Sērskābes lietošana

Sērskābe, saukta arī par ūdeņraža sulfātu, ir ķīmiska viela ar formulu H₂DR₄, plaši izmantots rūpniecībā un ar augstu eksperimentālo vērtību. Tas ir viens no Spēcīgākas skābes, kas ir Diprotiskā skābe kad šķīdumā.

Sērskābes vēsture

Agrīnie alķīmiķi zināja H sērskābi₂DR_4. To sagatavoja, sildot dabiskos sulfātus augstā temperatūrā un izšķīdinot Sēra trioksīdu SO₃ tādējādi izveidojās.

15. gadsimtā Basilio Valentín to ieguva, destilējot dzelzs sulfātu ar smiltīm. Dzelzs sulfāta parastais nosaukums FeSO₄* 7H₂Vai arī tā bija "Dzelzs vitriols", un tika saukts no tā iegūtais eļļas produkts "Vitriola eļļa", nosaukums, kas joprojām tiek izmantots.

Pirmo veiksmīgo sērskābes iegūšanu rūpnieciskā mērogā 1740. gadā veica Vards Anglijā. Sērs un kālija nitrāts (nitro) tika sadedzināti traukā, kas bija suspendēts lielā stikla lodītē, kas daļēji piepildīta ar ūdeni. Tad stikla kameras tika aizstātas ar svina, un 1793. gadā bija redzams, ka sēra dioksīds ir procesa laikā oksidējās slāpekļa oksīdu ietekmē, kas veidojās no nitrāta darbinieks.

Metodē tika ieviestas pamazām modifikācijas, kas mēdz samazināt ražošanu un uzlabot produkta kvalitāti, un XIX gadsimta sākumā ražošana kļuva turpini. Procedūra, ko sauc "Svina kameras metode", turpina lietot arī šodien.

Sērskābes fizikālās īpašības

Tīrs ūdeņraža sulfāts ir bezkrāsains eļļains šķidrums, blīvums 1,84 g / cm³ 15 ° C temperatūrā. Tas sasalst 10,5 ° C temperatūrā, iegūstot bezkrāsainu kristālisku cietvielu. Sildot, tas izdala dūmus, jo sadalās ūdenī un sēra trioksīdā, bet tvaikos ir lielāka trioksīda mola daļa nekā ūdenī.

Līdz ar to šķidruma sastāvs pazeminās H₂DR₄ un temperatūra paaugstinās, līdz izveidojas nemainīgas viršanas temperatūras maisījums, kas vārās 338 ° C temperatūrā. Skābe ar pastāvīgu viršanas temperatūru satur 98,33% H₂DR_4.

Sērskābes raksturojums un ķīmiskās īpašības

Izšķīšanas siltums

Sērskābe sajaucas ar ūdeni visās proporcijās. Tomēr atšķaidītas sērskābes sagatavošana jāveic piesardzīgi, jo, sajaucot skābi Koncentrēts ar ūdeni, tiek izdalīts ievērojams siltuma daudzums, kas izšķīdinot sasniedz 17750 kalorijas viens mols H₂DR₄ ūdenī.

Šī iemesla dēļ koncentrētā skābe vienmēr jāpievieno ūdenim nelielās porcijās, nepārtraukti maisot, lai viss ūdens, nevis maza tā daļa, absorbētu attīstīto siltumu; pretējā gadījumā ar to pietiks, lai ūdeni pārvērstu tvaikā un izplatītu koncentrēto un karsto skābi visos virzienos.

Nestabilitāte

Sildot, ūdeņraža sulfāts H₂DR₄ disociējas sēra trioksīdā un ūdenī:

H₂DR₄ -> TIK₃ + H₂VAI

Vārīšanās temperatūrā, 338 ° C, tas ir par 30% disociēts; 420 ° C temperatūrā disociācija ir gandrīz pabeigta. Kad tas tiek uzliesmots sarkanā karstumā, piemēram, pilinot to uz sarkanā karstā dzelzs, tas pilnībā sadalās ūdenī, sēra dioksīdā un skābeklī.

