Хүхрийн хүчлийн шинж чанар

Усгүй хүхрийн хүчил(моногидрат) нь бүх хэмжээгээр устай холилдож ялгарах хүнд тослог шингэн юм их хэмжээнийдулаан. 0 ° C-ийн нягт нь 1.85 г / см3 байна. Энэ нь 296 ° C-т буцалгаж, - 10 ° C-т хөлддөг. Хүхрийн хүчил нь зөвхөн моногидрат төдийгүй түүний усан уусмал (), түүнчлэн моногидрат дахь хүхрийн триоксидын уусмал () гэж нэрлэгддэг. Олеум нь шингэсэний улмаас агаарт "утдаг". Цэвэр хүхрийн хүчил нь өнгөгүй байдаг бол техникийн хүхрийн хүчил нь хольцын нөлөөгөөр бараан өнгөтэй байдаг.

Физик шинж чанарнягтрал, талсжих температур, буцлах цэг зэрэг хүхрийн хүчил нь түүний найрлагаас хамаарна. Зураг дээр. Зураг 1-д системийн талстжилтын диаграммыг үзүүлэв. Түүний доторх максимум нь нэгдлүүдийн найрлагатай тохирч байгаа эсвэл минимум байгаа нь хоёр бодисын хольцын талсжих температур нь тус бүрийн талстжих температураас бага байдагтай холбон тайлбарладаг.

Цагаан будаа. 1

Усгүй 100% хүхрийн хүчил нь харьцангуй өндөр талстжих температур 10.7 ° C байна. Тээвэрлэлт, хадгалалтын явцад арилжааны бүтээгдэхүүнийг хөлдөөх боломжийг багасгахын тулд техникийн хүхрийн хүчлийн агууламжийг хангалттай хэмжээгээр сонгох хэрэгтэй. бага температурталсжилт. Тус үйлдвэр нь гурван төрлийн хүхрийн хүчил үйлдвэрлэдэг.

Хүхрийн хүчил маш идэвхтэй байдаг. Энэ нь өндөр температурт металлын исэл ба ихэнх цэвэр металлуудыг уусгаж, бусад бүх хүчлийг давснаас зайлуулдаг. Хүхрийн хүчил нь гидрат үүсгэх чадвартай тул устай ялангуяа шуналтай нийлдэг. Энэ нь бусад хүчил, давсны талст гидрат, тэр ч байтугай ус биш, харин устөрөгч ба хүчилтөрөгчийн холимог H:O = 2. целлюлоз агуулсан мод болон бусад ургамал, амьтны эд эсийг агуулсан нүүрсустөрөгчийн хүчилтөрөгчийн уламжлалаас усыг зайлуулдаг. цардуул, элсэн чихэр нь төвлөрсөн хүхрийн хүчилд устдаг; ус нь хүчилтэй холбогддог бөгөөд эдээс зөвхөн нарийн тархсан нүүрстөрөгч үлддэг. Шингэрүүлсэн хүчилд целлюлоз, цардуул задарч элсэн чихэр үүсгэдэг. Төвлөрсөн хүхрийн хүчил хүний ​​арьсанд хүрвэл түлэгдэлт үүсгэдэг.

Хүхрийн хүчлийн өндөр идэвхжил нь үйлдвэрлэлийн харьцангуй бага өртөгтэй хослуулан түүний хэрэглээний асар том цар хүрээ, хэт олон янз байдлыг урьдчилан тодорхойлсон (Зураг 2). Хүхрийн хүчил эсвэл түүнээс хийсэн бүтээгдэхүүнийг янз бүрийн хэмжээгээр хэрэглэдэггүй үйлдвэрийг олоход хэцүү байдаг.

Цагаан будаа. 2

Хүхрийн хүчлийн хамгийн том хэрэглэгч бол үйлдвэрлэл юм эрдэс бордоо: суперфосфат, аммонийн сульфат гэх мэт олон хүчил (жишээлбэл, фосфор, цууны, давсны хүчил) болон давсыг ихэвчлэн хүхрийн хүчлийг ашиглан үйлдвэрлэдэг. Хүхрийн хүчил нь өнгөт болон ховор металлууд. Металл боловсруулах үйлдвэрт хүхрийн хүчил эсвэл түүний давсыг будах, цагаан тугалга, никель бүрэх, хром бүрэх гэх мэтийн өмнө ган бүтээгдэхүүнийг даршилж авахад ашигладаг. мэдэгдэхүйц тоо хэмжээхүхрийн хүчлийг газрын тосны бүтээгдэхүүнийг цэвэршүүлэхэд зарцуулдаг. Олон тооны будагч бодис (даавууны хувьд), лак, будаг (барилга, машинд зориулсан), эмийн бодис, зарим хуванцарыг үйлдвэрлэхэд хүхрийн хүчлийн хэрэглээ орно. Хүхрийн хүчил, этилийн болон бусад спирт, зарим эфир, синтетик угаалгын нунтаг, хортон шавьжтай тэмцэх олон төрлийн пестицид хөдөө аж ахуйболон хогийн ургамал. Хүхрийн хүчил ба түүний давсны шингэрүүлсэн уусмалыг районы үйлдвэрлэл, нэхмэлийн үйлдвэрт утас, даавууг будахаас өмнө боловсруулах, түүнчлэн бусад үйлдвэрүүдэд ашигладаг. хөнгөн үйлдвэр. IN хүнсний үйлдвэрхүхрийн хүчил нь цардуул, моласс болон бусад олон төрлийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Тээвэрлэлт нь хар тугалганы хүхрийн хүчлийн батерейг ашигладаг. Хүхрийн хүчил нь хий хатаах, хүчлийг баяжуулахад ашиглагддаг. Эцэст нь хүхрийн хүчил нь нитратжуулалтын процесс, ихэнхийг үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг тэсрэх бодис.

Физик шинж чанар

Цэвэр 100% хүхрийн хүчил (моногидрат) нь +10 ° C-т талст масс болж хатуурдаг өнгөгүй тослог шингэн юм. Реактив хүхрийн хүчил нь ихэвчлэн 1.84 г/см3 нягттай бөгөөд ойролцоогоор 95% H 2 SO 4 агуулдаг. Энэ нь зөвхөн -20 хэмээс доош хатуурдаг.

Монгидрат хайлах цэг нь 10.37 ° C, хайлуулах дулаан нь 10.5 кЖ / моль. Ердийн нөхцөлд энэ нь маш наалдамхай шингэн юм өндөр үнэ цэнэдиэлектрик тогтмол (25 ° C-д e = 100). Монгидратын жижиг дотоод электролитийн диссоциаци нь [H 3 SO 4 + ]·[НSO 4 - ] = 2·10 -4 ба [H 3 O + ]·[НS 2 О 7 - ] = 4 гэсэн хоёр чиглэлд зэрэгцээ явагдана. ·10 - 5. Түүний молекулын ионы найрлагыг ойролцоогоор дараах өгөгдлөөр (% -аар) тодорхойлж болно.

H 2 SO 4 HSO 4 - H 3 SO 4 + H 3 O + HS 2 O 7 - H 2 S 2 O 7

99,50,180,140,090,050,04

Бага хэмжээний ус нэмсэн ч гэсэн схемийн дагуу диссоциаци давамгайлдаг: H 2 O + H 2 SO 4<==>H 3 O + + HSO 4 -

Химийн шинж чанар

H 2 SO 4 нь хүчтэй хоёр үндсэн хүчил юм.

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

Эхний алхам нь (дундаж концентрацийн хувьд) 100% диссоциацалд хүргэдэг.

