Oksidi sumpora. Sumporna kiselina

U redoks procesima, sumporov dioksid može biti i oksidacijsko i redukcijsko sredstvo jer atom u ovom spoju ima srednje oksidacijsko stanje +4.

Kako oksidacijsko sredstvo SO 2 reagira s jačim redukcijskim sredstvima, na primjer s:

SO 2 + 2H 2 S \u003d 3S ↓ + 2H 2 O

Kako redukcijsko sredstvo SO 2 reagira s jačim oksidansima, na primjer s u prisutnosti katalizatora, s itd.:

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3

SO 2 + Cl 2 + 2H 2 O \u003d H 2 SO 3 + 2HCl

Priznanica

1) Sumporni dioksid nastaje izgaranjem sumpora:

2) U industriji se dobiva pečenjem pirita:

3) U laboratoriju se sumporni dioksid može dobiti:

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

Primjena

Sumporni dioksid naširoko se koristi u tekstilnoj industriji za izbjeljivanje raznih proizvoda. Osim toga, koristi se u poljoprivredi za uništavanje štetnih mikroorganizama u staklenicima i podrumima. U velikim količinama, SO 2 se koristi za proizvodnju sumporne kiseline.

sumporni oksid (VI) – TAKO 3 (sumporni anhidrid)

Sumporni anhidrid SO 3 je bezbojna tekućina, koja se na temperaturama ispod 17 °C pretvara u bijelu kristalnu masu. Vrlo dobro upija vlagu (higroskopan).

Kemijska svojstva

Acidobazna svojstva

Kako tipični kiselinski oksid sumporni anhidrid međusobno djeluje:

SO3 + CaO = CaSO4

c) vodom:

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

Posebno svojstvo SO 3 je njegova sposobnost da se dobro otapa u sumpornoj kiselini. Otopina SO 3 u sumpornoj kiselini naziva se oleum.

Stvaranje oleuma: H 2 SO 4 + n SO 3 \u003d H 2 SO 4 ∙ n SO 3

redoks svojstva

Sumporni oksid (VI) karakteriziraju jaka oksidacijska svojstva (obično reduciran u SO 2):

3SO3 + H2S \u003d 4SO2 + H2O

Dobivanje i korištenje

Sumporni anhidrid nastaje tijekom oksidacije sumpornog dioksida:

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3

U svom čistom obliku sumporni anhidrid nema praktičnu vrijednost. Dobiva se kao intermedijer u proizvodnji sumporne kiseline.

H2SO4

Sumporna kiselina prvi put se spominje među arapskim i europskim alkemičarima. Dobiva se kalciniranjem željeznog sulfata (FeSO 4 ∙ 7H 2 O) na zraku: 2FeSO 4 \u003d Fe 2 O 3 + SO 3 + SO 2 ili smjese sa: 6KNO 3 + 5S \u003d 3K 2 SO 4 + 2SO 3 + 3N 2, a ispuštene pare sumpornog anhidrida su kondenzirane. Upijajući vlagu, pretvarali su se u oleum. Ovisno o načinu dobivanja, H 2 SO 4 nazivali smo vitriolnim uljem ili sumpornim uljem. Godine 1595. alkemičar Andreas Libavius ​​​​utvrdio je identitet obje tvari.

Dugo vremena vitriol ulje nije bilo široko korišteno. Zanimanje za nju znatno je poraslo nakon 18. stoljeća. Otkriven je indigo karmin, postojana plava boja. Prva tvornica za proizvodnju sumporne kiseline osnovana je u blizini Londona 1736. godine. Proces se odvijao u olovnim komorama na čije se dno ulijevala voda. Rastaljena smjesa salitre sa sumporom spaljena je u gornjem dijelu komore, a zatim je tamo pušten zrak. Postupak se ponavlja sve dok se na dnu posude ne stvori kiselina potrebne koncentracije.

U 19. stoljeću metoda je poboljšana: umjesto salitre korištena je dušična kiselina (daje se razgradnjom u komori). Za vraćanje nitroznih plinova u sustav dizajnirani su posebni tornjevi po kojima je cijeli proces dobio naziv - toranjski proces. Tvornice koje rade po metodi tornja postoje i danas.

Sumporna kiselina je teška uljasta tekućina, bez boje i mirisa, higroskopna; dobro se otapa u vodi. Kada se koncentrirana sumporna kiselina otopi u vodi, oslobađa se velika količina topline, pa se mora pažljivo uliti u vodu (a ne obrnuto!) I miješati otopinu.

Otopina sumporne kiseline u vodi s udjelom H2SO4 manjim od 70% obično se naziva razrijeđena sumporna kiselina, a otopina s više od 70% naziva se koncentrirana sumporna kiselina.

