Asam sulfat dan kegunaannya. Mendapatkan asam sulfat dan bidang aplikasinya

Asam sulfat H 2 SO 4 , massa molar 98.082; tidak berwarna berminyak, tidak berbau. Diacid yang sangat kuat, pada 18°C p K a 1 - 2,8, K 2 1,2 10 -2, pK sebuah 2 1,92; panjang ikatan dalam S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, sudut HOSOH 104°, OSO 119°; mendidih dengan dekomposisi, membentuk (98,3% H 2 SO 4 dan 1,7% H 2 O dengan titik didih 338,8 ° C; lihat juga tabel. 1). Asam sulfat, sesuai dengan kandungan H 2 SO 4 100%, memiliki komposisi (%): H 2 SO 4 99,5%, HSO 4 - 0,18%, H 3 SO 4 + 0,14%, H 3 O + 0 09%, H 2 S 2 O 7 0,04%, HS 2 O 7 0,05%. Dapat bercampur dengan dan SO3 dalam semua perbandingan. Dalam larutan air asam sulfat hampir sepenuhnya terdisosiasi menjadi H + , HSO 4 - dan SO 4 2- . Bentuk H 2 SO 4 · n H2O, dimana n=1, 2, 3, 4 dan 6.5.

larutan SO 3 dalam asam sulfat disebut oleum, mereka membentuk dua senyawa H 2 SO 4 SO 3 dan H 2 SO 4 2SO 3. Oleum juga mengandung asam pirosulfat, yang diperoleh dengan reaksi: H 2 SO 4 +SO 3 =H 2 S 2 O 7 .

Mendapatkan asam sulfat

Bahan baku untuk menerima asam sulfat berfungsi sebagai: S, logam sulfida, H 2 S, limbah dari pembangkit listrik termal, sulfat Fe, Ca, dll. Tahapan utama memperoleh asam sulfat: 1) bahan baku untuk mendapatkan SO 2 ; 2) SO 2 menjadi SO 3 (konversi); 3) SO3. Dalam industri, dua metode digunakan untuk mendapatkan: asam sulfat, berbeda dalam cara oksidasi SO 2 - kontak menggunakan katalis padat (kontak) dan nitro - dengan nitrogen oksida. Menerima asam sulfat Dalam metode kontak, tanaman modern menggunakan katalis vanadium yang menggantikan oksida Pt dan Fe. V 2 O 5 murni memiliki aktivitas katalitik yang lemah, yang meningkat tajam dengan adanya logam alkali, dengan garam K memiliki efek terbesar.7 V 2 O 5 dan K 2 S 2 O 7 V 2 O 5 terurai pada 315-330 , 365-380 dan 400-405 °C, masing-masing). Komponen aktif di bawah katalisis berada dalam keadaan cair.

Skema oksidasi SO 2 menjadi SO 3 dapat direpresentasikan sebagai berikut:

Pada tahap pertama, keseimbangan tercapai, tahap kedua lambat dan menentukan kecepatan proses.

Produksi asam sulfat dari belerang dengan metode kontak ganda dan penyerapan ganda (Gbr. 1) terdiri dari tahapan berikut. Udara setelah dibersihkan dari debu disuplai oleh blower gas ke menara pengering, di mana dikeringkan 93-98% asam sulfat sampai kadar air 0,01% volume. Udara kering memasuki tungku belerang setelah pemanasan awal di salah satu penukar panas unit kontak. Belerang dibakar di tungku, disuplai oleh nozel: S + O 2 \u003d SO 2 + 297.028 kJ. Gas yang mengandung 10-14% volume SO 2 didinginkan dalam boiler dan setelah pengenceran dengan udara dengan kandungan SO 2 9-10% volume pada 420 ° C memasuki peralatan kontak untuk tahap pertama konversi, yang berlangsung pada tiga lapisan katalis (SO 2 + V 2 O 2 = SO 3 + 96,296 kJ), setelah itu gas didinginkan dalam penukar panas. Kemudian gas yang mengandung 8,5-9,5% SO 3 pada 200 ° C memasuki tahap pertama penyerapan ke dalam absorber, irigasi dan 98% asam sulfat: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + 130,56 kJ. Gas kemudian terciprat. asam sulfat, dipanaskan hingga 420 ° C dan memasuki tahap kedua konversi, mengalir pada dua lapisan katalis. Sebelum tahap penyerapan kedua, gas didinginkan di economizer dan dimasukkan ke dalam penyerap tahap kedua, diairi dengan 98% asam sulfat, dan kemudian, setelah dibersihkan dari cipratan, dilepaskan ke atmosfer.

1 - tungku belerang; 2 - ketel limbah panas; 3 - penghemat; 4 - tungku awal; 5, 6 - penukar panas dari tungku awal; 7 - perangkat kontak; 8 - penukar panas; 9 - penyerap oleum; 10 - menara pengering; 11 dan 12, masing-masing, penyerap monohidrat pertama dan kedua; 13 - pengumpul asam.

1 - pengumpan piring; 2 - tungku; 3 - boiler panas limbah; 4 - siklon; 5 - presipitator elektrostatik; 6 - menara cuci; 7 - presipitator elektrostatik basah; 8 - menara peniup; 9 - menara pengering; 10 - perangkap semprot; 11 - penyerap monohidrat pertama; 12 - penukar panas; 13 - perangkat kontak; 14 - penyerap oleum; 15 - penyerap monohidrat kedua; 16 - lemari es; 17 - koleksi.

1 - menara denitrasi; 2, 3 - menara produksi pertama dan kedua; 4 - menara oksidasi; 5, 6, 7 - menara absorpsi; 8 - presipitator elektrostatik.

Produksi asam sulfat dari logam sulfida (Gbr. 2) jauh lebih rumit dan terdiri dari operasi berikut. Pemanggangan FeS 2 dilakukan dalam tanur unggun terfluidisasi udara: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + 13476 kJ. Gas pemanggang yang mengandung SO 2 13-14%, bersuhu 900 °C, masuk ke boiler, di mana didinginkan hingga 450 °C. Penghapusan debu dilakukan dalam siklon dan presipitator elektrostatik. Selanjutnya, gas melewati dua menara cuci, diairi dengan 40% dan 10% asam sulfat. Pada saat yang sama, gas akhirnya dimurnikan dari debu, fluor, dan arsenik. Untuk membersihkan gas dari aerosol asam sulfat terbentuk di menara cuci, dua tahap presipitator elektrostatik basah disediakan. Setelah pengeringan di menara pengering, sebelum gas diencerkan hingga kandungan 9% SO 2 , gas tersebut diumpankan ke tahap konversi pertama (3 unggun katalis) oleh blower. Dalam penukar panas, gas dipanaskan hingga 420 ° C karena panas gas yang berasal dari tahap konversi pertama. SO 2 , teroksidasi menjadi 92-95% dalam SO 3 , masuk ke tahap pertama penyerapan dalam penyerap oleum dan monohidrat, di mana ia dilepaskan dari SO 3 . Selanjutnya, gas yang mengandung SO2~0,5% memasuki tahap konversi kedua, yang berlangsung pada satu atau dua lapisan katalis. Gas dipanaskan terlebih dahulu dalam kelompok penukar panas lain hingga 420 °C karena panas gas yang berasal dari katalisis tahap kedua. Setelah pemisahan SO3 pada tahap kedua penyerapan, gas dilepaskan ke atmosfer.

Derajat konversi SO 2 menjadi SO 3 pada metode kontak adalah 99,7%, derajat penyerapan SO 3 adalah 99,97%. Produksi asam sulfat dilakukan dalam satu tahap katalisis, sedangkan derajat konversi SO 2 menjadi SO 3 tidak melebihi 98,5%. Sebelum dilepaskan ke atmosfer, gas dimurnikan dari sisa SO2 (lihat). Pertunjukan instalasi modern 1500-3100 t/hari

Inti dari metode nitro (Gbr. 3) adalah bahwa gas pemanggangan, setelah pendinginan dan penghilangan debu, diperlakukan dengan apa yang disebut nitrosa - asam sulfat di mana nitrogen oksida dilarutkan. SO 2 diserap oleh nitrosa, dan kemudian dioksidasi: SO 2 + N 2 O 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + NO. NO yang dihasilkan kurang larut dalam nitrosa dan dilepaskan darinya, dan kemudian sebagian dioksidasi oleh oksigen dalam fase gas menjadi NO2. Campuran NO dan NO2 diserap kembali asam sulfat dll. Nitrogen oksida tidak dikonsumsi dalam proses nitrous dan dikembalikan ke siklus produksi karena penyerapannya yang tidak sempurna. asam sulfat mereka sebagian terbawa oleh gas buang. Keuntungan dari metode nitrous: kesederhanaan instrumentasi, biaya lebih rendah (10-15% lebih rendah dari yang kontak), kemungkinan pemrosesan SO2 100%.