K2 = ( ) / = 1.2 10-2

1) Металлуудтай харилцах:

а) шингэрүүлсэн хүхрийн хүчил нь зөвхөн устөрөгчийн зүүн талд байгаа хүчдэлийн цуваа дахь металуудыг уусгана:

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

б) төвлөрсөн H 2 +6 SO 4 - хүчтэй исэлдүүлэгч бодис; Металлуудтай харьцахдаа (Au, Pt-аас бусад) үүнийг S +4 O 2, S 0 эсвэл H 2 S -2 болгон бууруулж болно (Fe, Al, Cr нь халаалтгүйгээр урвалд ордоггүй - идэвхгүй байдаг):

• 2Ag 0 + 2H 2 +6 SO 4 --> Ag 2 +1 SO 4 + S +4 O 2 + 2H 2 O
• 8Na 0 + 5H 2 +6 SO 4 --> 4Na 2 +1 SO 4 + H 2 S -2 + 4H 2 O
• 2) концентрацитай H 2 S + 6 O 4 нь хүчтэй исэлдүүлэх шинж чанартай тул зарим металл бус бодисуудтай халах үед урвалд орж, бага исэлдэлтийн төлөвтэй хүхрийн нэгдлүүд болж хувирдаг (жишээлбэл, S + 4 O 2):

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

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

• 2P 0 + 5H 2 S +6 O 4 (conc) --> 5S +4 O 2 + 2H 3 P +5 O 4 + 2H 2 O
• 3) хамт үндсэн оксидууд:

CuO + H 2 SO 4 --> CuSO4 + H2O

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

4) гидроксидтэй:

H 2 SO 4 + 2NaOH --> Na 2 SO 4 + 2H 2 O

H + + OH - --> H 2 O

H 2 SO 4 + Cu(OH) 2 --> CuSO 4 + 2H 2 O

• 2H + + Cu(OH) 2 --> Cu 2+ + 2H 2 O
• 5) давстай солилцох урвал:

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

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

BaSO 4 (хүчилд уусдаггүй) цагаан тунадас үүсэх нь хүхрийн хүчил ба уусдаг сульфатыг тодорхойлоход хэрэглэгддэг.

MgCO 3 + H 2 SO 4 --> MgSO 4 +H 2 O + CO 2 H 2 CO 3

Моногидрат (цэвэр, 100% хүхрийн хүчил) нь хүчиллэг шинж чанартай ионжуулагч уусгагч юм. Олон металлын сульфатууд нь сайн уусдаг (бисульфат болж хувирдаг), бусад хүчлүүдийн давс нь дүрмээр бол уусдаг (бисульфат болж хувирдаг). Азотын хүчилмоногидрат дотор HNO 3 + 2 H 2 SO 4 сул суурь шиг ажилладаг<==>H 3 O + + NO 2 + + 2 HSO 4 - перхлорт - маш сул хүчил H 2 SO 4 + HClO 4 = H 3 SO 4 + + ClO 4 - Фторсульфон ба хлоросульфон хүчил нь арай илүү хүчтэй хүчил (HSO 3 F >) HSO 3 Cl > HClO 4). Моногидрат нь атом агуулсан олон органик бодисыг хуваахгүй сайн уусгадаг электрон хосууд(протон нэмэх чадвартай). Тэдгээрийн заримыг нь уусмалыг усаар шингэлснээр өөрчлөгдөөгүй тусгаарлаж болно. Моногидрат нь өндөр криоскопийн тогтмол (6.12 °) бөгөөд заримдаа молекулын жинг тодорхойлох хэрэгсэл болгон ашигладаг.

Баяжуулсан H 2 SO 4 нь ялангуяа халах үед нэлээд хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм (энэ нь ихэвчлэн SO 2 хүртэл буурдаг). Жишээлбэл, HI болон хэсэгчлэн HBr (гэхдээ HCl биш) -ийг чөлөөт галоген болгон исэлдүүлдэг. Үүнээс гадна олон металл исэлддэг - Cu, Hg гэх мэт (алт, цагаан алт нь H 2 SO 4-ийн хувьд тогтвортой байдаг). Тиймээс зэстэй харилцах нь тэгшитгэлийг дагаж мөрддөг.

Cu + 2 H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + H 2 O

Исэлдүүлэгч бодисын үүрэг гүйцэтгэдэг хүхрийн хүчил нь ихэвчлэн SO 2 хүртэл буурдаг. Гэсэн хэдий ч хамгийн хүчирхэг бууруулагч бодисоор үүнийг S, тэр ч байтугай H 2 S хүртэл бууруулж болно. Төвлөрсөн хүхрийн хүчил нь тэгшитгэлийн дагуу хүхэрт устөрөгчтэй урвалд ордог.

H 2 SO 4 + H 2 S = 2H 2 O + SO 2 + S

Энэ нь устөрөгчийн хийгээр хэсэгчлэн багасдаг тул хатаахад ашиглах боломжгүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Цагаан будаа. 13.

Төвлөрсөн хүхрийн хүчлийг усанд уусгах нь дулааныг их хэмжээгээр ялгаруулах (мөн системийн нийт эзэлхүүн бага зэрэг буурах) дагалддаг. Моногидрат нь дамжуулах чадвар бараг байхгүй цахилгаан гүйдэл. Үүний эсрэгээр хүхрийн хүчлийн усан уусмал нь сайн дамжуулагч юм. Зураг дээр харж болно. 13, ойролцоогоор 30% хүчил нь хамгийн их цахилгаан дамжуулах чадвартай. Муруйн хамгийн бага нь H 2 SO 4 · H 2 O найрлагатай гидраттай тохирч байна.

Монгидратыг усанд уусгах үед ялгарах дулааны хэмжээ (ууссан эцсийн концентрацаас хамаарч) 84 кЖ/моль H 2 SO 4 хүртэл байна. Үүний эсрэгээр, 0 ° C хүртэл урьдчилан хөргөсөн 66% хүхрийн хүчлийг цастай (жингийн хувьд 1: 1) холих замаар температурыг -37 ° C хүртэл бууруулж болно.

H 2 SO 4-ийн усан уусмалын нягтын өөрчлөлтийг түүний концентраци ( жин %) доор үзүүлэв.

Эдгээр өгөгдлөөс харахад хүхрийн хүчлийн агууламжийн нягтралыг жингийн 90-аас дээш жингээр тодорхойлно. % нь маш буруу болно. Янз бүрийн концентрацитай H 2 SO 4 уусмал дээрх усны уурын даралт өөр өөр температурЗурагт үзүүлэв. 15. Хүхрийн хүчил нь түүний уусмал дээрх усны уурын даралт нь хатаж буй хий дэх хэсэгчилсэн даралтынхаас бага байх үед л хатаах үүрэг гүйцэтгэдэг.

Цагаан будаа. 15.

Цагаан будаа. 16. H 2 SO 4 уусмалын буцлах цэг. H 2 SO 4 уусмал.

Хүхрийн хүчлийн шингэрүүлсэн уусмалыг буцалгахад уснаас нь нэрж, буцалгах цэг нь 337 ° C хүртэл өсдөг бөгөөд H 2 SO 4-ийн 98.3% нь нэрж эхэлдэг (Зураг 16). Үүний эсрэгээр, илүү их төвлөрсөн уусмалаас хүхрийн ангидридын илүүдэл ууршдаг. 337 ° C-т буцалж буй хүхрийн хүчлийн уур нь H 2 O ба SO 3 болж хэсэгчлэн задарч, хөргөх үед дахин нэгддэг. Хүхрийн хүчлийн өндөр буцалгах цэг нь түүнийг халах үед маш дэгдэмхий хүчлийг давснаас нь салгахад ашиглах боломжийг олгодог (жишээлбэл, NaCl-ээс HCl).

Баримт

Төвлөрсөн хүхрийн хүчлийг -10 хэмд талсжуулах замаар моногидратыг гаргаж авч болно.

Хүхрийн хүчил үйлдвэрлэх.

• 1-р шат. Пиритийг шатаах зуух.
• 4FeS 2 + 11O 2 --> 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q

Процесс нь нэг төрлийн бус байна:

• 1) нунтаглах төмрийн пирит (пирит)
• 2) "шингэн ор" арга
• 3) 800 ° C; илүүдэл дулааныг зайлуулах
• 4) агаар дахь хүчилтөрөгчийн концентрацийг нэмэгдүүлэх
• 2-р шат. Цэвэрлэх, хатаах, дулаан солилцооны дараа хүхрийн давхар исэлХүхрийн ангидрид (450 ° C - 500 ° C; катализатор V 2 O 5) болж исэлддэг контакт аппарат руу ордог.
• 2SO2 + O2
• 3-р шат. Шингээх цамхаг:

nSO 3 + H 2 SO 4 (конс) --> (H 2 SO 4 nSO 3) (олеум)

Манан үүссэн тул ус ашиглах боломжгүй. Керамик хушуу ба эсрэг урсгалын зарчмыг ашигладаг.

