Sieros rūgšties virimo temperatūra. Veiksmingi sieros vandenilio perdirbimo metodai naftos perdirbimo gamyklose (sieros rūgšties, elementinės sieros ir kt. gamyba)

Kiekvienas žmogus chemijos pamokose mokėsi rūgščių. Vienas iš jų vadinamas sieros rūgštimi ir žymimas HSO 4. Mūsų straipsnis jums pasakys apie sieros rūgšties savybes.

Sieros rūgšties fizinės savybės

Gryna sieros rūgštis arba monohidratas yra bespalvis aliejinis skystis, kuris +10°C temperatūroje sukietėja į kristalinę masę. Sieros rūgštis, skirtas reakcijoms, turi 95% H 2 SO 4 ir jo tankis yra 1,84 g/cm 3. 1 litras tokios rūgšties sveria 2 kg. Rūgštis kietėja esant -20°C temperatūrai. Lydymosi šiluma yra 10,5 kJ/mol 10,37°C temperatūroje.

Koncentruotos sieros rūgšties savybės yra įvairios. Pavyzdžiui, kai ši rūgštis ištirpsta vandenyje, ji išsiskirs didelis skaičiusšilumos (19 kcal/mol) dėl hidratų susidarymo. Šiuos hidratus galima išskirti iš tirpalo žemoje temperatūroje kietu pavidalu.

Sieros rūgštis yra vienas iš pagrindinių produktų chemijos pramonė. Jis skirtas gamybai mineralinių trąšų(amonio sulfatas, superfosfatas), įvairios druskos ir rūgštys, plovikliai ir vaistai, dirbtiniai pluoštai, dažikliai, sprogmenų. Sieros rūgštis taip pat naudojama metalurgijoje (pavyzdžiui, skaidant urano rūdos), naftos produktams valyti, dujoms džiovinti ir pan.

Cheminės sieros rūgšties savybės

Cheminės sieros rūgšties savybės yra šios:

1. Sąveika su metalais:
   • praskiesta rūgštis tirpina tik tuos metalus, kurie yra į kairę nuo vandenilio įtampos serijoje, pvz., H 2 +1 SO 4 + Zn 0 = H 2 O + Zn +2 SO 4;
   • Sieros rūgšties oksidacinės savybės yra puikios. Sąveikaujant su įvairiais metalais (išskyrus Pt, Au), jį galima redukuoti iki H 2 S -2, S +4 O 2 arba S 0, pavyzdžiui:
   • 2H2 +6 SO4 + 2Ag0 = S +4O2 + Ag2 +1 SO4 + 2H2O;
   • 5H2+6SO4+8Na0 = H2S-2 + 4Na2+1SO4 + 4H2O;
2. Koncentruota rūgštis H 2 S +6 O 4 taip pat reaguoja (kaitinama) su kai kuriais nemetalais, virsdama žemesnės oksidacijos laipsnio sieros junginiais, pvz.:
   • 2H2S +6O4 + C0 = 2S +4O2 + C +4O2 + 2H2O;
   • 2H2S +6O4 + S0 = 3S +4O2 + 2H2O;
   • 5H2S +6O4 + 2P0 = 2H3P +5O4 + 5S +4O2 + 2H2O;
3. SU baziniai oksidai:
   • H2SO4 + CuO = CuSO4 + H2O;
4. Su hidroksidais:
   • Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O;
   • 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O;
5. Sąveika su druskomis metabolinių reakcijų metu:
   • H 2 SO 4 + BaCl 2 = 2HCl + BaSO 4;

Šiai rūgščiai ir tirpiems sulfatams nustatyti naudojamas BaSO 4 susidarymas (baltos nuosėdos, netirpios rūgštyse).

Monohidratas yra jonizuojantis tirpiklis, kuris yra rūgštus. Labai gerai jame ištirpinti daugelio metalų sulfatus, pavyzdžiui:

• 2H2SO4 + HNO3 = NO2 + + H3O + + 2HSO4-;
• HClO 4 + H 2 SO 4 = ClO 4 - + H 3 SO 4 +.

Koncentruota rūgštis yra gana stiprus oksidatorius, ypač kaitinamas, pavyzdžiui, 2H 2 SO 4 + Cu = SO 2 + CuSO 4 + H 2 O.

Veikdama kaip oksidatorius, sieros rūgštis paprastai redukuojama iki SO 2 . Bet jį galima redukuoti iki S ir net iki H 2 S, pavyzdžiui, H 2 S + H 2 SO 4 = SO 2 + 2H 2 O + S.

Monohidratas vargu ar gali veikti elektros srovė. Ir atvirkščiai, vandeniniai rūgščių tirpalai yra geri laidininkai. Sieros rūgštis stipriai sugeria drėgmę, todėl naudojama įvairioms dujoms džiovinti. Sieros rūgštis, kaip sausiklis, veikia tol, kol vandens garų slėgis virš tirpalo yra mažesnis nei slėgis džiovinamose dujose.

Jei užvirsite praskiestą sieros rūgšties tirpalą, iš jo bus pašalintas vanduo, o virimo temperatūra padidės iki 337 ° C, pavyzdžiui, pradėjus distiliuoti sieros rūgštį, kurios koncentracija yra 98,3%. Ir atvirkščiai, iš tirpalų, kurie yra labiau koncentruoti, sieros anhidrido perteklius išgaruoja. 337°C temperatūroje verdantys rūgšties garai dalinai suskaidomi į SO 3 ir H 2 O, kurie atvėsę vėl susijungs. Aukšta šios rūgšties virimo temperatūra yra tinkama naudoti ją kaitinant atskirti labai lakias rūgštis nuo jų druskų.

Atsargumo priemonės dirbant su rūgštimi

Dirbdami su sieros rūgštimi, turite būti ypač atsargūs. Šiai rūgščiai patekus ant odos, oda pasidaro balta, vėliau rusva ir paraudimas. Aplinkiniai audiniai išsipučia. Jei šios rūgšties pateko ant kurios nors kūno vietos, ją reikia greitai nuplauti vandeniu, o apdegusią vietą patepti sodos tirpalu.

Dabar žinote, kad sieros rūgštis, kurios savybės buvo gerai ištirtos, yra tiesiog nepakeičiama įvairiai gamybai ir mineralų gavybai.

