Asam sulfat dan sifat kimianya. Sifat oksidasi asam sulfat

Produksi industri asam sulfat dimulai pada abad ke-15 - kemudian zat ini disebut "vitriol". Hari ini itu adalah zat yang diminta yang banyak digunakan dalam industri. Jika pada awal penemuan asam sulfat, seluruh kebutuhan umat manusia akan zat ini beberapa puluh liter, hari ini tagihannya menjadi jutaan ton per tahun.

Asam sulfat murni (rumus H2SO4) pada konsentrasi 100% adalah cairan kental tidak berwarna. Properti utamanya adalah higroskopisitas tinggi, disertai dengan pelepasan panas yang tinggi. Solusi terkonsentrasi termasuk solusi dari 40% - mereka dapat melarutkan paladium atau perak. Pada konsentrasi yang lebih rendah, zat tersebut kurang aktif dan bereaksi, misalnya, dengan tembaga atau kuningan.

H2SO4 terjadi dalam bentuk murni di alam. Misalnya, di Danau Mati di Sisilia, asam sulfat merembes dari dasar: dalam hal ini, pirit dari kerak bumi. Juga, tetesan kecil asam sulfat sering berakhir di atmosfer bumi setelah letusan gunung berapi yang besar, dalam hal ini H2SO4 dapat menyebabkan perubahan iklim yang signifikan.

Mendapatkan asam sulfat

Meskipun ada asam sulfat di alam, sebagian besar diproduksi cara industri.

Yang paling umum hari ini adalah metode kontak produksi: mengurangi bahaya pada lingkungan dan mendapatkan produk yang paling cocok untuk semua konsumen. Kurang populer adalah metode produksi nitro, yang melibatkan oksidasi dengan oksida nitrat.

Zat berikut bertindak sebagai bahan baku dalam produksi kontak:

Sulfur;
pirit (sulfur pirit);
vanadium oksida (digunakan sebagai katalis);
sulfida dari berbagai logam;
hidrogen sulfida.

Sebelum awal proses produksi bahan baku sedang disiapkan, di mana, pertama-tama, pirit dihancurkan dalam mesin penghancur khusus. Ini memungkinkan Anda untuk mempercepat reaksi karena peningkatan area kontak zat aktif. Kemudian pirit dibersihkan: untuk ini, ia direndam dalam wadah besar berisi air, sementara kotoran dan batuan sisa mengapung ke permukaan, setelah itu dihilangkan.

Produksi itu sendiri dapat dibagi menjadi beberapa tahap:

Pirit murni setelah penggilingan dimuat ke dalam tungku, di mana ia dipecat pada suhu hingga 800 derajat. Dari bawah, udara disuplai ke ruang sesuai dengan prinsip aliran berlawanan, yang menyebabkan perit dalam keadaan tersuspensi. Sebelumnya, penembakan seperti itu terjadi dalam beberapa jam, tetapi sekarang prosesnya memakan waktu beberapa detik. Limbah dalam bentuk oksida besi, yang terbentuk selama proses pemanggangan, dibuang dan dikirim ke perusahaan metalurgi. Selama pembakaran, gas SO2 dan O2 dilepaskan, serta uap air. Setelah dibersihkan dari partikel terkecil dan uap air, oksigen dan oksida belerang murni diperoleh.
Pada tahap kedua, reaksi eksotermik berlangsung di bawah tekanan, di mana katalis vanadium terlibat. Reaksi dimulai pada suhu 420 derajat, tetapi untuk efisiensi yang lebih besar dapat dinaikkan hingga 550 derajat. Selama reaksi, oksidasi katalitik terjadi dan SO2 diubah menjadi SO
Tahap produksi ketiga adalah penyerapan SO3 di menara absorpsi, sehingga terbentuk oleum H2SO4, yang diisikan ke tangki dan dikirim ke konsumen. Panas berlebih selama produksi digunakan untuk pemanasan.