Kemijska svojstva

Acidobazna svojstva

Razrijeđena sumporna kiselina pokazuje sva karakteristična svojstva jakih kiselina. Ona reagira:

H2SO4 + NaOH \u003d Na2SO4 + 2H2O

H 2 SO 4 + BaCl 2 \u003d BaSO 4 ↓ + 2HCl

Proces interakcije iona Ba 2+ sa sulfatnim ionima SO 4 2+ dovodi do stvaranja bijelog netopljivog taloga BaSO 4 . to kvalitativna reakcija na sulfatni ion.

Redoks svojstva

U razrijeđenom H 2 SO 4 ioni H + su oksidansi, a u koncentriranom H 2 SO 4 sulfatni ioni su SO 4 2+ . SO 4 2+ ioni su jači oksidansi od H + iona (vidi dijagram).

NA razrijeđena sumporna kiselina otapaju metale koji su u elektrokemijskom nizu napona na vodik. U ovom slučaju nastaju i otpuštaju metalni sulfati:

Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2

Metali koji su u elektrokemijskom nizu napona nakon vodika ne reagiraju s razrijeđenom sumpornom kiselinom:

Cu + H 2 SO 4 ≠

koncentrirana sumporna kiselina je jako oksidacijsko sredstvo, osobito kada se zagrijava. Oksidira mnoge, a i neke organske tvari.

Kod interakcije koncentrirane sumporne kiseline s metalima koji su u elektrokemijskom nizu napona iza vodika (Cu, Ag, Hg) nastaju metalni sulfati, kao i produkt redukcije sumporne kiseline - SO 2.

S aktivnijim metalima (Zn, Al, Mg) koncentrirana sumporna kiselina može se reducirati u slobodnu. Na primjer, kada sumporna kiselina stupa u interakciju s, ovisno o koncentraciji kiseline, mogu istodobno nastati različiti produkti redukcije sumporne kiseline - SO 2, S, H 2 S:

Zn + 2H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

3Zn + 4H 2 SO 4 = 3ZnSO 4 + S↓ + 4H 2 O

4Zn + 5H 2 SO 4 = 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

Na hladnoći, koncentrirana sumporna kiselina pasivizira neke metale, na primjer, pa se stoga transportira u željeznim cisternama:

Fe + H 2 SO 4 ≠

Koncentrirana sumporna kiselina oksidira neke nemetale (, itd.), vraćajući se u sumporni oksid (IV) SO 2:

S + 2H 2 SO 4 \u003d 3SO 2 + 2H 2 O

C + 2H 2 SO 4 \u003d 2SO 2 + CO 2 + 2H 2 O

Dobivanje i korištenje

U industriji se sumporna kiselina dobiva kontaktom. Proces nabave odvija se u tri faze:

1. Dobivanje SO 2 prženjem pirita:

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

1. Oksidacija SO 2 u SO 3 u prisutnosti katalizatora - vanadijevog (V) oksida:

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3

1. Otapanje SO 3 u sumpornoj kiselini:

H2SO4+ n SO 3 \u003d H 2 SO 4 ∙ n SO 3

Dobiveni oleum transportira se u željeznim cisternama. Sumporna kiselina potrebne koncentracije dobiva se iz oleuma ulijevanjem u vodu. Ovo se može izraziti dijagramom:

H 2 SO 4 ∙ n SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

Sumporna kiselina nalazi različite primjene u raznim područjima nacionalnog gospodarstva. Koristi se za sušenje plinova, u proizvodnji drugih kiselina, za proizvodnju gnojiva, raznih boja i lijekova.

Soli sumporne kiseline

Većina sulfata je visoko topljiva u vodi (slabo topljivi CaSO 4 , još manje PbSO 4 i praktički netopljivi BaSO 4 ). Neki sulfati koji sadrže vodu kristalizacije nazivaju se vitriol:

CuSO 4 ∙ 5H 2 O bakrov sulfat

FeSO 4 ∙ 7H 2 O željezni sulfat

Soli sumporne kiseline imaju sve. Njihov odnos prema grijanju je poseban.

Sulfati aktivnih metala ( , ) ne raspadaju se čak ni pri 1000 ° C, dok se drugi (Cu, Al, Fe) - raspadaju pri laganom zagrijavanju u metalni oksid i SO 3:

CuSO 4 \u003d CuO + SO 3

Preuzimanje datoteka:

Preuzmite besplatni sažetak na temu: "Proizvodnja sumporne kiseline kontaktnom metodom"

Možete preuzeti eseje o drugim temama

*na slici zapisa je fotografija bakrenog sulfata

H2SO3, slaba dvobazna kiselina. Nije izoliran u slobodnom obliku, postoji u vodenim otopinama. Soli sulfita sumporne kiseline ... Veliki enciklopedijski rječnik