Sieros rūgštis (H₂SO₄) yra viena stipriausių dvibazių rūgščių.

Jei kalbame apie fizines savybes, tuomet sieros rūgštis atrodo kaip tirštas, skaidrus, bekvapis aliejinis skystis. Priklausomai nuo koncentracijos, sieros rūgštis turi įvairių įvairių savybių ir taikymo sritys:

• metalo apdirbimas;
• rūdos perdirbimas;
• mineralinių trąšų gamyba;
• cheminė sintezė.

Sieros rūgšties atradimo istorija

Kontaktinės sieros rūgšties koncentracija yra nuo 92 iki 94 procentų:

2SO₂ + O2 = 2SO₂;

H2O + SO3 = H2SO4.

Sieros rūgšties fizikinės ir fizikinės ir cheminės savybės

H2SO4 susimaišo su vandeniu ir SO3 visomis proporcijomis.

Vandeniniuose tirpaluose Н2SO₄ sudaro hidratus, tokius kaip Н2SO4·nH2O

Sieros rūgšties virimo temperatūra priklauso nuo tirpalo koncentracijos laipsnio ir pasiekia maksimumą, kai koncentracija yra didesnė nei 98 procentai.

Kaustinis junginys oleumas yra SO3 tirpalas sieros rūgštyje.

Didėjant sieros trioksido koncentracijai oleume, virimo temperatūra mažėja.

Cheminės sieros rūgšties savybės

Kaitinama koncentruota sieros rūgštis yra galingas oksidatorius, galintis oksiduoti daugelį metalų. Vienintelės išimtys yra kai kurie metalai:

• auksas (Au);
• platina (Pt);
• iridis (Ir);
• rodis (Rh);
• tantalas (Ta).

Oksiduojant metalus koncentruota sieros rūgštis gali būti redukuota iki H2S, S ir SO₂.

Aktyvus metalas:

8Al + 15H2SO4 (konc.) → 4Al2(SO4)3 + 12H2O + 3H2S

Vidutinio aktyvumo metalas:

2Cr + 4 H₂SO4 (konc.) → Cr2(SO4)3 + 4 H2O + S

Mažai aktyvus metalas:

2Bi + 6H₂SO4 (konc.) → Bi2(SO4)3 + 6H₂O + 3SO2

Geležis nereaguoja su šalta koncentruota sieros rūgštimi, nes yra padengta oksido plėvele. Šis procesas vadinamas pasyvavimas.

Sieros rūgšties ir H₂O reakcija

H₂SO₄ sumaišius su vandeniu, vyksta egzoterminis procesas: išsiskiria toks didelis šilumos kiekis, kad tirpalas gali net užvirti. Dirigavimas cheminiai eksperimentai, į vandenį visada reikėtų po truputį pilti sieros rūgšties, o ne atvirkščiai.

Sieros rūgštis yra stiprus dehidrogenatorius. Koncentruota sieros rūgštis išstumia vandenį iš įvairių junginių. Jis dažnai naudojamas kaip sausiklis.

Sieros rūgšties ir cukraus reakcija

Sieros rūgšties godumas vandeniui gali būti pademonstruotas klasikiniu eksperimentu – sumaišant koncentruotą H₂SO₂ ir organinį junginį (angliavandenį). Norėdami išgauti vandenį iš medžiagos, sieros rūgštis suskaido molekules.

Norėdami atlikti eksperimentą, į cukrų įlašinkite kelis lašus vandens ir išmaišykite. Tada atsargiai supilkite sieros rūgštį. Po trumpo laiko galima pastebėti smarkią reakciją, kai susidaro anglis ir išsiskiria sieros dioksidas ir.

Sieros rūgštis ir cukraus kubeliai:

Atminkite, kad darbas su sieros rūgštimi yra labai pavojingas. Sieros rūgštis yra šarminė medžiaga, kuri akimirksniu palieka stiprius odos nudegimus.

rasite saugių cukraus eksperimentų, kuriuos galite atlikti namuose.

Sieros rūgšties ir cinko reakcija

Ši reakcija yra gana populiari ir yra viena iš labiausiai paplitusių laboratoriniai metodai vandenilio gavimas. Jei į praskiestą sieros rūgštį dedama cinko granulių, metalas ištirps ir išskirs dujas:

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2.

Praskiesta sieros rūgštis reaguoja su metalais, kurie yra kairėje nuo vandenilio veiklų serijoje:

Me + H2SO4 (dil.) → druska + H₂

Sieros rūgšties reakcija su bario jonais

Kokybinė reakcija į ir jo druskas yra reakcija su bario jonais. Jis plačiai paplitęs kiekybinė analizė, ypač gravimetrija:

H₂SO₄ + BaCl2 → BaSO₄ + 2HCl

ZnSO₄ + BaCl2 → BaSO4 + ZnCl2

Dėmesio! Nemėginkite patys pakartoti šių eksperimentų!

sieros rūgštis, sieros rūgšties formulė
Sieros rūgštis H2SO4 yra stipri dvibazinė rūgštis, atitinkanti aukščiausias laipsnis sieros oksidacija (+6). Įprastomis sąlygomis koncentruota sieros rūgštis yra sunkus, aliejinis skystis, bespalvis ir bekvapis, rūgštaus „vario“ skonio. Technologijoje sieros rūgštis yra ir vandens, ir sieros anhidrido SO3 mišinys. Jei molinis santykis SO3:H2O< 1, то это водный раствор серной кислоты, если >1 - SO3 tirpalas sieros rūgštyje (oleumas).

• 1 pavadinimas
• 2 Fizinės ir fizinis cheminės savybės
  • 2.1 Oleumas
• 3 Cheminės savybės
• 4 Taikymas
• 5 Toksiškas poveikis
• 6 Istorinė informacija
• 7 Papildoma informacija
• 8 Sieros rūgšties paruošimas
  • 8.1 Pirmasis metodas
  • 8.2 Antrasis metodas
• 9 Standartai
• 10 pastabų
• 11 Literatūra
• 12 Nuorodos

Vardas

IN XVIII-XIX a siera parakui buvo gaminama iš sieros pirito (pirito) vitriolio gamyklose. Sieros rūgštis tuo metu buvo vadinama " vitriolio aliejus„(dažniausiai tai buvo kristalinis hidratas, savo konsistencija primenantis aliejų), tai akivaizdžiai kilęs ir jo druskų (tiksliau – kristalinių hidratų) pavadinimas – vitriolis.