Instrumentasi proses menara nitrous sederhana: SO 2 diproses dalam 7-8 menara berlapis dengan kemasan keramik, salah satu menara (berongga) adalah volume pengoksidasi yang dapat disesuaikan. Menara memiliki pengumpul asam, lemari es, pompa yang memasok asam ke tangki tekanan di atas menara. Sebuah kipas ekor dipasang di depan dua menara terakhir. Untuk membersihkan gas dari aerosol asam sulfat berfungsi sebagai presipitator elektrostatik. Oksida nitrogen yang diperlukan untuk proses tersebut diperoleh dari HNO3. Untuk mengurangi emisi nitrogen oksida ke atmosfer dan pemrosesan 100% SO 2, siklus pemrosesan SO 2 bebas nitro dipasang di antara zona produksi dan penyerapan dalam kombinasi dengan metode air-asam untuk perangkap dalam nitrogen oksida. Kerugian dari metode nitrous adalah kualitas produk yang rendah: konsentrasi asam sulfat 75%, adanya nitrogen oksida, Fe dan pengotor lainnya.

Untuk mengurangi kemungkinan kristalisasi asam sulfat selama transportasi dan penyimpanan, standar untuk nilai komersial ditetapkan asam sulfat, yang konsentrasinya paling sesuai dengan suhu rendah kristalisasi. Isi asam sulfat dalam tingkat teknis (%): tower (nitrous) 75, hubungi 92.5-98.0, oleum 104.5, oleum persentase tinggi 114,6, baterai 92-94. asam sulfat disimpan dalam tangki baja dengan volume hingga 5000 m 3, total kapasitas mereka di gudang dirancang untuk produksi sepuluh hari. Oleum dan asam sulfat diangkut dalam tangki kereta api baja. Terkonsentrasi dan baterai asam sulfat diangkut dalam tangki baja tahan asam. Tangki untuk pengangkutan oleum ditutup dengan insulasi termal dan oleum dipanaskan sebelum diisi.

Menentukan asam sulfat secara kolorimetri dan fotometrik, berupa suspensi BaSO 4 - fototurbidimetri, serta dengan metode koulometri.

Penggunaan asam sulfat

Asam sulfat digunakan dalam produksi pupuk mineral, sebagai elektrolit dalam baterai timbal, untuk produksi berbagai asam dan garam mineral, serat kimia, pewarna, zat pembentuk asap dan bahan peledak, dalam minyak, pengerjaan logam, tekstil, kulit dan industri lainnya. Ini digunakan dalam sintesis organik industri dalam reaksi dehidrasi (memperoleh dietil eter, ester), hidrasi (etanol dari etilen), sulfonasi (dan produk antara dalam produksi pewarna), alkilasi (memperoleh isooctane, polyethylene glycol, caprolactam), dll. Konsumen terbesar asam sulfat- produksi pupuk mineral. Untuk 1 ton pupuk P 2 O 5 fosfat, 2,2-3,4 ton dikonsumsi asam sulfat, dan untuk 1 t (NH 4) 2 SO 4 - 0,75 t asam sulfat. Oleh karena itu, pabrik asam sulfat cenderung dibangun bersama dengan pabrik untuk produksi pupuk mineral. Produksi dunia asam sulfat pada tahun 1987 mencapai 152 juta ton.

Asam sulfat dan oleum - zat yang sangat agresif yang mempengaruhi saluran pernapasan, kulit, selaput lendir, menyebabkan kesulitan bernapas, batuk, sering - radang tenggorokan, trakeitis, bronkitis, dll. MPC aerosol asam sulfat di udara area kerja 1,0 mg / m 3, di atmosfer 0,3 mg / m 3 (maksimum satu kali) dan 0,1 mg / m 3 (rata-rata harian). Konsentrasi uap yang mencolok asam sulfat 0,008 mg/l (paparan 60 menit), mematikan 0,18 mg/l (60 menit). Kelas bahaya 2. Aerosol asam sulfat dapat terbentuk di atmosfer sebagai akibat emisi dari industri kimia dan metalurgi yang mengandung S oksida dan jatuh sebagai hujan asam.

“Hampir tidak ada zat lain yang diproduksi secara artifisial, yang sering digunakan dalam teknologi, seperti asam sulfat.

Di mana tidak ada pabrik untuk ekstraksinya, produksi menguntungkan dari banyak zat lain yang sangat penting secara teknis tidak terpikirkan”

DI. Mendeleev

Asam sulfat digunakan dalam berbagai industri industri kimia:

pupuk mineral, plastik, pewarna, serat buatan, asam mineral, deterjen;
dalam industri minyak dan petrokimia:

untuk penyulingan minyak, memperoleh parafin;

dalam metalurgi non-ferrous:

untuk produksi logam non-ferrous - seng, tembaga, nikel, dll.

dalam metalurgi besi:

untuk pengawetan logam;

di industri pulp dan kertas, makanan dan ringan (untuk produksi pati, molase, pemutihan kain), dll.

Produksi asam sulfat

Asam sulfat diproduksi di industri dalam dua cara: kontak dan nitro.

Metode kontak untuk produksi asam sulfat

Asam sulfat diproduksi dengan metode kontak di jumlah besar pada tanaman asam sulfat.

Saat ini, metode utama untuk produksi asam sulfat adalah kontak, karena. metode ini memiliki keunggulan dibandingkan yang lain:

Memperoleh produk berupa asam pekat murni yang dapat diterima oleh semua konsumen;

- pengurangan emisi zat berbahaya ke atmosfer dengan gas buang

I. Bahan baku yang digunakan untuk produksi asam sulfat.

bahan baku utama

belerang - S

belerang pirit (pirit) - FeS2

sulfida logam non-ferrous - Cu2S, ZnS, PbS

hidrogen sulfida - H 2 S

bahan pembantu

Katalis - vanadium oksida - V2O5

II. Persiapan bahan baku.

Mari kita menganalisis produksi asam sulfat dari pirit FeS 2.

1) Penggilingan pirit. Sebelum digunakan, potongan besar pirit dihancurkan dalam penghancur. Anda tahu bahwa ketika suatu zat dihancurkan, laju reaksi meningkat, karena. luas permukaan kontak reaktan bertambah.

2) Pemurnian pirit. Setelah menghancurkan pirit, itu dimurnikan dari kotoran (batu sisa dan tanah) dengan flotasi. Untuk melakukan ini, pirit yang dihancurkan diturunkan ke dalam tong besar berisi air, dicampur, batuan sisa mengapung, kemudian batuan sisa dibuang.

AKU AKU AKU. Proses kimia dasar:

4 FeS2 + 11O2 t = 800 °C→ 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2 + Q atau membakar belerang S+O2 t ° C→ SO2

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

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 + Q

IV . Prinsip teknologi:

Prinsip kontinuitas;

Prinsip pemanfaatan bahan baku secara terpadu,pemanfaatan limbah dari produksi lain;

prinsip produksi bukan limbah;

Prinsip perpindahan panas;

Prinsip counterflow ("bed terfluidisasi");

Prinsip otomatisasi dan mekanisasi proses produksi.

V . Proses teknologi:

Prinsip kontinuitas: memanggang pirit dalam tungku → pasokan oksida belerang ( IV ) dan oksigen ke dalam sistem pemurnian → ke dalam peralatan kontak → suplai oksida belerang ( VI ) ke menara absorpsi.

VI . Keamanan lingkungan:

1) ketatnya pipa dan peralatan

2) filter pembersih gas

VII. Kimia produksi :

TAHAP PERTAMA - memanggang pirit dalam tungku untuk memanggang di "tempat tidur terfluidisasi".

Asam sulfat terutama digunakan pirit flotasi- limbah produksi selama pengayaan bijih tembaga yang mengandung campuran senyawa sulfur tembaga dan besi. Proses pengayaan bijih ini dilakukan di pabrik pengayaan Norilsk dan Talnakh, yang merupakan pemasok utama bahan baku. Bahan baku ini lebih menguntungkan, karena. belerang pirit ditambang terutama di Ural, dan, tentu saja, pengirimannya bisa sangat mahal. Kemungkinan penggunaan sulfur, yang juga terbentuk selama pengayaan bijih logam non-ferrous yang ditambang di tambang. Sulfur juga dipasok oleh Armada Pasifik dan NOF. (pabrik konsentrat).

persamaan reaksi tahap pertama

4FeS2 + 11O2 t = 800 °C → 2Fe2O3 + 8SO2 + Q

Pirit yang dihancurkan, dibersihkan, basah (setelah flotasi) dituangkan dari atas ke dalam tungku untuk pembakaran di "tempat tidur terfluidisasi". Dari bawah (prinsip counterflow) udara yang diperkaya dengan oksigen dilewatkan untuk pembakaran pirit yang lebih sempurna. Suhu di kiln mencapai 800 °C. Pirit dipanaskan hingga merah dan berada dalam "keadaan tersuspensi" karena udara yang dihembuskan dari bawah. Semuanya tampak seperti cairan panas merah mendidih. Bahkan partikel pirit terkecil pun tidak menggumpal di "lapisan terfluidisasi". Karena itu, proses pembakarannya sangat cepat. Jika sebelumnya butuh 5-6 jam untuk membakar pirit, sekarang hanya butuh beberapa detik. Selain itu, dalam "unggun terfluidisasi" dimungkinkan untuk mempertahankan suhu 800 °C.