SUMPORNE KISELINE- (H2SO3) slaba dvobazna kiselina. Postoji samo u vodenim otopinama. Soli S. do. sulfiti. Koristi se u industriji celuloze i papira te u prehrambenoj industriji. Vidi također Kiseline i anhidridi... Ruska enciklopedija zaštite rada

sumporna kiselina- - [A.S. Goldberg. Engleski ruski energetski rječnik. 2006] Teme energija općenito EN sumporna kiselina … Tehnički prevoditeljski priručnik

H2SO3, slaba dvobazna kiselina. Nije izoliran u slobodnom obliku, postoji u vodenim otopinama. Soli sulfita sumporne kiseline. * * * SUMPORNA KISELINA SUMPORNA KISELINA, H2SO3, slaba dvokiselina. Nije izoliran u slobodnom obliku, ... ... enciklopedijski rječnik

sumporna kiselina- sulfito rūgštis statusas T sritis chemija formulė H₂SO₃ atitikmenys: angl. sumporna kiselina. sumporna kiselina ryšiai: sinonimas - vandenilio trioksosulfatas (2–) ... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

H2SO3, slaba dvobazna kiselina koja odgovara +4 oksidacijskom stupnju sumpora. Poznat samo u razrijeđenim vodenim otopinama. Konstante disocijacije: K1 = 1,6 10 2, K2 = 1,0 10 7 (18°C). Daje dvije serije soli: normalne sulfite i kisele ... ... Velika sovjetska enciklopedija

H2SO3, slaba dvobazna kiselina. Nije izoliran u slobodnom obliku, postoji u vodi. rah. Soli S. do. sulfiti ... Prirodna znanost. enciklopedijski rječnik

Vidi Sumpor... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron

Sumporna kiselina može reagirati s kisikom. Pri tome nastaje sumporna kiselina. Takva reakcija traje jako dugo i moguća je samo ako se krše pravila skladištenja. Sumporna kiselina ima i oksidirajuća i redukcijska svojstva. Uz njegovu pomoć mogu se dobiti halogene kiseline. Vodena otopina reagira s klorom i nastaje klorovodična i sumporna kiselina.

Kada reagira s jakim redukcijskim sredstvima, sumporna kiselina igra ulogu oksidacijskog sredstva. Jedna od takvih tvari je sumporovodik, plin vrlo neugodnog mirisa. U interakciji s vodenom otopinom sumporne kiseline nastaje sumpor i voda. Soli sumporne kiseline također imaju redukcijska svojstva. Dijele se na sulfite i hidrosulfite. Oksidacijom ovih soli nastaje sumporna kiselina.

Dobivanje sumporne kiseline

Sumporna kiselina nastaje samo međudjelovanjem sumpornog dioksida i vode. Morate nabaviti sumporni dioksid. To se može učiniti s bakrom i sumpornom kiselinom. Pažljivo ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu u epruvetu i u nju ubacite komadić bakra. Zagrijte epruvetu alkoholnom lampom.

Kao rezultat zagrijavanja nastaju bakreni sulfat (bakreni sulfat), voda i sumporov dioksid, koji se pomoću posebne cijevi moraju dovesti u tikvicu s čistom vodom. Na taj način se može dobiti sumporna kiselina.

Zapamtite da je sumporni dioksid štetan za ljude. Uzrokuje oštećenje dišnih puteva, gubitak apetita i glavobolju. Dugotrajno udisanje može izazvati nesvjesticu. Morate biti oprezni kada radite s njim.

Primjena sumporne kiseline

Sumporna kiselina ima antiseptička svojstva. Koristi se za dezinfekciju površina, fermentaciju žitarica. Uz njegovu pomoć, neke tvari mogu se razgraditi u interakciji s jakim oksidacijskim sredstvima (na primjer, klor). Ove tvari uključuju vunu, svilu, papir i neke druge. Njegova antibakterijska svojstva koriste se za sprječavanje fermentacije vina. Tako se plemenito piće može čuvati jako dugo, poprimajući plemenit okus i jedinstvenu aromu.

Sumporna kiselina se koristi u proizvodnji papira. Dodatak ove kiseline uključen je u tehnologiju proizvodnje sulfitne celuloze. Zatim se tretira otopinom kalcijevog hidrosulfita kako bi se vlakna povezala.