Fizinės ir fizikinės-cheminės savybės

Labai stipri rūgštis, 18 °C temperatūroje pKa (1) = -2,8, pKa (2) = 1,92 (K₂ 1,2 10-2); ryšių ilgiai molekulėje S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, HOSOH kampas 104°, OSO 119°; užverda, susidaro azeotropinis mišinys (98,3% H2SO4 ir 1,7% H2O, kurio virimo temperatūra 338,8oC). Sieros rūgštis, atitinkanti 100% H2SO4 kiekį, turi tokią sudėtį (%): H2SO4 99,5, HSO4− – 0,18, H3SO4+ – 0,14, H3O+ – 0,09, H2S2O7 – 0,04, HS2O7⁻ – 0,05. Maišomas su vandeniu ir SO3 visomis proporcijomis. Vandeniniuose tirpaluose sieros rūgštis beveik visiškai disocijuoja į H3O+, HSO3+ ir 2HSO4−. Sudaro H2SO4 nH2O hidratus, kur n = 1, 2, 3, 4 ir 6,5.

Oleum

Sieros anhidrido SO3 tirpalai sieros rūgštyje vadinami oleumu, jie sudaro du junginius H2SO4 SO3 ir H2SO4 2SO3.

Oleum taip pat yra pirosieros rūgščių, gautų vykstant reakcijoms:

Vandeninių sieros rūgšties tirpalų virimo temperatūra didėja didėjant jo koncentracijai ir pasiekia maksimumą, kai H2SO4 yra 98,3%.

Didėjant SO3 kiekiui, oleumo virimo temperatūra mažėja. Didėjant vandeninių sieros rūgšties tirpalų koncentracijai bendras slėgis garai virš tirpalų mažėja ir pasiekia minimumą, kai H2SO4 yra 98,3%. Didėjant SO3 koncentracijai oleume, didėja virš jos esantis bendras garų slėgis. Garų slėgis aukščiau vandeniniai tirpalai sieros rūgšties ir oleumo kiekį galima apskaičiuoti naudojant lygtį:

koeficientų A reikšmės ir priklauso nuo sieros rūgšties koncentracijos. Garai virš vandeninių sieros rūgšties tirpalų susideda iš vandens garų, H2SO4 ir SO3 mišinio, o garų sudėtis skiriasi nuo skysčio sudėties esant visoms sieros rūgšties koncentracijoms, išskyrus atitinkamą azeotropinį mišinį.

Didėjant temperatūrai, disociacija didėja:

Pusiausvyros konstantos priklausomybės nuo temperatūros lygtis:

Esant normaliam slėgiui, disociacijos laipsnis: 10⁻⁵ (373 K), 2,5 (473 K), 27,1 (573 K), 69,1 (673 K).

100% sieros rūgšties tankis gali būti nustatytas pagal lygtį:

Didėjant sieros rūgšties tirpalų koncentracijai, jų šiluminė talpa mažėja ir pasiekia 100% sieros rūgšties minimumą, didėjant SO3 kiekiui, oleumo šiluminė talpa didėja.

Didėjant koncentracijai ir mažėjant temperatūrai, šilumos laidumas λ mažėja:

kur C yra sieros rūgšties koncentracija, %.

Oleumas H2SO4·SO3 turi didžiausią klampumą didėjant temperatūrai, η mažėja. Elektrinė varža sieros rūgšties yra minimali, kai koncentracija SO3 ir 92 % H2SO4, o didžiausia, kai koncentracija 84 ir 99,8 % H2SO4. Oleumui mažiausias ρ yra esant 10 % SO3 koncentracijai. Kylant temperatūrai, sieros rūgšties ρ didėja. Leidžiamumas 100 % sieros rūgštis 101 (298,15 K), 122 (281,15 K); krioskopinė konstanta 6,12, ebulioskopinė konstanta 5,33; sieros rūgšties garų difuzijos koeficientas ore kinta priklausomai nuo temperatūros; D = 1,67·10⁻⁵T3/2 cm²/s.

Cheminės savybės

Koncentruota sieros rūgštis kaitinama yra gana stiprus oksidatorius; oksiduoja HI ir iš dalies HBr iki laisvųjų halogenų, anglį iki CO2, sierą iki SO2, oksiduoja daugelį metalų (Cu, Hg, išskyrus auksą ir platiną). Šiuo atveju koncentruota sieros rūgštis redukuojama iki SO2, pavyzdžiui:

Galingiausi reduktoriai koncentruotą sieros rūgštį redukuoja į S ir H2S. Koncentruota sieros rūgštis sugeria vandens garus, todėl naudojama dujoms, skysčiams ir džiovinimui kietosios medžiagos, pavyzdžiui, eksikatoriuose. Tačiau koncentruotą H2SO4 iš dalies redukuoja vandenilis, todėl jo negalima naudoti džiovinimui. Vandens atskyrimas nuo organiniai junginiai o palikdama juodą anglį (anglį), koncentruota sieros rūgštis sukelia medienos, cukraus ir kitų medžiagų suanglėjimą.

Atskiestas H2SO4 sąveikauja su visais metalais, esančiais elektrocheminės įtampos serijoje į kairę nuo vandenilio, jį išskirdamas, pavyzdžiui:

Atskiesto H2SO4 oksidacinės savybės nebūdingos. Sieros rūgštis sudaro dvi druskų serijas: vidutinę - sulfatus ir rūgštinę - hidrosulfatus, taip pat esterius. Peroksomonosulfuro rūgštis (arba Caro rūgštis) H2SO5 ir peroksodisieros rūgštis H2S2O8 yra žinomos.

