Kénsav. A kénsav tulajdonságai, kitermelése, alkalmazása és ára

„Alig van más, mesterségesen előállított, a technológiában oly gyakran használt anyag, mint a kénsav.

Ahol nincsenek gyárak a kitermelésére, ott elképzelhetetlen sok más nagy műszaki jelentőségű anyag jövedelmező előállítása.”

DI. Mengyelejev

A kénsavat számos vegyiparban használják:

ásványi műtrágyák, műanyagok, színezékek, műszálak, ásványi savak, tisztítószerek;
az olaj- és petrolkémiai iparban:

olajfinomításhoz, paraffinok kinyeréséhez;

a színesfémkohászatban:

színesfémek előállításához - cink, réz, nikkel stb.

a vaskohászatban:

fémek pácolásához;

a cellulóz- és papíriparban, az élelmiszeriparban és a könnyűiparban (keményítő, melasz előállításához, szövetfehérítéshez) stb.

Kénsav termelés

A kénsavat az iparban kétféleképpen állítják elő: kontakt és salétromsavval.

Kontakt módszer a kénsav előállításához

A kénsavat nagy mennyiségben, kontakt módszerrel állítják elő a kénsavgyárakban.

Jelenleg a kénsav előállításának fő módja a kontaktus, mert. ennek a módszernek vannak előnyei a többihez képest:

Termék beszerzése minden fogyasztó számára elfogadható tiszta tömény sav formájában;

- a káros anyagok légkörbe történő kibocsátásának csökkentése kipufogógázokkal

I. A kénsav előállításához felhasznált nyersanyagok.

Fő nyersanyag

kén - S

kén-pirit (pirit) - FeS 2

színesfém-szulfidok - Cu2S, ZnS, PbS

hidrogén-szulfid - H2S

Segédanyag

Katalizátor - vanádium-oxid - V 2 O 5

II. Nyersanyagok előkészítése.

Vizsgáljuk meg a kénsav előállítását pirit FeS 2-ből.

1) Pirit őrlése. Használat előtt a pirit nagy darabjait aprítógépben összetörik. Tudod, hogy ha egy anyagot összetörnek, a reakciósebesség megnő, mert. a reagensek érintkezési felülete megnő.

2) A pirit tisztítása. A pirit aprítása után flotációval megtisztítják a szennyeződésektől (hulladékkőzet és föld). Ehhez a tört piritet hatalmas víztartályokba engedik, összekeverik, a meddőkő felúszik, majd a hulladékkőzetet eltávolítják.

III. Alapvető kémiai eljárások:

4 FeS 2 + 11 O 2 t = 800°C→ 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2 + Q vagy ként égő S+O2 t ° C→ SO2

2SO2 + O2 400-500° Val vel,V2O5 , p↔ 2SO 3 + Q

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 + Q

IV . Technológiai alapelvek:

A folytonosság elve;

Az integrált nyersanyaghasználat elve,egyéb termelésből származó hulladék felhasználása;

A hulladékmentes termelés elve;

A hőátadás elve;

Ellenáramlás elve ("fluidizált ágy");

A termelési folyamatok automatizálásának és gépesítésének elve.

V . Technológiai folyamatok:

Folytonosság elve: pirit pörkölés kemencében → kén-oxid ellátás ( IV ) és oxigén a tisztítórendszerbe → az érintkező berendezésbe → kén-oxid ellátás VI ) az abszorpciós toronyba.

VI . Környezetvédelem:

1) a csővezetékek és berendezések tömítettsége

2) gáztisztító szűrők

VII. Gyártási kémia :

ELSŐ FÁZIS - pirit pörkölés kemencében "fluidizált ágyban" történő pörköléshez.

Főleg kénsavat használnak flotációs piritek- a réz és vas kénvegyületeinek keverékét tartalmazó rézércek dúsítása során keletkező termelési hulladék. Ezen ércek dúsítási folyamata a Norilsk és Talnakh dúsító üzemekben zajlik, amelyek a fő nyersanyagszállítók. Ez az alapanyag jövedelmezőbb, mert. kén-piritet főleg az Urálban bányásznak, és természetesen szállítása nagyon költséges lehet. Lehetséges felhasználás kén, amely szintén a bányákban bányászott színesfémércek dúsítása során keletkezik. A ként a Csendes-óceáni Flotta és a NOF is szállítja. (koncentráló gyárak).