Sekitar 10 juta ton H2SO4 diproduksi setiap tahun di Rusia. Pada saat yang sama, produsen utama adalah perusahaan yang juga merupakan konsumen utamanya. Pada dasarnya, ini adalah perusahaan yang memproduksi pupuk mineral, misalnya, Ammophos, Pupuk Mineral Balakovo. Karena pirit, yang merupakan bahan baku utama, adalah produk limbah dari perusahaan pengayaan, pemasoknya adalah pabrik pengayaan Talnakh dan Norilsk.

Di dunia, pemimpin dalam produksi H2SO4 adalah Cina dan Amerika Serikat, masing-masing memproduksi 60 dan 30 juta ton zat setiap tahun.

Penggunaan asam sulfat.

Industri global setiap tahun mengkonsumsi sekitar 200 juta ton asam sulfat untuk produksi berbagai jenis produk. Dalam hal penggunaan industri, ia menempati urutan pertama di antara semua asam.

Produksi pupuk. Konsumen utama asam sulfat (sekitar 40%) adalah produksi pupuk. Itulah sebabnya pabrik penghasil H2SO4 dibangun di dekat pabrik penghasil pupuk. Terkadang mereka adalah bagian dari perusahaan yang sama dengan siklus produksi yang sama. Dalam produksi ini, asam murni konsentrasi 100% digunakan. Untuk produksi satu ton superfosfat, atau ammofos, paling sering digunakan di pertanian, membutuhkan sekitar 600 liter asam sulfat.
Pemurnian hidrokarbon. Produksi bensin, minyak tanah, minyak mineral juga tidak melakukannya tanpa asam sulfat. Industri ini juga mengkonsumsi sekitar 30% dari seluruh H2SO4 yang diproduksi di dunia, yang dalam hal ini digunakan untuk pemurnian dalam proses penyulingan minyak. Ini juga merawat sumur selama produksi minyak dan meningkatkan angka oktan bahan bakar.
Metalurgi. Asam sulfat digunakan dalam metalurgi untuk membersihkan lembaran logam, kawat dan semua jenis kosong dari karat, kerak, serta untuk pemulihan aluminium dalam produksi logam non-ferrous. Digunakan untuk mengetsa permukaan logam sebelum melapisinya dengan nikel, kromium atau tembaga.
Industri kimia. Dengan bantuan H2SO4, banyak senyawa organik dan anorganik diproduksi: fosfat, asam fluorida dan asam lainnya, aluminium sulfat, yang digunakan dalam industri pulp dan kertas. Tanpa itu, tidak mungkin menghasilkan etil alkohol, obat-obatan, deterjen, insektisida dan zat lainnya.

Cakupan H2SO4 benar-benar besar dan tidak mungkin untuk membuat daftar semua cara penggunaan industrinya. Ini juga digunakan dalam pemurnian air, produksi pewarna, sebagai pengemulsi dalam industri makanan, dalam sintesis bahan peledak, dan untuk banyak tujuan lainnya.

Asam adalah senyawa kimia yang terdiri dari atom hidrogen dan residu asam, misalnya SO4, SO3, PO4, dll. Mereka bersifat anorganik dan organik. Yang pertama termasuk klorida, fosfat, sulfida, nitrat, asam sulfat. Untuk yang kedua - asetat, palmitat, format, stearat, dll.

Apa itu asam sulfat?

Asam ini terdiri dari dua atom hidrogen dan residu asam SO4. Memiliki rumus H2SO4.

Asam sulfat, atau, sebagaimana disebut juga, sulfat, mengacu pada asam dibasa yang mengandung oksigen anorganik. Zat ini dianggap sebagai salah satu yang paling agresif dan aktif secara kimia. Dalam sebagian besar reaksi kimia, ia bertindak sebagai agen pengoksidasi. Asam ini dapat digunakan dalam bentuk pekat atau encer, dalam dua kasus ini memiliki sedikit perbedaan Sifat kimia.

Properti fisik

Asam sulfat dalam keadaan normal memiliki wujud cair, titik didihnya sekitar 279,6 derajat Celcius, titik beku ketika berubah menjadi kristal padat sekitar -10 derajat untuk seratus persen dan sekitar -20 untuk 95 persen.