Sieros rūgštis taip pat reaguoja su baziniais oksidais, sudarydama sulfatą ir vandenį:

Metalo apdirbimo įmonėse sieros rūgšties tirpalas naudojamas metalo oksido sluoksniui pašalinti nuo metalo gaminių, kurie gamybos proceso metu yra veikiami aukšto karščio, paviršiaus. Taigi geležies oksidas pašalinamas iš lakštinio geležies paviršiaus, veikiant šildomam sieros rūgšties tirpalui:

Kokybinė reakcija į sieros rūgštį ir jos tirpias druskas yra jų sąveika su tirpiomis bario druskomis, dėl kurių susidaro baltos bario sulfato nuosėdos, netirpios vandenyje ir rūgštyse, pavyzdžiui:

Taikymas

Sieros rūgštis naudojama:

• rūdos perdirbime, ypač kasybos metu reti elementai, įskaitant uranas, iridis, cirkonis, osmis ir kt.;
• mineralinių trąšų gamyboje;
• kaip elektrolitas švino rūgšties akumuliatoriai;
• gauti įvairių mineralinės rūgštys ir druskos;
• cheminio pluošto, dažiklių, dūmus formuojančių ir sprogstamųjų medžiagų gamyboje;
• naftos, metalo apdirbimo, tekstilės, odos ir kitose pramonės šakose;
• V maisto pramonė- registruotas kaip maisto priedai E513(emulsiklis);
• pramoninėje organinėje sintezėje reakcijose:
  • dehidratacija (dietilo eterio gamyba, esteriai);
  • hidratacija (etanolis iš etileno);
  • sulfonavimas (sintetinis plovikliai ir tarpiniai dažų gamybos produktai);
  • alkilinimas (izooktano, polietilenglikolio, kaprolaktamo gamyba) ir kt.
  • Filtrų dervoms restauruoti gaminant distiliuotą vandenį.

Pasaulyje sieros rūgšties pagaminama apytiksliai. 160 milijonų tonų per metus. Didžiausias sieros rūgšties vartotojas yra mineralinių trąšų gamyba. P₂O5 fosforo trąšos sunaudoja 2,2–3,4 karto daugiau sieros rūgšties masės, o (NH4)2SO4 sieros rūgštis – 75 % suvartojamos (NH4)2SO₄ masės. Todėl sieros rūgšties gamyklas jie linkę statyti kartu su mineralinių trąšų gamybos gamyklomis.

Toksiškas poveikis

Sieros rūgštis ir oleumas yra labai ėsdinančios medžiagos. Jie veikia odą, gleivines, kvėpavimo takai(sukelti cheminius nudegimus). Įkvėpus šių medžiagų garų, jos apsunkina kvėpavimą, kosulį, dažnai – laringitą, tracheitą, bronchitą ir kt. Didžiausia leistina sieros rūgšties aerozolio koncentracija darbo zonos ore yra 1,0 mg/m³, atmosferos oras 0,3 mg/m³ (daugiausia vieną kartą) ir 0,1 mg/m³ (vidutiniškai per dieną). Sieros rūgšties garų žalinga koncentracija yra 0,008 mg/l (ekspozicija 60 min.), mirtina 0,18 mg/l (60 min.). II pavojingumo klasė. Dėl chemijos ir metalurgijos pramonės išmetamų teršalų, kuriuose yra S oksidų, atmosferoje gali susidaryti sieros rūgšties aerozolis ir nukristi rūgščiojo lietaus pavidalu.

Istorinė informacija

Sieros rūgštis buvo žinoma nuo seniausių laikų, gamtoje randama laisvos formos, pavyzdžiui, ežerų pavidalu prie ugnikalnių. Galbūt pirmasis rūgščių dujų, susidarančių deginant alūną arba „žaliojo akmens“ geležies sulfatą, paminėjimas randamas raštuose, priskirtuose arabų alchemikui Jabirui ibn Hayyanui.

IX amžiuje persų alchemikas Ar-Razi, kalcinuodamas geležies ir vario sulfatas(FeSO4 7H2O ir CuSO4 5H2O), taip pat gautas sieros rūgšties tirpalas. Šį metodą patobulino Europos alchemikas Albertas Magnusas, gyvenęs XIII a.

Sieros rūgšties gavimo iš geležies sulfato schema - terminis skilimas geležies (II) sulfatas, po to mišinys atšaldomas

Daltono sieros rūgšties molekulė

1. 2FeSO4+7H2O→Fe2O3+SO2+H2O+O2
2. SO2+H2O+1/2O2 ⇆ H2SO4

Alchemiko Valentino (XIII a.) darbuose aprašomas sieros rūgšties gamybos būdas, absorbuojant dujas (sieros anhidridą), išsiskiriančias deginant sieros ir nitratų miltelių mišinį vandeniu. Vėliau šis metodas sudarė vadinamojo pagrindą. „kameros“ metodas, atliekamas mažose kamerose, išklotose švinu, kuris netirpsta sieros rūgštyje. SSRS šis metodas egzistavo iki 1955 m.

XV amžiaus alchemikai taip pat žinojo sieros rūgšties gamybos būdą iš pirito – sieros piritą, pigesnę ir įprastesnę žaliavą nei siera. Sieros rūgštis taip gaminama 300 metų. nedideli kiekiai stiklinėse retortose. Vėliau, plėtojant katalizę, šis metodas pakeitė kamerinį sieros rūgšties sintezės metodą. Šiuo metu sieros rūgštis gaunama kataliziškai oksiduojant (V2O5) sieros (IV) oksidą į sieros (VI) oksidą, o vėliau sieros (VI) oksidą ištirpinant 70% sieros rūgštyje, kad susidarytų oleumas.

Rusijoje sieros rūgšties gamyba pirmą kartą buvo organizuota 1805 metais netoli Maskvos Zvenigorodo rajone. 1913 metais Rusija užėmė 13 vietą pasaulyje pagal sieros rūgšties gamybą.