Өргөдөл.

Санаж байна уу! Хүхрийн хүчлийг жижиг хэсгүүдэд ус руу хийнэ, харин эсрэгээр нь биш. Үгүй бол химийн хүчтэй урвал үүсч, хүнд түлэгдэлт үүсгэж болзошгүй.

Хүхрийн хүчил нь гол бүтээгдэхүүнүүдийн нэг юм химийн үйлдвэр. Ашигт малтмалын бордоо (суперфосфат, аммонийн сульфат) үйлдвэрлэхэд ашигладаг. төрөл бүрийн хүчилдавс, эмийн болон угаалгын нунтаг, будагч бодис, хиймэл утас, тэсрэх бодис. Энэ нь металлургийн салбарт (хүдрийг задлах, жишээлбэл уран), газрын тосны бүтээгдэхүүнийг цэвэрлэх, хатаах бодис болгон ашигладаг.

Маш хүчтэй (75% -иас дээш) хүхрийн хүчил нь төмрт ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй байх нь чухал юм. Энэ нь ган саванд хадгалах, тээвэрлэх боломжийг олгодог. Эсрэгээр, шингэлсэн H 2 SO 4 нь устөрөгч ялгаруулж төмрийг амархан уусгадаг. Исэлдүүлэх шинж чанар нь түүний онцлог шинж биш юм.

Хүчтэй хүхрийн хүчил нь чийгийг маш сайн шингээдэг тул хий хатаахад ихэвчлэн ашиглагддаг. Олон хүнээс органик бодисустөрөгч, хүчилтөрөгч агуулсан, энэ нь ихэвчлэн технологид ашиглагддаг усыг зайлуулдаг. Энэ нь (мөн хүчтэй H 2 SO 4-ийн исэлдүүлэх шинж чанар) нь ургамал, амьтны эд эсэд хортой нөлөө үзүүлдэгтэй холбоотой юм. Ажиллаж байхдаа санамсаргүй байдлаар таны арьс, хувцас дээр хүхрийн хүчил орж ирвэл тэр даруй их хэмжээний усаар угааж, аммиакийн шингэрүүлсэн уусмалаар гэмтсэн хэсгийг чийглээд дахин усаар зайлна.

Хүхэр бол химийн элемент, энэ нь үелэх системийн зургаа дахь бүлэг ба гуравдугаар үед багтдаг. Энэ нийтлэлд бид түүний химийн шинж чанар, үйлдвэрлэл, хэрэглээ гэх мэтийг нарийвчлан авч үзэх болно. Физик шинж чанар нь өнгө, цахилгаан дамжуулалтын түвшин, хүхрийн буцлах цэг гэх мэт шинж чанаруудыг агуулдаг. Химийн шинж чанар нь түүний бусад бодисуудтай харилцан үйлчлэлийг тодорхойлдог.

Физикийн үүднээс хүхэр

Энэ бол эмзэг бодис юм. At хэвийн нөхцөлэнэ нь нэгдмэл байдлын хатуу төлөвт байна. Хүхэр нь нимбэгний шар өнгөтэй байдаг.

Мөн ихэнх тохиолдолд түүний бүх нэгдлүүд шар өнгөтэй байдаг. Усанд уусдаггүй. Энэ нь дулаан, цахилгаан дамжуулах чанар багатай. Эдгээр шинж чанарууд нь түүнийг ердийн металл бус гэж тодорхойлдог. Гэсэн хэдий ч химийн найрлагахүхэр нь огтхон ч төвөгтэй биш бөгөөд энэ бодис нь хэд хэдэн өөрчлөлттэй байж болно. Энэ бүхэн бүтцээс хамаарна болор тор, тэдгээрийн тусламжтайгаар атомууд холбогдсон боловч молекул үүсгэдэггүй.

Тиймээс эхний сонголт бол ромб хүхэр. Энэ нь хамгийн тогтвортой. Энэ төрлийн хүхрийн буцалгах температур нь дөрвөн зуун дөчин таван градус байна. Гэхдээ энэ бодис нь хий болж хувирахын тулд биеийн байдал, тэр эхлээд шингэнээр дамжин өнгөрөх хэрэгтэй. Тиймээс хүхрийн хайлах нь нэг зуун арван гурван градусын температурт явагддаг.

Хоёрдахь хувилбар нь моноклиник хүхэр юм. Энэ нь хар шар өнгөтэй зүү хэлбэртэй болор юм. Эхний төрлийн хүхрийг хайлуулж, дараа нь аажмаар хөргөх нь энэ төрөл үүсэхэд хүргэдэг. Энэ сорт нь бараг ижил физик шинж чанартай байдаг. Жишээлбэл, энэ төрлийн хүхрийн буцалгах цэг нь ижил дөрвөн зуун дөчин таван градус байна. Үүнээс гадна хуванцар гэх мэт ийм олон төрлийн бодис байдаг. Үүнийг цутгах замаар олж авдаг хүйтэн усбараг буцалж буй ромбо хүртэл халаана. Энэ төрлийн хүхрийн буцалгах цэг ижил байна. Гэхдээ энэ бодис нь резин шиг сунах шинж чанартай байдаг.

Өөр нэг бүрэлдэхүүн хэсэг физик шинж чанар, миний ярихыг хүсч буй зүйл бол хүхрийн гал асаах температур юм.

Энэ үзүүлэлт нь материалын төрөл, гарал үүслээс хамаарч өөр өөр байж болно. Жишээлбэл, техникийн хүхрийн гал асаах температур нь зуун ерэн градус байна. Энэ бол нэлээд бага үзүүлэлт юм. Бусад тохиолдолд хүхрийн гялалзах цэг нь хоёр зуун дөчин найман градус, бүр хоёр зуун тавин зургаан градус байж болно. Энэ нь ямар материалаас гаргаж авсан, түүний нягтрал ямар байхаас хамаарна. Гэхдээ хүхрийн шаталтын температур нь бусад химийн элементүүдтэй харьцуулахад шатамхай бодис юм гэж дүгнэж болно. Үүнээс гадна заримдаа хүхэр нь найм, зургаа, дөрөв, хоёр атомаас бүрдэх молекулуудад нэгдэж чаддаг. Одоо хүхрийг физикийн үүднээс авч үзээд дараагийн хэсэг рүү шилжье.

Хүхрийн химийн шинж чанар

Энэ элемент нь харьцангуй бага байна атомын масс, энэ нь нэг мэнгэ гучин хоёр граммтай тэнцэнэ. Хүхрийн элементийн шинж чанар нь энэ бодисын ийм шинж чанарыг агуулдаг янз бүрийн түвшиндисэлдэлт. Энэ нь устөрөгч эсвэл хүчилтөрөгчөөс ялгаатай. Юу гэсэн асуултыг авч үзвэл химийн шинж чанархүхрийн элемент нь нөхцлөөс хамааран бууруулж, бууруулж байгааг дурдахгүй байх боломжгүй юм исэлдүүлэх шинж чанар. Тиймээс, энэ бодисыг янз бүрийн химийн нэгдлүүдтэй дарааллаар нь харцгаая.

Хүхэр ба энгийн бодисууд

Энгийн бодисууд нь зөвхөн нэг химийн элемент агуулсан бодис юм. Түүний атомууд нь жишээлбэл хүчилтөрөгчийн хувьд молекул болж нийлж болно, эсвэл металлын нэгэн адил нэгдэхгүй байж болно. Тиймээс хүхэр нь метал, бусад металл бус, галогентэй урвалд орж болно.

Металлуудтай харилцах

Энэ төрлийн процессыг гүйцэтгэхийн тулд өндөр температур шаардлагатай. Эдгээр нөхцөлд нэмэлт урвал явагдана. Өөрөөр хэлбэл, металлын атомууд хүхрийн атомуудтай нэгдэж, улмаар үүсдэг нарийн төвөгтэй бодисуудсульфидууд. Жишээлбэл, хэрэв та хоёр моль калийг халааж, нэг моль хүхэртэй холивол энэ металлын нэг моль сульфид гарч ирнэ. Тэгшитгэлийг дараах байдлаар бичиж болно: 2K + S = K 2 S.