Első szakasz reakcióegyenlete

4FeS2 + 11O2 t = 800°C → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q

A zúzott, megtisztított, nedves (flotálás után) piritet felülről öntik egy kemencébe, hogy "fluidizált ágyban" tüzeljék. Alulról (ellenáramlási elv) oxigénnel dúsított levegő áramlik át a pirit teljesebb égetése érdekében. A kemencében a hőmérséklet eléri a 800°C-ot. A pirit vörösre hevül, és az alulról fújt levegő miatt "felfüggesztett állapotban" van. Úgy néz ki, mint egy forró, vörösen forró folyadék. Még a legkisebb piritszemcsék sem tapadnak össze a „fluidizált ágyban”. Ezért az égetési folyamat nagyon gyors. Ha korábban 5-6 órát vett igénybe a pirit elégetése, most már csak néhány másodperc. Sőt, a "fluidizált ágyban" lehetőség van 800°C-os hőmérséklet fenntartására.

A reakció eredményeként felszabaduló hő miatt a kemence hőmérséklete megmarad. A felesleges hőt eltávolítják: a vízzel ellátott csövek a kemence kerülete mentén futnak, amelyet felmelegítenek. A meleg vizet tovább használják a szomszédos helyiségek központi fűtésére.

A keletkező vas-oxidot, Fe 2 O 3-at (sajt) nem használják fel a kénsav előállításához. De összegyűjtik és elküldik egy kohászati üzembe, ahol a vas-fémet és szénnel alkotott ötvözeteit vas-oxidból nyerik - acélból (2% szén C az ötvözetben) és öntöttvasból (4% szén C az ötvözetben).

És így, a vegyszergyártás elve- hulladékmentes termelés.

Kijön a sütőből kemence gáz , melynek összetétele: SO 2, O 2, vízgőz (a pirit nedves volt!) És a salak legkisebb részecskéi (vas-oxid). Az ilyen kemencegázt meg kell tisztítani a salak és a vízgőz szilárd részecskéitől.

A kemencegáz tisztítását a salak szilárd részecskéitől két szakaszban hajtják végre - ciklonban (centrifugális erőt alkalmaznak, a salak szilárd részecskéi megütik a ciklon falait és leesnek). A kis részecskék eltávolítására a keveréket elektrosztatikus leválasztókba küldik, ahol ~ 60 000 V-os nagyfeszültségű áram hatására megtisztítják (elektrosztatikus vonzást alkalmaznak, a salakszemcsék az elektrosztatikus leválasztó elektromos lemezein tapadnak megfelelő felhalmozódással saját súlyuk alatt leesnek), a kemencegázban lévő vízgőz eltávolítására (szárító kemencegáz) használjunk tömény kénsavat, ami nagyon jó nedvszívó, mert felveszi a vizet.

A kemencegáz szárítása egy szárítótoronyban történik - a kemencegáz alulról felfelé emelkedik, és a tömény kénsav fentről lefelé áramlik. A gáz és a folyadék érintkezési felületének növelése érdekében a tornyot kerámia gyűrűkkel töltik fel.

A szárítótorony kimeneténél a kemencegáz már nem tartalmaz sem salakszemcséket, sem vízgőzt. A kemencegáz ma kén-oxid SO 2 és oxigén O 2 keveréke.

MÁSODIK SZAKASZ - SO 2 katalitikus oxidációja SO 3 -dá oxigénnel érintkező eszközben.

Ennek a szakasznak a reakcióegyenlete a következő:

2SO2 + O2 400-500°С, V 2 O 5 , p ↔ 2 SO 3 + Q

A második szakasz összetettsége abban rejlik, hogy az egyik oxid oxidációja a másikba reverzibilis. Ezért meg kell választani az optimális feltételeket a közvetlen reakció (SO 3 kinyerése) lefolyásához.

Az egyenletből az következik, hogy a reakció reverzibilis, ami azt jelenti, hogy ebben a szakaszban olyan feltételeket kell fenntartani, hogy az egyensúly a kilépés felé toljon el. SO 3 különben az egész folyamat megszakad. Mert a reakció a térfogat csökkenésével megy végbe (3 V↔2V ), fokozott nyomásra van szükség. Növelje a nyomást 7-12 atmoszférára. A reakció exoterm, ezért a Le Chatelier-elvet figyelembe véve ez a folyamat nem hajtható végre magas hőmérsékleten, mert. az egyensúly balra tolódik el. A reakció = 420 fokos hőmérsékleten indul be, de a többrétegű katalizátor (5 réteg) miatt ezt 550 fokra tudjuk emelni, ami nagyban felgyorsítja a folyamatot. A használt katalizátor vanádium (V 2 O 5). Olcsó és sokáig bírja (5-6 év). a leginkább ellenálló a mérgező szennyeződésekkel szemben. Ezenkívül hozzájárul az egyensúly jobbra tolásához.