Daugiau informacijos

Smulkūs sieros rūgšties lašeliai gali susidaryti terpėje ir viršutiniai sluoksniai atmosferą dėl vandens garų reakcijos ir vulkaniniai pelenai, kuriuose yra daug sieros. Susidariusi suspensija dėl didelio sieros rūgšties debesų albedo apsunkina prieigą saulės spinduliaiį planetos paviršių. Todėl (ir dėl didelio skaičiaus smulkios dalelės vulkaniniai pelenai viršutiniuose atmosferos sluoksniuose, taip pat apsunkina prieigą saulės šviesaį planetą) po ypač stiprių ugnikalnių išsiveržimai gali atsirasti didelių klimato pokyčių. Pavyzdžiui, dėl Ksudacho ugnikalnio išsiveržimo (Kamčiatkos pusiasalis, 1907 m.) padidėjusi koncentracija dulkės atmosferoje išliko apie 2 metus, o būdingi neryškūs sieros rūgšties debesys buvo pastebėti net Paryžiuje. Pinatubo kalno sprogimas 1991 m., per kurį į atmosferą išmetė 3 107 tonos sieros, 1992 ir 1993 m. buvo žymiai šaltesni nei 1991 ir 1994 m.

Sieros rūgšties paruošimas

Pirmas būdas

Antras būdas

Tais retais atvejais, kai vandenilio sulfidas (H2S) išstumia sulfatą (SO4-) iš druskos (su metalais Cu, Ag, Pb, Hg), šalutinis produktas yra sieros rūgštis.

Šių metalų sulfidai pasižymi didžiausiu stiprumu, taip pat išskirtine juoda spalva.

Standartai

• Techninė sieros rūgštis GOST 2184-77
• Akumuliatoriaus sieros rūgštis. Specifikacijos GOST 667-73
• Ypatingo grynumo sieros rūgštis. Techninės specifikacijos GOST 1422-78
• Reagentai. Sieros rūgštis. Techninės specifikacijos GOST 4204-77

Pastabos

1. Ušakova N. N., Figurnovskis N. A. Vasilijus Michailovičius Severginas: (1765-1826) / Red. I. I. Šafranovskis. M.: Nauka, 1981. P. 59.
2. 1 2 3 Chodakovas Yu.V., Epšteinas D.A., Gloriozovas P.A. § 91. Cheminės sieros rūgšties savybės // Neorganinė chemija: Vadovėlis 7-8 klasei vidurinę mokyklą. – 18-asis leidimas. - M.: Švietimas, 1987. - P. 209-211. - 240 s. – 1 630 000 egz.
3. Chodakovas Yu.V., Epšteinas D.A., Gloriozovas P.A. § 92. Kokybinė reakcija apie sieros rūgštį ir jos druskas // Neorganinė chemija: vadovėlis vidurinės mokyklos 7-8 klasėms. – 18-asis leidimas. - M.: Išsilavinimas, 1987. - P. 212. - 240 p. – 1 630 000 egz.
4. baleto meno vadovo veidas Didysis teatras Jie aptaškė Sergejų Filiną sieros rūgštimi
5. Epstein, 1979, p. 40
6. Epstein, 1979, p. 41
7. žr. straipsnį „Vulkanai ir klimatas“ (rusų kalba)
8. Rusijos archipelagas – dėl to kalta žmonija globalūs pokyčiai klimatas? (rusų k.)

Literatūra

• Sieros rūgšties vadovas, red. K. M. Malina, 2 leidimas, M., 1971 m
• Epšteinas D. A. Generolas cheminė technologija. - M.: Chemija, 1979. - 312 p.

Nuorodos

• Straipsnis „Sieros rūgštis“ (cheminė enciklopedija)
• Sieros rūgšties tankis ir pH vertė esant t=20 °C

sieros rūgštis, sieros rūgštis Vikipedija, sieros rūgšties hidrolizė, sieros rūgštis jos poveikis 1, sieros rūgšties pavojingumo klasė, pirkti sieros rūgštį Ukrainoje, sieros rūgšties taikymas, sieros rūgštis korozuoja, sieros rūgštis su vandeniu, sieros rūgšties formulė

Sieros rūgšties informacija apie

Sieros trioksidas paprastai atrodo kaip bespalvis skystis. Jis taip pat gali egzistuoti ledo, pluoštinių kristalų ar dujų pavidalu. Kai sieros trioksidas patenka į orą, jis pradeda išsiskirti balti dūmai. Tai yra tokios cheminės medžiagos sudedamoji dalis veiklioji medžiaga kaip koncentruota sieros rūgštis. Tai skaidrus, bespalvis, riebus ir labai agresyvus skystis. Jis naudojamas trąšų, sprogmenų, kitų rūgščių gamyboje, naftos pramonėje, švino rūgštyje baterijos automobiliuose.

Koncentruota sieros rūgštis: savybės

Sieros rūgštis labai gerai tirpsta vandenyje, ėsdina metalus ir audinius, o susilietus sukardina medieną ir daugumą kitų medžiagų. organinės medžiagos. Dėl ilgalaikio mažos medžiagos koncentracijos arba trumpalaikio didelės koncentracijos poveikio, neigiamų pasekmių sveikatai nuo įkvėpimo.

Koncentruota sieros rūgštis naudojama trąšoms ir kitoms cheminėms medžiagoms gaminti, naftos perdirbimui, geležies ir plieno gamyboje bei daugeliui kitų tikslų. Nes jai užtenka aukšta temperatūra verdant, jis gali būti naudojamas norint iš jų druskų išskirti daugiau lakiųjų rūgščių. Koncentruota sieros rūgštis turi stiprią higroskopinę savybę. Kartais jis naudojamas kaip džiovinimo priemonė dehidratacijai (vandeniui pašalinti cheminis metodas) daug junginių, tokių kaip angliavandeniai.

Sieros rūgšties reakcijos

Koncentruota sieros rūgštis su cukrumi reaguoja neįprastai, palikdama trapią, purią juodą anglies masę. Panaši reakcija stebima veikiant odai, celiuliozei ir kitiems augaliniams bei gyvūniniams pluoštams. Kai koncentruota rūgštis sumaišoma su vandeniu, ji išskiria didelį šilumos kiekį, kurio pakanka akimirksniu užvirti. Norint atskiesti, jį reikia lėtai pilti į šaltą vandenį, nuolat maišant, kad būtų sumažintas šilumos kaupimasis. Sieros rūgštis reaguoja su skysčiu, sudarydama ryškių savybių hidratus.