Dehidratējoša darbība

Sērskābe H₂DR₄enerģiski apvienojas ar ūdeni, dodot virkni hidrātu, no kuriem vislabāk zināms ir monohidrāts H₂DR₄* H₂VAI Šī reakcija ar ūdeni ir tik izteikta, ka sērskābe ne tikai noņem ūdeni no materiāliem, kas to satur, bet arī ar Tas arī bieži noņem ūdeņradi un skābekli no savienojumiem, īpaši, ja tie satur šos elementus tādā pašā proporcijā kā tie būs ūdens, H₂VAI

Tādējādi papīrs un koks, ko lielākoties veido celuloze (C.₆H₁₀VAI₅) x un cukurs (C.₁₂H₂₂VAI₁₁), viņi char koncentrētas sērskābes klātbūtnē, tiek atbrīvotas ogles:

C₁₂H₂₂VAI₁₁ -> 12C + 11H₂VAI

Šo sērskābes dehidrējošo darbību izmanto, lai izžāvētu gāzes (kas ar to nereaģē), un lai noņemtu ūdeni daudzās ķīmiskajās reakcijās, piemēram, nitrēšanā, gatavojot krāsvielas un sprāgstvielas.

Oksidējoša darbība

Karsta, koncentrēta sērskābe ir oksidētājs. Aktīvi piedalās REDOX reakcijās, palielinot uzņēmīgā elementa oksidācijas pakāpi.

Sērskābes lietošanas piemēri

Sērskābe H₂DR₄ to izmanto lielos daudzumos daudzās nozarēs. Kara laikā munīcijas rūpniecība to patērē daudz virs pašreizējā patēriņa, savukārt citas, mierīga rakstura rūpniecības nozares to samazina zem normas.

1.- Mēslojums: Sērskābe H₂DR₄ lieto amonija sulfāta (NH₄)₂DR₄ un superfosfāti.

2.- Naftas pārstrāde: Sērskābe H₂DR₄ To izmanto, lai noņemtu piemaisījumus no dažādiem naftas produktiem, piemēram, benzīna, petrolejas (eļļa apgaismošanai), šķīdinātājiem utt. pretējā gadījumā piemaisījumi izkrāso produktus, rada vaska nogulsnes šķidrajā degvielā un smērvielās un nepatīkamas smakas citos.

3.- Ķīmisko vielu ražošana: Sērskābe H₂DR₄ To izmanto citu skābju, piemēram, sālsskābes un slāpekļa, un metālu sulfātu ražošanai. To lieto arī nātrija karbonāta Na ražošanā₂CO₃ un ēteri.

4.- Krāsvielu un zāļu ražošana: Tiek izmantota sērskābe H₂DR₄ lai iegūtu produktus, kas iegūti no akmeņogļu darvas, piemēram, krāsvielas, zāles un dezinfekcijas līdzekļus.

5.- Tērauda noņemšana: Tērauda virsma tiek attīrīta no rūsas, iegremdējot to sērskābes vannā, pirms to pārklāj ar emalju, alvu vai cinku.

6.- Metalurģija: Atsevišķus metālus iegūst, elektrolizējot to sulfātu šķīdumus. Citus attīra ar elektrolīzi, kā anodu izmantojot nešķīsto metālu un kā elektrolītu sērskābi, bet tīrais metāls tiek nogulsnēts uz katoda.

7.- Krāsas un pigmenti: Daudzi no krāsā izmantotajiem pigmentiem ir sulfāti.

8.- Dažādi pielietojumi: Sērskābi izmanto audumu, plastmasas, sprāgstvielu, akumulatoru un citu izstrādājumu ražošanā.

9.- Kā dehidrators: Organiskās sintēzes reakcijās koncentrētu sērskābi izmanto, lai noņemtu vai asimilētu ūdens molekulas, lai tās netiktu reintegrētas procesā.

10.- Kā oksidētājs: Ķīmiskajās reakcijās sērskābi izmanto arī, lai modificētu iesaistītā elementa oksidācijas stāvokli, sākot no reaģentiem līdz produktiem.