A keveréket (SO 2 és O 2) hőcserélőben hevítik, és csöveken haladnak keresztül, amelyek között ellenkező irányban hideg keverék halad át, amelyet fel kell melegíteni. Ennek eredményeként ott hőcsere: a kiindulási anyagokat felmelegítjük, és a reakciótermékeket a kívánt hőmérsékletre hűtjük.

HARMADIK SZAKASZ - az SO 3 kénsav általi abszorpciója az abszorpciós toronyban.

Miért kén-oxid SO 3 nem szívja fel a vizet? Hiszen a kén-oxidot feloldhatnánk vízben: SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 . De a helyzet az, hogy ha vizet használnak a kén-oxid felszívódására, akkor a kénsav apró kénsavcseppekből álló köd formájában képződik (a kén-oxid vízben nagy mennyiségű hő felszabadulásával oldódik, a kénsav olyan forró, hogy felforr és gőzzé alakul). A kénsavköd képződésének elkerülése érdekében használjon 98%-os tömény kénsavat. A víz két százaléka olyan kicsi, hogy a folyadék melegítése gyenge és ártalmatlan lesz. A kén-oxid nagyon jól oldódik egy ilyen savban, és óleumot képez: H 2 SO 4 nSO 3 .

Ennek a folyamatnak a reakcióegyenlete:

NSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3

A kapott óleumot fémtartályokba öntik, és a raktárba küldik. Ezután a tartályokat óleummal töltik meg, vonatokat alakítanak ki, és elküldik a fogyasztóhoz.

Kénsav, H 2 SO 4, erős kétbázisú sav, amely a kén legmagasabb oxidációs állapotának felel meg (+6). Normál körülmények között - nehéz olajos folyadék, színtelen és szagtalan. Az S. to. technikájában keverékeit vízzel és kénsav-anhidriddel is nevezik. Ha az SO 3:H 2 O mólaránya kisebb, mint 1, akkor ez kénsav vizes oldata, ha nagyobb, mint 1, akkor SO 3 S. to oldata.

Fizikai és kémiai tulajdonságok

100% H 2 SO 4 (monohidrát, SO 3 × H 2 O) 10,45 °C-on kristályosodik; t kip 296,2 °С; sűrűsége 1,9203 g/cm3; hőkapacitás 1,62 j/g(Nak nek. A H 2 SO 4 tetszőleges arányban keveredik H 2 O-val és SO 3-mal, így vegyületek keletkeznek:

H 2 SO 4 × 4H 2 O ( t pl-28,36 °C), H 2SO 4 × 3H 2 O ( t pl-36,31 °C), H 2SO 4 × 2H 2 O ( t pl-39,60 °C), H 2 SO 4 × H 2 O ( t pl- 8,48 °С), H 2 SO 4 × SO 3 (H 2 S 2 O 7 - kénsav vagy pirokénsav, t pl 35,15 °С), H 2 SO × 2SO 3 (H 2 S 3 O 10 - trikénsav, t pl 1,20 °C).

Ha az S. to. legfeljebb 70% H 2 SO 4 tartalmú vizes oldatait melegítjük és forraljuk, csak vízgőz kerül a gőzfázisba. A töményebb oldatok felett S. gőzök is megjelennek.A 98,3%-os H 2 SO 4 (azeotróp elegy) oldata forrásponton (336,5 °C) teljesen desztillál. Az S. to., amely több mint 98,3% H 2 SO 4-et tartalmaz, hevítéskor SO 3 gőzöket bocsát ki.

tömény kénsav. - erős oxidálószer. A HI-t és a HBr-t szabad halogénné oxidálja; hevítve minden fémet oxidál, kivéve a platinafémeket (a Pd kivételével). A hidegben a koncentrált S. to. számos fémet passzivál, köztük Pb, Cr, Ni, acél, öntöttvas. A hígított S. reakcióba lép az összes fémmel (a Pb kivételével), amely megelőzi a hidrogént a feszültségsorokban, például: Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2.

Erős savként az S. to. kiszorítja a gyengébb savakat sóikból, például a bórsavat a bóraxból:

Na2B 4 O 7 + H 2 SO 4 + 5H 2 O \u003d Na 2 SO 4 + 4H 2 BO 3, és hevítéskor több illékony savat kiszorít, például:

NaNO 3 + H 2 SO 4 \u003d NaHSO 4 + HNO 3.