Хүчилтөрөгчтэй үзүүлэх урвал

Энэ бол хүхрийн шаталт юм. улмаас энэ үйл явцтүүний исэл үүсдэг. Сүүлийнх нь хоёр төрлийн байж болно. Тиймээс хүхрийн шаталт хоёр үе шаттайгаар явагдана. Эхнийх нь нэг моль хүхэр ба нэг моль хүчилтөрөгчөөс нэг моль хүхрийн давхар исэл үүсэх явдал юм. Энэхүү химийн урвалын тэгшитгэлийг дараах байдлаар бичиж болно: S + O 2 = SO 2. Хоёр дахь шат нь давхар исэлд өөр нэг хүчилтөрөгчийн атом нэмэх явдал юм. Хэрэв та нөхцөлд нэг моль хүчилтөрөгчийг хоёр моль дээр нэмбэл энэ нь тохиолддог өндөр температур. Үр дүн нь хоёр моль хүхрийн триоксид юм. Үүний тэгшитгэл химийн харилцан үйлчлэлдараах байдалтай байна: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3. Энэ урвалын үр дүнд хүхрийн хүчил үүсдэг. Тиймээс, тайлбарласан хоёр процессыг хийсний дараа та үүссэн триоксидыг усны уурын урсгалаар дамжуулж болно. Ийм урвалын тэгшитгэлийг дараах байдлаар бичнэ: SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4.

Галогентэй харилцан үйлчлэл

Химийн бодисууд нь бусад металл бус металлын нэгэн адил тодорхой бүлгийн бодисуудтай урвалд орох боломжийг олгодог. Үүнд фтор, бром, хлор, иод зэрэг нэгдлүүд орно. Хүхэр нь сүүлчийнхээс бусадтай нь урвалд ордог. Жишээ болгон бид үелэх системийн элементийг фторжуулах үйл явцыг дурдаж болно. Дээр дурдсан металл бус металлыг галогенээр халаах замаар хоёр төрлийн фторыг авч болно. Эхний тохиолдол: хэрэв бид нэг моль хүхэр, гурван моль фторыг авбал томъёо нь SF 6 болох нэг моль фторыг авна. Тэгшитгэл нь дараах байдалтай байна: S + 3F 2 = SF 6. Үүнээс гадна хоёрдахь хувилбар бий: хэрэв бид нэг моль хүхэр, хоёр моль фторыг авбал SF 4 химийн томъёотой нэг моль фторыг авна. Тэгшитгэлийг дараах байдлаар бичнэ: S + 2F 2 = SF 4. Таны харж байгаагаар энэ бүхэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холих харьцаанаас хамаарна. Яг үүнтэй адил хүхрийн хлоржуулах (хоёр өөр бодис үүсэх боломжтой) эсвэл бромжуулах процессыг хийж болно.

Бусад энгийн бодисуудтай харилцах

Хүхрийн элементийн шинж чанарууд үүгээр дуусдаггүй. Мөн бодис нь устөрөгч, фосфор, нүүрстөрөгчтэй химийн урвалд орж болно. Устөрөгчтэй харилцан үйлчлэлийн улмаас сульфидын хүчил үүсдэг. Металлуудтай урвалд орсны үр дүнд тэдгээрийн сульфидыг олж авах боломжтой бөгөөд энэ нь эргээд хүхрийг ижил металлтай урвалд оруулах замаар шууд гаргаж авдаг. Хүхрийн атомд устөрөгчийн атом нэмэх нь зөвхөн маш өндөр температурын нөхцөлд л явагддаг. Хүхэр нь фосфортой урвалд ороход түүний фосфид үүсдэг. Энэ нь дараах томьёотой: P 2 S 3. Энэ бодисоос нэг моль авахын тулд хоёр моль фосфор, гурван моль хүхэр авах шаардлагатай. Хүхэр нь нүүрстөрөгчтэй харилцан үйлчлэхэд металл бус карбид үүсдэг. Түүний химийн томъёо нь дараах байдалтай байна: CS 2. Тухайн бодисоос нэг моль авахын тулд нэг моль нүүрстөрөгч, хоёр моль хүхэр авах шаардлагатай. Дээр дурдсан бүх нэмэлт урвалууд нь урвалжуудыг өндөр температурт халаахад л явагддаг. Бид хүхрийн энгийн бодисуудтай харилцан үйлчлэлийг авч үзсэн бөгөөд одоо дараагийн зүйл рүү шилжье.

Хүхэр ба нийлмэл нэгдлүүд

Нарийн төвөгтэй бодисууд нь молекулууд нь хоёр (эсвэл түүнээс дээш) бодисоос бүрддэг бодис юм. өөр өөр элементүүд. Хүхрийн химийн шинж чанар нь шүлт зэрэг нэгдлүүд, түүнчлэн төвлөрсөн сульфатын хүчилтэй урвалд орох боломжийг олгодог. Түүний эдгээр бодисуудтай үзүүлэх урвал нь нэлээд өвөрмөц юм. Эхлээд тухайн металл бусыг шүлттэй холиход юу болохыг харцгаая. Жишээлбэл, зургаан моль аваад гурван моль хүхэр нэмбэл хоёр моль калийн сульфид, нэг моль калийн сульфит, гурван моль ус гарч ирнэ. Иймэрхүү хариу үйлдлийг илэрхийлж болно дараах тэгшитгэл: 6KOH + 3S = 2K 2 S + K2SO 3 + 3H 2 O. Хэрэв та нэмбэл харилцан үйлчлэлийн ижил зарчим бий болно. Дараа нь сульфатын хүчлийн төвлөрсөн уусмал нэмэхэд хүхрийн төлөв байдлыг авч үзье. Хэрэв бид эхний нэг моль ба хоёр дахь бодисын хоёр моль авах юм бол бид дараахь бүтээгдэхүүнийг олж авна: гурван моль хэмжээтэй хүхрийн гурвалсан исэл, түүнчлэн ус - хоёр моль. Энэ химийн урвал нь урвалж бодисыг өндөр температурт халаах үед л тохиолдож болно.

Асуудалтай металл бусыг олж авах

Төрөл бүрийн бодисоос хүхрийг гаргаж авах хэд хэдэн үндсэн арга байдаг. Эхний арга нь пиритээс тусгаарлах явдал юм. Химийн томъёосүүлийнх нь - FeS 2. Энэ бодисыг хүчилтөрөгчөөр хангахгүйгээр өндөр температурт халаахад өөр нэг төмрийн сульфид - FeS - ба хүхэр гаргаж авах боломжтой. Урвалын тэгшитгэлийг дараах байдлаар бичнэ: FeS 2 = FeS + S. Аж үйлдвэрт ихэвчлэн ашигладаг хүхэр үйлдвэрлэх хоёр дахь арга нь бага хэмжээний хүчилтөрөгчийн нөхцөлд хүхрийн сульфидыг шатаах явдал юм. Энэ тохиолдолд та металл бус, ус авч болно. Урвалыг хийхийн тулд та бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хоёроос нэг молийн харьцаагаар авах хэрэгтэй. Үүний үр дүнд бид эцсийн бүтээгдэхүүнийг хоёроос хоёр хүртэлх харьцаагаар авдаг. Энэхүү химийн урвалын тэгшитгэлийг дараах байдлаар бичиж болно: 2H 2 S + O 2 = 2S + 2H 2 O. Үүнээс гадна хүхрийг янз бүрийн металлургийн процессоор, жишээлбэл, никель гэх мэт металл үйлдвэрлэх замаар олж авч болно. , зэс болон бусад.

Аж үйлдвэрийн хэрэглээ

Бидний авч үзэж буй металл бус нь химийн үйлдвэрт хамгийн өргөн хэрэглээгээ олсон. Дээр дурдсанчлан эндээс сульфатын хүчил гаргаж авахад ашигладаг. Үүнээс гадна хүхэр нь шатамхай материал учраас шүдэнз хийх бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг. Энэ нь мөн тэсрэх бодис, дарь, оч гэх мэт үйлдвэрлэлд зайлшгүй шаардлагатай. Үүнээс гадна хүхрийг хортон шавьжтай тэмцэх бүтээгдэхүүний нэг бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг. Анагаах ухаанд энэ нь арьсны өвчний эм үйлдвэрлэхэд бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг. Энэ бодисыг мөн янз бүрийн будагч бодис үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Үүнээс гадна энэ нь фосфор үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.