Fizinės savybės

Bespalvis ir bekvapis skystis praskiestame tirpale yra rūgštaus skonio. Sieros rūgštis yra ypač agresyvi, kai ji patenka į odą ir visus kūno audinius, todėl tiesioginio sąlyčio metu sukelia sunkius nudegimus. Gryna forma H 2 SO4 nėra elektros laidininkas, tačiau situacija keičiasi priešinga pusė pridedant vandens.

Kai kurios savybės yra tai, kad molekulinė masė yra 98,08. Virimo temperatūra yra 327 laipsniai Celsijaus, lydymosi temperatūra -2 laipsniai Celsijaus. Sieros rūgštis yra stipri mineralinė rūgštis ir vienas iš pagrindinių chemijos pramonės produktų dėl plataus komercinio pritaikymo. Jis natūraliai susidaro oksiduojant sulfidines medžiagas, tokias kaip geležies sulfidas.

Sieros rūgšties (H 2 SO4) cheminės savybės pasireiškia įvairiose cheminėse reakcijose:

1. Sąveikaujant su šarmais, susidaro dvi serijos druskų, įskaitant sulfatus.
2. Reaguoja su karbonatais ir bikarbonatais, sudarydamas druskas ir anglies dvideginio(CO 2).
3. Jis skirtingai veikia metalus, priklausomai nuo temperatūros ir praskiedimo laipsnio. Šaltas ir atskiestas išskiria vandenilį, karštas ir koncentruotas – SO 2 emisijas.
4. H 2 SO4 (koncentruotos sieros rūgšties) tirpalas virdamas skyla į sieros trioksidą (SO 3) ir vandenį (H 2 O). Cheminės savybės taip pat apima stipraus oksidatoriaus vaidmenį.

Gaisro pavojus

Sieros rūgštis turi didelį reaktyvumas liesti smulkiai išsklaidytų degiųjų medžiagų užsidegimą. Kaitinant pradeda išsiskirti labai toksiškos dujos. Jis yra sprogus ir nesuderinamas su didžiulė suma medžiagų. Esant aukštai temperatūrai ir slėgiui, gana agresyvus cheminiai pokyčiai ir deformacijos. Gali smarkiai reaguoti su vandeniu ir kitais skysčiais, sukelti purslų.

Pavojus sveikatai

Sieros rūgštis ėsdina visus kūno audinius. Garų įkvėpimas gali rimtai pakenkti plaučiams. Akių gleivinės pažeidimas gali sukelti visišką regėjimo praradimą. Patekimas ant odos gali sukelti sunkią nekrozę. Net keli lašai gali būti mirtini, jei rūgštis patenka į trachėją. Lėtinis poveikis gali sukelti tracheobronchitą, stomatitą, konjunktyvitą, gastritą. Gali prasidėti skrandžio perforacija ir peritonitas, lydimas kraujotakos kolapso. Sieros rūgštis yra labai ėsdinanti medžiaga, todėl su ja reikia elgtis labai atsargiai. Poveikio požymiai ir simptomai gali būti sunkūs, įskaitant seilėjimą, stiprų troškulį, rijimo pasunkėjimą, skausmą, šoką ir nudegimus. Vėmimas dažniausiai yra maltos kavos spalvos. Ūmus įkvėpimas gali sukelti čiaudulį, užkimimą, užspringimą, laringitą, dusulį, kvėpavimo takų dirginimą ir krūtinės skausmą. Taip pat gali pasireikšti kraujavimas iš nosies ir dantenų, plaučių edema, lėtinis bronchitas ir pneumonija. Patekimas ant odos gali sukelti stiprius skausmingus nudegimus ir dermatitą.

Pirmoji pagalba

1. Padėkite aukas grynas oras. Darbuotojai skubios pagalbos tarnybos turėtų vengti sąlyčio su sieros rūgštimi.
2. Įvertinkite gyvybinius požymius, įskaitant pulsą ir kvėpavimo dažnį. Jei pulsas neaptinkamas, atlikite gaivinimo priemones, atsižvelgdami į gautus papildomus sužalojimus. Jei sunku kvėpuoti, suteikti kvėpavimo atramą.
3. Kuo greičiau nusivilkite suteptus drabužius.
4. Patekus į akis, išplauti šilto vandens mažiausiai 15 minučių, ant odos – nuplauti vandeniu ir muilu.
5. Jei įkvėpėte toksiškų garų, praskalaukite burną didelis skaičius vandens, gerti ir sukelti vėmimą patiems draudžiama.
6. Nukentėjusįjį nuvežti į gydymo įstaigą.

SIEROS RŪGŠTIS H2SO4, molekulinė masė 98,082; bespalvis bekvapis aliejinis skystis. Labai stipri dvibazinė rūgštis, esant 18°C ​​temperatūrai pK a 1 - 2,8, K 2 1,2 10 -2, pK a 2 l,92;

ryšių ilgiai molekulėje S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, HOSOH kampas 104°, OSO 119°; verda su įvairiais, sudarydamas azeotropinį mišinį (98,3 % H 2 SO 4 ir 1,7 % H 2 O, kurio virimo temperatūra 338,8 ° C; taip pat žr. 1 lentelę). SIEROS RŪGŠTIS, atitinkanti 100 % H 2 SO 4 kiekį, turi sudėtį (%): H 2 SO 4 99,5, 0,18, 0,14, H 3 O + 0,09, H 2 S 2 O 7 0,04, HS 2 O 7 0,05 . Visomis proporcijomis maišosi su vandeniu ir SO 3. Vandeniniuose tirpaluose SIEROS RŪGŠTIS beveik visiškai disocijuoja į H + ir. Sudaro hidratus H 2 SO 4 nH 2 O, kur n = 1, 2, 3, 4 ir 6,5.

SO 3 tirpalai sieros rūgštyje vadinami oleumu, jie sudaro du junginius H 2 SO 4 SO 3 ir H 2 SO 4 2SO 3. Oleum taip pat yra pirosieros rūgšties, gautos vykstant reakcijai: H 2 SO 4 + + SO 3 : H 2 S 2 O 7.