Karena panas yang dilepaskan sebagai hasil reaksi, suhu di dalam tungku dipertahankan. Kelebihan panas dihilangkan: pipa dengan air mengalir di sepanjang perimeter tungku, yang dipanaskan. Air panas digunakan lebih lanjut untuk pemanasan sentral dari tempat yang berdekatan.

Oksida besi Fe 2 O 3 (sinder) yang dihasilkan tidak digunakan dalam produksi asam sulfat. Tetapi dikumpulkan dan dikirim ke pabrik metalurgi, di mana logam besi dan paduannya dengan karbon diperoleh dari oksida besi - baja (2% karbon C dalam paduan) dan besi tuang (4% karbon C dalam paduan).

Dengan demikian, prinsip produksi kimia- produksi non-limbah.

Keluar dari oven gas tungku , yang komposisinya: SO 2, O 2, uap air (pirit basah!) Dan partikel terkecil dari cinder (oksida besi). Gas tungku semacam itu harus dibersihkan dari kotoran partikel padat abu dan uap air.

Pemurnian gas tungku dari partikel padat cinder dilakukan dalam dua tahap - dalam siklon (gaya sentrifugal digunakan, partikel padat cinder menabrak dinding siklon dan jatuh). Untuk menghilangkan partikel kecil, campuran dikirim ke presipitator elektrostatik, di mana ia dibersihkan di bawah aksi arus tegangan tinggi ~ 60.000 V (daya tarik elektrostatik digunakan, partikel cinder menempel pada pelat listrik dari presipitator elektrostatik, dengan akumulasi yang cukup di bawah beratnya sendiri, mereka jatuh), untuk menghilangkan uap air dalam gas tungku (gas tungku pengeringan) menggunakan asam sulfat pekat, yang merupakan pengering yang sangat baik karena menyerap air.

Pengeringan gas tungku dilakukan di menara pengering - gas tungku naik dari bawah ke atas, dan asam sulfat pekat mengalir dari atas ke bawah. Untuk meningkatkan permukaan kontak gas dan cairan, menara diisi dengan cincin keramik.

Di outlet menara pengering, gas kiln tidak lagi mengandung partikel cinder atau uap air. Gas tungku sekarang merupakan campuran oksida belerang SO 2 dan oksigen O 2 .

TAHAP KEDUA - oksidasi katalitik SO2 menjadi SO3 dengan oksigen dalam perangkat kontak.

Persamaan reaksi untuk tahap ini adalah:

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

Kompleksitas tahap kedua terletak pada kenyataan bahwa proses oksidasi satu oksida menjadi yang lain adalah reversibel. Oleh karena itu, perlu untuk memilih kondisi optimal untuk aliran reaksi langsung (memperoleh SO 3).

Dari persamaan tersebut dapat disimpulkan bahwa reaksi adalah reversibel, yang berarti bahwa pada tahap ini perlu dipertahankan kondisi sedemikian rupa sehingga kesetimbangan bergeser ke arah keluar. jadi 3 jika tidak seluruh proses akan rusak. Karena reaksi berlangsung dengan penurunan volume (3 V↔2V ), diperlukan peningkatan tekanan. Tingkatkan tekanan menjadi 7-12 atmosfer. Reaksi eksotermik, oleh karena itu, dengan mempertimbangkan prinsip Le Chatelier, proses ini tidak dapat dilakukan pada suhu tinggi, karena. keseimbangan akan bergeser ke kiri. Reaksi dimulai pada suhu = 420 derajat, tetapi karena katalis multi-lapisan (5 lapisan), kami dapat meningkatkannya hingga 550 derajat, yang sangat mempercepat proses. Katalis yang digunakan adalah vanadium (V 2 O 5). Harganya murah dan tahan lama (5-6 tahun). yang paling tahan terhadap aksi kotoran beracun. Selain itu, ini berkontribusi pada pergeseran keseimbangan ke kanan.

Campuran (SO 2 dan O 2) dipanaskan dalam penukar panas dan bergerak melalui pipa, di mana campuran dingin melewati arah yang berlawanan, yang harus dipanaskan. Akibatnya, ada pertukaran panas: bahan awal dipanaskan, dan produk reaksi didinginkan sampai suhu yang diinginkan.

TAHAP KETIGA - penyerapan SO3 oleh asam sulfat di menara absorpsi.

Mengapa belerang oksida SO 3 tidak menyerap air? Bagaimanapun, adalah mungkin untuk melarutkan sulfur oksida dalam air: SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 . Tetapi faktanya adalah jika air digunakan untuk menyerap oksida belerang, asam sulfat terbentuk dalam bentuk kabut yang terdiri dari tetesan kecil asam sulfat (sulfur oksida larut dalam air dengan pelepasan sejumlah besar panas, asam sulfat sangat panas hingga mendidih dan berubah menjadi uap). Untuk menghindari pembentukan kabut asam sulfat, gunakan asam sulfat pekat 98%. Air dua persen sangat kecil sehingga memanaskan cairan akan menjadi lemah dan tidak berbahaya. Sulfur oksida larut dengan sangat baik dalam asam seperti itu, membentuk oleum: H 2 SO 4 nSO 3 .

Persamaan reaksi untuk proses ini adalah:

NSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3

Oleum yang dihasilkan dituangkan ke dalam tangki logam dan dikirim ke gudang. Kemudian tangki diisi dengan oleum, kereta api dibentuk dan dikirim ke konsumen.

Asam sulfat, H 2 SO 4, asam dibasa kuat, sesuai dengan bilangan oksidasi tertinggi belerang (+6). Dalam kondisi normal - cairan berminyak berat, tidak berwarna dan tidak berbau. Dalam teknik S. to., campurannya disebut dengan air dan dengan anhidrida sulfat. Jika perbandingan mol SO 3: H 2 O kurang dari 1, maka ini adalah larutan asam sulfat, jika lebih dari 1, itu adalah larutan SO 3 di S. to.

Sifat fisik dan kimia

100% H 2 SO 4 (monohidrat, SO 3 × H 2 O) mengkristal pada 10,45 °C; t kip 296,2 °С; kepadatan 1.9203 g/cm3; kapasitas panas 1,62 J g(Ke. H 2 SO 4 bercampur dengan H 2 O dan SO 3 dengan perbandingan berapa pun, membentuk senyawa:

H 2 SO 4 × 4H 2 O ( t pl- 28,36 ° C), H 2 SO 4 × 3H 2 O ( t pl- 36,31 ° C), H 2 SO 4 × 2H 2 O ( t pl- 39,60 ° C), H 2 SO 4 × H 2 O ( t pl- 8,48 ° ), H 2 SO 4 × SO 3 (H 2 S 2 O 7 - asam disulfat atau pirosulfat, t pl 35,15 ° ), H 2 SO × 2SO 3 (H 2 S 3 O 10 - asam trisulfat, t pl 1,20°C).

Ketika larutan berair dari S sampai yang mengandung hingga 70% H 2 SO 4 dipanaskan dan dididihkan, hanya uap air yang dilepaskan ke dalam fase uap. Uap S. juga muncul di atas larutan yang lebih pekat. Larutan 98,3% H 2 SO 4 (campuran azeotropik) pada titik didih (336,5 ° C) tersuling sempurna. S. to., mengandung lebih dari 98,3% H 2 SO 4, ketika dipanaskan, melepaskan uap SO 3.

asam sulfat pekat. - oksidator kuat. Ini mengoksidasi HI dan HBr menjadi halogen bebas; ketika dipanaskan, ia mengoksidasi semua logam, kecuali logam platinum (dengan pengecualian Pd). Dalam dingin, S. terkonsentrasi untuk pasif banyak logam, termasuk Pb, Cr, Ni, baja, besi cor. S. diencerkan untuk bereaksi dengan semua logam (kecuali Pb) sebelum hidrogen dalam seri tegangan, misalnya: Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2.

bagaimana asam kuat S. untuk menggantikan asam yang lebih lemah dari garamnya, misalnya asam borat dari boraks:

Na2B 4 O 7 + H 2 SO 4 + 5H 2 O \u003d Na 2 SO 4 + 4H 2 BO 3, dan ketika dipanaskan, ia menggantikan lebih banyak asam volatil, misalnya:

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

S. untuk menghilangkan air yang terikat secara kimia dari senyawa organik yang mengandung gugus hidroksil - OH. Dehidrasi etil alkohol dengan adanya S. to pekat mengarah pada produksi etilen atau dietil eter. Pembakaran gula, selulosa, pati, dan karbohidrat lain saat kontak dengan S. to juga dijelaskan oleh dehidrasinya. Sebagai dibasic, S. to membentuk dua jenis garam: sulfat dan hidrosulfat.