Хүхрийн электрон бүтэц

Та бүхний мэдэж байгаагаар бүх атомууд нь протон буюу эерэг цэнэгтэй бөөмс, нейтрон, өөрөөр хэлбэл тэг цэнэгтэй бөөмсөөс бүрддэг цөмөөс бүрддэг. Сөрөг цэнэгтэй электронууд цөмийн эргэн тойронд эргэлддэг. Атом саармаг байхын тулд түүний бүтцэд ижил тооны протон, электрон байх ёстой. Хэрэв сүүлийнх нь олон байгаа бол энэ нь аль хэдийн байна сөрөг ион- анион. Хэрэв эсрэгээрээ протоны тоо электроноос их байвал энэ нь тийм юм эерэг ион, эсвэл катион. Хүхрийн анион нь хүчиллэг үлдэгдэл болж чаддаг. Энэ нь сульфидын хүчил (устөрөгчийн сульфид), металл сульфид зэрэг бодисын молекулуудын нэг хэсэг юм. үед анион үүсдэг электролитийн диссоциаци, энэ нь бодис усанд уусах үед үүсдэг. Энэ тохиолдолд молекул нь метал эсвэл устөрөгчийн ион, түүнчлэн катион - хүчиллэг үлдэгдэл эсвэл ион хэлбэрээр илэрч болох катион болж задардаг. гидроксил бүлэг(HE-).

Учир нь серийн дугаарҮелэх систем дэх хүхэр нь арван зургаан байвал түүний цөм яг ийм тооны протон агуулдаг гэж дүгнэж болно. Үүний үндсэн дээр бид арван зургаан электрон эргэлддэг гэж хэлж болно. -аас хасах замаар нейтроны тоог олж болно молийн массХимийн элементийн серийн дугаар: 32 - 16 = 16. Электрон бүр санамсаргүй байдлаар эргэдэггүй, харин тодорхой тойрог замд эргэлддэг. Хүхэр нь үелэх системийн 3-р үед хамаарах химийн элемент учраас цөмийн эргэн тойронд гурван тойрог зам байдаг. Тэдний эхнийх нь хоёр электрон, хоёр дахь нь найм, гурав дахь нь зургаан электронтой. Цахим томъёохүхрийн атомыг дараах байдлаар бичнэ: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Байгаль дахь тархалт

Үндсэндээ энэ химийн элемент нь янз бүрийн металлын сульфид болох ашигт малтмалаас олддог. Юуны өмнө энэ нь пирит юм - төмрийн давс; Энэ нь мөн хар тугалга, мөнгө, зэс гялбаа, цайрын хольц, cinnabar - мөнгөн усны сульфид юм. Нэмж дурдахад хүхэр нь ашигт малтмалын нэг хэсэг байж болох бөгөөд бүтэц нь гурав ба түүнээс дээш химийн элементээр илэрхийлэгддэг.

Жишээлбэл, халькопирит, мирабилит, кизерит, гипс. Та тус бүрийг илүү нарийвчлан авч үзэх боломжтой. Пирит нь төмрийн сульфид буюу FeS 2 юм. Энэ нь алтан шаргал өнгөтэй цайвар шар өнгөтэй. Энэхүү ашигт малтмал нь ихэвчлэн үнэт эдлэл хийхэд өргөн хэрэглэгддэг номин цэцгийн хольц хэлбэрээр олддог. Энэ хоёр ашигт малтмал ихэвчлэн нийтлэг ордтой байдагтай холбоотой. Зэсийн гялбаа - халькоцит, эсвэл халькоцит нь металтай төстэй хөх саарал өнгөтэй бодис юм. Мөнгөний гялбаа (аргентит) нь ижил төстэй шинж чанартай байдаг: тэд хоёулаа металлтай төстэй бөгөөд саарал өнгөтэй байдаг. Cinnabar нь саарал толботой, уйтгартай хүрэн улаан өнгөтэй эрдэс юм. Халькопирит, химийн томъёо нь CuFeS 2 нь алтан шар өнгөтэй бөгөөд үүнийг алтан хольц гэж нэрлэдэг. Цайрын хольц (сфалерит) нь хуваас улбар шар хүртэл янз бүрийн өнгөтэй байж болно. Мирабилит - Na 2 SO 4 x10H 2 O - тунгалаг эсвэл цагаан талстууд. Үүнийг анагаах ухаанд хэрэглэдэг гэж бас нэрлэдэг. Кизеритын химийн томъёо нь MgSO 4 xH 2 O. Энэ нь цагаан эсвэл өнгөгүй нунтаг шиг харагддаг. Гипсийн химийн томъёо нь CaSO 4 x2H 2 O. Үүнээс гадна энэ химийн элемент нь амьд организмын эсийн нэг хэсэг бөгөөд чухал ул мөр элемент юм.

ТОДОРХОЙЛОЛТ

Усгүй хүхрийн хүчилЭнэ нь ямар ч харьцаатай устай амархан холилдох хүнд, наалдамхай шингэн юм: харилцан үйлчлэл нь маш их экзотермик нөлөөгөөр тодорхойлогддог (хязгааргүй шингэрүүлэлтийн үед ~ 880 кЖ/моль) бөгөөд хэрэв ус асгарвал хольцыг тэсэрч буцалгаж, цацахад хүргэдэг. хүчилд нэмсэн; ийм учраас үргэлж ашиглах нь маш чухал юм урвуу дараалалУусмалыг бэлтгэхдээ ус руу хүчил нэмж, аажмаар, хутгана.

Хүхрийн хүчлийн зарим физик шинж чанарыг хүснэгтэд үзүүлэв.

Усгүй H 2 SO 4 нь ер бусын өндөр диэлектрик тогтмол, маш гайхалтай нэгдэл юм. өндөр цахилгаан дамжуулах чадварЭнэ нь нэгдлийн ионы автодиссоциаци (автопротолиз), түүнчлэн наалдамхай шингэнээр дамжин цахилгаан гүйдлийн урсгалыг хангадаг протон дамжуулалтын дамжуулалтын реле механизмаас үүдэлтэй. их тооустөрөгчийн холбоо.

Хүснэгт 1. Хүхрийн хүчлийн физик шинж чанар.

Хүхрийн хүчил бэлтгэх

Хүхрийн хүчил нь дэлхийн аль ч оронд үйлдвэрлэсэн хамгийн чухал химийн бодис бөгөөд хамгийн хямд хүчил юм.

Баяжуулсан хүхрийн хүчил ("витриолын тос") анх "ногоон витриол" FeSO 4 × nH 2 O-ийг халааж гаргаж авсан бөгөөд Na 2 SO 4 болон NaCl-ийг үйлдвэрлэхэд их хэмжээгээр хэрэглэсэн.

IN орчин үеийн үйл явцХүхрийн хүчил үйлдвэрлэхийн тулд цахиурын давхар исэл эсвэл кизельгурын зөөгч дээр калийн сульфат нэмсэн ванади (V) исэлээс бүрдэх катализаторыг ашигладаг. Хүхрийн давхар исэл SO2 нь цэвэр хүхрийг шатаах эсвэл сульфидын хүдрийг (голчлон Cu, Ni, Zn-ийн хүдэр) шатааж, SO2-ийг гурван исэл болгон исэлдүүлж, дараа нь хүхрийн хүчлийг уусган гаргаж авдаг ус:

S + O 2 → SO 2 (ΔH 0 - 297 кЖ / моль);

SO 2 + ½ O 2 → SO 3 (ΔH 0 - 9.8 кЖ/моль);

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 (ΔH 0 - 130 кЖ/моль).

Хүхрийн хүчлийн химийн шинж чанар

Хүхрийн хүчил нь хүчтэй хоёр суурьт хүчил юм. Эхний шатанд бага концентрацитай уусмалд бараг бүрэн салдаг.

H 2 SO 4 ↔H + + HSO 4 - .

Хоёр дахь шатны диссоциаци

HSO 4 — ↔H + + SO 4 2-

бага хэмжээгээр тохиолддог. Хоёр дахь шатны хүхрийн хүчлийн диссоциацийн тогтмолыг ионы идэвхжилээр илэрхийлсэн K 2 = 10 -2.

