín.

Kyselina sírová sa široko používa v rôznych priemyselných odvetviach: chemický, kovospracujúci, ropný, textilný, kožiarsky a iné.

Fyzikálne vlastnosti kyseliny sírovej:
Ťažká olejovitá kvapalina ("vitriol");
hustota 1,84 g/cm3; neprchavé, vysoko rozpustné vo vode - so silným zahrievaním; t°pl. = 10,3 °C, t.v \u003d 296 ° C, veľmi hygroskopický, má vlastnosti odstraňujúce vodu (zuhoľnatenie papiera, dreva, cukru).

Hydratačné teplo je také veľké, že zmes môže vrieť, prskať a spôsobiť popáleniny. Preto je potrebné pridávať kyselinu do vody a nie naopak, pretože keď sa pridá voda do kyseliny, ľahšia voda bude na povrchu kyseliny, kde sa bude koncentrovať všetko uvoľnené teplo.

Priemyselná výroba kyseliny sírovej (kontaktná metóda):

1) 4FeS2 + 1102 → 2Fe203 + 8SO2

2) 2SO 2 + O 2 V 2 O 5 → 2SO 3

3) nS03 + H2S04 → H2S04nS03 (oleum)

Rozdrvený čistený vlhký pyrit (sírový pyrit) sa nasype zhora do pece na vypálenie v „ fluidného lôžka". Zospodu (protiprúdový princíp) prechádza vzduch obohatený kyslíkom.
Z pece vychádza pecný plyn, ktorého zloženie je: SO 2, O 2, vodná para (pyrit bol vlhký) a najmenšie častice škváry (oxid železa). Plyn sa čistí od nečistôt pevných častíc (v cyklóne a elektrostatickom odlučovači) a vodnej pary (v sušiacej veži).
V kontaktnom zariadení sa oxid siričitý oxiduje pomocou katalyzátora V205 (oxid vanadičný), aby sa zvýšila rýchlosť reakcie. Proces oxidácie jedného oxidu na druhý je reverzibilný. Preto vyberajú optimálne podmienky priebeh priamej reakcie vysoký krvný tlak(keďže priama reakcia prebieha s poklesom celkového objemu) a teplota nie je vyššia ako 500 C (keďže reakcia je exotermická).

V absorpčnej veži je oxid sírový (VI) absorbovaný koncentrovanou kyselinou sírovou.
Absorpcia vody sa nepoužíva, pretože oxid sírový sa rozpúšťa vo vode za uvoľnenia veľkého množstva tepla, takže výsledná kyselina sírová vrie a mení sa na paru. Aby ste predišli tvorbe hmly kyseliny sírovej, použite 98% koncentrovanú kyselinu sírovú. Oxid sírový sa v takejto kyseline veľmi dobre rozpúšťa a vytvára oleum: H 2 SO 4 nSO 3

Chemické vlastnosti kyseliny sírovej:

H 2 SO 4 je silná dvojsýtna kyselina, jedna z najsilnejších minerálnych kyselín, vďaka vysokej polarite sa väzba H - O ľahko rozbije.

1) Kyselina sírová disociuje vo vodnom roztoku , tvoriaci vodíkový ión a kyslý zvyšok:
H2S04 \u003d H+ + HS04-;
HS04 - \u003d H+ + S04 2-.
Súhrnná rovnica:
H2S04 \u003d 2H++ S04 2-.

2) Interakcia kyseliny sírovej s kovmi:
Zriedená kyselina sírová rozpúšťa kovy iba v sérii napätia naľavo od vodíka:
Zn 0 + H 2 + 1 SO 4 (razb) → Zn + 2 SO 4 + H 2

3) Interakcia kyseliny sírovejso zásaditými oxidmi:
CuO + H2S04 → CuS04 + H20

4) Interakcia kyseliny sírovej shydroxidy:
H2S04 + 2NaOH -> Na2S04 + 2H20
H2SO4 + Cu(OH)2 → CuS04 + 2H20

5) Výmenné reakcie so soľami:
BaCl2 + H2S04 -> BaS04↓ + 2HCl
Tvorba bielej zrazeniny BaSO 4 (nerozpustná v kyselinách) sa využíva na detekciu kyseliny sírovej a rozpustných síranov (kvalitatívne reakcie pre síranový ión).

Špeciálne vlastnosti koncentrovanej H 2 SO 4:

1) koncentrovaný kyselina sírová je silné oxidačné činidlo ; pri interakcii s kovmi (okrem Au, Pt) sa regenerujú na S +4 O 2, S 0 alebo H 2 S -2 v závislosti od aktivity kovu. Bez zahrievania nereaguje s Fe, Al, Cr - pasivácia. Pri interakcii s kovmi s premenlivou mocnosťou sa tieto oxidujú až viac vysokých stupňov oxidácia ako v prípade zriedeného roztoku kyseliny: Fe0→ Fe 3+, Cr 0→ Cr3+, Mn0→Mn4+,sn 0→ sn 4+

aktívny kov

8 Al + 15 H2S04 (konc.) → 4Al2 (S04) 3 + 12H20 + 3 H 2 S
4│2Al 0 – 6 e- → 2Al 3+ - oxidácia
3│ S 6+ + 8e → S 2– zotavenie

4Mg+ 5H2S04 → 4MgS04 + H2S + 4H20

Stredne aktívny kov

2Cr + 4H2S04 (konc.) → Cr2(SO4)3 + 4 H20 + S
1│ 2Cr 0 - 6e → 2Cr 3+ - oxidácia
1│ S 6+ + 6e → S 0 - obnova

Kov neaktívny

2Bi + 6H2S04 (konc.) → Bi2 (S04)3 + 6H20 + 3 SO2
1│ 2Bi 0 - 6e → 2Bi 3+ - oxidácia
3│ S 6+ + 2e →S 4+ - zotavenie

2Ag + 2H2S04 → Ag2S04 + SO2 + 2H20

2) Koncentrovaná kyselina sírová oxiduje niektoré nekovy spravidla do maximálneho oxidačného stavu, sama sa redukuje naS+4O2:

C + 2H2S04 (konc) → CO2 + 2S02 + 2H20

S+ 2H2S04 (konc) -> 3S02 + 2H20

2P+ 5H2S04 (konc) → 5SO2 + 2H3P04 + 2H20

3) Oxidácia komplexných látok:
Kyselina sírová oxiduje HI a HBr na voľné halogény:
2 KBr + 2H2S04 \u003d K2S04 + S02 + Br2 + 2H20
2 KI + 2H2SO4 \u003d K2S04 + SO2 + I2 + 2H20
Koncentrovaná kyselina sírová nedokáže oxidovať chloridové ióny na voľný chlór, čo umožňuje získať HCl výmennou reakciou:
NaCl + H2S04 (konc.) = NaHS04 + Hcl

Kyselina sírová odstraňuje chemicky viazanú vodu z organických zlúčenín obsahujúcich hydroxylové skupiny. Dehydratácia etylalkoholu v prítomnosti koncentrovanej kyseliny sírovej vedie k produkcii etylénu:
C2H5OH \u003d C2H4 + H20.

Zuhoľnatenie cukru, celulózy, škrobu a iných uhľohydrátov pri kontakte s kyselinou sírovou sa vysvetľuje aj ich dehydratáciou:
C6H1206 + 12H2S04 \u003d 18H20 + 12S02 + 6C02.