Resi

Deskripsi pertama dari produksi "minyak vitriol" (yaitu, pekat S. ke) diberikan oleh ilmuwan Italia V. Biringuccio pada tahun 1540 dan alkemis Jerman, yang karyanya diterbitkan dengan nama Vasily Valentin pada akhir abad ke-16. dan awal abad ke-17. Pada tahun 1690, ahli kimia Prancis N. Lemery dan N. Lefebvre meletakkan dasar untuk metode industri pertama untuk memperoleh asam sulfat, yang diterapkan di Inggris pada tahun 1740. Menurut metode ini, campuran belerang dan nitrat dibakar dalam sendok. tersuspensi dalam silinder kaca yang berisi sejumlah air. SO3 yang dilepaskan bereaksi dengan air, membentuk S. to. Pada tahun 1746, J. Robeck di Birmingham mengganti silinder kaca dengan chamber yang terbuat dari lembaran timah dan memulai produksi chamber S. to. Perbaikan berkelanjutan dalam proses mendapatkan S. to. di Inggris Raya dan Prancis menyebabkan munculnya (1908) sistem menara pertama. Di Uni Soviet, instalasi menara pertama dioperasikan pada tahun 1926 di Pabrik Metalurgi Polevsk (Ural).

Belerang, belerang pirit FeS2, dan gas buang dari pemanggangan oksidatif bijih sulfida Cu, Pb, Zn, dan logam lain yang mengandung SO2 dapat berfungsi sebagai bahan baku untuk produksi bijih sulfida. Di Uni Soviet, jumlah utama S. to diperoleh dari pirit belerang. FeS 2 dibakar dalam tungku, di mana ia berada dalam keadaan unggun terfluidisasi. Ini dicapai dengan meniupkan udara dengan cepat melalui lapisan pirit yang digiling halus. Campuran gas yang dihasilkan mengandung pengotor SO 2, O 2, N 2, SO 3, uap H 2 O, As 2 O 3 , SiO 2, dll., Dan membawa banyak debu cinder, dari mana gas dibersihkan dalam electrostatic precipitator .

S. to diperoleh dari SO 2 dengan dua cara: nitrous (menara) dan kontak. Pemrosesan SO 2 di S. ke. Menurut metode nitro, itu dilakukan di menara produksi - tangki silindris (15 m dan banyak lagi), diisi dengan kemasan cincin keramik. Dari atas, menuju aliran gas, "nitrose" disemprotkan - S. diencerkan ke., mengandung asam nitrosilsulfat NOOSO 3 H, diperoleh dengan reaksi:

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

Oksidasi SO2 oleh nitrogen oksida terjadi dalam larutan setelah diserap oleh nitrosa. Nitrosa dihidrolisis oleh air:

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

Sulfur dioksida memasuki menara membentuk asam belerang dengan air: SO 2 + H 2 O \u003d H 2 SO 3.

Interaksi HNO 2 dan H 2 SO 3 menyebabkan produksi S. menjadi .:

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

NO yang dibebaskan diubah di menara oksidasi menjadi N 2 O 3 (lebih tepatnya, menjadi campuran NO + NO 2). Dari sana, gas masuk ke menara absorpsi, di mana S. bertemu dari atas. Nitrosa terbentuk, yang dipompa ke menara produksi. Itu. kelangsungan produksi dan siklus nitrogen oksida dilakukan. Kerugian tak terelakkan mereka dengan gas buang diisi ulang dengan penambahan HNO 3 .

S. to, diperoleh dengan metode nitro, memiliki konsentrasi yang tidak cukup tinggi dan mengandung kotoran berbahaya(misalnya, As). Produksinya disertai dengan pelepasan nitrogen oksida ke atmosfer ("ekor rubah", dinamakan demikian karena warna NO 2).

Prinsip metode kontak untuk menghasilkan S. to ditemukan pada tahun 1831 oleh P. Philips (Inggris Raya). Katalis pertama adalah platinum. Pada akhir abad ke-19 - awal abad ke-20. percepatan oksidasi SO 2 menjadi SO 3 oleh vanadium anhidrida V 2 O 5 ditemukan. Studi ilmuwan Soviet A. E. Adadurov, G. K. Boreskov, F. N. Yushkevich, dan lainnya memainkan peran yang sangat penting dalam mempelajari aksi katalis vanadium dan dalam memilihnya. Pabrik asam sulfat modern dibangun untuk beroperasi menggunakan metode kontak. Vanadium oksida dengan penambahan SiO 2 , Al 2 O 3 , K 2 O, CaO, BaO dalam berbagai proporsi digunakan sebagai basis katalis. Semua massa kontak vanadium menunjukkan aktivitasnya hanya pada suhu tidak lebih rendah dari ~420 °C. Dalam peralatan kontak, gas biasanya melewati 4 atau 5 lapisan massa kontak. Dalam produksi S. to dengan metode kontak, gas pemanggang pertama dimurnikan dari pengotor yang meracuni katalis. As, Se, dan residu debu dihilangkan di menara pencuci yang diirigasi dengan kabut S sampai H2SO4 (terbentuk dari SO3 dan H2O yang ada dalam campuran gas) dilepaskan dalam presipitator elektrostatik basah. Uap H 2 O diserap oleh S pekat ke dalam menara pengering. Kemudian campuran SO 2 dengan udara melewati katalis (massa kontak) dan dioksidasi menjadi SO 3 :

SO2 + 1/2O2 = SO3.

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

Tergantung pada jumlah air yang masuk ke proses, larutan S. to. dalam air atau oleum diperoleh.

Pada tahun 1973, volume produksi S. to. (dalam monohidrat) adalah (juta ton): USSR - 14.9, AS - 28.7, Jepang - 7.1, Jerman - 5.5, Prancis - 4.4, Inggris Raya - 3.9, Italia - 3.0 , Polandia - 2,9, Cekoslowakia - 1,2, Jerman Timur - 1,1, Yugoslavia - 0,9.

Aplikasi

Asam sulfat adalah salah satu produk terpenting dari industri kimia dasar. Untuk tujuan teknis, diterbitkan varietas berikut S. to.: tower (tidak kurang dari 75% H 2 SO 4), vitriol (tidak kurang dari 92,5%) dan oleum, atau fuming S. to (larutan 18,5-20% SO 3 dalam H 2 SO 4); Selain itu, S. to. reaktif (92-94%) diproduksi, diperoleh dengan metode kontak dalam peralatan yang terbuat dari kuarsa atau Pt. Kekuatan S. to ditentukan oleh kepadatannya, diukur dengan hidrometer. Sebagian besar menara S. to yang diproduksi dihabiskan untuk pembuatan pupuk mineral. Penggunaan asam sulfat dalam produksi asam fosfat, klorida, borat, fluorida, dan lainnya didasarkan pada sifat menggantikan asam dari garamnya. Concentrated S. to berfungsi untuk pemurnian produk minyak dari senyawa organik belerang dan tak jenuh. S. encer digunakan untuk menghilangkan kerak dari kawat dan lembaran sebelum timah dan galvanis, untuk pengawetan permukaan logam sebelum melapisi dengan kromium, nikel, tembaga, dll. Digunakan dalam metalurgi - dengan bantuannya, bijih kompleks (khususnya, uranium) terdekomposisi. Dalam sintesis organik, konsentrasi S. ke. - komponen yang dibutuhkan campuran nitrasi dan zat belerang dalam produksi banyak pewarna dan zat obat. Karena higroskopisitasnya yang tinggi, S. to digunakan untuk mengeringkan gas, untuk pemekatan asam sendawa.

Keamanan

Dalam produksi asam sulfat, gas beracun (SO 2 dan NO 2), serta uap SO 3 dan H 2 SO 4, berbahaya. Oleh karena itu, diperlukan ventilasi yang baik dan penyegelan peralatan yang lengkap. S. to menyebabkan luka bakar parah pada kulit, sehingga penanganannya memerlukan kehati-hatian dan peralatan pelindung (kacamata, sarung tangan karet, celemek, sepatu bot). Ketika diencerkan, perlu untuk menuangkan S. to. ke dalam air dalam aliran tipis sambil diaduk. Penambahan air ke S. menyebabkan percikan (karena pelepasan panas yang besar).

Literatur:

Buku pegangan asam sulfat, ed. Malina K. M., edisi ke-2., M., 1971;
Malin K. M., Arkin N. L., Boreskov G. K., Slinko M. G., Teknologi asam sulfat, M., 1950;
Boreskov G.K., Katalisis dalam produksi asam sulfat, M. - L., 1954;
Amelin A. G., Yashke E. V., Produksi asam sulfat, M., 1974;
Lukyanov P. M., Sejarah Singkat Industri Kimia Uni Soviet, M., 1959.

I.K.Malina.

Artikel atau bagian ini menggunakan teks

Asam sulfat (H₂SO) adalah salah satu asam dibasa terkuat.