Хоёр суурьт хүчлийн хувьд хүхрийн хүчил нь дунд ба хүчиллэг гэсэн хоёр цуврал давс үүсгэдэг. Хүхрийн хүчлийн дундаж давсыг сульфат, хүчиллэг давсыг гидросульфат гэж нэрлэдэг.

Хүхрийн хүчил нь усны уурыг шунахайн шингээж авдаг тул хийг хатаахад ихэвчлэн ашигладаг. Ус шингээх чадвар нь олон органик бодисууд, ялангуяа нүүрсустөрөгчийн ангилалд хамаарах (эслэг, элсэн чихэр гэх мэт) төвлөрсөн хүхрийн хүчилд өртөх үед шатдаг болохыг тайлбарладаг. Хүхрийн хүчил нь ус үүсгэдэг нүүрс уснаас устөрөгч, хүчилтөрөгчийг зайлуулж, нүүрстөрөгч нь нүүрс хэлбэрээр ялгардаг.

Төвлөрсөн хүхрийн хүчил, ялангуяа халуун нь хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм. Энэ нь HI ба HBr (гэхдээ HCl биш) -ийг галоген, нүүрсийг CO 2, хүхрийг SO 2 болгон исэлдүүлдэг. Эдгээр урвалыг тэгшитгэлээр илэрхийлнэ.

8HI + H 2 SO 4 = 4I 2 + H 2 S + 4H 2 O;

2HBr + H 2 SO 4 = Br 2 + SO 2 + 2H 2 O;

C + 2H 2 SO 4 = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O;

S + 2H 2 SO 4 = 3SO 2 + 2H 2 O.

Металлуудтай хүхрийн хүчлийн харилцан үйлчлэл нь түүний концентрацаас хамааран өөр өөр байдаг. Шингэрүүлсэн хүхрийн хүчил нь устөрөгчийн ионтой хамт исэлддэг. Тиймээс энэ нь зөвхөн устөрөгч хүртэлх хүчдэлийн цуваатай металуудтай харилцан үйлчилдэг, жишээлбэл:

Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2.

Гэсэн хэдий ч үүссэн давс PbSO 4 нь уусдаггүй тул хар тугалга нь шингэрүүлсэн хүчилд уусдаггүй.

Баяжуулсан хүхрийн хүчил нь хүхрийн (VI) улмаас исэлдүүлэгч бодис юм. Энэ нь мөнгө хүртэлх хүчдэлийн мужид металыг исэлдүүлдэг. Металлын идэвхжил, нөхцөл байдлаас (хүчиллэг концентраци, температур) хамааран түүний бууралтын бүтээгдэхүүн өөр өөр байж болно. Бага зэрэгтэй харилцахдаа идэвхтэй металлуудЖишээ нь зэстэй бол хүчил SO 2 болж буурдаг.

Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

Илүү идэвхтэй металлуудтай харьцах үед ангижруулах бүтээгдэхүүн нь давхар исэл, чөлөөт хүхэр, хүхэрт устөрөгч байж болно. Жишээлбэл, цайртай харьцахдаа дараахь урвал үүсч болно.

Zn + 2H 2 SO 4 = 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.

Хүхрийн хүчлийн хэрэглээ

Хүхрийн хүчлийн хэрэглээ улс орон бүрт, 10-10 жилийн хооронд харилцан адилгүй байдаг. Жишээлбэл, АНУ-д H 2 SO 4-ийн хэрэглээний гол салбар нь одоогоор бордоо (70%) үйлдвэрлэл, дараа нь химийн үйлдвэрлэл, металлурги, газрын тос боловсруулах үйлдвэрүүд (талбай бүрт ~ 5%) байна. Их Британид үйлдвэрлэлийн салбараар хэрэглээний хуваарилалт өөр өөр байдаг: үйлдвэрлэсэн H2SO4-ийн дөнгөж 30% нь бордоо үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг боловч 18% нь будаг, пигмент, будгийн үйлдвэрлэлийн хагас бүтээгдэхүүн, 16% нь химийн үйлдвэрлэлд, 12 %-ийг саван, угаалгын нунтаг үйлдвэрлэхэд, 10%-ийг байгалийн болон хиймэл утас үйлдвэрлэхэд, 2.5%-ийг металлургийн салбарт ашигладаг.

Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ

ЖИШЭЭ 1

хүхрийн хүчил, хүхрийн хүчлийн томъёо
Хүхрийн хүчил H2SO4 нь хүчтэй хоёр суурьт хүчил юм хамгийн дээд зэрэгхүхрийн исэлдэлт (+6). Хэвийн нөхцөлд баяжуулсан хүхрийн хүчил нь хүнд, тослог шингэн, өнгөгүй, үнэргүй, исгэлэн "зэс" амттай байдаг. Технологийн хувьд хүхрийн хүчил нь ус ба хүхрийн ангидрид SO3 хоёрын холимог юм. Хэрэв SO3:H2O-ийн молийн харьцаа< 1, то это водный раствор серной кислоты, если >1 - хүхрийн хүчил (олеум) дахь SO3-ийн уусмал.

• 1 Гарчиг
• 2 Физик ба физик-химийн шинж чанарууд
  • 2.1 Олеум
• 3 Химийн шинж чанар
• 4 Өргөдөл
• 5 Хорт нөлөө
• 6 Түүхэн мэдээлэл
• 7 Нэмэлт мэдээлэл
• 8 Хүхрийн хүчил бэлтгэх
  • 8.1 Эхний арга
  • 8.2 Хоёрдахь арга
• 9 Стандартууд
• 10 тэмдэглэл
• 11 Уран зохиол
• 12 холбоос

Нэр

IN XVIII-XIX зуундарь хийх хүхрийг витриолын үйлдвэрүүдэд хүхрийн пиритээс (пирит) үйлдвэрлэдэг байв. Тэр үед хүхрийн хүчил гэж нэрлэдэг байсан. витриолын тос"(ихэвчлэн энэ нь тосыг санагдуулдаг талст гидрат байсан), энэ нь түүний давсны (эсвэл талст гидрат) нэрний гарал үүсэл нь мэдээжийн хэрэг - vitriol.

Физик ба физик-химийн шинж чанарууд

Маш хүчтэй хүчил, 18 ° C-д pKa (1) = -2.8, pKa (2) = 1.92 (K₂ 1.2 10−2); молекул дахь бондын урт S=O 0.143 нм, S-OH 0.154 нм, HOSOH өнцөг 104°, OSO 119°; буцалгаж, азеотроп хольц (98.3% H2SO4 ба 1.7% H2O, 338.8 ° C буцалгах цэг) үүсгэдэг. 100% H2SO4-ийн агууламжтай тохирох хүхрийн хүчил нь дараах найрлагатай (%): H2SO4 99.5, HSO4− - 0.18, H3SO4+ - 0.14, H3O+ - 0.09, H2S2O7 - 0.04, HS2O7⁻ - 0.05. Ус ба SO3-тай бүх хэмжээгээр холино. Усан уусмалд хүхрийн хүчил нь H3O+, HSO3+, 2HSO₄− болж бараг бүрэн задардаг. H2SO4 nH2O гидрат үүсгэдэг ба энд n = 1, 2, 3, 4 ба 6.5 байна.

Олеум

Хүхрийн хүчил дэх хүхрийн ангидридын SO3 уусмалыг олеум гэж нэрлэдэг бөгөөд тэдгээр нь H2SO4 SO3 ба H2SO4 2SO3 гэсэн хоёр нэгдлүүдийг үүсгэдэг.

Oleum нь мөн дараахь урвалаар олж авсан пиросульфурын хүчил агуулдаг.

Хүхрийн хүчлийн усан уусмалын буцалгах цэг нь түүний концентраци нэмэгдэх тусам нэмэгдэж, H2SO4 98.3% -ийн агууламжтай үед дээд тал нь хүрдэг.

SO3-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр олеумын буцалгах температур буурдаг. Хүхрийн хүчлийн усан уусмалын концентраци нэмэгдэх тусам нийт даралтУусмалын дээрх уур багасч, 98.3% H2SO4-ийн агууламжтай хамгийн багадаа хүрнэ. Олеум дахь SO3-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр түүний дээрх нийт уурын даралт нэмэгддэг. Дээрх уурын даралт усан уусмалхүхрийн хүчил ба олеумыг дараахь томъёогоор тооцоолж болно.