Az S. to. kémiailag kötött vizet vesz el a hidroxilcsoportokat tartalmazó szerves vegyületekből - OH. Az etil-alkohol tömény S. jelenlétében történő dehidratálása etilén vagy dietil-éter képződéséhez vezet. A cukor, a cellulóz, a keményítő és más szénhidrátok elszenesedése az S. to.-val való érintkezés során szintén a kiszáradásukkal magyarázható. Kétbázisúként az S. to. kétféle sót képez: szulfátokat és hidroszulfátokat.

Nyugta

A "vitriololaj" (azaz tömény S. to.) előállításának első leírását V. Biringuccio olasz tudós 1540-ben és a német alkimista adta, akinek műveit Vaszilij Valentin néven adták ki a 16. század végén. és a 17. század eleje. 1690-ben a francia kémikusok, N. Lemery és N. Lefebvre alapozták meg a kénsav előállításának első ipari módszerét, amelyet Angliában 1740-ben vezettek be. E módszer szerint a kén és nitrát keverékét üstben égették el. bizonyos mennyiségű vizet tartalmazó üveghengerben felfüggesztve. A felszabaduló SO3 vízzel reagálva S.-t képez. 1746-ban J. Robeck Birminghamben az üveghengereket ólomlemezből készült kamrákra cserélte, és elindította az S. to kamragyártását. Az S. to beszerzési folyamatának folyamatos fejlesztése. Nagy-Britanniában és Franciaországban az első toronyrendszer megjelenéséhez (1908) vezetett. A Szovjetunióban az első toronytelepítést 1926-ban helyezték üzembe a Polevszki Kohászati Üzemben (Urál).

A kén, a kén-pirit FeS2 és a réz-, ólom-, cink- és más SO 2-tartalmú szulfidércek oxidatív pörköléséből származó kipufogógázok nyersanyagként szolgálhatnak a szulfidércek előállításához. A Szovjetunióban az S. to. fő mennyiségét kén-piritből nyerik. A FeS 2-t kemencékben égetik el, ahol fluidágyas állapotban van. Ezt úgy érik el, hogy a levegőt gyorsan átfújják egy finomra őrölt piritrétegen. A keletkező gázelegy SO 2, O 2, N 2, SO 3 szennyeződéseket, H 2 O gőzöket, As 2 O 3 , SiO 2 stb. tartalmaz, és sok salakport hordoz, amelyből a gázokat elektrosztatikus leválasztókban tisztítják meg. .

Az S. to.-t SO 2-ből kétféleképpen nyerjük: nitrózus (torony) és kontaktus. Az SO 2 feldolgozása Dél-Dél-Amerikában. A nitrózus módszer szerint termelő tornyokban - hengeres tartályokban (15 més egyebek), tele van egy kerámia gyűrűvel. Felülről a gázáram felé "nitrózt" permeteznek - S.-re hígítva, amely NOOSO 3 H nitrozil-kénsavat tartalmaz, amelyet a következő reakcióval kapunk:

N 2 O 3 + 2H 2 SO 4 \u003d 2 NOOSO 3 H + H 2 O.

Az SO 2 nitrogén-oxidokkal történő oxidációja az oldatban a nitróz általi abszorpció után megy végbe. A nitrózt víz hidrolizálja:

NOOSO 3 H + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + HNO 2.

A tornyokba belépő kén-dioxid vízzel kénsavat képez: SO 2 + H 2 O \u003d H 2 SO 3.

A HNO 2 és a H 2 SO 3 kölcsönhatása S. képződéshez vezet, hogy:

2 HNO 2 + H 2 SO 3 = H 2 SO 4 + 2 NO + H 2 O.

A felszabaduló NO az oxidációs toronyban N 2 O 3 -dá (pontosabban NO + NO 2 keverékévé) alakul. Innen a gázok az abszorpciós tornyokba jutnak, ahol felülről S. találkozik velük.Nitróz képződik, amelyet a termelő tornyokba pumpálnak. Hogy. a termelés folytonossága és a nitrogén-oxidok körforgása megvalósul. A kipufogógázokkal elkerülhetetlen veszteségeiket HNO 3 hozzáadásával pótolják.

A nitrózus módszerrel előállított S. to. koncentrációja nem kellően magas, és káros szennyeződéseket tartalmaz (például As). Előállítása nitrogén-oxidok légkörbe való kibocsátásával jár együtt („rókafarok”, így az NO 2 színéről nevezték el).

