Naudojama sieros rūgštis

Sieros rūgštis, dar vadinama vandenilio sulfatu, yra cheminė medžiaga, kurios formulė H₂SW₄, plačiai naudojamas pramonėje ir turintis didelę eksperimentinę vertę. Tai vienas iš Stipresnės rūgštys, būdamos diprotinės rūgštys kai yra tirpale.

Sieros rūgšties istorija

Ankstyvieji alchemikai žinojo sieros rūgštį H₂SW_4. Jis buvo paruoštas kaitinant natūralius sulfatus aukštoje temperatūroje ir ištirpinant sieros trioksido SO₃ taip susiformavo.

XV amžiuje Basilio Valentín jį gavo distiliuodamas geležies sulfatą smėliu. Geležies sulfato bendras pavadinimas FeSO₄* 7H₂Arba taip buvo "Geležies vitriolis", ir buvo vadinamas iš jo gautas aliejinis produktas "Vitriolio aliejus", vardas, kuris vis dar naudojamas.

Pirmą kartą sėkmingą sieros rūgšties gamybą pramoniniu mastu Wardas (Anglija) atliko 1740 m. Siera S ir kalio nitratas (nitro) buvo sudeginti inde, pakabintame dideliame stikliniame gaublyje, iš dalies pripildytame vandens. Tada stiklinės kameros buvo pakeistos švininėmis, o 1793 m. Buvo pastebėta, kad sieros dioksidas yra proceso metu oksidavosi dėl azoto oksidų, kurie susidarė iš nitrato, įtakos darbuotojas.

Po truputį buvo atlikta metodo modifikacija, siekiant sumažinti gamybos kokybei pagerinti, o XIX a. pradžioje gamyba tapo tęsk. Procedūra, vadinama „Švino kameros metodas“, ir toliau naudojama šiandien.

Sieros rūgšties fizinės savybės

Grynas vandenilio sulfatas yra bespalvis aliejinis skystis, tankis 1,84 g / cm³ esant 15 ° C temperatūrai. Jis užšąla 10,5 ° C temperatūroje, gaunant bespalvę kristalinę kietąją medžiagą. Kaitinamas jis išskiria dūmus, nes suyra į vandenį ir sieros trioksidą, tačiau garuose yra didesnė molio trioksido dalis nei vandenyje.

Vadinasi, skysčio sudėtis H sumažėja₂SW₄ o temperatūra pakyla, kol susidaro pastovios virimo temperatūros mišinys, kuris verda 338 ° C temperatūroje. Rūgštyje, kurios virimo temperatūra yra pastovi, yra 98,33% H₂SW_4.

Sieros rūgšties charakteristikos ir cheminės savybės

Tirpimo šiluma

Sieros rūgšties maišosi su vandeniu visomis proporcijomis. Tačiau praskiestą sieros rūgštį reikia ruošti atsargiai, nes maišant rūgštį Koncentruotas su vandeniu, išskiriamas didelis šilumos kiekis, ištirpęs - 17 750 kalorijų vienas molis H₂SW₄ vandenyje.

Dėl šios priežasties koncentruotą rūgštį į vandenį visada reikia įpilti mažomis porcijomis, nuolat maišant, kad visas vanduo, o ne maža jo dalis, sugertų susidariusią šilumą; priešingu atveju to pakaks paversti vandeniu garais ir paskleisti koncentruotą ir karštą rūgštį į visas puses.

Nestabilumas

Kaitinant vandenilio sulfatas H₂SW₄ disocijuojasi į sieros trioksidą ir vandenį:

H₂SW₄ -> TAIP₃ + H₂ARBA

Virimo temperatūroje, 338 ° C, ji yra 30% disocijuota; esant 420 ° C temperatūrai, disociacija beveik baigta. Kai jis staiga pašildomas iki raudonos spalvos, pavyzdžiui, lašinamas ant raudonai įkaitusios geležies, jis visiškai suyra į vandenį, sieros dioksidą ir deguonį.