А коэффициентүүдийн утга нь хүхрийн хүчлийн концентрацаас хамаарна. Хүхрийн хүчлийн усан уусмал дээрх уур нь усны уур болох H2SO4 ба SO3-ийн холимогоос бүрдэх ба уурын найрлага нь хүхрийн хүчлийн бүх концентраци дахь шингэний найрлагаас ялгаатай, харгалзах азеотроп хольцоос бусад.

Температур нэмэгдэхийн хэрээр диссоциаци нэмэгддэг:

Тэнцвэрийн тогтмолын температурын хамаарлын тэгшитгэл:

Хэвийн даралтын үед диссоциацийн зэрэг: 10⁻⁵ (373 К), 2.5 (473 К), 27.1 (573 К), 69.1 (673 К).

100% хүхрийн хүчлийн нягтыг дараах томъёогоор тодорхойлж болно.

Хүхрийн хүчлийн уусмалын концентраци ихсэх тусам тэдгээрийн дулааны багтаамж буурч, 100% хүхрийн хүчлийн хувьд хамгийн багадаа хүрдэг, SO3-ийн агууламж нэмэгдэх тусам олеумын дулааны багтаамж нэмэгддэг.

Концентраци нэмэгдэж, температур буурах тусам дулаан дамжилтын илтгэлцүүр λ буурна.

Энд C нь хүхрийн хүчлийн концентраци,%.

Oleum H2SO4·SO3 нь температур нэмэгдэх тусам хамгийн их зуурамтгай чанар, η буурдаг; Цахилгаан эсэргүүцэлхүхрийн хүчил нь SO3 ба 92% H2SO4-ийн концентрацид хамгийн бага, 84 ба 99.8% H2SO4 агууламжтай үед хамгийн их байдаг. Олеумын хувьд хамгийн бага ρ нь 10% SO3-ийн концентрацид байна. Температур нэмэгдэхийн хэрээр хүхрийн хүчлийн ρ нэмэгддэг. Зөвшөөрөх чадвар 100% хүхрийн хүчил 101 (298.15 К), 122 (281.15 К); криоскопийн тогтмол 6.12, эбуллиоскопийн тогтмол 5.33; агаар дахь хүхрийн хүчлийн уурын тархалтын коэффициент нь температураас хамаарч өөр өөр байдаг; D = 1.67·10⁻⁵T3/2 см²/с.

Химийн шинж чанар

Халах үед төвлөрсөн хэлбэрээр хүхрийн хүчил нь нэлээд хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм; HI ба хэсэгчлэн HBr-ийг галоген, нүүрстөрөгчийг CO2, хүхрийг SO2 болгон исэлдүүлж, олон металлыг исэлдүүлдэг (Cu, Hg, алт, цагаан алтнаас бусад). Энэ тохиолдолд төвлөрсөн хүхрийн хүчлийг SO2 болгон бууруулна, жишээлбэл:

Хамгийн хүчирхэг бууруулагч бодисууд нь төвлөрсөн хүхрийн хүчлийг S ба H2S болгон бууруулдаг. Баяжуулсан хүхрийн хүчил нь усны уурыг шингээдэг тул хий, шингэнийг хатаахад ашигладаг хатуу бодисжишээлбэл, хатаах төхөөрөмжид. Гэсэн хэдий ч баяжуулсан H2SO4 нь устөрөгчөөр хэсэгчлэн багасдаг тул хатаахад ашиглах боломжгүй байдаг. Усыг нь салгах органик нэгдлүүдМөн хар нүүрстөрөгч (нүүрс) үлдээж, төвлөрсөн хүхрийн хүчил нь мод, элсэн чихэр болон бусад бодисыг шатаадаг.

Шингэрүүлсэн H2SO4 нь агуулагдах бүх металлуудтай урвалд ордог цахилгаан химийн цувралустөрөгчийг ялгаруулах үед түүний зүүн талд байгаа хүчдэл, жишээлбэл:

Шингэрүүлсэн H2SO4-ийн исэлдүүлэх шинж чанар нь өвөрмөц бус байдаг. Хүхрийн хүчил нь хоёр цуврал давс үүсгэдэг: дунд - сульфат ба хүчиллэг - гидросульфат, түүнчлэн эфир. Пероксомоносульфурын хүчил (эсвэл каро хүчил) H2SO5 ба пероксодисульфурын хүчил H2S2O8 нь мэдэгдэж байна.

Хүхрийн хүчил нь үндсэн ислүүдтэй урвалд орж сульфат, ус үүсгэдэг.

Металл боловсруулах үйлдвэрүүдэд хүхрийн хүчлийн уусмалыг үйлдвэрлэлийн явцад өндөр дулаанд өртдөг металлын бүтээгдэхүүний гадаргуугаас металл ислийн давхаргыг арилгахад ашигладаг. Тиймээс хүхрийн хүчлийн халсан уусмалын нөлөөгөөр төмрийн исэл нь төмрийн гадаргуугаас арилдаг.

Хүхрийн хүчил ба түүний уусдаг давсны чанарын урвал нь уусдаг барийн давстай харилцан үйлчлэлцэх явдал бөгөөд үүний үр дүнд ус, хүчилд уусдаггүй барийн сульфатын цагаан тунадас үүсдэг, жишээлбэл:

Өргөдөл

Хүхрийн хүчлийг дараахь байдлаар хэрэглэнэ.

• хүдэр боловсруулах, ялангуяа олборлолтын үед ховор элементүүд, зэрэг уран, иридий, циркони, осми гэх мэт;
• эрдэс бордооны үйлдвэрлэлд;
• хар тугалга батерейнд электролит болгон;
• төрөл бүрийн олж авах эрдэс хүчилба давс;
• химийн утас, будагч бодис, утаа үүсгэгч, тэсрэх бодис үйлдвэрлэхэд;
• газрын тос, металл боловсруулах, нэхмэл эдлэл, арьс шир болон бусад үйлдвэрүүдэд;
• хүнсний үйлдвэрт - гэж бүртгэгдсэн хүнсний нэмэлтүүд E513(эмульгатор);
• аж үйлдвэрийн салбарт органик синтезурвалд:
  • шингэн алдалт (диэтил эфир, эфир үйлдвэрлэх);
  • усжуулах (этиленээс этилийн спирт);
  • сульфонжуулалт (нийлэг угаалгын нунтаг ба будагч бодис үйлдвэрлэх завсрын бүтээгдэхүүн);
  • алкилизаци (изооктан, полиэтилен гликол, капролактам үйлдвэрлэх) гэх мэт.
  • Нэрмэл ус үйлдвэрлэх шүүлтүүрт давирхайг нөхөн сэргээхэд зориулагдсан.

Хүхрийн хүчлийн дэлхийн үйлдвэрлэл ойролцоогоор . Жилд 160 сая тонн. Хүхрийн хүчлийн хамгийн том хэрэглэгч бол эрдэс бордооны үйлдвэрлэл юм. P₂O₅ фосфорын бордоо нь хүхрийн хүчлийн массыг 2,2-3,4 дахин их, (NH₄)₂SO₄ хүхрийн хүчил нь хэрэглэсэн (NH₄)₂SO₄ массын 75%-ийг зарцуулдаг. Тиймээс хүхрийн хүчлийн үйлдвэрүүдийг эрдэс бордоо үйлдвэрлэх үйлдвэрүүдтэй хамтран барих хандлагатай байдаг.

Хортой нөлөө

Хүхрийн хүчил ба олеум нь маш идэмхий бодис юм. Тэд арьс, салст бүрхэвчинд нөлөөлдөг. амьсгалын зам(химийн түлэгдэлт үүсгэдэг). Эдгээр бодисын уураар амьсгалах үед амьсгалахад хүндрэлтэй, ханиалгах, ихэвчлэн ларингит, трахеит, бронхит гэх мэт. Ажлын талбайн агаарт хүхрийн хүчлийн аэрозолийн зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ нь 1.0 мг/м³ байна. атмосферийн агаар 0.3 мг/м³ (хамгийн ихдээ нэг удаагийн) ба 0.1 мг/м³ (өдөрт дунджаар). Хүхрийн хүчлийн уурын хортой концентраци нь 0.008 мг/л (өртөх хугацаа 60 минут), үхэлд хүргэдэг 0.18 мг/л (60 мин). Аюулын ангилал II. Хүхрийн хүчлийн аэрозол нь агаар мандалд S оксид агуулсан хими, металлургийн үйлдвэрээс ялгарч, хүчиллэг бороо хэлбэрээр унасны үр дүнд үүсч болно.