Az S. to. előállításának kontaktusos módszerének elvét P. Philips (Nagy-Britannia) fedezte fel 1831-ben. Az első katalizátor a platina volt. A 19. század végén - a 20. század elején. felfedezték a SO 2 SO 3 -dá történő oxidációjának felgyorsulását V 2 O 5 vanádium-anhidriddel. A vanádium-katalizátorok hatásának vizsgálatában és kiválasztásában különösen fontos szerepet játszottak A. E. Adadurov, G. K. Boreskov, F. N. Juskevics és mások szovjet tudósai.A modern kénsavgyárak kontakt módszerrel üzemelnek. A katalizátor alapjául különböző arányban SiO 2, Al 2 O 3, K 2 O, CaO, BaO hozzáadásával készült vanádium-oxidokat használnak. Minden vanádium kontakt tömeg csak ~420 °C-nál nem alacsonyabb hőmérsékleten mutatja aktivitását. Az érintkező berendezésben a gáz általában az érintkező tömeg 4 vagy 5 rétegén halad át. Az S. to. kontakt módszerrel történő előállítása során a pörkölőgázt először megtisztítják a katalizátort mérgező szennyeződésektől. Az as-, szelén- és pormaradványokat S.-vel öntözött mosótornyokban távolítják el, hogy a H 2 SO 4 köd (amely a gázelegyben jelenlévő SO 3-ból és H 2 O-ból képződik) nedves elektrosztatikus leválasztókban szabadul fel. A H 2 O gőzeit a tömény S. to. szárítótornyokban nyeli el. Ezután az SO 2 levegővel alkotott keveréke áthalad a katalizátoron (kontakt tömeg), és SO 3 -dá oxidálódik:

SO2 + 1/2O2 = SO3.

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4.

A folyamatba belépő víz mennyiségétől függően az S. to. vízben vagy óleumban készült oldatát kapjuk.

1973-ban az S. to. termelési volumene (monohidrátban) (millió tonna): Szovjetunió - 14,9, USA - 28,7, Japán - 7,1, Németország - 5,5, Franciaország - 4,4, Nagy-Britannia - 3,9, Olaszország - 3,0 , Lengyelország - 2,9, Csehszlovákia - 1,2, Kelet-Németország - 1,1, Jugoszlávia - 0,9.

Alkalmazás

A kénsav az alapvető vegyipar egyik legfontosabb terméke. Műszaki célokra a következő S. to. fajtákat állítják elő: torony (legalább 75% H 2 SO 4), vitriol (legalább 92,5%) és óleum, vagy füstölgő S. to. (18,5-20% SO oldat 3 H 2 SO 4-ben), valamint nagy tisztaságú S. to. akkumulátor (92-94%; vízzel hígítva 26-31%-ra elektrolitként szolgál az ólom akkumulátorokban). Ezen kívül reaktív S. to. (92-94%) keletkezik, amelyet kontakt módszerrel nyernek kvarcból vagy Pt-ből készült berendezésekben. Az S. to. erősségét a sűrűsége határozza meg, amelyet hidrométerrel mérnek. Az előállított S. to. torony nagy részét ásványi műtrágyák gyártására fordítják. A kénsavak foszforsav, sósav, bórsav, fluorsav és egyéb savak előállításában való felhasználása azon a tulajdonságon alapul, hogy a savakat kiszorítják sóikból. A koncentrált S. to. olajtermékek kéntartalmú és telítetlen szerves vegyületektől való tisztítására szolgál. A hígított S.-t használják vízkő eltávolítására a huzalról és a lemezekről ónozás és horganyzás előtt, fémfelületek pácolására krómmal, nikkellel, rézzel stb. történő bevonás előtt. A kohászatban használják - segítségével összetett ércek (különösen urán) lebomlanak. A szerves szintézisben a tömény kénsav a nitráló keverékek szükséges komponense, és számos színezék és gyógyászati anyag előállításánál kénezőszer. Magas higroszkópossága miatt a kénsavat használják gázok szárítására és salétromsav sűrítésére.

Biztonság

A kénsav előállítása során a mérgező gázok (SO 2 és NO 2), valamint a SO 3 és H 2 SO 4 gőzei veszélyesek. Ezért jó szellőzésre és a berendezés teljes tömítésére van szükség. S. to. súlyos égési sérüléseket okoz a bőrön, melynek következtében kezelése fokozott óvatosságot és védőfelszerelést (szemüveg, gumikesztyű, kötény, csizma) igényel. Hígításkor az S. to.-t vékony sugárban, keverés közben vízbe kell önteni. A víz hozzáadása az S. to.-hoz fröccsenést okoz (a nagy hőleadás miatt).