Jika berbicara tentang properti fisik, maka asam sulfat terlihat seperti cairan berminyak yang kental, transparan, tidak berbau. Tergantung pada konsentrasinya, asam sulfat memiliki banyak sifat dan aplikasi yang berbeda:

pengolahan logam;
pengolahan bijih;
produksi pupuk mineral;
sintesis kimia.

Sejarah penemuan asam sulfat

Asam sulfat kontak memiliki konsentrasi 92 hingga 94 persen:

2SO₂ + O₂ = 2SO;

H₂O + SO₃ = H₂SO.

Sifat fisik dan fisika-kimia asam sulfat

H₂SO dapat bercampur dengan air dan SO₃ dalam semua perbandingan.

Dalam larutan berair H₂SO membentuk hidrat dengan tipe H₂SO nH₂O

Titik didih asam sulfat tergantung pada derajat konsentrasi larutan dan mencapai maksimum pada konsentrasi lebih dari 98 persen.

Senyawa kaustik oleum adalah larutan SO₃ dalam asam sulfat.

Dengan peningkatan konsentrasi belerang trioksida dalam oleum, titik didih menurun.

Sifat kimia asam sulfat

Ketika dipanaskan, asam sulfat pekat adalah oksidator terkuat yang dapat mengoksidasi banyak logam. Satu-satunya pengecualian adalah beberapa logam:

emas (Au);
platina (Pt);
iridium (Ir);
rhodium (Rh);
tantalum (Ta).

Dengan mengoksidasi logam, asam sulfat pekat dapat direduksi menjadi H₂S, S dan SO₂.

logam aktif:

8Al + 15H₂SO₄(conc.) → 4Al₂(SO₄)₃ + 12H₂O + 3H₂S

Logam aktivitas sedang:

2Cr + 4 H₂SO(conc.) → Cr₂(SO₄)₃ + 4 H₂O + S

Logam tidak aktif:

2Bi + 6H₂SO(conc.) → Bi₂(SO₄)₃ + 6H₂O + 3SO₂

Besi tidak bereaksi dengan asam sulfat pekat dingin, karena dilapisi dengan lapisan oksida. Proses ini disebut kepasifan.

Reaksi asam sulfat dan H₂O

Ketika H₂SO dicampur dengan air, terjadi proses eksotermik: seperti sejumlah besar panas bahwa solusi bahkan bisa mendidih. Saat melakukan percobaan kimia, seseorang harus selalu menambahkan asam sulfat sedikit demi sedikit ke dalam air, dan bukan sebaliknya.

Asam sulfat adalah agen dehidrasi yang kuat. Asam sulfat pekat menggantikan air dari berbagai senyawa. Ini sering digunakan sebagai pengering.

reaksi asam sulfat dan gula

Keserakahan asam sulfat untuk air dapat ditunjukkan dalam percobaan klasik - pencampuran H₂SO pekat dan , yaitu senyawa organik(karbohidrat). Untuk mengekstrak air dari suatu zat, asam sulfat menghancurkan molekul.

Untuk melakukan percobaan, tambahkan beberapa tetes air ke dalam gula dan aduk. Kemudian dengan hati-hati tuangkan asam sulfat. Setelah waktu yang singkat, reaksi hebat dapat diamati dengan pembentukan batu bara dan pelepasan belerang dan.

Asam sulfat dan gula batu:

Ingatlah bahwa bekerja dengan asam sulfat sangat berbahaya. Asam sulfat adalah zat kaustik yang langsung meninggalkan luka bakar parah pada kulit.

Anda akan menemukan eksperimen gula yang aman yang dapat Anda lakukan di rumah.

Reaksi asam sulfat dan seng

Reaksi ini cukup populer dan merupakan salah satu metode laboratorium yang paling umum untuk memproduksi hidrogen. Jika butiran seng ditambahkan ke asam sulfat encer, logam akan larut dengan pelepasan gas:

Zn + H₂SO → ZnSO + H₂.

Asam sulfat encer bereaksi dengan logam di sebelah kiri hidrogen dalam rangkaian aktivitas:

Saya + H₂SO₄(des.) → garam + H

Reaksi asam sulfat dengan ion barium

Reaksi kualitatif dan garamnya adalah reaksi dengan ion barium. Ini banyak digunakan dalam analisis kuantitatif, khususnya gravimetri:

H₂SO + BaCl → BaSO + 2HCl

ZnSO + BaCl → BaSO + ZnCl

Perhatian! Jangan coba ulangi eksperimen ini sendiri!

Asam sulfat (H2SO4) adalah salah satu asam yang paling kaustik dan reagen berbahaya, dikenal manusia terutama dalam bentuk terkonsentrasi. Asam sulfat murni secara kimiawi adalah cairan beracun berat dengan konsistensi berminyak, tidak berbau dan tidak berwarna. Ini diperoleh dengan oksidasi belerang dioksida (SO2) dengan metode kontak.

Pada suhu + 10,5 °C, asam sulfat berubah menjadi massa kristal kaca beku, rakus, seperti spons, menyerap kelembaban dari lingkungan. Dalam industri dan kimia, asam sulfat merupakan salah satu senyawa kimia dan menempati posisi terdepan dalam hal produksi dalam ton. Itulah sebabnya asam sulfat disebut "darah kimia". Asam sulfat digunakan untuk membuat pupuk obat-obatan, asam lainnya, besar , pupuk dan banyak lagi.

Sifat fisik dan kimia dasar asam sulfat

Asam sulfat dalam bentuk murni (rumus H2SO4), pada konsentrasi 100%, adalah cairan kental yang tidak berwarna. Sifat paling penting dari H2SO4 adalah higroskopisitasnya yang tinggi - kemampuannya untuk menghilangkan air dari udara. Proses ini disertai dengan pelepasan panas secara besar-besaran.
H2SO4 adalah asam kuat.
Asam sulfat disebut monohidrat - mengandung 1 mol H2O (air) per 1 mol SO3. Karena sifat higroskopisnya yang mengesankan, ia digunakan untuk mengekstraksi uap air dari gas.
Titik didih - 330 ° C. Dalam hal ini, asam diuraikan menjadi SO3 dan air. Kepadatan - 1,84. Titik lebur - 10,3 ° C /.
Asam sulfat pekat adalah oksidator kuat. Untuk memulai reaksi redoks, asam harus dipanaskan. Hasil reaksinya adalah SO2. S+2H2SO4=3SO2+2H2O
Tergantung pada konsentrasinya, asam sulfat bereaksi berbeda dengan logam. Dalam keadaan encer, asam sulfat mampu mengoksidasi semua logam yang berada dalam rangkaian tegangan menjadi hidrogen. Pengecualian dibuat sebagai yang paling tahan terhadap oksidasi. Asam sulfat encer bereaksi dengan garam, basa, amfoter, dan oksida basa. Asam sulfat pekat mampu mengoksidasi semua logam dalam rangkaian tegangan, dan perak juga.
Asam sulfat membentuk dua jenis garam: asam (hidrosulfat) dan sedang (sulfat)
H2SO4 masuk ke dalam reaksi aktif dengan zat organik dan non-logam, dan dapat mengubah beberapa dari mereka menjadi batubara.
Sulfat anhidrit larut sempurna dalam H2SO4, dan dalam hal ini oleum terbentuk - larutan SO3 dalam asam sulfat. Secara lahiriah, terlihat seperti ini: asam sulfat berasap, melepaskan anhidrit sulfat.
Asam sulfat dalam larutan berair adalah asam dibasa kuat, dan ketika ditambahkan ke air, sejumlah besar panas dilepaskan. Saat menyiapkan larutan encer H2SO4 dari yang pekat, perlu menambahkan asam yang lebih berat ke air dalam aliran kecil, dan bukan sebaliknya. Hal ini dilakukan untuk menghindari air mendidih dan percikan asam.

Asam sulfat pekat dan encer

Larutan pekat asam sulfat termasuk larutan dari 40%, yang mampu melarutkan perak atau paladium.

Asam sulfat encer termasuk larutan yang konsentrasinya kurang dari 40%. Ini bukan solusi aktif seperti itu, tetapi mereka dapat bereaksi dengan kuningan dan tembaga.

Mendapatkan asam sulfat

Produksi asam sulfat dalam skala industri diluncurkan pada abad ke-15, tetapi pada waktu itu disebut "vitriol". Jika sebelumnya manusia hanya mengkonsumsi beberapa puluh liter asam sulfat, maka di dunia modern perhitungannya menjadi jutaan ton per tahun.

Asam sulfat yang dihasilkan cara industri, dan ada tiga di antaranya:

metode kontak.
metode nitrat
Metode lain

Mari kita bicara secara rinci tentang masing-masing.

hubungi metode produksi

Metode kontak produksi adalah yang paling umum, dan melakukan tugas-tugas berikut:

Ternyata produk yang memenuhi kebutuhan jumlah maksimum konsumen.
Selama produksi, kerusakan lingkungan berkurang.

Dalam metode kontak, zat berikut digunakan sebagai bahan baku:

pirit (sulfur pirit);
sulfur;
vanadium oksida (zat ini menyebabkan peran katalis);
hidrogen sulfida;
sulfida dari berbagai logam.