Түүхэн мэдээлэл

Хүхрийн хүчил нь эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан бөгөөд байгальд чөлөөт хэлбэрээр, жишээлбэл, галт уулын ойролцоох нуур хэлбэрээр байдаг. Арабын алхимич Жабир ибн Хайянтай холбоотой бичээсүүдээс "ногоон чулуу" -ын хөнгөн цагаан эсвэл төмрийн сульфатын шохойжилтоос үүссэн хүчиллэг хийнүүдийн тухай анхны дурдагдсан байдаг.

9-р зуунд Персийн алхимич Ар-Рази төмрийн хольцыг шохойжуулжээ. зэсийн сульфат(FeSO4 7H2O ба CuSO4 5H2O), мөн хүхрийн хүчлийн уусмалыг олж авсан. Энэ аргыг 13-р зуунд амьдарч байсан Европын алхимич Альберт Магнус төгс төгөлдөр болгосон.

Төмрийн сульфатаас хүхрийн хүчил авах схем - дулааны задралтөмрийн (II) сульфатыг дараа нь хольцыг хөргөнө

Далтон хүхрийн хүчлийн молекул

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

Алхимич Валентины (13-р зуун) бүтээлүүд нь хүхэр, нитратын нунтаг холимгийг усаар шатаах замаар ялгарсан хий (хүхрийн ангидрид) шингээх замаар хүхрийн хүчил үйлдвэрлэх аргыг дүрсэлсэн байдаг. Дараа нь энэ арга нь гэж нэрлэгддэг үндэс суурийг бүрдүүлсэн. Хүхрийн хүчилд уусдаггүй хар тугалгатай жижиг камерт хийдэг "танхим" арга. ЗХУ-д энэ арга 1955 он хүртэл байсан.

15-р зууны алхимичид пиритээс хүхрийн хүчил үйлдвэрлэх аргыг мэддэг байсан - хүхрийн пирит нь хүхэрээс хямд, илүү түгээмэл түүхий эд юм. Хүхрийн хүчлийг 300 жилийн турш ийм аргаар гаргаж авсан. бага хэмжээгээршилэн реторт дээр. Дараа нь катализыг хөгжүүлэхтэй холбогдуулан энэ арга нь хүхрийн хүчлийн нийлэгжилтийн камерын аргыг сольсон. Одоогийн байдлаар хүхрийн хүчил нь хүхрийн исэл (IV) -ийг хүхрийн исэл (VI) болгон каталитик исэлдүүлэн (V2O5 дээр), дараа нь хүхрийн исэл (VI) -ийг 70% хүхрийн хүчилд уусгаж олеум үүсгэдэг.

Орос улсад хүхрийн хүчлийн үйлдвэрлэлийг анх 1805 онд Москвагийн ойролцоо Звенигород дүүрэгт зохион байгуулжээ. 1913 онд Орос улс хүхрийн хүчлийн үйлдвэрлэлээр дэлхийд 13-р байранд оржээ.

Дэлгэрэнгүй мэдээлэл

Хүхрийн хүчлийн жижиг дуслууд дунд болон дээд давхаргуудусны уурын урвалын үр дүнд агаар мандалд болон галт уулын үнсагуулсан их хэмжээгээрхүхэр. Үүссэн түдгэлзүүлэлт нь хүхрийн хүчлийн үүлний альбедо ихтэй тул нэвтрэхэд хүндрэл учруулдаг нарны туяагаригийн гадаргуу руу. Тиймээс (мөн олон тооны үр дүнд жижиг хэсгүүдАгаар мандлын дээд хэсэгт байрлах галт уулын үнс нь нэвтрэхэд хүндрэл учруулдаг нарны гэрэлгариг ​​руу) ялангуяа хүчтэй дараа галт уулын дэлбэрэлтУур амьсгалын мэдэгдэхүйц өөрчлөлт гарч болзошгүй. Жишээлбэл, Ксудач галт уулын дэлбэрэлтийн үр дүнд (Камчаткийн хойг, 1907) төвлөрөл нэмэгдсэнАгаар мандалд тоос 2 жил орчим байсан бөгөөд Парист ч гэсэн хүхрийн хүчлийн шөнийн үүл ажиглагдсан. 1991 онд Пинатубо ууланд дэлбэрч, агаар мандалд 3107 тонн хүхэр цацагдсаны үр дүнд 1992, 1993 онуудад 1991, 1994 онтой харьцуулахад илүү хүйтэн байсан.

Хүхрийн хүчил бэлтгэх

Эхний арга

Хоёрдахь арга

Устөрөгчийн сульфид (H2S) сульфатыг (SO4-) давснаас (Cu, Ag, Pb, Hg металлуудтай) нүүлгэн шилжүүлэх ховор тохиолдолд дайвар бүтээгдэхүүн нь хүхрийн хүчил юм.

Эдгээр металлын сульфид нь хамгийн их хүч чадалтай, мөн хар өнгөтэй байдаг.

Стандартууд

• Техникийн хүхрийн хүчил ГОСТ 2184-77
• Зайны хүхрийн хүчил. ҮзүүлэлтүүдГОСТ 667-73
• Тусгай цэвэршилттэй хүхрийн хүчил. Техникийн үзүүлэлтүүд ГОСТ 1422-78
• Урвалж бодис. Хүхрийн хүчил. Техникийн үзүүлэлтүүд ГОСТ 4204-77

Тэмдэглэл

1. Ушакова Н.Н., Фигурновский Н.А. Василий Михайлович Севергин: (1765-1826) / Ред. I. I. Шафрановский. М.: Наука, 1981. P. 59.
2. 1 2 3 Ходаков Ю.В., Эпштейн Д.А., Глориозов П.А. § 91. Хүхрийн хүчлийн химийн шинж чанар // Органик бус хими: 7-8-р ангийн сурах бичиг ахлах сургууль. - 18 дахь хэвлэл. - М.: Боловсрол, 1987. - P. 209-211. - 240 секунд. - 1,630,000 хувь.
3. Ходаков Ю.В., Епштейн Д.А., Глориозов П.А. § 92. Чанарын урвалхүхрийн хүчил ба түүний давсны тухай // Органик бус хими: Ерөнхий боловсролын сургуулийн 7-8-р ангийн сурах бичиг. - 18 дахь хэвлэл. - М.: Боловсрол, 1987. - P. 212. - 240 х. - 1,630,000 хувь.
4. балетын уран сайхны удирдагчийн царай Большой театрСергей Филин дээр хүхрийн хүчил цацжээ
5. Эпштейн, 1979, х. 40
6. Эпштейн, 1979, х. 41
7. "Галт уулс ба уур амьсгал" нийтлэлийг үзнэ үү (Орос)
8. Оросын Архипелаг - Хүн төрөлхтөн үүнд буруутай дэлхийн өөрчлөлтуур амьсгал? (Орос)

Уран зохиол

• Хүхрийн хүчлийн гарын авлага, ed. K. M. Малина, 2-р хэвлэл, М., 1971
• Епштейн Д.А. Генерал химийн технологи. - М .: Хими, 1979. - 312 х.

Холбоосууд

• "Хүхрийн хүчил" нийтлэл (Химийн нэвтэрхий толь)
• Хүхрийн хүчлийн t=20 °C-ийн нягт ба рН-ийн утга

хүхрийн хүчил, хүхрийн хүчил Википедиа, хүхрийн хүчлийн гидролиз, хүхрийн хүчил түүний нөлөө 1, хүхрийн хүчлийн аюулын ангилал, Украйнд хүхрийн хүчил худалдаж авах, хүхрийн хүчлийн хэрэглээ, хүхрийн хүчлийг зэврүүлдэг, хүхрийн хүчил устай, хүхрийн хүчлийн томъёо

Хүхрийн хүчлийн тухай мэдээлэл