Asam sulfat 100% murni adalah berminyak zat cair tidak berbau dan tidak berwarna, yang memiliki kepadatan hampir dua kali lipat dari air - 1840 kg / m3.

Sifat kimia asam sulfat

Asam sulfat bereaksi dengan logam, oksida, hidroksida, dan garamnya. Diencerkan dengan air dalam berbagai proporsi, ia dapat berperilaku berbeda, jadi mari kita lihat lebih dekat sifat-sifat larutan asam sulfat pekat dan lemah secara terpisah.

larutan asam sulfat pekat

Larutan pekat dianggap sebagai larutan yang mengandung 90 persen asam sulfat. Larutan asam sulfat seperti itu mampu bereaksi bahkan dengan sedikit logam aktif, serta dengan non-logam, hidroksida, oksida, garam. Sifat-sifat larutan asam sulfat seperti itu mirip dengan asam nitrat pekat.

Interaksi dengan logam

Selama reaksi kimia larutan pekat asam sulfat dengan logam yang terletak di sebelah kanan hidrogen dalam rangkaian elektrokimia tegangan logam (yaitu, bukan yang paling aktif), zat berikut terbentuk: sulfat dari logam yang dengannya interaksi berlangsung, air dan sulfur dioksida. Logam, sebagai hasil interaksi dengan zat yang terdaftar, termasuk tembaga (tembaga), merkuri, bismut, perak (argentum), platinum, dan emas (aurum).

Interaksi dengan logam tidak aktif

Dengan logam yang berada di sebelah kiri hidrogen dalam rangkaian tegangan, asam sulfat pekat berperilaku sedikit berbeda. Sebagai hasil dari reaksi kimia seperti itu, zat-zat berikut terbentuk: sulfat dari logam tertentu, hidrogen sulfida atau belerang murni dan air. Logam-logam yang dengannya reaksi semacam itu terjadi juga termasuk besi (ferum), magnesium, mangan, berilium, litium, barium, kalsium, dan semua lainnya yang berada dalam rangkaian tegangan di sebelah kiri hidrogen, kecuali aluminium, kromium, nikel dan titanium - dengan mereka asam sulfat pekat tidak bereaksi.

Interaksi dengan non-logam

Zat ini adalah oksidator kuat, oleh karena itu ia dapat berpartisipasi dalam reaksi kimia redoks dengan non-logam, seperti, misalnya, karbon (karbon) dan belerang. Sebagai hasil dari reaksi seperti itu, air harus dilepaskan. Ketika zat ini ditambahkan ke karbon, karbon dioksida dan sulfur dioksida juga dilepaskan. Dan jika Anda menambahkan asam ke belerang, Anda hanya mendapatkan belerang dioksida dan air. Dalam reaksi kimia seperti itu, asam sulfat memainkan peran sebagai agen pengoksidasi.

Interaksi dengan zat organik

Karbonisasi dapat dibedakan antara reaksi asam sulfat dengan zat organik. Proses seperti itu terjadi ketika zat tertentu bertabrakan dengan kertas, gula, serat, kayu, dll. Dalam hal ini, karbon dilepaskan dalam hal apa pun. Karbon yang terbentuk selama reaksi sebagian dapat berinteraksi dengan asam sulfat secara berlebihan. Foto menunjukkan reaksi gula dengan larutan asam sulfat konsentrasi sedang.

Reaksi dengan garam

Juga, larutan pekat H2SO4 bereaksi dengan garam kering. Dalam hal ini, reaksi pertukaran standar terjadi, di mana logam sulfat terbentuk, yang ada dalam struktur garam, dan asam dengan residu yang ada dalam komposisi garam. Namun, asam sulfat pekat tidak bereaksi dengan larutan garam.

Interaksi dengan zat lain

Juga, zat ini dapat bereaksi dengan oksida logam dan hidroksidanya, dalam kasus ini terjadi reaksi pertukaran, pada logam pertama sulfat dan air dilepaskan, pada yang kedua - sama.