Sumporna kiselina (H2SO4) jedna je od najkorozivnijih i najopasnijih kemikalija poznatih čovjeku, osobito u koncentriranom obliku. Kemijski čista sumporna kiselina je teška otrovna tekućina uljaste konzistencije, bez mirisa i boje. Dobiva se oksidacijom sumporovog 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 okoline. U industriji i kemiji, sumporna kiselina je jedan od glavnih kemijskih spojeva i zauzima vodeću poziciju u smislu proizvodnje u tonama. Zato sumpornu kiselinu nazivaju "krvlju kemije". Uz pomoć sumporne kiseline dobivaju se gnojiva, lijekovi, druge kiseline, krupna 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. Najvažnije svojstvo H2SO4 je njegova visoka higroskopnost – sposobnost uklanjanja vode iz zraka. Ovaj proces prati masivno oslobađanje 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 izvlačenje vlage iz plinova.
4. Vrelište - 330 ° C. U tom slučaju kiselina se razlaže na SO3 i vodu. Gustoća - 1,84. Talište - 10,3 ° C /.
5. Koncentrirana sumporna kiselina je snažno oksidacijsko sredstvo. Da bi započela 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. Izuzetak je napravljen kao najotporniji na oksidaciju. Razrijeđena sumporna kiselina reagira sa solima, bazama, amfoternim i bazičnim oksidima. Koncentrirana sumporna kiselina sposobna je oksidirati sve metale u nizu napona, pa tako i srebro.
7. Sumporna kiselina stvara dvije vrste soli: kisele (hidrosulfati) i srednje (sulfati)
8. H2SO4 stupa u aktivnu reakciju s organskim tvarima i nemetalima, a neke od njih može pretvoriti u ugljen.
9. Sumporni anhidrit savršeno je topljiv u H2SO4, te u tom slučaju nastaje oleum - otopina SO3 u sumpornoj kiselini. Izvana izgleda ovako: dimljenje sumporne kiseline, oslobađanje sumpornog anhidrita.
10. Sumporna kiselina u vodenim otopinama je jaka dvobazna kiselina, a kada se doda vodi, oslobađa se ogromna količina topline. Kod pripreme razrijeđenih otopina H2SO4 iz koncentriranih, potrebno je težu kiselinu dodavati vodi u malom mlazu, a ne obrnuto. To se radi kako bi se izbjeglo kipuće vode i prskanje kiseline.

Koncentrirana i razrijeđena sumporna kiselina

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 mesingom i bakrom.

Dobivanje sumporne kiseline

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

Proizvodnja sumporne kiseline odvija se industrijski, a postoje tri vrste:

1. način kontakta.
2. dušična metoda
3. Druge metode

Razgovarajmo detaljno o svakom od njih.

kontaktna metoda proizvodnje

Kontaktni način proizvodnje je najčešći, a obavlja sljedeće zadatke:

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

Kod kontaktne metode kao sirovine koriste se sljedeće tvari:

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

Prije početka proizvodnog procesa, sirovine se prethodno pripremaju. Za početak, u posebnim postrojenjima za drobljenje, pirit se podvrgava mljevenju, što omogućuje, zbog povećanja područja kontakta aktivnih tvari, ubrzavanje reakcije. 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 protustruje, zrak se dovodi u komoru odozdo, što osigurava da je pirit u suspendiranom stanju. Danas taj proces traje nekoliko sekundi, ali ranije je za aktiviranje bilo potrebno nekoliko sati. Tijekom procesa prženja pojavljuje se 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. Po završetku pročišćavanja od vodene pare i najmanjih nečistoća dobivaju se čisti sumporni oksid i kisik.
2. U drugom stupnju odvija se egzotermna reakcija pod pritiskom 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. Suština treće faze proizvodnje je sljedeća: apsorpcija SO3 u apsorpcijskom tornju, pri čemu nastaje oleum H2SO4. U ovom obliku H2SO4 se ulijeva u posebne spremnike (ne reagira s čelikom) i spreman je za susret s krajnjim korisnikom.

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

Dušikov postupak za proizvodnju sumporne kiseline

Unatoč prednostima kontaktne metode proizvodnje, kojom se dobiva više koncentrirane i čišće sumporne kiseline i oleuma, dušikovom metodom proizvodi se dosta H2SO4. Posebno u postrojenjima superfosfata.

Za proizvodnju H2SO4, sumporni dioksid djeluje kao polazna tvar, kako u kontaktnoj tako iu dušičnoj metodi. Dobiva se posebno za te svrhe spaljivanjem sumpora ili prženjem sumpornih metala.

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

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

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

• Komora.
• Toranj.

Dušikova metoda ima brojne prednosti i nedostatke.

Nedostaci dušične metode:

• Ispada 75% sumporna kiselina.
• Kvaliteta proizvoda je niska.
• Nepotpun povrat dušikovih oksida (adicija HNO3). Njihove emisije su štetne.
• Kiselina sadrži željezo, dušikove okside i druge nečistoće.

Prednosti dušične metode:

• Cijena procesa je niža.
• Mogućnost prerade SO2 na 100%.
• Jednostavnost dizajna hardvera.

