Kénsav felhasználás

A kénsav, más néven hidrogén-szulfát, egy H képletű vegyi anyag₂SW₄, széles körben használják az iparban és magas kísérleti értékkel. Ez az egyik Erősebb savak, mivel diprotikus sav amikor oldatban van.

A kénsav története

A korai alkimisták ismerték a kénsavat H₂SW_4. Ezt természetes szulfátok magas hőmérsékleten történő melegítésével és kén-trioxid-SO oldásával készítettük₃ így alakult ki.

A 15. században Basilio Valentín a vas-szulfát homokkal történő desztillálásával nyerte el. A vas-szulfát közös neve, FeSO₄* 7H₂Vagy volt "Vas-vitriol", és a belőle nyert olajos terméket nevezzük "Vitriol olaj", még mindig használt név.

A kénsav első, ipari méretű megszerzését 1740-ben az angliai Ward végezte. S ként és kálium-nitrátot (nitro) elégettek egy tartályban, amelyet egy nagy üveggömbön szuszpendáltak részben vízzel. Ezután az üvegkamrákat ólommal helyettesítették, és 1793-ban látták, hogy a kén-dioxid az a folyamat során oxidálódott a nitrátból képződött nitrogén-oxidok hatása miatt munkavállaló.

Apránként módosításokat vezettek be a módszerben, amelyek csökkentették a költségeket termelés és a termék minőségének javítása érdekében, és a XIX. század elején a gyártás folytasd. Az eljárás, ún "Ólomkamra módszer", ma is használják.

A kénsav fizikai tulajdonságai

A tiszta hidrogén-szulfát színtelen olajos folyadék, sűrűsége 1,84 g / cm³ 15 ° C-on. 10,5 ° C-on fagy, színtelen kristályos szilárd anyagot kapva. Hevítve füstöket bocsát ki, mivel víz és kén-trioxiddá bomlik, de a gőzökben nagyobb a trioxid mólaránya, mint a vízben.

Következésképpen a folyadék összetétele csökken H-ban₂SW₄ és a hőmérséklet addig emelkedik, amíg állandó forráspontú keverék képződik, amely 338 ° C-on forr. Az állandó forráspontú sav 98,33% hidrogént tartalmaz₂SW_4.

A kénsav jellemzői és kémiai tulajdonságai

Oldódás hője

Kénsav vízzel keveredik minden arányban. A hígított kénsav elkészítését azonban körültekintően kell elvégezni, mivel a sav keverése közben Vízzel töményítve jelentős mennyiségű hőt ad le, feloldódva 17750 kalóriát egy mol H₂SW₄ vízben.

Emiatt a tömény savat mindig kis adagokban, folyamatosan kevergetve kell hozzáadni a vízhez, hogy az összes víz és ne kis része elnyelje a kialakult hőt; különben ez elegendő lesz ahhoz, hogy a vizet gőzzé alakítsa, és a koncentrált és forró Savat minden irányba elterjessze.

Instabilitás

Hevítés közben hidrogén-szulfát H₂SW₄ disszociál kén-trioxidba és vízbe:

H₂SW₄ -> SO₃ + H₂VAGY

A forráspontnál, 338 ° C-on 30% -ban disszociál; 420 ° C-on a disszociáció majdnem teljes. Amikor vöröses forróságban villan fel, például vörösre forró vasra csepegtetve, teljesen vízre, kén-dioxidra és oxigénre bomlik.

Szárító hatás

Kénsav H₂SW₄erőteljesen egyesül a vízzel, amely hidrátok sorozatát adja, amelyek közül a legismertebb a H monohidrát₂SW₄* H₂VAGY. Ez a vízzel való reakció olyannyira hangsúlyos, hogy a kénsav nemcsak a vizet távolítja el a benne lévő anyagokból, hanem a vizet is Ezenkívül gyakran eltávolítja a hidrogént és az oxigént a vegyületekből, különösen, ha ezek ugyanolyan arányban tartalmazzák ezeket az elemeket, mint a víz, H₂VAGY.

Így a papír és a fa, amelyet nagyrészt a cellulóz pótol (C₆H₁₀VAGY₅) x és cukor (C.₁₂H₂₂VAGY₁₁), ők char tömény kénsav jelenlétében, felszabaduló szén:

C₁₂H₂₂VAGY₁₁ -> 12C + 11H₂VAGY

A kénsavnak ezt a dehidratáló hatását arra használják, hogy kiszárítsák a gázokat (amelyek nem reagálnak vele), és festékek és robbanóanyagok előállításakor a víz eltávolítása számos kémiai reakcióban, például nitrálás során.

Oxidáló hatás

A forró, koncentrált kénsav oxidálószer. Aktívan részt vesz a REDOX reakciókban, növelve a fogékony elem oxidációs állapotát.

Példák a kénsav felhasználására

Kénsav H₂SW₄ sok iparban nagy mennyiségben használják. Háború idején a lőszeripar jóval meghaladja a jelenlegi fogyasztást, míg más, békés természetű iparágak a normális szint alá csökkentik.

1.- Műtrágyák: Kénsav H₂SW₄ ammónium-szulfát (NH₄)₂SW₄ és szuperfoszfátok.

2.- Olajfinomítás: Kénsav H₂SW₄ Különféle kőolajtermékek, például benzin, petróleum (világítóolaj), oldószerek stb. Szennyeződésének eltávolítására szolgál; különben a szennyeződések elszínezik a termékeket, viaszos lerakódásokat okoznak a folyékony üzemanyagokban és kenőanyagokban, másokban pedig kellemetlen szagokat.

3.- Vegyipar: Kénsav H₂SW₄ Más savak, például sósav és nitrogén, valamint fémek szulfátjainak előállítására szolgál. Nátrium-karbonát-Na előállításához is használják₂CO₃ és Ethers.

4.- Színezékek és gyógyszerek gyártása: Kénsavat H használnak₂SW₄ kőszénkátrányból származó termékek, például színezékek, gyógyszerek és fertőtlenítők előállításához.

5.- Acélszalagolás: Az acélfelületet úgy tisztítják meg a rozsdától, hogy kénsavfürdőbe merítik, majd zománccal, ónnal vagy cinkkel bevonják.

6.- Kohászat: Bizonyos fémeket szulfátjaik oldatainak elektrolízisével nyerik. Másokat elektrolízissel tisztítunk, anódként a szennyezett fémet és elektrolitként a kénsavat használjuk, míg a tiszta fémet a katódon rakjuk le.

7.- Festékek és pigmentek: A festékben használt pigmentek közül sok szulfát.

8.- Különböző alkalmazások: A kénsavat szövetek, műanyagok, robbanóanyagok, akkumulátorok és egyéb termékek gyártásához használják.

9.- Dehidrátorként: Szerves szintézisreakciókban tömény kénsavat használnak a vízmolekulák eltávolítására vagy asszimilálására, így azok nem integrálódnak újra a folyamatba.

10.- Oxidálószerként: A kémiai reakciókban a kénsavat a résztvevő elemek oxidációs állapotának módosítására is használják, a reagensektől a termékekig.