Sebelum memulai proses produksi, bahan baku disiapkan terlebih dahulu. Untuk memulainya, pirit mengalami penggilingan di pabrik penghancur khusus, yang memungkinkan, karena peningkatan area kontak zat aktif, untuk mempercepat reaksi. Pirit mengalami pemurnian: diturunkan ke dalam wadah besar berisi air, di mana batuan sisa dan semua jenis kotoran mengapung ke permukaan. Mereka dihapus pada akhir proses.

Bagian produksi dibagi menjadi beberapa tahap:

Setelah dihancurkan, pirit dibersihkan dan dikirim ke tungku - di mana ia dibakar pada suhu hingga 800 ° C. Menurut prinsip aliran balik, udara disuplai ke ruang dari bawah, dan ini memastikan bahwa pirit dalam keadaan tersuspensi. Saat ini, proses ini membutuhkan waktu beberapa detik, tetapi sebelumnya perlu beberapa jam untuk diaktifkan. Selama proses pemanggangan, limbah dalam bentuk oksida besi muncul, yang dibuang dan kemudian ditransfer ke perusahaan. industri metalurgi. Selama pembakaran, uap air, gas O2 dan SO2 dilepaskan. Ketika pemurnian dari uap air dan kotoran terkecil selesai, oksida belerang murni dan oksigen diperoleh.
Pada tahap kedua, reaksi eksotermis berlangsung di bawah tekanan menggunakan katalis vanadium. Awal reaksi dimulai ketika suhu mencapai 420 °C, tetapi dapat ditingkatkan hingga 550 °C untuk meningkatkan efisiensi. Selama reaksi, oksidasi katalitik terjadi dan SO2 menjadi SO.
Inti dari tahap ketiga produksi adalah sebagai berikut: penyerapan SO3 di menara penyerapan, di mana oleum H2SO4 terbentuk. Dalam bentuk ini, H2SO4 dituangkan ke dalam wadah khusus (tidak bereaksi dengan baja) dan siap bertemu pengguna akhir.

Selama produksi, seperti yang kami katakan di atas, banyak energi panas dihasilkan, yang digunakan untuk tujuan pemanasan. Banyak pabrik asam sulfat memasang turbin uap yang menggunakan uap buang untuk menghasilkan listrik tambahan.

Proses nitrous untuk produksi asam sulfat

Terlepas dari kelebihan produksi metode kontak, yang menghasilkan asam sulfat dan oleum yang lebih pekat dan murni, cukup banyak H2SO4 yang dihasilkan dengan metode nitro. Secara khusus, pada tanaman superfosfat.

Untuk produksi H2SO4, belerang dioksida bertindak sebagai zat awal, baik dalam metode kontak maupun dalam metode nitro. Ini diperoleh secara khusus untuk tujuan ini dengan membakar belerang atau memanggang logam belerang.

Konversi belerang dioksida menjadi asam belerang terdiri dari oksidasi belerang dioksida dan penambahan air. Rumusnya terlihat seperti ini:
SO2 + 1|2 O2 + H2O = H2SO4

Tetapi sulfur dioksida tidak langsung bereaksi dengan oksigen, oleh karena itu, dengan metode nitro, oksidasi sulfur dioksida dilakukan menggunakan nitrogen oksida. Oksida nitrogen yang lebih tinggi (kita berbicara tentang nitrogen dioksida NO2, nitrogen trioksida NO3) dalam proses ini direduksi menjadi oksida nitrat NO, yang kemudian dioksidasi lagi dengan oksigen menjadi oksida yang lebih tinggi.

Produksi asam sulfat dengan metode nitrous secara teknis diformalkan dalam dua cara:

Ruangan.
Menara.

Metode nitrous memiliki sejumlah kelebihan dan kekurangan.

Kerugian dari metode nitrous:

Ternyata 75% asam sulfat.
Kualitas produk rendah.
Pengembalian nitrogen oksida yang tidak sempurna (penambahan HNO3). Emisi mereka berbahaya.
Asam mengandung besi, nitrogen oksida dan kotoran lainnya.

Keuntungan dari metode nitro:

Biaya proses lebih rendah.
Kemungkinan pengolahan SO2 pada 100%.
Kesederhanaan desain perangkat keras.

Pabrik Asam Sulfat Utama Rusia

Produksi tahunan H2SO4 di negara kita dihitung dalam enam angka - sekitar 10 juta ton. Produsen asam sulfat terkemuka di Rusia adalah perusahaan yang juga merupakan konsumen utamanya. Ini tentang tentang perusahaan yang bidang kegiatannya adalah produksi pupuk mineral. Misalnya, "pupuk mineral Balakovo", "Ammophos".

Di Krimea, di Armyansk, produsen titanium dioksida terbesar beroperasi di wilayah itu dari Eropa Timur Titan Krimea. Selain itu, pabrik tersebut bergerak dalam produksi asam sulfat, pupuk mineral, besi sulfat dll.

Asam sulfat dari berbagai jenis diproduksi oleh banyak tanaman. Misalnya, asam sulfat baterai diproduksi oleh: Karabashmed, Pabrik FKP Biysk Oleum, Svyatogor, Slavia, Severkhimprom, dll.

Oleum diproduksi oleh UCC Shchekinoazot, Pabrik FKP Biysk Oleum, Perusahaan Pertambangan dan Metalurgi Ural, Asosiasi Produksi Kirishinefteorgsintez, dll.

Asam sulfat dengan kemurnian tinggi diproduksi oleh UCC Shchekinoazot, Component-Reaktiv.

Asam sulfat bekas dapat dibeli di pabrik ZSS, HaloPolymer Kirovo-Chepetsk.

Produsen asam sulfat teknis adalah Promsintez, Khiprom, Svyatogor, Apatit, Karabashmed, Slavia, Lukoil-Permnefteorgsintez, Pabrik Seng Chelyabinsk, Electrozinc, dll.

Karena pirit adalah bahan baku utama dalam produksi H2SO4, dan ini adalah produk limbah dari perusahaan pengayaan, pemasoknya adalah pabrik pengayaan Norilsk dan Talnakh.

Posisi dunia terkemuka dalam produksi H2SO4 ditempati oleh Amerika Serikat dan Cina, yang masing-masing menyumbang 30 juta ton dan 60 juta ton.

Lingkup asam sulfat

Sekitar 200 juta ton H2SO4 dikonsumsi setiap tahun di dunia, dari mana berbagai macam produk diproduksi. Asam sulfat berhak memegang sawit di antara asam lainnya dalam hal penggunaan industri.

Seperti yang sudah Anda ketahui, asam sulfat merupakan salah satu produk terpenting dalam industri kimia, sehingga cakupan asam sulfat cukup luas. Kegunaan utama H2SO4 adalah sebagai berikut:

Asam sulfat digunakan dalam volume besar untuk produksi pupuk mineral, dan dibutuhkan sekitar 40% dari total tonase. Untuk alasan ini, pabrik penghasil H2SO4 sedang dibangun di sebelah pabrik pupuk. Ini adalah amonium sulfat, superfosfat, dll. Dalam produksinya, asam sulfat diambil dalam bentuk murni (konsentrasi 100%). Dibutuhkan 600 liter H2SO4 untuk menghasilkan satu ton ammofos atau superfosfat. Pupuk ini banyak digunakan di bidang pertanian.
H2SO4 digunakan untuk membuat bahan peledak.
Pemurnian produk minyak bumi. Untuk minyak tanah, bensin minyak mineral pemurnian hidrokarbon diperlukan, yang terjadi dengan penggunaan asam sulfat. Dalam proses pemurnian minyak untuk pemurnian hidrokarbon, industri ini "mengambil" sebanyak 30% dari tonase H2SO4 dunia. Selain itu, angka oktan bahan bakar ditingkatkan dengan asam sulfat dan sumur dirawat selama produksi minyak.
dalam industri metalurgi. Asam sulfat digunakan dalam metalurgi untuk menghilangkan kerak dan karat dari kawat, lembaran logam, serta untuk pemulihan aluminium dalam produksi logam non-ferrous. Sebelum menutupi permukaan logam tembaga, kromium atau nikel, permukaannya digores dengan asam sulfat.
Dalam pembuatan obat-obatan.
dalam produksi cat.
dalam industri kimia. H2SO4 digunakan dalam produksi deterjen, etil deterjen, insektisida, dll., dan proses ini tidak mungkin tanpanya.
Untuk mendapatkan asam lain yang diketahui, organik dan senyawa anorganik digunakan untuk keperluan industri.