Glavna ruska postrojenja sumporne kiseline

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

Crimean Titan, najveći proizvođač titanijevog dioksida u istočnoj Europi, posluje u Armjansku na Krimu. Osim toga, tvornica se bavi proizvodnjom sumporne kiseline, mineralnih gnojiva, željeznog sulfata itd.

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

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

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

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

Komercijalni proizvođači sumporne kiseline su Promsintez, Khiprom, Svyatogor, Apatit, Karabashmed, Slavia, Lukoil-Permnefteorgsintez, Chelyabinsk Zinc Plant, Electrozinc itd.

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

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

Opseg sumporne kiseline

U svijetu se godišnje potroši oko 200 milijuna tona H2SO4 iz kojeg se proizvodi široka paleta proizvoda. Sumporna kiselina s pravom drži dlan među ostalim kiselinama u smislu industrijske upotrebe.

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

• Sumporna kiselina se koristi u ogromnim količinama za proizvodnju mineralnih gnojiva, a zauzima oko 40% ukupne tonaže. Zbog toga se postrojenja za proizvodnju H2SO4 grade uz tvornice gnojiva. To su amonijev sulfat, superfosfat itd. U njihovoj proizvodnji sumporna kiselina se uzima u čistom obliku (100% koncentracija). Za proizvodnju tone amofosa ili superfosfata trebat će 600 litara H2SO4. Ova se gnojiva najviše koriste u poljoprivredi.
• 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 prerade nafte za pročišćavanje ugljikovodika ova industrija "uzima" čak 30% svjetske tonaže H2SO4. Osim toga, sumpornom kiselinom povećava se oktanski broj goriva, a bušotine se tretiraju 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, etilnog deterdženta, insekticida i dr., a ti procesi su nemogući bez nje.
• Za dobivanje drugih poznatih kiselina, organskih i anorganskih spojeva koji se koriste u industrijske svrhe.

Soli sumporne kiseline i njihova upotreba

Najvažnije soli sumporne kiseline su:

• Glauberova sol Na2SO4 10H2O (kristalni natrijev sulfat). Opseg njegove primjene prilično je prostran: 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. Koristi se za izradu "barijeve kaše" za ovaj postupak.
• Kalcijev sulfat CaSO4. U prirodi se nalazi 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, nama poznat kao alabaster. Gnječenjem alabastera s vodom do konzistencije tijesta, masa se brzo stvrdne i pretvori u neku vrstu kamena. To je svojstvo alabastera koje se aktivno koristi u građevinskim radovima: od njega se izrađuju odljevci i kalupi. Kod žbukanja alabaster je nezamjenjiv kao vezivo. Pacijenti traumatoloških odjela dobivaju posebne pričvrsne čvrste zavoje - izrađene su na bazi alabastera.
• Željezni vitriol FeSO4 7H2O koristi se za pripremu tinte, impregnaciju drva, a također iu poljoprivrednim poslovima za uništavanje štetočina.
• Stipsa KCr(SO4)2 12H2O, KAl(SO4)2 12H2O i dr. koriste se u proizvodnji boja i industriji kože (štavljenju).
• Mnogi od vas poznaju bakreni sulfat CuSO4 5H2O iz prve ruke. Aktivan je pomoćnik u poljoprivredi u borbi protiv biljnih bolesti i štetnika - vodena otopina CuSO4 5H2O koristi se za kiseljenje žitarica i prskanje biljaka. Također se koristi za pripremu nekih mineralnih boja. I u svakodnevnom životu koristi se za uklanjanje plijesni sa zidova.
• Aluminijev 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 - to 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! Zbog toga ju je lakše transportirati nego samu sumpornu kiselinu.

Sfera upotrebe "kraljice kiselina" je doista 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 radovima početka nove ere znanstvenici su raspravljali o podrijetlu vitriola i njihovim svojstvima. Vitriol su proučavali grčki liječnik Dioskorid, rimski istraživač prirode Plinije Stariji iu svojim spisima pisali o eksperimentima koji su u tijeku. U medicinske svrhe, različite supstance vitriola koristio je drevni iscjelitelj Ibn Sina. Kako se vitriol koristio u metalurgiji spominje se u djelima starogrčkog alkemičara Zosime iz Panopolisa.

Prvi način dobivanja sumporne kiseline je proces zagrijavanja kalijeve stipse, a o tome postoje podaci u alkemijskoj literaturi XIII. U to vrijeme alkemičarima nije bio poznat sastav stipse i suština procesa, ali su se već u 15. stoljeću počeli ciljano baviti kemijskom sintezom sumporne kiseline. Proces je bio sljedeći: alkemičari su smjesu sumpora i antimon (III) sulfida Sb2S3 tretirali zagrijavanjem s dušičnom kiselinom.

