Uporabe žveplove kisline

Žveplova kislina, imenovana tudi vodikov sulfat, je kemična snov s formulo H₂SW₄, ki se pogosto uporablja v industriji in ima visoko eksperimentalno vrednost. To je eden izmed Močnejše kisline kot diprotična kislina ko je v raztopini.

Zgodovina žveplove kisline

Zgodnji alkimisti so poznali žveplovo kislino H₂SW_4. Pripravili so ga s segrevanjem naravnih sulfatov pri visoki temperaturi in raztapljanjem žveplovega trioksida SO₃ tako oblikovan.

V 15. stoletju ga je Basilio Valentín pridobil z destilacijo železovega sulfata s peskom. Skupno ime za železov sulfat, FeSO₄* 7H₂Ali pa je bilo "Železni vitriol", in imenovan je bil oljnat proizvod, ki so ga iz njega dobili "Vitriol olje", ime, ki se še vedno uporablja.

Prvo uspešno pridobivanje žveplove kisline v industrijskem obsegu je leta 1740 izvedel Ward v Angliji. Žveplo in kalijev nitrat (nitro) sta bila zgorela v posodi, obešeni v velikem steklenem globusu, delno napolnjenem z vodo. Potem so steklene komore zamenjali svinčeni in leta 1793 se je videlo, da je žveplov dioksid med postopkom oksidirala zaradi vpliva dušikovih oksidov, ki so nastali iz nitrata zaposleni.

Postopoma so bile v metodo uvedene spremembe, s katerimi se je zniževalo stroške proizvodnjo in za izboljšanje kakovosti izdelka, na začetku XIX. stoletja pa je postala proizvodnja Nadaljuj. Postopek, imenovan "Metoda vodilne komore", se še naprej uporablja še danes.

Fizikalne lastnosti žveplove kisline

Čisti vodikov sulfat je brezbarvna oljna tekočina, gostota 1,84 g / cm3³ pri 15 ° C. Zamrzne pri 10,5 ° C in daje brezbarvno kristalno trdno snov. Pri segrevanju oddaja dima, saj se razgradi v vodo in žveplov trioksid, vendar pare vsebujejo višji molski delež trioksida kot voda.

Posledično se sestava tekočine v H zmanjša₂SW₄ in temperatura narašča, dokler ne nastane mešanica s stalnim vreliščem, ki vre pri 338 ° C. Kislina s stalnim vreliščem vsebuje 98,33% H₂SW_4.

Značilnosti in kemijske lastnosti žveplove kisline

Vročina raztapljanja

Žveplova kislina meša se z vodo v vseh razmerjih. Vendar pa je treba pri pripravi razredčene žveplove kisline skrbno izvajati mešanje kisline Koncentrirana z vodo odda veliko količino toplote, ki v raztopljenem stanju znaša 17750 kalorij en mol H₂SW₄ v vodi.

Zato je treba koncentrirano kislino vedno dodajati v vodo v majhnih delih, pri neprekinjenem mešanju, tako da vsa voda in ne majhen njen del absorbira razvito toploto; v nasprotnem primeru bo to dovolj za pretvorbo vode v paro in koncentrirano in vročo kislino razprši v vse smeri.

Nestabilnost

Pri segrevanju vodikov sulfat H₂SW₄ disociira na žveplov trioksid in vodo:

H₂SW₄ -> TAKO₃ + H₂ALI

Pri vrelišču, 338 ° C, je 30% disociiran; pri 420 ° C je disocijacija skoraj končana. Ko ga bliska vroče, na primer s kapljanjem na razgreto železo, popolnoma razpade v vodo, žveplov dioksid in kisik.

Dehidracijsko delovanje

Žveplova kislina H₂SW₄močno kombinira z vodo, ki daje vrsto hidratov, med katerimi je najbolj znan monohidrat H₂SW₄* H₂ALI. Ta reakcija z vodo je tako izrazita, da žveplova kislina ne odstrani samo vode iz materialov, ki jo vsebujejo, temveč tudi Pogosto odstrani vodik in kisik iz spojin, zlasti če vsebujejo te elemente v enakem razmerju, kot bo v voda, H₂ALI.

Tako sta papir in les, ki sta večinoma sestavljena iz celuloze, (C₆H₁₀ALI₅) x in sladkor (C₁₂H₂₂ALI₁₁), obarvajo v prisotnosti koncentrirane žveplove kisline, se sprošča premog:

C₁₂H₂₂ALI₁₁ -> 12C + 11H₂ALI

To dehidracijsko delovanje žveplove kisline se uporablja za izsuševanje plinov (ki z njo ne reagirajo) in za odstranjevanje vode v mnogih kemičnih reakcijah, kot je nitriranje, pri izdelavi barvil in eksplozivov.

Oksidativno delovanje

Vroča, koncentrirana žveplova kislina je oksidant. Aktivno sodeluje v reakcijah REDOX, ki povečujejo stopnjo oksidacije občutljivega elementa.

Primeri uporabe žveplove kisline

Žveplova kislina H₂SW₄ v velikih količinah se uporablja v številnih panogah. V vojnih časih ga industrija streliva porabi daleč nad trenutno porabo, druge industrije miroljubne narave pa ga zmanjšajo pod normalno.

1.- Gnojila: Žveplova kislina H₂SW₄ se uporablja za proizvodnjo amonijevega sulfata (NH₄)₂SW₄ in superfosfati.

2.- Rafiniranje olja: Žveplova kislina H₂SW₄ Uporablja se za odstranjevanje nečistoč iz različnih naftnih derivatov, kot so bencin, kerozin (olje za razsvetljavo), topila itd.; v nasprotnem primeru nečistoče obarvajo izdelke, povzročajo vosek v tekočih gorivih in mazivih, v drugih pa neprijetne vonjave.

3.- Kemična proizvodnja: Žveplova kislina H₂SW₄ Uporablja se za izdelavo drugih kislin, kot so klorovodikova in dušikova ter kovinski sulfati. Uporablja se tudi pri izdelavi natrijevega karbonata Na₂CO₃ in etri.

4.- Proizvodnja barvil in zdravil: Uporablja se žveplova kislina H.₂SW₄ za pridobivanje izdelkov, pridobljenih iz premogovega katrana, kot so barvila, zdravila in razkužila.

5.- Odstranjevanje jekla: Površino jekla očistimo pred rjo, tako da jo potopimo v kopel z žveplovo kislino, preden jo prevlečemo z emajlom, kositrom ali cinkom.

6.- Metalurgija: Določene kovine dobimo z elektrolizo raztopin njihovih sulfatov. Drugi se očistijo z elektrolizo, pri čemer se kot anoda uporabi nečista kovina, kot elektrolit pa žveplova kislina, medtem ko se čista kovina odloži na katodi.

7.- Barve in pigmenti: Mnogi pigmenti, ki se uporabljajo v barvah, so sulfati.

8.- Različne aplikacije: Žveplova kislina se uporablja pri izdelavi tkanin, plastike, eksplozivov, akumulatorjev in drugih izdelkov.

9.- Kot dehidrator: V reakcijah organske sinteze se koncentrirana žveplova kislina uporablja za odstranjevanje ali asimilacijo molekul vode, da se ne vključijo v postopek.

10.- Kot oksidant: V kemijskih reakcijah se žveplova kislina uporablja tudi za spreminjanje stopnje oksidacije sodelujočega elementa, od reaktantov do produktov.