Употреба на сярна киселина

Сярна киселина, наричана още водороден сулфат, е химично вещество с формула Н₂ЮЗ₄, широко използвани в индустрията и с висока експериментална стойност. Това е един от По-силни киселини, като дипротонова киселина когато е в разтвор.

История на сярна киселина

Ранните алхимици са познавали сярна киселина Н₂ЮЗ_4. Приготвя се чрез нагряване на естествени сулфати при висока температура и разтваряне на серен триоксид SO₃ така формирани.

През XV век Базилио Валентин го получава, като дестилира железен сулфат с пясък. Общото име за железен сулфат, FeSO₄* 7Н₂Или беше "Железен витриол", и се наричаше масленият продукт, който беше получен от него "Витриолово масло", име, което все още се използва.

Първото успешно получаване на сярна киселина в индустриален мащаб е извършено през 1740 г. от Уорд, Англия. S сяра и калиев нитрат (нитро) бяха изгорени в контейнер, окачен в голям стъклен глобус, частично напълнен с вода. След това стъклените камери бяха заменени с оловни и през 1793 г. се видя, че е сярен диоксид окислява се в хода на процеса поради влиянието на азотните оксиди, образувани от нитрат служител.

Малко по малко бяха въведени модификации в метода, с тенденция към намаляване на разходите за производство и за подобряване на качеството на продукта, а в началото на XIX век производството става продължавай. Процедурата, наречена "Метод на водещата камера", продължава да се използва и днес.

Физични свойства на сярна киселина

Чистият водороден сулфат е безцветна маслена течност, плътност 1,84 g / cm³ при 15 ° C. Той замръзва при 10,5 ° C, при което се получава безцветно кристално твърдо вещество. При нагряване той отделя изпарения, тъй като се разлага на вода и серен триоксид, но парите съдържат по-висока молна част от триоксида от водата.

Следователно, съставът на течността намалява в H₂ЮЗ₄ и температурата се повишава, докато се образува смес с постоянна точка на кипене, която кипи при 338 ° C. Киселината с постоянна точка на кипене съдържа 98,33% Н₂ЮЗ_4.

Характеристики и химични свойства на сярна киселина

Топлина на разтваряне

Сярна киселина смесва се с вода във всички пропорции. Приготвянето на разредена сярна киселина обаче трябва да се извършва внимателно, тъй като при смесването на киселината Концентрирано с вода, се отделя значително количество топлина, която при разтваряне възлиза на 17750 калории един мол Н₂ЮЗ₄ във вода.

Поради тази причина концентрираната киселина винаги трябва да се добавя към водата на малки порции, като се бърка непрекъснато, така че цялата вода, а не малка част от нея да абсорбира развитата топлина; в противен случай това ще бъде достатъчно, за да превърне водата в пара и да разпространи концентрираната и гореща киселина във всички посоки.

Нестабилност

При нагряване водороден сулфат Н₂ЮЗ₄ дисоциира на серен триоксид и вода:

Н₂ЮЗ₄ -> ТАКА₃ + Н₂ИЛИ

При точка на кипене, 338 ° C, той е 30% дисоцииран; при 420 ° C дисоциацията е почти завършена. Когато се задейства на червено, например чрез капене върху нажежено желязо, той напълно се разлага във вода, серен диоксид и кислород.

Дехидратиращо действие

Сярна киселина Н₂ЮЗ₄съчетава се енергично с вода, давайки поредица от хидрати, от които най-известният е монохидратът Н₂ЮЗ₄* H₂ИЛИ. Тази реакция с вода е толкова изразена, че сярната киселина не само отстранява водата от съдържащите я материали, но и с Също така често отстранява водорода и кислорода от съединенията, особено ако те съдържат тези елементи в същата пропорция, в която ще бъдат в вода, Н₂ИЛИ.

По този начин хартията и дървото, съставени в по-голямата си част от целулоза, (C₆Н₁₀ИЛИ₅) х и захар (С₁₂Н₂₂ИЛИ₁₁), те овъгляват в присъствието на концентрирана сярна киселина, като се пускат въглища:

° С₁₂Н₂₂ИЛИ₁₁ -> 12C + 11H₂ИЛИ

Това дехидратиращо действие на сярната киселина се използва за изсушаване на газове (които не реагират с нея) и за отстраняване на водата при много химически реакции, като нитрация, когато се правят багрила и експлозиви.

Окислително действие

Горещата, концентрирана сярна киселина е окислител. Участва активно в REDOX реакции, увеличавайки степента на окисление на чувствителен елемент.

Примери за употреба на сярна киселина

Сярна киселина Н₂ЮЗ₄ използва се в големи количества в много индустрии. По време на война индустрията на боеприпасите го консумира далеч над сегашното потребление, докато други индустрии от мирен характер го намаляват под нормалното.

1.- Торове: Сярна киселина Н₂ЮЗ₄ се използва за получаване на амониев сулфат (NH₄)₂ЮЗ₄ и суперфосфати.

2.- Рафиниране на нефт: Сярна киселина Н₂ЮЗ₄ Използва се за отстраняване на примеси от различни петролни продукти, като бензин, керосин (масло за осветление), разтворители и др.; в противен случай примесите обезцветяват продуктите, причиняват восъчни отлагания в течни горива и смазочни материали и неприятни миризми при други.

3.- Химическо производство: Сярна киселина Н₂ЮЗ₄ От него се произвеждат други киселини, като солна и азотна и метални сулфати. Използва се и при производството на натриев карбонат Na₂CO₃ и Етери.

4.- Производство на багрила и лекарства: Използва се сярна киселина Н₂ЮЗ₄ за получаване на продукти, получени от въглищен катран, като оцветители, лекарства и дезинфектанти.

5.- Оголване на стомана: Повърхността на стоманата се почиства от ръжда, като я потапя във вана със сярна киселина, преди да я покрие с емайл, калай или цинк.

6.- Металургия: Някои метали се получават чрез електролиза на разтвори на техните сулфати. Други се пречистват чрез електролиза, като нечистият метал се използва като анод и сярна киселина като електролит, докато чистият метал се отлага върху катода.

7.- Бои и пигменти: Много от пигментите, използвани в боята, са сулфати.

8.- Различни приложения: Сярната киселина се използва при производството на тъкани, пластмаси, експлозиви, акумулатори и други продукти.

9.- Като дехидратор: В реакциите на органичен синтез се използва концентрирана сярна киселина за отстраняване или асимилиране на водните молекули, така че те да не се интегрират отново в процеса.

10.- Като окислител: При химични реакции сярна киселина се използва също за модифициране на степента на окисление на участващ елемент, от реагентите до продуктите.