SIEROROGŠTIES vandeninių tirpalų virimo temperatūra didėja didėjant jos koncentracijai ir pasiekia maksimumą, kai H 2 SO 4 yra 98,3 % (2 lentelė). Didėjant SO3 kiekiui, oleumo virimo temperatūra mažėja. Didėjant SIEROS RŪGŠTIES vandeninių tirpalų koncentracijai, bendras garų slėgis virš tirpalų mažėja ir pasiekia minimumą, kai H 2 SO 4 yra 98,3 %. Didėjant SO 3 koncentracijai oleume, didėja virš jo esantis bendras garų slėgis. Garų slėgis virš vandeninių SIEROS RŪGŠTIES ir oleumo tirpalų gali būti apskaičiuojamas pagal lygtį: logp(Pa) = A - B/T+ 2,126, koeficientų A ir B reikšmės priklauso nuo SIEROS RŪGŠTIS garų koncentracijos virš vandeninio SIEROS RŪGŠTIES tirpalai susideda iš vandens garų, H 2 SO 4 ir SO 3 mišinio, o garų sudėtis skiriasi nuo skysčio sudėties esant visoms SIEROS RŪGŠTIES koncentracijoms, išskyrus atitinkamą azeotropinį mišinį.

Didėjant koncentracijai ir mažėjant temperatūrai, šilumos laidumas l mažėja: l = 0,518 + 0,0016t - (0,25 + + t/1293) C/100, čia C SIEROROGŠTIES koncentracija, proc. Maks. Oleumo H 2 SO 4 SO 3 klampumas mažėja kylant temperatūrai. Elektrinis SIEROS RŪGŠTIES atsparumas yra minimalus, kai koncentracija yra 30 ir 92 % H 2 SO 4, o didžiausia, kai koncentracija yra 84 ir 99,8 % H 2 SO 4. Oleumui min. r esant 10 % SO 3 koncentracijai.

Didėjant temperatūrai r didėja SIERORŪGŠTIS. Dielektrinis pralaidumas 100 % SIEROS RŪGŠTIS k. 101 (298,15 K), 122 (281,15 K); krioskopinės pastovus 6,12, ebulioskopinis.

pastovus 5,33; SIEROS RŪGŠTIES garų difuzijos koeficientas ore kinta kintant temperatūrai; D = 1,67 10 -5 T 3/2 cm 2 /s. SIEROS RŪGŠTIS yra gana stiprus oksidatorius, ypač kaitinamas; oksiduoja HI ir iš dalies HBr iki laisvųjų halogenų, anglį iki CO 2, S iki SO 2, oksiduoja daug metalų (Cu, Hg ir kt.). Šiuo atveju SIEROS RŪGŠTIS redukuojama iki SO 2, o su galingiausiais reduktoriais – iki S ir H 2 S. Konc. H 2 SO 4 iš dalies redukuoja H 2, todėl jo negalima naudoti džiovinimui. Razb. H 2 SO 4 sąveikauja su visais metalais, esančiais elektrocheminės įtampos serijoje į kairę nuo vandenilio, išskirdamas H 2 . Oksiduoti. atskiesto H 2 SO 4 savybės yra nebūdingos. SIEROS RŪGŠTIS suteikia dvi druskų serijas: vidutinius sulfatus ir rūgštinius hidrosulfatus (žr. Neorganiniai sulfatai), taip pat eterius (žr. Organiniai sulfatai). Yra žinomos peroksomonosulfuro (Caro rūgšties) H 2 SO 5 ir peroksodisulfuro H 2 S 2 O 8 rūgštys (žr. Sierą). Kvitas. Sieros rūgšties gamybos žaliavos yra: S, metalų sulfidai, H 2 S, šiluminių elektrinių išmetamosios dujos, Fe, Ca sulfatai ir kt. Bazinis. SIEROS RŪGŠTIES gavimo etapai: 1) žaliavos skrudinimas SO 2 gamybai; 2) SO 2 oksidacija į SO 3 (konvertavimas); 3) SO 3 absorbcija. Pramonėje SIEROS RŪGŠTIES gamyboje naudojami du būdai, besiskiriantys SO 2 oksidacijos būdu – kontaktu naudojant kietus katalizatorius (kontaktus) ir azoto – su azoto oksidais. Sieros rūgščiai kontaktiniu būdu gauti šiuolaikinėse gamyklose naudojami vanadžio katalizatoriai, kurie pakeitė Pt ir Fe oksidus. Grynas V 2 O 5 turi silpną, o daugiausia įtakos turi K druskos. 2 S 2 O 7 V 2 O 5, suyra atitinkamai 315-330, 365-380 ir 400-405 °C temperatūroje). Aktyvus komponentas katalizės sąlygomis yra išlydytas.

SO 2 oksidacijos į SO 3 schemą galima pavaizduoti taip:

Pirmajame etape pasiekiama pusiausvyra, antrasis etapas yra lėtas ir lemia proceso greitį.

SIEROS RŪGŠTIES gamyba iš sieros dvigubo kontakto ir dvigubos absorbcijos metodu (1 pav.) susideda iš šių etapų. Oras, išvalius nuo dulkių, dujų pūstuvu tiekiamas į džiovinimo bokštą, kur išdžiovinamas 93-98 % SIEROROGŠTIES iki 0,01 % tūrio drėgnumo. Išdžiovintas oras po išankstinio pakaitinimo patenka į sieros krosnį. šildymas viename iš kontaktinio bloko šilumokaičių. Krosnyje dega siera, tiekiama purkštukais: S + O 2 : SO 2 + + 297,028 kJ. Dujos, kuriose yra 10–14 tūrio % SO 2, atšaldomos katile ir, praskiedus oru iki 9–10 tūrio % SO 2 420 °C temperatūroje, patenka į kontaktinį aparatą pirmajam konversijos etapui. kuris vyksta ant trijų sluoksnių katalizatoriaus (SO 2 + V 2 O 2 :: SO 3 + 96.296 kJ), po to dujos atšaldomos šilumokaičiuose.

Tada dujos, kuriose yra 8,5-9,5% SO 3 200 ° C temperatūroje, patenka į pirmąjį absorbcijos etapą į absorberį, drėkintą oleumu ir 98% SIEROS RŪGŠTIES: SO 3 + H 2 O : H 2 SO 4 + + + 130,56 kJ. Toliau dujos išvalomos nuo SIEROS RŪGŠTIES purslų, įkaitinamos iki 420 °C ir patenka į antrąjį konversijos etapą, kuris vyksta ant dviejų sluoksnių katalizatoriaus. Prieš antrąjį absorbcijos etapą dujos atšaldomos ekonomaizeryje ir tiekiamos į antrojo etapo absorberį, drėkinamos 98% SIEROS RŪGŠTIES, o po to, nuvalius nuo purslų, išleidžiamos į atmosferą.

