Zastosowania kwasu siarkowego

Kwas siarkowy, zwany również wodorosiarczanem, to substancja chemiczna o wzorze H₂południowy zachód₄, szeroko stosowany w przemyśle i o wysokiej wartości eksperymentalnej. To jeden z Silniejsze kwasy, będące kwasem diprotonowym gdy jest w roztworze.

Historia kwasu siarkowego

Wcześni alchemicy znali kwas siarkowy H₂południowy zachód_4. Został przygotowany przez ogrzewanie naturalnych siarczanów w wysokiej temperaturze i rozpuszczenie trójtlenku siarki SO₃ w ten sposób powstały.

W XV wieku Basilio Valentín uzyskał go przez destylację siarczanu żelaza z piaskiem. Powszechna nazwa siarczanu żelaza, FeSO₄* 7H₂Albo to było "Witriol żelaza", a otrzymany z niego oleisty produkt nazwano „Olejek witriolowy”, nazwa, która jest nadal używana.

Pierwsze udane pozyskanie kwasu siarkowego na skalę przemysłową zostało przeprowadzone w 1740 r. przez Warda w Anglii. S Siarka i azotan potasu (nitro) spalano w pojemniku zawieszonym w dużej szklanej kuli częściowo wypełnionej wodą. Następnie komory szklane zostały zastąpione ołowianymi, a w 1793 stwierdzono, że dwutlenek siarki jest utleniany w trakcie procesu pod wpływem Tlenków Azotu, które powstały z Azotanów pracownik.

Stopniowo wprowadzano modyfikacje w metodzie, mające na celu zmniejszenie kosztów produkcji i poprawy jakości produktu, a na początku XIX wieku stała się manufaktura tak trzymaj. Procedura zwana „Metoda komory wiodącej”, jest używany do dziś.

Właściwości fizyczne kwasu siarkowego

Czysty wodorosiarczan to bezbarwna oleista ciecz o gęstości 1,84 g/cm³ w 15°C. Zamarza w temperaturze 10,5 ° C, dając bezbarwną krystaliczną substancję stałą. Po podgrzaniu wydziela opary, rozkładając się na wodę i trójtlenek siarki, ale pary zawierają wyższy ułamek molowy trójtlenku niż woda.

W konsekwencji skład cieczy zmniejsza się w H₂południowy zachód₄ a temperatura wzrasta, aż powstanie mieszanina o stałej temperaturze wrzenia, która wrze w temperaturze 338 ° C. Kwas o stałej temperaturze wrzenia zawiera 98,33% H₂południowy zachód_4.

Charakterystyka i właściwości chemiczne kwasu siarkowego

Ciepło rozpuszczania

Kwas Siarkowy miesza się z wodą we wszystkich proporcjach. Jednak przygotowanie rozcieńczonego kwasu siarkowego należy przeprowadzać ostrożnie, ponieważ podczas mieszania kwasu Skoncentrowany z wodą wydziela znaczną ilość ciepła, która po rozpuszczeniu wynosi 17750 kalorii jeden mol H₂południowy zachód₄ w wodzie.

Z tego powodu stężony kwas należy zawsze dodawać do wody małymi porcjami, ciągle mieszając, aby cała woda, a nie tylko jej część, pochłaniała powstałe ciepło; w przeciwnym razie wystarczy, aby zamienić wodę w parę i rozprowadzić stężony i gorący kwas we wszystkich kierunkach.

Niestabilność

Po podgrzaniu, wodorosiarczan H₂południowy zachód₄ dysocjuje na trójtlenek siarki i wodę:

H₂południowy zachód₄ -> SO₃ + H₂LUB

W temperaturze wrzenia 338 ° C jest zdysocjowany w 30%; w 420°C dysocjacja jest prawie całkowita. Kiedy jest rozgrzany do czerwoności, na przykład przez kapanie go na rozgrzane do czerwoności żelazo, całkowicie rozkłada się na wodę, dwutlenek siarki i tlen.

