Upotreba sumporne kiseline

Sumporna kiselina, koja se naziva i vodikov sulfat, kemijska je tvar formule H₂SW₄, široko korištena u industriji i s visokom eksperimentalnom vrijednošću. To je jedan od Jače kiseline, kao diprotična kiselina kad je u otopini.

Povijest sumporne kiseline

Rani alkemičari poznavali su sumpornu kiselinu H₂SW_4. Pripravljen je zagrijavanjem prirodnih sulfata na visokoj temperaturi i otapanjem sumpornog trioksida SO₃ tako formirana.

U 15. stoljeću Basilio Valentín ga je dobio destilirajući željezni sulfat pijeskom. Uobičajeni naziv za željezni sulfat, FeSO₄* 7H₂Ili je bilo "Željezni vitriol", a nazvan je uljasti proizvod koji je od njega dobiven "Vitriol ulje", ime koje se i dalje koristi.

Prvo uspješno dobivanje sumporne kiseline u industrijskim razmjerima izveo je 1740. Ward u Engleskoj. Sumpor i kalijev nitrat (nitro) izgorjeli su u posudi ovješenoj u veliku staklenu kuglu djelomično napunjenu vodom. Tada su staklene komore zamijenjene olovnim, a 1793. godine vidjelo se da je sumpor-dioksid oksidirana tijekom procesa utjecajem dušikovih oksida koji su nastali iz nitrata zaposlenik.

U metodu su uvedene malo po malo modifikacije, koje teže smanjenju troškova proizvodnje i za poboljšanje kvalitete proizvoda, a početkom XIX nastavi. Postupak, tzv "Metoda vodeće komore", nastavlja se koristiti i danas.

Fizička svojstva sumporne kiseline

Čisti vodikov sulfat je bezbojna uljna tekućina, gustoće 1,84 g / cm³ na 15 ° C. Smrzava se na 10,5 ° C, dajući bezbojnu kristalnu krutinu. Zagrijavanjem ispušta dimove, jer se razlaže na vodu i sumporni trioksid, ali pare sadrže veći molski udio trioksida od vode.

Posljedično, sastav tekućine opada u H₂SW₄ a temperatura raste dok se ne stvori smjesa konstantnog vrelišta koja ključa na 338 ° C. Kiselina s konstantnim vrelištem sadrži 98,33% H₂SW_4.

Karakteristike i kemijska svojstva sumporne kiseline

Toplina otapanja

Sumporne kiseline miješa se s vodom u svim omjerima. Međutim, priprema razrijeđene sumporne kiseline mora se provoditi pažljivo, već prilikom miješanja kiseline Koncentrirana s vodom, odaje se znatna količina topline koja iznosi 17750 kalorija kada se otopi jedan mol H₂SW₄ u vodi.

Iz tog razloga koncentriranu kiselinu uvijek moramo dodavati u vodu u malim obrocima, uz neprestano miješanje, tako da sva voda, a ne njezin mali dio, upije razvijenu toplinu; u suprotnom, to će biti dovoljno za pretvaranje vode u paru i širenje koncentrirane i vruće kiseline u svim smjerovima.

Nestabilnost

Kada se zagrije, vodikov sulfat H₂SW₄ disocira na sumporov trioksid i vodu:

H₂SW₄ -> PA₃ + H₂ILI

Na točki vrenja, 338 ° C, disocira se 30%; na 420 ° C disocijacija je gotovo gotova. Kad se bljesne usijano, poput kapanja na usijano željezo, potpuno se raspada u vodu, sumpor-dioksid i kisik.

Dehidracijsko djelovanje

Sumporna kiselina H₂SW₄snažno se kombinira s vodom, dajući niz hidrata, od kojih je najpoznatiji monohidrat H₂SW₄* H₂ILI. Ova reakcija s vodom toliko je izražena da sumporna kiselina ne uklanja samo vodu iz materijala koji je sadrže, već i Također često uklanja vodik i kisik iz spojeva, pogotovo ako sadrže te elemente u istom omjeru kao voda, H₂ILI.

Dakle, papir i drvo, koje većim dijelom čine celuloza, (C₆H₁₀ILI₅) x i šećer (C₁₂H₂₂ILI₁₁), ugljenisu se u prisutnosti koncentrirane sumporne kiseline, puštajući ugljen:

C₁₂H₂₂ILI₁₁ -> 12C + 11H₂ILI

Ovo dehidracijsko djelovanje sumporne kiseline koristi se za isušivanje plinova (koji s njom ne reagiraju) i za uklanjanje vode u mnogim kemijskim reakcijama, poput nitriranja, prilikom izrade boja i eksploziva.

Oksidacijsko djelovanje

Vruća, koncentrirana sumporna kiselina je oksidans. Aktivno sudjeluje u REDOX reakcijama povećavajući oksidacijsko stanje osjetljivog elementa.

Primjeri upotrebe sumporne kiseline

Sumporna kiselina H₂SW₄ koristi se u velikim količinama u mnogim industrijama. U vrijeme rata, municija ga troši daleko iznad trenutne potrošnje, dok ga druge industrije mirne prirode smanjuju ispod normalnog.

1.- Gnojiva: Sumporna kiselina H₂SW₄ koristi se za proizvodnju amonijevog sulfata (NH₄)₂SW₄ i superfosfati.

2.- Rafiniranje nafte: Sumporna kiselina H₂SW₄ Koristi se za uklanjanje nečistoća iz različitih naftnih derivata, poput benzina, petroleja (ulje za osvjetljenje), otapala itd.; u suprotnom, nečistoće boje proizvode, uzrokuju naslage voska u tekućim gorivima i mazivima i neugodne mirise u drugima.

3.- Kemijska proizvodnja: Sumporna kiselina H₂SW₄ Koristi se za stvaranje drugih kiselina, poput klorovodične i dušične, te sulfata metala. Također se koristi u proizvodnji natrijeva karbonata Na₂CO₃ i Eteri.

4.- Proizvodnja boja i lijekova: Koristi se sumporna kiselina H₂SW₄ za dobivanje proizvoda dobivenih iz katrana ugljena, poput bojila, lijekova i dezinficijensa.

5.- Skidanje čelika: Površina čelika čisti se od hrđe potapanjem u kupku sa sumpornom kiselinom, prije nego što se premaže caklinom, kositrom ili cinkom.

6.- Metalurgija: Određeni metali dobivaju se elektrolizom otopina njihovih sulfata. Drugi se pročišćavaju elektrolizom, koristeći nečisti metal kao anodu i sumpornu kiselinu kao elektrolit, dok se čisti metal taloži na katodi.

7.- Boje i pigmenti: Mnogi pigmenti koji se koriste u boji su sulfati.

8.- Razne primjene: Sumporna kiselina koristi se u proizvodnji tkanina, plastike, eksploziva, akumulatora i drugih proizvoda.

9.- Kao dehidrator: U reakcijama organske sinteze koncentrirana sumporna kiselina koristi se za uklanjanje ili asimilaciju molekula vode, tako da se one ne integriraju u proces.

10.- Kao oksidans: U kemijskim reakcijama sumporna kiselina se također koristi za modificiranje oksidacijskog stanja elementa koji sudjeluje, od reaktanata do proizvoda.