Garam asam sulfat dan kegunaannya

Garam yang paling penting dari asam sulfat adalah:

Garam Glauber Na2SO4 10H2O (kristal natrium sulfat). Ruang lingkup penerapannya cukup luas: produksi gelas, soda, dalam kedokteran hewan dan obat-obatan.
Barium sulfat BaSO4 digunakan dalam produksi karet, kertas, cat mineral putih. Selain itu, sangat diperlukan dalam pengobatan untuk fluoroskopi lambung. Ini digunakan untuk membuat "bubur barium" untuk prosedur ini.
Kalsium sulfat CaSO4. Di alam, dapat ditemukan dalam bentuk gipsum CaSO4 2H2O dan CaSO4 anhidrit. Gypsum CaSO4 2H2O dan kalsium sulfat digunakan dalam pengobatan dan konstruksi. Dengan gipsum, ketika dipanaskan hingga suhu 150 - 170 ° C, terjadi dehidrasi parsial, sebagai akibatnya diperoleh gipsum yang dibakar, yang kita kenal sebagai alabaster. Menguleni pualam dengan air hingga konsistensi adonan cair, massa dengan cepat mengeras dan berubah menjadi semacam batu. Sifat alabaster inilah yang secara aktif digunakan dalam Ada Pekerjaan Konstruksi: gips dan cetakan casting dibuat darinya. Dalam pekerjaan plesteran, alabaster sangat diperlukan sebagai bahan pengikat. Pasien dari departemen trauma diberikan perban padat khusus - mereka dibuat berdasarkan alabaster.
Ferrous vitriol FeSO4 7H2O digunakan untuk persiapan tinta, impregnasi kayu, dan juga dalam kegiatan pertanian untuk penghancuran hama.
Alum KCr(SO4)2 12H2O, KAl(SO4)2 12H2O, dll digunakan dalam produksi cat dan industri kulit (tanning).
Banyak dari Anda tahu tembaga sulfat CuSO4 5H2O secara langsung. Ini adalah asisten aktif di bidang pertanian dalam memerangi penyakit dan hama tanaman - larutan CuSO4 5H2O dalam air digunakan untuk mengasinkan biji-bijian dan menyemprot tanaman. Ini juga digunakan untuk menyiapkan beberapa cat mineral. Dan dalam kehidupan sehari-hari digunakan untuk menghilangkan jamur dari dinding.
Aluminium sulfat - digunakan dalam industri pulp dan kertas.

Asam sulfat dalam bentuk encer digunakan sebagai elektrolit dalam baterai timbal-asam. Selain itu, digunakan untuk memproduksi deterjen dan pupuk. Tetapi dalam kebanyakan kasus, ia datang dalam bentuk oleum - ini adalah larutan SO3 dalam H2SO4 (rumus oleum lain juga dapat ditemukan).

Fakta yang menakjubkan! Oleum lebih reaktif daripada asam sulfat pekat, tetapi meskipun demikian, ia tidak bereaksi dengan baja! Karena alasan inilah lebih mudah diangkut daripada asam sulfat itu sendiri.

Lingkup penggunaan "ratu asam" benar-benar berskala besar, dan sulit untuk mengatakan tentang semua cara penggunaannya dalam industri. Ini juga digunakan sebagai pengemulsi dalam Industri makanan, untuk pemurnian air, dalam sintesis bahan peledak dan banyak tujuan lainnya.

Sejarah asam sulfat

Siapa di antara kita yang belum pernah mendengarnya? vitriol biru? Jadi, itu dipelajari di zaman kuno, dan dalam beberapa karya awalnya era baru para ilmuwan membahas asal usul vitriol dan sifat-sifatnya. Vitriol dipelajari oleh dokter Yunani Dioscorides, penjelajah alam Romawi Pliny the Elder, dan dalam tulisan mereka mereka menulis tentang eksperimen yang sedang dilakukan. Untuk tujuan medis, berbagai zat vitriol digunakan oleh tabib kuno Ibnu Sina. Bagaimana vitriol digunakan dalam metalurgi, dikatakan dalam karya para alkemis Yunani kuno Zosimas dari Panopolis.

Metode pertama untuk memperoleh asam sulfat adalah proses memanaskan kalium tawas, dan ada informasi tentang ini dalam literatur alkimia abad XIII. Pada saat itu, komposisi tawas dan esensi prosesnya tidak diketahui oleh para alkemis, tetapi pada abad ke-15 mereka mulai terlibat dalam sintesis kimia asam sulfat dengan sengaja. Prosesnya adalah sebagai berikut: alkemis memperlakukan campuran belerang dan antimon (III) sulfida Sb2S3 dengan memanaskannya dengan asam nitrat.

Pada abad pertengahan di Eropa, asam sulfat disebut "minyak vitriol", tetapi kemudian namanya diubah menjadi vitriol.

Pada abad ke-17, Johann Glauber, sebagai akibat dari pembakaran potasium nitrat dan belerang asli dengan adanya uap air menerima asam sulfat. Sebagai hasil dari oksidasi belerang dengan nitrat, diperoleh belerang oksida, yang bereaksi dengan uap air, dan sebagai hasilnya, cairan berminyak diperoleh. Itu adalah minyak vitriol, dan nama untuk asam sulfat ini ada hingga hari ini.

Apoteker dari London, Ward Joshua, pada tahun tiga puluhan abad ke-18 menggunakan reaksi ini untuk produksi industri asam sulfat, tetapi pada Abad Pertengahan konsumsinya dibatasi hingga beberapa puluh kilogram. Ruang lingkup penggunaannya sempit: untuk eksperimen alkimia, pemurnian logam mulia dan dalam bisnis farmasi. Asam sulfat pekat digunakan dalam jumlah kecil dalam pembuatan korek api khusus yang mengandung garam bertolet.

Di Rusia, vitriol hanya muncul pada abad ke-17.

Di Birmingham, Inggris, John Roebuck mengadaptasi metode di atas untuk memproduksi asam sulfat pada tahun 1746 dan meluncurkan produksi. Pada saat yang sama, ia menggunakan ruang berlapis timah besar yang kuat, yang lebih murah daripada wadah kaca.

Dalam industri, metode ini memegang posisi selama hampir 200 tahun, dan asam sulfat 65% diperoleh di kamar.

Setelah beberapa saat, Glover Inggris dan ahli kimia Prancis Gay-Lussac meningkatkan proses itu sendiri, dan asam sulfat mulai diperoleh dengan konsentrasi 78%. Tetapi asam seperti itu tidak cocok untuk produksi, misalnya, pewarna.

Pada awal abad ke-19, metode baru ditemukan untuk mengoksidasi belerang dioksida menjadi anhidrida sulfat.

Awalnya, ini dilakukan dengan menggunakan nitrogen oksida, dan kemudian platinum digunakan sebagai katalis. Kedua metode oksidasi belerang dioksida ini telah lebih ditingkatkan. Oksidasi belerang dioksida pada platina dan katalis lainnya dikenal sebagai metode kontak. Dan oksidasi gas ini dengan nitrogen oksida disebut metode nitrous untuk menghasilkan asam sulfat.

Baru pada tahun 1831 dealer asam asetat Inggris Peregrine Philips mematenkan proses ekonomis untuk produksi sulfur oksida (VI) dan asam sulfat pekat, dan dialah yang sekarang dikenal dunia sebagai metode kontak menerimanya.

Produksi superfosfat dimulai pada tahun 1864.

Pada tahun delapan puluhan abad kesembilan belas di Eropa, produksi asam sulfat mencapai 1 juta ton. Produsen utama adalah Jerman dan Inggris, memproduksi 72% dari total volume asam sulfat di dunia.

Transportasi asam sulfat adalah pekerjaan padat karya dan bertanggung jawab.

Asam sulfat diklasifikasikan sebagai berbahaya zat kimia, dan jika terkena kulit menyebabkan luka bakar yang parah. Selain itu, dapat menyebabkan keracunan kimia pada seseorang. Jika selama transportasi tidak diamati aturan tertentu, maka asam sulfat, karena daya ledaknya, dapat menyebabkan banyak kerugian baik bagi manusia maupun lingkungan.

Asam sulfat telah ditetapkan sebagai kelas bahaya 8 dan pengangkutan harus dilakukan oleh para profesional yang terlatih dan terlatih secara khusus. Kondisi penting untuk pengiriman asam sulfat adalah kepatuhan terhadap Aturan yang dikembangkan secara khusus untuk pengangkutan barang berbahaya.

Transportasi melalui jalan darat dilakukan sesuai dengan aturan berikut:

Untuk transportasi, wadah khusus terbuat dari paduan baja khusus yang tidak bereaksi dengan asam sulfat atau titanium. Wadah seperti itu tidak teroksidasi. Asam sulfat berbahaya diangkut dalam tangki kimia asam sulfat khusus. Mereka berbeda dalam desain dan dipilih selama transportasi tergantung pada jenis asam sulfat.
Saat mengangkut asam berasap, tangki termos isotermal khusus diambil, di mana rezim suhu yang diperlukan dipertahankan untuk mempertahankan sifat kimia asam.
Jika asam biasa diangkut, maka tangki asam sulfat dipilih.
Pengangkutan asam sulfat melalui jalan darat, seperti pengasapan, anhidrat, pekat, untuk baterai, sarung tangan, dilakukan dalam wadah khusus: tangki, tong, wadah.
Pengangkutan barang berbahaya hanya dapat dilakukan oleh pengemudi yang memiliki sertifikat ADR di tangannya.
Waktu perjalanan tidak memiliki batasan, karena selama transportasi harus benar-benar mematuhi kecepatan yang diizinkan.
Selama transportasi, rute khusus dibangun, yang harus dilalui, melewati tempat-tempat ramai dan fasilitas produksi.
Transportasi harus memiliki tanda khusus dan tanda bahaya.