Działanie odwadniające

Kwas siarkowy H₂południowy zachód₄łączy się energicznie z wodą, dając serię hydratów, z których najbardziej znanym jest monohydrat H₂południowy zachód₄* H₂LUB. Ta reakcja z wodą jest tak wyraźna, że ​​kwas siarkowy nie tylko usuwa wodę z materiałów, które ją zawierają, ale także z Często usuwa również wodór i tlen ze związków, zwłaszcza jeśli zawierają te pierwiastki w tej samej proporcji, w jakiej będą w woda, H₂LUB.

Tak więc papier i drewno, składające się w większości z celulozy (C₆H₁₀LUB₅) x i cukier (C₁₂H₂₂LUB₁₁), oni char w obecności stężonego kwasu siarkowego, wypuszczanie węgla:

do₁₂H₂₂LUB₁₁ -> 12C + 11H₂LUB

To odwadniające działanie kwasu siarkowego służy do osuszania gazów (które z nim nie reagują) i), do usuwania wody w wielu reakcjach chemicznych, takich jak azotowanie, podczas wytwarzania barwników i materiałów wybuchowych.

Działanie utleniające

Gorący, stężony kwas siarkowy jest utleniaczem. Aktywnie uczestniczy w reakcjach REDOX podwyższających stopień utlenienia podatnego pierwiastka.

Przykłady zastosowań kwasu siarkowego

Kwas siarkowy H₂południowy zachód₄ jest stosowany w dużych ilościach w wielu gałęziach przemysłu. W czasie wojny przemysł zbrojeniowy zużywa go znacznie powyżej obecnego zużycia, podczas gdy inne przemysły o charakterze pokojowym zmniejszają go poniżej normy.

1.- Nawozy: Kwas siarkowy H₂południowy zachód₄ służy do produkcji siarczanu amonu (NH₄)₂południowy zachód₄ i Superfosfaty.

2.- Rafinacja oleju: Kwas siarkowy H₂południowy zachód₄ Służy do usuwania zanieczyszczeń z różnych produktów naftowych, takich jak benzyna, nafta (olej do oświetlenia), rozpuszczalniki itp.; w przeciwnym razie zanieczyszczenia odbarwiają produkty, powodują osady woskowe w paliwach ciekłych i smarach oraz nieprzyjemne zapachy w innych.

3.- Produkcja chemiczna: Kwas siarkowy H₂południowy zachód₄ Służy do wytwarzania innych kwasów, takich jak chlorowodorowy i azotowy oraz siarczany metali. Jest również używany do produkcji węglanu sodu Na₂WSPÓŁ₃ i etery.

4.- Produkcja barwników i leków: Stosowany jest kwas siarkowy H₂południowy zachód₄ w celu uzyskania produktów pochodzących ze smoły węglowej, takich jak barwniki, leki i środki dezynfekujące.

5.- Usuwanie stali: Powierzchnię stali oczyszcza się z rdzy zanurzając ją w kąpieli kwasu siarkowego przed pokryciem emalią, cyną lub cynkiem.

6.- Metalurgia: Niektóre metale otrzymuje się przez elektrolizę roztworów ich siarczanów. Inne są oczyszczane przez elektrolizę, przy użyciu zanieczyszczonego metalu jako anody i kwasu siarkowego jako elektrolitu, podczas gdy czysty metal osadza się na katodzie.

7.- Farby i pigmenty: Wiele pigmentów stosowanych w farbach to siarczany.

8.- Różne zastosowania: Kwas siarkowy wykorzystywany jest do produkcji tkanin, tworzyw sztucznych, materiałów wybuchowych, akumulatorów i innych produktów.

9.- Jako odwadniacz: W reakcjach syntezy organicznej stężony kwas siarkowy jest używany do usuwania lub asymilacji cząsteczek wody, dzięki czemu nie są one ponownie integrowane w procesie.

10.- Jako utleniacz: W reakcjach chemicznych kwas siarkowy jest również używany do modyfikowania stanu utlenienia uczestniczącego pierwiastka, od reagentów do produktów.