U srednjem vijeku u Europi sumpornu kiselinu nazivali su "vitriol ulje", ali se tada naziv promijenio u vitriol.

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

Londonski farmaceut Ward Joshua koristio je ovu reakciju za industrijsku proizvodnju sumporne kiseline tridesetih godina 18. stoljeća, ali je u srednjem vijeku njezina potrošnja bila ograničena na nekoliko desetaka kilograma. Opseg uporabe bio je uzak: za alkemijske pokuse, pročišćavanje plemenitih metala iu farmaceutskom poslovanju. 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 prilagodio je gornju metodu za proizvodnju sumporne kiseline 1746. godine i pokrenuo proizvodnju. Istodobno je koristio jake velike komore obložene olovom, koje su bile jeftinije od staklenih posuda.

U industriji je ova metoda držala položaje gotovo 200 godina, au komorama je dobivena 65% sumporna kiselina.

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

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

U početku se to radilo pomoću dušikovih oksida, a zatim je kao katalizator korištena platina. 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 ovog plina s dušikovim oksidima nazvana je dušikovom metodom za proizvodnju sumporne kiseline.

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

Proizvodnja superfosfata započela je 1864. godine.

Osamdesetih godina devetnaestog stoljeća u Europi je proizvodnja sumporne kiseline dosegla 1 milijun tona. Glavni proizvođači bili su Njemačka i Engleska, proizvodeći 72% ukupne količine sumporne kiseline u svijetu.

Prijevoz sumporne kiseline je radno intenzivan i odgovoran posao.

Sumporna kiselina spada u klasu opasnih kemikalija, au dodiru s kožom izaziva teške opekline. Osim toga, može uzrokovati kemijsko trovanje osobe. Ako se tijekom transporta ne poštuju određena pravila, sumporna kiselina zbog svoje eksplozivne prirode može uzrokovati veliku štetu kako ljudima tako i okolišu.

Sumpornoj kiselini dodijeljena je klasa opasnosti 8, a transport moraju obavljati posebno obučeni i obučeni stručnjaci. Važan uvjet za isporuku sumporne kiseline je usklađenost s posebno razvijenim Pravilima za prijevoz opasnih tvari.

Cestovni prijevoz obavlja se prema sljedećim pravilima:

1. Za transport se izrađuju posebni spremnici od posebne čelične legure koja ne reagira sa sumpornom kiselinom ili titanom. Takvi spremnici ne oksidiraju. Opasna sumporna kiselina transportira se u posebnim kemijskim cisternama za sumpornu kiselinu. Razlikuju se u 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 za očuvanje kemijskih svojstava kiseline.
3. Ako se prevozi obična kiselina, odabire se spremnik sumporne kiseline.
4. Prijevoz sumporne kiseline cestom, kao što je dimna, bezvodna, koncentrirana, za baterije, rukavice, obavlja se u posebnim spremnicima: spremnici, bačve, kontejneri.
5. Prijevoz opasnih tvari mogu obavljati samo vozači koji u rukama imaju ADR certifikat.
6. Vrijeme putovanja nema ograničenja, budući da je tijekom prijevoza potrebno strogo se pridržavati dopuštene brzine.
7. Tijekom prijevoza izgrađena je posebna ruta koja bi trebala ići, zaobilazeći mjesta gužve i proizvodne pogone.
8. Prijevoz mora imati posebne oznake i znakove opasnosti.

Opasna svojstva sumporne kiseline za ljude

Sumporna kiselina predstavlja povećanu opasnost za ljudsko tijelo. Njegov toksični učinak ne javlja se samo izravnim dodirom s kožom, već i udisanjem njegovih para, pri čemu se oslobađa sumporni dioksid. Opasnost se odnosi na:

• dišni sustav;
• Integuments;
• Sluznice.

Opijenost tijela može biti pojačana arsenom, koji je često dio sumporne kiseline.

Važno! Kao što znate, kada kiselina dođe u dodir s kožom, dolazi do ozbiljnih opeklina. Ništa manje opasno je trovanje parama sumporne kiseline. Sigurna doza sumporne kiseline u zraku je samo 0,3 mg po 1 kvadratnom metru.

Ako sumporna kiselina dospije na sluznicu ili na kožu, nastaje jaka opeklina, koja ne zacjeljuje dobro. Ako je opeklina impresivnih razmjera, žrtva razvija opeklinsku bolest, koja može čak dovesti do smrti ako se kvalificirana medicinska skrb ne pruži na vrijeme.

Važno! Za odraslu osobu smrtonosna doza sumporne kiseline je samo 0,18 cm3 po 1 litri.