Sifat berbahaya asam sulfat bagi manusia

Asam sulfat menimbulkan peningkatan bahaya bagi tubuh manusia. Efek toksiknya terjadi tidak hanya dengan kontak langsung dengan kulit, tetapi dengan menghirup uapnya, ketika sulfur dioksida dilepaskan. Bahaya berlaku untuk:

sistem pernapasan;
integumen;
Membran mukosa.

Keracunan tubuh dapat ditingkatkan oleh arsenik, yang sering merupakan bagian dari asam sulfat.

Penting! Seperti yang Anda ketahui, ketika asam bersentuhan dengan kulit, luka bakar yang parah terjadi. Yang tak kalah berbahayanya adalah keracunan dengan uap asam sulfat. Dosis asam sulfat yang aman di udara hanya 0,3 mg per 1 meter persegi.

Jika asam sulfat masuk ke selaput lendir atau kulit, luka bakar yang parah muncul, yang tidak sembuh dengan baik. Jika luka bakar dalam skala yang mengesankan, korban mengembangkan penyakit luka bakar, yang bahkan dapat menyebabkan kematian jika perawatan medis yang berkualitas tidak diberikan tepat waktu.

Penting! Untuk orang dewasa, dosis mematikan asam sulfat hanya 0,18 cm per 1 liter.

Tentu saja, "mengalami sendiri" efek racun dari asam dalam kehidupan biasa bermasalah. Paling sering, keracunan asam terjadi karena mengabaikan keselamatan industri saat bekerja dengan solusi.

Keracunan massal dengan uap asam sulfat dapat terjadi karena masalah teknis dalam produksi atau kelalaian, dan pelepasan besar-besaran ke atmosfer terjadi. Untuk mencegah situasi seperti itu, layanan khusus sedang bekerja, yang tugasnya adalah mengontrol fungsi produksi di mana asam berbahaya digunakan.

Apa saja gejala keracunan asam sulfat?

Jika asam tertelan:

Nyeri di daerah organ pencernaan.
Mual dan muntah.
Pelanggaran tinja, sebagai akibat dari gangguan usus yang parah.
Sekresi air liur yang kuat.
Karena efek racun pada ginjal, urin menjadi kemerahan.
Pembengkakan laring dan tenggorokan. Ada mengi, suara serak. Hal ini dapat menyebabkan kematian karena mati lemas.
Bintik-bintik coklat muncul di gusi.
Kulit menjadi biru.

Dengan luka bakar kulit mungkin ada semua komplikasi yang melekat pada penyakit luka bakar.

Saat keracunan berpasangan, gambar berikut diamati:

Membakar selaput lendir mata.
Pendarahan hidung.
Luka bakar pada selaput lendir saluran pernapasan. Dalam hal ini, korban mengalami gejala nyeri yang kuat.
Pembengkakan laring dengan gejala mati lemas (kekurangan oksigen, kulit membiru).
Jika keracunannya parah, maka mungkin ada mual dan muntah.

Penting untuk diketahui! Keracunan asam setelah tertelan jauh lebih berbahaya daripada keracunan karena menghirup uap.

Pertolongan pertama dan prosedur terapeutik untuk kerusakan oleh asam sulfat

Lanjutkan sebagai berikut ketika kontak dengan asam sulfat:

Telepon dulu ambulans. Jika cairan masuk, maka lakukan lavage lambung air hangat. Setelah itu, dalam tegukan kecil Anda perlu minum 100 gram bunga matahari atau minyak zaitun. Selain itu, Anda harus menelan sepotong es, minum susu atau magnesia yang dibakar. Ini harus dilakukan untuk mengurangi konsentrasi asam sulfat dan meringankan kondisi manusia.
Jika asam masuk ke mata Anda, bilaslah. air mengalir, dan kemudian ditetesi dengan larutan dicaine dan novocaine.
Jika asam mengenai kulit, area yang terbakar harus dicuci dengan baik di bawah air mengalir dan dibalut dengan soda. Bilas selama sekitar 10-15 menit.
Dalam kasus keracunan uap, Anda harus pergi ke Udara segar, dan juga bilas, sejauh mungkin, selaput lendir yang terkena dengan air.

Di rumah sakit, perawatan akan tergantung pada area luka bakar dan tingkat keracunan. Anestesi dilakukan hanya dengan novocaine. Untuk menghindari perkembangan infeksi di daerah yang terkena, terapi antibiotik dipilih untuk pasien.

Pada perdarahan lambung, plasma disuntikkan atau darah ditransfusikan. Sumber perdarahan dapat diangkat melalui pembedahan.

Asam sulfat dalam bentuk 100% murni ditemukan di alam. Misalnya, di Italia, Sisilia di Laut Mati, Anda dapat melihat fenomena unik - asam sulfat merembes langsung dari bawah! Dan inilah yang terjadi: pirit dari kerak bumi berfungsi dalam hal ini sebagai bahan baku untuk pembentukannya. Tempat ini juga disebut Danau Kematian, dan bahkan serangga takut terbang ke sana!
Setelah letusan gunung berapi yang besar, tetes asam sulfat sering dapat ditemukan di atmosfer bumi, dan dalam kasus seperti itu "pelakunya" dapat membawa Konsekuensi negatif lingkungan dan menyebabkan perubahan iklim yang serius.
Asam sulfat merupakan penyerap air yang aktif, sehingga digunakan sebagai pengering gas. PADA jaman dulu agar jendela tidak berkabut di kamar, asam ini dituangkan ke dalam stoples dan ditempatkan di antara panel bukaan jendela.
Asam sulfat adalah penyebab utama hujan asam. Penyebab utama hujan asam adalah polusi udara dengan belerang dioksida, dan ketika dilarutkan dalam air, ia membentuk asam sulfat. Pada gilirannya, belerang dioksida dipancarkan ketika bahan bakar fosil dibakar. Dalam hujan asam dipelajari untuk tahun-tahun terakhir, kandungan asam nitrat meningkat. Alasan untuk fenomena ini adalah pengurangan emisi sulfur dioksida. Meskipun demikian, asam sulfat tetap menjadi penyebab utama hujan asam.

Kami menawarkan Anda kompilasi video pengalaman menarik dengan asam sulfat.

Pertimbangkan reaksi asam sulfat ketika dituangkan ke dalam gula. Pada detik-detik pertama asam sulfat memasuki labu dengan gula, campuran menjadi gelap. Setelah beberapa detik, zat itu berubah menjadi hitam. Hal yang paling menarik terjadi selanjutnya. Massa mulai tumbuh dengan cepat dan keluar dari labu. Pada output kami mendapatkan zat yang bangga, sepertinya keropos arang, melebihi volume awal sebanyak 3-4 kali.

Penulis video menyarankan untuk membandingkan reaksi Coca-Cola dengan asam klorida dan asam sulfat. Saat mencampur Coca-Cola dengan asam klorida, tidak ada perubahan visual yang diamati, tetapi ketika dicampur dengan asam sulfat, Coca-Cola mulai mendidih.

Interaksi yang menarik dapat diamati ketika asam sulfat masuk ke kertas toilet. Tisu toilet terdiri dari selulosa. Ketika asam masuk, molekul selulosa langsung terurai dengan pelepasan karbon bebas. Pembakaran serupa dapat diamati ketika asam masuk ke kayu.

Saya menambahkan sepotong kecil kalium ke dalam labu dengan asam pekat. Pada detik pertama, asap dilepaskan, setelah itu logam langsung menyala, menyala dan meledak, terpotong-potong.

Pada percobaan berikutnya, ketika asam sulfat mengenai korek api, ia menyala. Pada bagian kedua percobaan, aluminium foil direndam dengan aseton dan korek api di dalamnya. Ada pemanasan instan dari foil dengan pelepasan sejumlah besar asap dan pembubaran lengkapnya.

Efek menarik diamati saat menambahkan bubuk soda kue menjadi asam sulfat. Soda langsung berubah menjadi kuning. Reaksi berlangsung dengan pendidihan yang cepat dan peningkatan volume.

Kami sangat tidak menyarankan untuk melakukan semua eksperimen di atas di rumah. Asam sulfat adalah zat yang sangat korosif dan beracun. Eksperimen semacam itu harus dilakukan di ruangan khusus yang dilengkapi ventilasi paksa. Gas yang dilepaskan dalam reaksi dengan asam sulfat sangat beracun dan dapat menyebabkan kerusakan pada saluran pernapasan dan meracuni tubuh. Selain itu, eksperimen semacam itu dilakukan pada alat pelindung diri untuk kulit dan organ pernapasan. Jaga dirimu!