Irodalom:

A kénsav kézikönyve, szerk. Malina K. M., 2. kiadás, M., 1971;
Malin K. M., Arkin N. L., Boreskov G. K., Slinko M. G., Technology of sulfuric acid, M., 1950;
Boreskov G.K., Katalízis a kénsav előállításában, M. - L., 1954;
Amelin A. G., Yashke E. V., Production of Sulfuric acid, M., 1974;
Lukyanov P. M., A Szovjetunió vegyiparának rövid története, M., 1959.

I. K. Malina.

Ez a cikk vagy szakasz szöveget használ

H2SO4, lat. Az Acidum sulfuricum egy erős kétbázisú sav, amelynek moláris tömege körülbelül 98 g/mol.

A tiszta kénsav 1,84 g/cm3 sűrűségű, színtelen, szagtalan, maró olajos folyadék, amely 10,4°C-on szilárd kristályos masszává alakul. A kénsav vizes oldatainak forráspontja koncentrációjának növekedésével nő, és körülbelül 98% H2SO4 tartalomnál éri el a maximumot.

A tömény kénsav nagyon hevesen reagál a vízzel, mivel a hidrátok képződése miatt nagy mennyiségű hő szabadul fel (19 kcal/mol sav). Emiatt a kénsavat mindig vízbe öntve kell hígítani, és nem fordítva.

A kénsav erősen higroszkópos, vagyis jól felszívja a levegőből a vízgőzt, így a vele nem reagáló gázok szárítására használható. A higroszkóposság megmagyarázza a szerves anyagok, például a cukor vagy a fa elszenesedését is, ha tömény kénsavnak vannak kitéve. Ebben az esetben a kénsav hidrátjai képződnek. Alacsony illékonysága miatt más, illékonyabb savakat is kiszorítanak sóikból.

A tömény kénsav erős oxidálószer. Az ezüstig bezárólag feszültségsoros fémeket oxidálja, a reakciótermékek a megvalósítás körülményeitől és magának a fémnek az aktivitásától függenek. Két sósorozatot képez: közepes - szulfátok és savas - hidroszulfátok, valamint éterek.

A híg kénsav kölcsönhatásba lép minden olyan fémmel, amely a hidrogéntől balra (H) található elektrokémiai feszültségsorban van, H2 felszabadulásával az oxidáló tulajdonságok nem jellemzőek rá.

Az iparban a kénsavat kétféle módon állítják elő: kontakt módszerrel szilárd katalizátorokkal (kontaktusokkal), és nitrogén-oxiddal nitrogén-oxiddal. Az alapanyagok kén, fémszulfidok stb. Többféle savat állítanak elő, a tisztaságtól és a koncentrációtól függően: akkumulátor (legtisztább), műszaki, torony, vitriol, óleum (kénsavanhidrid oldata kénsavban).

A kénsav alkalmazása:

Az ásványi műtrágyák gyártása a legnagyobb alkalmazási terület
elektrolit az ólom akkumulátorokban
Szintetikus mosószerek, színezékek, műanyagok, hidrogén-fluorid és egyéb reagensek gyártása
Ércek dúsítása a bányászatban
Olajtermékek finomítása
Fémmegmunkálás, textil, bőr és egyéb iparágak
Gyógyszerek előállítása
Az élelmiszeriparban élelmiszer-adalékanyagként bejegyzett E513
Ipari szerves szintézis

A kénsav felhasználása az iparban

Az élelmiszeripar ismeri a kénsavat E513 élelmiszer-adalékanyag formájában. A sav emulgeálószerként működik. Ezt az élelmiszer-adalékanyagot italok gyártásában használják. Segít szabályozni a savasságot. Az élelmiszerek mellett az E513 az ásványi műtrágyák részét képezi. A kénsav ipari felhasználása elterjedt. Az ipari szerves szintézis kénsavat használ a következő reakciók végrehajtására: alkilezés, dehidratálás, hidratálás. Ennek a savnak a segítségével helyreállítják a szűrőkön lévő szükséges gyantamennyiséget, amelyet a desztillált víz előállításához használnak fel.

