Utilizări ale acidului sulfuric

Acidul sulfuric, numit și sulfat de hidrogen, este o substanță chimică cu formula H₂SW₄, utilizat pe scară largă în industrie și cu o valoare experimentală ridicată. Este unul dintre Acizi mai puternici, fiind un acid Diprotic când este în soluție.

Istoria acidului sulfuric

Primii alchimiști știau acidul sulfuric H₂SW_4. A fost preparat prin încălzirea sulfaților naturali la temperatură ridicată și dizolvarea trioxidului de sulf SO₃ astfel format.

În secolul al XV-lea, Basilio Valentín l-a obținut prin distilarea sulfatului feros cu nisip. Denumirea comună pentru sulfatul feros, FeSO₄* 7H₂Sau, a fost "Vitriol de fier", iar produsul oleaginos care a fost obținut din acesta a fost numit "Ulei Vitriol", nume care este încă folosit.

Prima obținere cu succes a acidului sulfuric la scară industrială a fost realizată în 1740 de Ward, în Anglia. S Sulful și nitratul de potasiu (nitro) au fost arse într-un recipient suspendat într-un glob de sticlă mare parțial umplut cu apă. Apoi, camerele de sticlă au fost înlocuite cu cele de plumb, iar în 1793 s-a văzut că dioxidul de sulf era oxidat în cursul procesului datorită influenței oxizilor de azot care s-au format din azotat angajat.

Încetul cu încetul au fost introduse modificări în metodă, având tendința de a reduce costul producția și pentru a îmbunătăți calitatea produsului, iar la începutul secolului al XIX-lea fabricarea a devenit continuă. Procedura, numită „Metoda camerei de plumb”, continuă să fie folosit și astăzi.

Proprietățile fizice ale acidului sulfuric

Sulfatul de hidrogen pur este un lichid uleios incolor, densitate 1,84 g / cm³ la 15 ° C. Îngheață la 10,5 ° C, oferind un solid cristalin incolor. Când este încălzit, emite vapori, deoarece se descompune în apă și trioxid de sulf, dar vaporii conțin o fracție molară de trioxid mai mare decât apa.

În consecință, compoziția lichidului scade în H₂SW₄ iar temperatura crește până se formează un amestec de punct de fierbere constant, care fierbe la 338 ° C. Acidul cu punct de fierbere constant conține 98,33% H₂SW_4.

Caracteristici și proprietăți chimice ale acidului sulfuric

Căldura de dizolvare

Acid sulfuric se amestecă cu apă în toate proporțiile. Cu toate acestea, prepararea acidului sulfuric diluat trebuie efectuată cu grijă, deoarece la amestecarea acidului Concentrat cu apă, se degajă o cantitate considerabilă de căldură, care se dizolvă în valoare de 17750 de calorii un mol de H₂SW₄ in apa.

Din acest motiv, acidul concentrat trebuie adăugat întotdeauna în apă în porții mici, amestecând continuu, astfel încât toată apa și nu o mică parte din aceasta să absoarbă căldura dezvoltată; în caz contrar, acest lucru va fi suficient pentru a transforma apa în abur și pentru a răspândi acidul concentrat și fierbinte în toate direcțiile.

Instabilitate

Când este încălzit, sulfatul de hidrogen H₂SW₄ se disociază în trioxid de sulf și apă:

H₂SW₄ -> ASA₃ + H₂SAU

La punctul de fierbere, 338 ° C, este disociat 30%; la 420 ° C disocierea este aproape completă. Când este aprins roșu, cum ar fi prin picurare pe fierul fierbinte, se descompune complet în apă, dioxid de sulf și oxigen.

Acțiune deshidratantă

Acid sulfuric H₂SW₄se combină viguros cu apă, oferind o serie de hidrați, dintre care cel mai cunoscut este monohidratul H₂SW₄* H₂SAU. Această reacție cu apa este atât de pronunțată încât acidul sulfuric nu numai că îndepărtează apa din materialele care o conțin, ci cu De asemenea, elimină frecvent hidrogenul și oxigenul din compuși, mai ales dacă conțin aceste elemente în aceeași proporție ca și în apă, H₂SAU.

Astfel, hârtia și lemnul, alcătuite în cea mai mare parte de celuloză, (C₆H₁₀SAU₅) x și zahăr (C₁₂H₂₂SAU₁₁), ei char în prezența acidului sulfuric concentrat, fiind eliberat cărbune:

C₁₂H₂₂SAU₁₁ -> 12C + 11H₂SAU

Această acțiune de deshidratare a acidului sulfuric este utilizată pentru uscarea gazelor (care nu reacționează cu acesta) și pentru a elimina apa în multe reacții chimice, cum ar fi nitrația, atunci când se produc coloranți și explozivi.

Acțiune oxidantă

Acidul sulfuric fierbinte și concentrat este un oxidant. Participă activ la reacțiile REDOX crescând starea de oxidare a unui element susceptibil.

Exemple de utilizări ale acidului sulfuric

Acid sulfuric H₂SW₄ este utilizat în cantități mari în multe industrii. În timp de război, industriile de muniții îl consumă mult peste consumul actual, în timp ce alte industrii de natură pașnică îl reduc sub nivelul normal.

1.- Îngrășăminte: Acid sulfuric H₂SW₄ este utilizat pentru a produce sulfat de amoniu (NH₄)₂SW₄ și superfosfați.

2.- Rafinarea petrolului: Acid sulfuric H₂SW₄ Se utilizează pentru îndepărtarea impurităților din diverse produse petroliere, cum ar fi benzina, kerosenul (ulei pentru iluminat), solvenții etc; în caz contrar, impuritățile decolorează produsele, provoacă depuneri de ceară în combustibili lichizi și lubrifianți și mirosuri neplăcute la alții.

3.- Fabricare chimică: Acid sulfuric H₂SW₄ Se folosește pentru a produce alți acizi, cum ar fi clorhidric și azotic, și sulfați ai metalelor. Este, de asemenea, utilizat la fabricarea carbonatului de sodiu Na₂CO₃ și Ethers.

4.- Fabricarea coloranților și a medicamentelor: Se folosește acid sulfuric H₂SW₄ pentru a obține produse derivate din gudron de cărbune, cum ar fi coloranți, medicamente și dezinfectanți.

5.- Decaparea oțelului: Suprafața oțelului este curățată de rugină cufundându-l într-o baie de acid sulfuric, înainte de a-l acoperi cu smalț, staniu sau zinc.

6.- Metalurgie: Anumite metale sunt obținute prin electroliza soluțiilor sulfatilor lor. Altele sunt purificate prin electroliză, folosind metalul impur ca anod și acidul sulfuric ca electrolit, în timp ce metalul pur este depus pe catod.

7.- Vopsele și pigmenți: Mulți dintre pigmenții folosiți în vopsea sunt sulfați.

8.- Diverse aplicații: Acidul sulfuric este utilizat la fabricarea țesăturilor, materialelor plastice, explozibililor, acumulatorilor și a altor produse.

9.- Ca deshidratator: În reacțiile de sinteză organică, acidul sulfuric concentrat este utilizat pentru îndepărtarea sau asimilarea moleculelor de apă, astfel încât acestea să nu fie reintegrate în proces.

10.- Ca oxidant: În reacțiile chimice, acidul sulfuric este, de asemenea, utilizat pentru a modifica starea de oxidare a unui element participant, de la reactanți la produse.