2 pav. Sieros rūgšties gamybos iš piritų schema: 1 plokštelės tiektuvas; 2-orkaitė; 3-rekuperacinis katilas; 4-ciklonai;

5-elektriniai nusodintuvai; 6-plovimo bokštai; 7-šlapi elektrostatiniai nusodintuvai; 8-išmetimo bokštas;

9-džiovinimo bokštas; 10 purslų gaudyklė; 11-pirmasis monohidrato absorberis; 12-šilumos mainai-wiki;

13 - kontaktinis įtaisas; 14-oleumo absorberis; 15 sekundžių monohidrato absorberis; 16-šaldytuvai; 17 kolekcijų. Ryžiai. 3. Sieros rūgšties gamybos nitrozės metodu schema: 1 - denitratas. bokštas; 2, 3 - pirmasis ir antrasis produktai.

Nitrozės metodo (3 pav.) esmė ta, kad skrudinimo dujos, atvėsusios ir nuvalytos nuo dulkių, apdorojamos vadinamąja nitroze-C. į., kuriame sol. azoto oksidai. SO 2 sugeria nitrozę ir tada oksiduojasi: SO 2 + N 2 O 3 + H 2 O : H 2 SO 4 + NO. Gautas NO blogai tirpsta nitrozėje ir iš jos išsiskiria, o po to iš dalies oksiduojamas deguonimi dujų fazėje iki NO 2. NO ir NO 2 mišinį vėl sugeria SIEROS RŪGŠTIS. ir tt Azoto oksidai azoto procese nesunaudojami ir grąžinami į gamybą. ciklo, dėl jų nepilno absorbcijos SIEROS RŪGŠTIES, jas iš dalies nuneša išmetamosios dujos. Nitrozės metodo privalumai: įrangos projektavimo paprastumas, mažesnė kaina (10-15% mažesnė nei kontaktinis metodas), galimybė 100% perdirbti SO 2.

Azoto bokšto proceso techninė konstrukcija yra paprasta: SO 2 apdorojamas 7-8 keraminiais bokšteliais. antgalis, vienas iš bokštelių (tuščiaviduris) yra reguliuojamas oksidatorius. apimtis. Bokštuose yra rūgščių rinktuvai, šaldytuvai ir siurbliai, kurie tiekia rūgštį į virš bokštų esančius slėgio rezervuarus. Prieš du paskutinius bokštus įrengtas uodeginis ventiliatorius. Elektrinis nusodintuvas naudojamas dujoms valyti iš aerozolio SIEROS RŪGŠTIES.

Procesui reikalingi azoto oksidai gaunami iš HNO 3 . Siekiant sumažinti azoto oksidų išmetimą į atmosferą ir 100% SO 2 perdirbimą, tarp gamybos ir absorbcijos zonų įrengiamas azoto neturintis SO 2 apdorojimo ciklas kartu su vandens-rūgšties giluminio azoto oksidų surinkimo metodu. Azoto metodo trūkumas yra žema produkto kokybė: SIEROS RŪGŠTIES koncentracija yra 75%, azoto oksidų, Fe ir kitų priemaišų buvimas. Siekiant sumažinti SIEROS RŪGŠTIES kristalizacijos galimybę transportavimo ir sandėliavimo metu, buvo nustatyti standartai komercinėms SIEROS RŪGŠTIES klasėms, kurių koncentracija atitinka didžiausią.žemos temperatūros

SIEROS RŪGŠTIS nustatoma kolorimetriškai ir fotometriškai, BaSO 4 suspensijos pavidalu – fototurbidimetriškai, taip pat kulonometriškai. metodas.

Taikymas. SIEROS RŪGŠTIS naudojama mineralinių trąšų gamyboje, kaip elektrolitas švino akumuliatoriuose, įvairių mineralinių rūgščių ir druskų, cheminių pluoštų, dažiklių, dūmus formuojančių medžiagų ir sprogstamųjų medžiagų gamybai, alyvoje, metalo apdirbimo, tekstilės, odos ir kitose pramonės šakose. Jis naudojamas pramonėje. organinė sintezė

dehidratacijos reakcijose (dietilo eterio, esterių gamyba), hidratacijos (etanolio iš etileno), sulfoninimo (sintetiniai plovikliai ir tarpiniai produktai dažų gamyboje), alkilinimo (izooktano, polietilenglikolio, kaprolaktamo gamyba) ir kt. dauguma pagrindinių vartotojų SIEROS RŪGŠTIS – mineralinių trąšų gamyba. 1 t P 2 O 5 fosforo trąšų sunaudojama 2,2-3,4 t SIEROS RŪGŠTIES, o 1 t (NH 4) 2 SO 4 -0,75 t sieros rūgšties gamyklos komplekse su mineralinių trąšų gamybos gamyklomis. 1987 m. pasaulyje pagaminta SIEROS RŪGŠTIS siekė 152 mln. tonų.

SIEROS RŪGŠTIS ir oleumas yra itin agresyvios medžiagos, kurios veikia kvėpavimo takus, odą, gleivines, sukelia kvėpavimo pasunkėjimą, kosulį, dažnai laringitą, tracheitą, bronchitą ir kt. Aerozolio SIEROS RŪGŠTIS MPC darbo zonos ore 1, 0 mg /m3, atm. oras 0,3 mg/m 3 (maks. vienkartinis) ir 0,1 mg/m 3 (paros vidurkis). Žalinga SIEROS RŪGŠTIES garų koncentracija yra 0,008 mg/l (ekspozicija 60 min.), mirtina 0,18 mg/l (60 min.).

2 pavojaus klasė. Aerozolis SIERORŪGŠTIS gali susidaryti atmosferoje dėl cheminių ir metalurginių emisijų. S oksidų turinčiose pramonės šakose ir iškrenta rūgštaus lietaus pavidalu.