Použitie kyseliny sírovej

Kyselina sírová, nazývaná tiež hydrogénsíran, je chemická látka so vzorcom H₂SW₄, široko používaný v priemysle a s vysokou experimentálnou hodnotou. Je to jeden z Silnejšie kyseliny, ktoré sú kyselinou diprotovou keď je v roztoku.

História kyseliny sírovej

Prví alchymisti poznali kyselinu sírovú H₂SW_4. Bol pripravený zahrievaním prírodných síranov pri vysokej teplote a rozpustením oxidu siričitého SO₃ takto sformovaný.

V 15. storočí ho Basilio Valentín získal destiláciou síranu železnatého pieskom. Bežný názov pre síran železnatý, FeSO₄* 7 h₂Alebo bolo "Železný vitriol", a zavolal sa olejnatý produkt, ktorý sa z neho získal „Vitriolový olej“, názov, ktorý sa stále používa.

Prvé úspešné získanie kyseliny sírovej v priemyselnom meradle uskutočnil v roku 1740 anglický Ward. Síra S a dusičnan draselný (nitro) sa spaľovali v nádobe suspendovanej vo veľkej sklenenej guľke čiastočne naplnenej vodou. Potom boli sklenené komory nahradené olovenými a v roku 1793 sa zistilo, že to je oxid siričitý oxidovali v priebehu procesu vplyvom oxidov dusíka, ktoré vznikli z dusičnanov zamestnanec.

Postupne boli do metódy zavedené úpravy, ktoré mali tendenciu znižovať náklady na a na zlepšenie kvality produktu. Na začiatku XIX. storočia sa začala výroba vyrábať pokračuj. Postup, tzv „Metóda hlavnej komory“, sa používa dodnes.

Fyzikálne vlastnosti kyseliny sírovej

Čistý sírovodík je bezfarebná olejovitá kvapalina, hustota 1,84 g / cm³ pri 15 ° C Zmrazí sa pri 10,5 ° C, čím sa získa bezfarebná kryštalická pevná látka. Pri zahrievaní emituje výpary, ktoré sa rozkladajú na vodu a oxid sírový, ale pary obsahujú vyšší molárny podiel oxidu uhličitého ako voda.

V dôsledku toho zloženie kvapaliny v H klesá₂SW₄ a teplota stúpa, až kým sa nevytvorí zmes s konštantným bodom varu, ktorá varí pri 338 ° C. Kyselina s konštantným bodom varu obsahuje 98,33% H₂SW_4.

Charakteristiky a chemické vlastnosti kyseliny sírovej

Teplo rozpustenia

Kyselina sírová zmieša s vodou vo všetkých pomeroch. Príprava zriedenej kyseliny sírovej však musí byť vykonávaná opatrne, pretože pri zmiešaní kyseliny Koncentrovaná vodou sa vydáva značné množstvo tepla, ktoré po rozpustení predstavuje 17 750 kalórií jeden mol H₂SW₄ vo vode.

Z tohto dôvodu musí byť koncentrovaná kyselina vždy za stáleho miešania pridávaná do vody, aby všetka voda a nie jej malá časť absorbovala vyvinuté teplo; inak to bude stačiť na to, aby sa voda zmenila na paru a aby sa koncentrovaná a horúca kyselina šírila do všetkých strán.

Nestabilita

Po zahriatí sa pridá sírovodík H₂SW₄ disociuje na oxid siričitý a vodu:

H₂SW₄ -> SO₃ + H₂ALEBO

Pri teplote varu 338 ° C je 30% disociovaná; pri 420 ° C je disociácia takmer úplná. Keď je rozžeravený, napríklad kvapkaním na rozžeravené železo, úplne sa rozloží na vodu, oxid siričitý a kyslík.

Dehydratačný účinok

Kyselina sírová H₂SW₄sa silno kombinuje s vodouposkytujúc sériu hydrátov, z ktorých najznámejší je monohydrát H₂SW₄* H₂ALEBO Táto reakcia s vodou je taká výrazná, že kyselina sírová nielenže odstraňuje vodu z materiálov, ktoré ju obsahujú, ale aj s Taktiež často odstraňuje vodík a kyslík zo zlúčenín, najmä ak obsahujú tieto prvky rovnako voda, H₂ALEBO

Teda papier a drevo vyrobené väčšinou z celulózy (C₆H₁₀ALEBO₅) x a cukor (C₁₂H₂₂ALEBO₁₁), oni char v prítomnosti koncentrovanej kyseliny sírovej, vypúšťané uhlie:

C.₁₂H₂₂ALEBO₁₁ -> 12 ° C + 11 hodín₂ALEBO

Toto dehydratačné pôsobenie kyseliny sírovej sa používa na vysušenie plynov (ktoré s nimi nereagujú) a na odstránenie vody pri mnohých chemických reakciách, napríklad pri nitrácii, pri výrobe farbív a výbušnín.

Oxidačné pôsobenie

Horúca koncentrovaná kyselina sírová je oxidant. Aktívne sa podieľa na reakciách REDOX zvyšujúcich oxidačný stav vnímavého prvku.

Príklady použitia kyseliny sírovej

Kyselina sírová H₂SW₄ používa sa vo veľkom množstve v mnohých priemyselných odvetviach. V čase vojny ju muničný priemysel spotrebováva vysoko nad súčasnou spotrebou, zatiaľ čo iné odvetvia mierového charakteru ju znižujú pod normálnu úroveň.

1.- Hnojivá: Kyselina sírová H₂SW₄ sa používa na výrobu síranu amónneho (NH₄)₂SW₄ a superfosfáty.

2.- Rafinácia oleja: Kyselina sírová H₂SW₄ Používa sa na odstránenie nečistôt z rôznych ropných produktov, ako je benzín, petrolej (olej na osvetlenie), rozpúšťadlá atď.; inak nečistoty odfarbujú výrobky, spôsobujú voskovité usadeniny v kvapalných palivách a mazadlách a nepríjemný zápach v ostatných.

3.- Chemická výroba: Kyselina sírová H₂SW₄ Používa sa na výrobu iných kyselín, napríklad chlorovodíkovej a dusičnej a síranov kovov. Používa sa tiež pri výrobe uhličitanu sodného Na₂CO₃ a étery.

4.- Výroba farbív a liečiv: Používa sa kyselina sírová H₂SW₄ na získanie produktov získaných z uhoľného dechtu, ako sú farbivá, lieky a dezinfekčné prostriedky.

5.- Odizolovanie ocele: Povrch ocele je očistený od hrdze ponorením do kúpeľa s kyselinou sírovou predtým, ako je natretý sklovinou, cínom alebo zinkom.

6.- Hutníctvo: Určité kovy sa získavajú elektrolýzou roztokov ich síranov. Ostatné sa čistia elektrolýzou s použitím nečistého kovu ako anódy a kyseliny sírovej ako elektrolytu, zatiaľ čo čistý kov sa usadzuje na katóde.

7.- Farby a pigmenty: Mnoho z pigmentov použitých v náteroch sú sírany.

8.- Rôzne aplikácie: Kyselina sírová sa používa na výrobu textílií, plastov, výbušnín, akumulátorov a iných výrobkov.

9.- Ako dehydratátor: V organických reakciách syntézy sa koncentrovaná kyselina sírová používa na odstránenie alebo asimiláciu molekúl vody tak, aby sa znovu nezačlenili do procesu.

10.- Ako oxidačné činidlo: Pri chemických reakciách sa kyselina sírová tiež používa na úpravu oxidačného stavu zúčastneného prvku, od reaktantov po produkty.