A kénsav használata a mindennapi életben

Az otthoni kénsav igényes az autósok körében. Az autóakkumulátor elektrolitoldatának elkészítési folyamatát kénsav hozzáadása kíséri. Amikor ezzel a savval dolgozik, emlékezzen a biztonsági szabályokra. Ha sav kerül a ruhára vagy a bőrre, azonnal öblítse le folyó vízzel. A fémre kiömlött kénsav mésszel vagy krétával semlegesíthető. Autóakkumulátor tankolásakor egy bizonyos sorrendet kell követni: fokozatosan adjunk hozzá savat a vízhez, és ne fordítva. Amikor a víz kénsavval reagál, a folyadék nagyon felforrósodik, ami kifröccsenhet. Ezért különösen ügyeljen arra, hogy a folyadék ne kerüljön az arcára vagy a szemére. A savat szorosan lezárt tartályban kell tárolni. Fontos, hogy a vegyszert gyermekektől elzárva tartsák.

A kénsav felhasználása az orvostudományban

A kénsav sóit széles körben használják az orvostudományban. Például magnézium-szulfátot írnak fel az embereknek a hashajtó hatás elérése érdekében. A kénsav másik származéka a nátrium-tioszulfát. A gyógyszert ellenszerként használják a következő anyagok beadása esetén: higany, ólom, halogének, cianid. A nátrium-tioszulfátot sósavval együtt bőrgyógyászati betegségek kezelésére használják. Demyanovics professzor e két gyógyszer egyesítését javasolta a rüh kezelésére. Vizes oldat formájában a nátrium-tioszulfátot allergiás betegségekben szenvedőknek adják be.

A magnézium-szulfát számos lehetőséget kínál. Ezért különféle szakterületek orvosai használják. Görcsoldóként a magnézium-szulfátot magas vérnyomásban szenvedő betegeknek adják be. Ha egy személynek epehólyag-betegségei vannak, az anyagot szájon át adják be az epeszekréció javítása érdekében. Gyakori a kénsav gyógyászatban történő alkalmazása magnézium-szulfát formájában a nőgyógyászati gyakorlatban. A nőgyógyászok magnézium-szulfát intramuszkuláris adagolásával segítik a vajúdó nőket, így érzéstelenítik a szülést. A fenti tulajdonságok mellett a magnézium-szulfát görcsoldó hatással is rendelkezik.

A kénsav felhasználása a gyártásban

A kénsavat, melynek felhasználási területei sokrétűek, ásványi műtrágyák gyártása során is felhasználják. A kényelmesebb együttműködés érdekében a kénsavat és ásványi műtrágyát előállító gyárak többnyire egymás közelében helyezkednek el. Ez a pillanat folyamatos termelést hoz létre.

A színezékek és szintetikus szálak gyártásában a kénsav felhasználása a második leggyakoribb az ásványi műtrágyák gyártása után. Számos iparág kénsavat használ egyes gyártási folyamatokban. A kénsav használata keresletet talált a mindennapi életben. Az emberek a vegyszert használják autóik javítására. Kénsavat vásárolhat a vegyszerek értékesítésére szakosodott üzletekben, beleértve a linkünket is. A kénsavat az ilyen rakomány szállítására vonatkozó szabályoknak megfelelően szállítják. A vasúti vagy közúti szállítás megfelelő tartályokban szállítja a savat. Az első esetben egy tartály tartályként működik, a másodikban hordó vagy tartály.

Alkalmazási jellemzők és biológiai veszély

A kénsav és a hozzá közel álló termékek rendkívül mérgező anyagok, amelyeket II. veszélyességi osztályba soroltak. Gőzeik hatással vannak a légutakra, a bőrre, a nyálkahártyákra, légzési nehézséget, köhögést, gyakran - gégegyulladást, légcsőgyulladást, hörghurutot okoznak. Az ipari helyiségek munkaterületének levegőjében a kénsavgőzök megengedett legnagyobb koncentrációja 1 mg/m3. A mérgező savakkal dolgozó személyeket overallban és egyéni védőfelszerelésben látják el. A tömény kénsav gondatlan kezelés esetén vegyi égési sérüléseket okozhat.

Kénsav lenyelése esetén közvetlenül a lenyelés után éles fájdalmak jelentkeznek a szájban és az egész emésztőrendszerben, súlyos hányás, amely először skarlátvörös vérrel, majd barna tömeggel keveredik. A hányással egyidejűleg erős köhögés kezdődik. A gége és a hangszálak éles duzzanata alakul ki, ami súlyos légzési nehézségeket okoz. A pupillák kitágulnak, az arcbőr sötétkék színűvé válik. A szívműködés csökkenése és gyengülése következik be. A halál 5 milligrammos adagnál következik be. Kénsavmérgezés esetén sürgős gyomormosás és magnézium bevitel szükséges.