Naravno, problematično je "sami iskusiti" 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:

• Bolovi u predjelu probavnih organa.
• Mučnina i povračanje.
• Kršenje stolice, kao posljedica teških crijevnih poremećaja.
• Jaka sekrecija sline.
• Zbog toksičnog djelovanja na bubrege, mokraća postaje crvenkasta.
• Oticanje grkljana i grla. Postoje hripanje, promuklost. To može dovesti do smrti od gušenja.
• Na desnima se pojavljuju smeđe mrlje.
• Koža postaje plava.

Uz opeklinu kože mogu postojati sve komplikacije svojstvene opeklinskoj bolesti.

Kod trovanja u parovima uočava se sljedeća slika:

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

Važno je znati! Otrovanje kiselinom nakon gutanja puno je opasnije od trovanja udisanjem para.

Prva pomoć i terapijski postupci kod oštećenja sumpornom kiselinom

U kontaktu sa sumpornom kiselinom postupite na sljedeći način:

• Prvo nazovite hitnu 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 komad leda, piti mlijeko ili spaljenu magneziju. To se mora učiniti kako bi se smanjila koncentracija sumporne kiseline i ublažilo ljudsko stanje.
• Ako kiselina uđe u oči, isperite ih tekućom vodom, a zatim nakapajte otopinom dikaina i novokaina.
• Ako kiselina dospije na kožu, opečeno mjesto treba dobro oprati pod mlazom vode i zaviti sodom. Ispirati oko 10-15 minuta.
• U slučaju trovanja parama, potrebno je 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 u zahvaćenom području, pacijentu se odabire tijek antibiotske terapije.

Kod želučanog krvarenja ubrizgava se plazma ili se transfuzira krv. Izvor krvarenja može se ukloniti kirurški.

1. Sumporna kiselina se u svom čistom 100% obliku nalazi u prirodi. Na primjer, u Italiji, na Siciliji u Mrtvom moru, možete vidjeti jedinstveni fenomen - sumporna kiselina curi točno s dna! I evo što se događa: pirit iz zemljine kore služi u ovom slučaju kao sirovina za njegovo formiranje. Ovo mjesto nazivaju i Jezero smrti, a čak se i insekti boje doletjeti do njega!
2. Nakon velikih vulkanskih erupcija u zemljinoj se atmosferi često mogu naći kapljice sumporne kiseline, au takvim slučajevima "krivac" može donijeti negativne posljedice po okoliš i izazvati ozbiljne klimatske promjene.
3. Sumporna kiselina je aktivni apsorber vode, pa se koristi kao sušač plina. U starim vremenima, da bi se spriječilo zamagljivanje prozora u prostorijama, ova se kiselina sipala u posude i stavljala između stakala prozorskih otvora.
4. Sumporna kiselina je glavni uzrok kiselih kiša. Glavni uzrok kiselih kiša je onečišćenje zraka sumpornim dioksidom, a kada se otopi u vodi, stvara sumpornu kiselinu. Zauzvrat, sumporni dioksid se emitira kada se fosilna goriva spaljuju. U kiselim kišama proučavanim posljednjih godina, sadržaj dušične kiseline se povećao. Razlog za ovu pojavu je smanjenje emisije sumpornog dioksida. Unatoč toj činjenici, sumporna kiselina ostaje glavni uzrok kiselih kiša.

Nudimo vam video izbor zanimljivih eksperimenata sa sumpornom kiselinom.

Razmotrite 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. Najzanimljivije se događa sljedeće. Masa počinje brzo rasti i penjati se 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 s klorovodičnom i sumpornom kiselinom. Kod miješanja Coca-Cole sa solnom 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 trenutno se razgrađuju uz oslobađanje slobodnog ugljika. Slično pougljenje se može primijetiti kada kiselina dospije na drvo.

U tikvicu s koncentriranom kiselinom dodam mali komadić kalija. U prvoj sekundi pušta se dim, nakon čega metal trenutno planu, zasvijetli i eksplodira, režući na komade.

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

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

Kategorički ne savjetujemo provođenje svih gore navedenih eksperimenata kod kuće. Sumporna kiselina je vrlo korozivna i otrovna tvar. Takvi pokusi moraju se provoditi u posebnim prostorijama koje su opremljene prisilnom ventilacijom. Plinovi koji se oslobađaju u reakcijama sa sumpornom kiselinom vrlo su otrovni i mogu oštetiti dišne ​​putove i otrovati tijelo. Osim toga, takvi se pokusi provode u osobnoj zaštitnoj opremi za kožu i dišne ​​organe. Čuvaj se!