Dehidratuojantis veiksmas

Sieros rūgštis H₂SW₄energingai derinamas su vandeniu, suteikiant hidratų seriją, iš kurių geriausiai žinomas monohidratas H₂SW₄* H₂ARBA. Ši reakcija su vandeniu yra tokia ryški, kad sieros rūgštis ne tik pašalina vandenį iš medžiagų, kuriose yra jos, bet ir su Jis taip pat dažnai pašalina vandenilį ir deguonį iš junginių, ypač jei juose yra šių elementų ta pačia proporcija, kokia bus vanduo, H₂ARBA.

Taigi, popierius ir mediena, daugiausia sudaryti iš celiuliozės (C.₆H₁₀ARBA₅) x ir cukrus (C.₁₂H₂₂ARBA₁₁), jie karbonizuojasi esant koncentruotai sieros rūgščiai, išleidžiamas anglis:

C₁₂H₂₂ARBA₁₁ -> 12C + 11H₂ARBA

Šis dehidratuojantis sieros rūgšties poveikis naudojamas džiovinant dujas (kurios su ja nereaguoja) ir gaminant dažus ir sprogmenis, pašalinti vandenį daugelyje cheminių reakcijų, pvz., nitratų.

Oksiduojantis veiksmas

Karšta, koncentruota sieros rūgštis yra oksidatorius. Aktyviai dalyvauja REDOX reakcijose, didindama jautraus elemento oksidacijos būseną.

Sieros rūgšties naudojimo pavyzdžiai

Sieros rūgštis H₂SW₄ jis naudojamas dideliais kiekiais daugelyje pramonės šakų. Karo metu amunicijos pramonė sunaudoja daug daugiau nei dabartinis suvartojimas, o kitos taikios prigimties pramonės įmonės jį sumažina žemiau normos.

1.- Trąšos: Sieros rūgštis H₂SW₄ naudojamas amonio sulfatui (NH₄)₂SW₄ ir superfosfatai.

2.- Naftos perdirbimas: Sieros rūgštis H₂SW₄ Jis naudojamas pašalinti priemaišas iš įvairių naftos produktų, tokių kaip benzinas, žibalas (alyva apšvietimui), tirpikliai ir kt. priešingu atveju, priemaišos pakeičia produktų spalvą, sukelia vaškines nuosėdas skystame kure ir tepaluose, o kituose - nemalonų kvapą.

3.- Chemijos gamyba: Sieros rūgštis H₂SW₄ Jis naudojamas kitoms rūgštims, tokioms kaip druskos ir azoto, bei metalų sulfatams gaminti. Jis taip pat naudojamas gaminant natrio karbonatą Na₂CO₃ ir eteriai.

4.- Dažiklių ir vaistų gamyba: Naudojama sieros rūgštis H₂SW₄ gauti iš akmens anglių deguto gautus produktus, tokius kaip dažikliai, vaistai ir dezinfekcijos priemonės.

5.- Plieno nuėmimas: Plieno paviršius nuvalomas nuo rūdžių panardinant jį į sieros rūgšties vonią, prieš tai padengiant emaliu, alavu ar cinku.

6.- Metalurgija: Tam tikri metalai gaunami elektrolizuojant jų sulfatų tirpalus. Kiti valomi elektrolizės būdu, naudojant nešvarų metalą kaip anodą ir sieros rūgštį kaip elektrolitą, o grynas metalas nusėda ant katodo.

7.- Dažai ir pigmentai: Daugelis dažuose naudojamų pigmentų yra sulfatai.

8.- Įvairios programos: Sieros rūgštis naudojama gaminant audinius, plastiką, sprogmenis, akumuliatorius ir kitus gaminius.

9.- Kaip dehidratorius: Organinės sintezės reakcijose koncentruota sieros rūgštis naudojama vandens molekulėms pašalinti ar pasisavinti, kad jos nebūtų vėl integruotos į procesą.

10.- Kaip oksidatorius: Cheminėse reakcijose sieros rūgštis taip pat naudojama modifikuoti dalyvaujančio elemento oksidacijos būseną nuo reagentų iki produktų.