Kénsav- kétbázisú sav, amely olajos folyadéknak tűnik, és nincs szaga. A vegyi anyag +10 °C hőmérsékleten kristályosodik. A kénsav szilárd halmazállapotúvá válik, ha -20 °C hőmérsékletű környezetben van. Amikor a kénsav vízzel reagál, nagy mennyiségű hő szabadul fel. A kénsav felhasználási területei: ipar, gyógyászat, nemzetgazdaság.

A kénsav felhasználása az iparban

A kénsav használata a mindennapi életben

A kénsav felhasználása az orvostudományban

A kénsav felhasználása a gyártásban

A színezékek és szintetikus szálak gyártásában a kénsav felhasználása a második leggyakoribb az ásványi műtrágyák gyártása után. Számos iparág kénsavat használ egyes gyártási folyamatokban. A kénsav használata keresletet talált a mindennapi életben. Az emberek a vegyszert használják autóik javítására. Kénsavat vásárolhat a vegyszerek árusítására szakosodott üzletekben, beleértve a linkünket is. A kénsavat az ilyen rakomány szállítására vonatkozó szabályoknak megfelelően szállítják. A vasúti vagy közúti szállítás megfelelő tartályokban szállítja a savat. Az első esetben egy tartály tartályként működik, a másodikban hordó vagy tartály.

Ma a kénsavat főként két ipari módszerrel állítják elő: kontakt és salétromsavval. Az érintkezési módszer progresszívebb, és Oroszországban szélesebb körben alkalmazzák, mint a nitrózus módszer, vagyis a torony módszer.

A kénsav előállítása a kénes nyersanyagok elégetésével kezdődik, például speciális piritkemencékben az úgynevezett pörkölőgázt nyerik, amely körülbelül 9% kén-dioxidot tartalmaz. Ez a szakasz azonos mind a kontakt, mind a nitrózus módszernél.

Ezután a keletkező kénsav-anhidridet kénsav-anhidriddé kell oxidálni. Először azonban meg kell tisztítani számos szennyeződéstől, amelyek zavarják a további folyamatot. A pörkölőgázt elektrosztatikus leválasztókban vagy ciklon berendezésekben megtisztítják a portól, majd szilárd kontaktmasszákat tartalmazó készülékbe vezetik, ahol a kén-dioxid SO 2 SO 3 kénsav-anhidriddé oxidálódik.

Ez az exoterm reakció reverzibilis - a hőmérséklet emelkedése a képződött kénsav-anhidrid bomlásához vezet. Másrészt a hőmérséklet csökkenésével a közvetlen reakció sebessége nagyon alacsony. Ezért az érintkező berendezés hőmérsékletét 480 °C-on belül tartják a gázkeverék áthaladási sebességének beállításával.

A jövőben az érintkezési módszerrel kénsav-anhidrid vízzel való kombinálásával jön létre.

A salétromos módszerre jellemző, hogy oxidálódik, a pörkölőgázból vízzel való kölcsönhatás során a kénsav képződését ezzel az eljárással indítják el. Továbbá a keletkező kénsav salétromsavval oxidálódik, ami nitrogén-monoxid és kénsav képződéséhez vezet.

Ezt a reakcióelegyet egy speciális toronyba táplálják. Ugyanakkor a gázáram beállításával biztosítják, hogy az abszorpciós toronyba kerülő gázelegy nitrogén-dioxidot és -monoxidot tartalmazzon 1:1 arányban, ami a nitrogén-anhidrid előállításához szükséges.

Végül a kénsav és a dinitrogén-anhidrid kölcsönhatása során NOHSO 4-nitrozil-kénsav keletkezik.

A keletkező nitrozil-kénsavat a termelőtoronyba táplálják, ahol vízzel lebomolva dinitrogén-anhidridet bocsát ki:

2NOHS04 + H 2 O \u003d N 2 O 3 + 2H 2 SO 4,

amely oxidálja a toronyban képződött kénes savat.

A reakció eredményeként felszabaduló nitrogén-monoxid visszatér az oxidáló toronyba és új körforgásba lép.

Jelenleg Oroszországban a kénsavat főként érintkezési módszerrel állítják elő. A nitrózus módszert ritkán alkalmazzák.

A kénsav felhasználása igen széles és változatos.

Legtöbbször vegyi rostok és ásványi műtrágyák gyártására megy el, gyógyszerek és színezékek gyártásánál szükséges. Kénsav, etil- és egyéb alkoholok, detergensek és peszticidek segítségével nyerhetők.

Megoldásait a textil- és élelmiszeriparban, a nitrálási folyamatokban, valamint a közlekedésben elterjedt ólomakkumulátorokba öntéshez elektrolitként szolgáló kénsav előállítása során használják.