Sumporna kiselina je anorganska, dvobazna, nestabilna kiselina srednje jakosti. Nestabilan spoj, poznat samo u vodenim otopinama u koncentraciji ne većoj od šest posto. Kada se pokušava izolirati čista sumporna kiselina, ona se raspada na sumporni oksid (SO2) i vodu (H2O). Na primjer, kada se sumporna kiselina (H2SO4) u koncentriranom obliku izloži natrijevom sulfitu (Na2SO3), umjesto sumporne kiseline oslobađa se sumporni oksid (SO2). Ovako izgleda reakcija:

Na2SO3 (natrijev sulfit) + H2SO4 (sumporna kiselina) = Na2SO4 (natrijev sulfat) + SO2 (sumporov dioksid) + H2O (voda)

Otopina sumporne kiseline

Prilikom skladištenja potrebno je isključiti pristup zraku. Inače će se sumporna kiselina, polako apsorbirajući kisik (O2), pretvoriti u sumpornu kiselinu.

2H2SO3 (sumporna kiselina) + O2 (kisik) = 2H2SO4 (sumporna kiselina)

Otopine sumporne kiseline imaju prilično specifičan miris (koji podsjeća na miris nakon paljenja šibice), čija se prisutnost može objasniti prisutnošću sumpornog oksida (SO2) koji nije kemijski vezan za vodu.

Kemijska svojstva sumporaste kiseline

1. H2SO3) može se koristiti kao redukcijsko sredstvo ili oksidacijsko sredstvo.

H2SO3 je dobro redukcijsko sredstvo. Uz njegovu pomoć moguće je dobiti halogenovodike iz slobodnih halogena. Na primjer:

H2SO3 (sumporna kiselina) + Cl2 (klor, plin) + H2O (voda) = H2SO4 (sumporna kiselina) + 2HCl (klorovodična kiselina)

Ali u interakciji s jakim redukcijskim sredstvima, ova će kiselina djelovati kao oksidacijsko sredstvo. Primjer je reakcija sumporne kiseline sa sumporovodikom:

H2SO3 (sumporna kiselina) + 2H2S (vodikov sulfid) = 3S (sumpor) + 3H2O (voda)

2. Kemijski spoj koji razmatramo čini dva - sulfite (srednje) i hidrosulfite (kiselina). Ove soli su redukcijska sredstva, kao i (H2SO3)sumporna kiselina. Kada se oksidiraju, nastaju soli sumporne kiseline. Kada se sulfiti aktivnih metala kalciniraju, nastaju sulfati i sulfidi. Ovo je reakcija samooksidacije-samoozdravljenja. Na primjer:

4Na2SO3 (natrijev sulfit) = Na2S + 3Na2SO4 (natrijev sulfat)

Sulfiti natrija i kalija (Na2SO3 i K2SO3) koriste se za bojanje tkanina u tekstilnoj industriji, za bijeljenje metala, a također iu fotografiji. Kalcijev hidrosulfit (Ca(HSO3)2), koji postoji samo u otopini, koristi se za preradu drvnog materijala u posebnu sulfitnu pulpu. Zatim se izrađuje u papir.

Primjena sumporne kiseline

Sumporna kiselina se koristi:

Za izbjeljivanje vune, svile, drvne mase, papira i drugih sličnih materijala koji ne podnose izbjeljivanje jačim oksidansima (npr. klor);

Kao konzervans i antiseptik, na primjer, za sprječavanje fermentacije žitarica u proizvodnji škroba ili za sprječavanje procesa fermentacije u vinskim bačvama;

Za konzerviranje hrane, na primjer, kod konzerviranja povrća i voća;

U preradi u sulfitnu celulozu iz koje se zatim dobiva papir. U ovom slučaju koristi se otopina kalcijevog hidrosulfita (Ca(HSO3)2) koja otapa lignin, posebnu tvar koja veže celulozna vlakna.

Sumporna kiselina: dobivanje

Ova kiselina se može dobiti otapanjem sumpornog dioksida (SO2) u vodi (H2O). Trebat će vam koncentrirana sumporna kiselina (H2SO4), bakar (Cu) i epruveta. Algoritam akcije:

1. Pažljivo ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu u epruvetu i zatim u nju stavite komad bakra. Zagrijati. Dolazi do sljedeće reakcije:

Cu (bakar) + 2H2SO4 (sumporna kiselina) = CuSO4 (sumpor sulfat) + SO2 (sumpor dioksid) + H2O (voda)

2. Mlaz sumporovog dioksida mora biti usmjeren u epruvetu s vodom. Kada se otapa, djelomično se javlja s vodom, pri čemu nastaje sumporna kiselina:

SO2 (sumporov dioksid) + H2O (voda) = H2SO3

Dakle, propuštanjem sumpornog dioksida kroz vodu može se dobiti sumporna kiselina. Vrijedno je uzeti u obzir da ovaj plin ima iritantan učinak na membrane dišnog trakta, može izazvati upalu, kao i gubitak apetita. Kod dugotrajnog udisanja moguć je gubitak svijesti. S ovim se plinom mora postupati s najvećom pažnjom i pažnjom.