Sifat kimia dari larutan asam sulfat yang lemah

Asam sulfat encer bereaksi dengan banyak zat dan memiliki sifat yang sama seperti semua asam. Itu, tidak seperti terkonsentrasi, hanya berinteraksi dengan logam aktif, yaitu, mereka yang berada di sebelah kiri hidrogen dalam serangkaian tegangan. Dalam hal ini, reaksi substitusi yang sama terjadi, seperti dalam kasus asam apa pun. Ini melepaskan hidrogen. Juga, larutan asam seperti itu berinteraksi dengan larutan garam, sebagai akibatnya terjadi reaksi pertukaran, yang telah dibahas di atas, dengan oksida - seperti pekat, dengan hidroksida - juga sama. Selain sulfat biasa, ada juga hidrosulfat, yang merupakan produk interaksi hidroksida dan asam sulfat.

Bagaimana cara mengetahui apakah suatu larutan mengandung asam sulfat atau sulfat?

Untuk menentukan apakah zat-zat ini ada dalam larutan, reaksi kualitatif khusus untuk ion sulfat digunakan, yang memungkinkan Anda untuk mengetahuinya. Ini terdiri dari penambahan barium atau senyawanya ke dalam larutan. Akibatnya, endapan dapat terbentuk warna putih(barium sulfat), menunjukkan adanya sulfat atau asam sulfat.

Bagaimana asam sulfat diproduksi?

Metode produksi industri yang paling umum dari zat ini adalah ekstraksinya dari pirit besi. Proses ini terjadi dalam tiga tahap, yang masing-masing merupakan tahap tertentu reaksi kimia. Mari kita pertimbangkan mereka. Pertama, oksigen ditambahkan ke pirit, menghasilkan pembentukan oksida besi dan sulfur dioksida, yang digunakan untuk reaksi lebih lanjut. Interaksi ini terjadi pada suhu tinggi. Ini diikuti oleh langkah di mana, dengan menambahkan oksigen dengan adanya katalis, yaitu vanadium oksida, diperoleh sulfur trioksida. Sekarang, pada tahap terakhir, air ditambahkan ke zat yang dihasilkan, dan asam sulfat diperoleh. Ini adalah proses yang paling umum untuk ekstraksi industri asam sulfat, ini paling sering digunakan karena pirit adalah bahan baku yang paling mudah diakses yang cocok untuk sintesis zat yang dijelaskan dalam artikel ini. Asam sulfat yang diperoleh dengan menggunakan proses seperti itu digunakan di berbagai industri - baik di industri kimia maupun di banyak industri lainnya, misalnya, dalam penyulingan minyak, pembalut bijih, dll. Asam sulfat juga sering digunakan dalam teknologi pembuatan banyak serat sintetis .

DEFINISI

anhidrat asam sulfat itu berat cairan kental, yang mudah larut dengan air dalam proporsi berapa pun: interaksi ini ditandai dengan efek eksotermik yang sangat besar (~880 kJ / mol pada pengenceran tak terbatas) dan dapat menyebabkan ledakan mendidih dan percikan campuran jika air ditambahkan ke asam; Itulah mengapa sangat penting untuk selalu menggunakan urutan terbalik dalam pembuatan larutan dan tambahkan asam ke dalam air, perlahan dan sambil diaduk.

Beberapa sifat fisik asam sulfat diberikan dalam tabel.

H 2 SO 4 anhidrat adalah senyawa yang luar biasa dengan konstanta dielektrik yang sangat tinggi dan konduktivitas listrik yang sangat tinggi, yang disebabkan oleh auto-disosiasi ionik (autoprotolisis) senyawa, serta mekanisme konduksi relai transfer proton yang memastikan aliran arus listrik melalui cairan kental jumlah yang besar ikatan hidrogen.

Tabel 1. Properti fisik asam sulfat.

Mendapatkan asam sulfat

Asam sulfat adalah bahan kimia industri yang paling penting dan paling murah yang diproduksi di volume besar asam di negara mana pun di dunia.

Asam sulfat pekat ("minyak vitriol") pertama kali diperoleh dengan memanaskan "vitriol hijau" FeSO 4 × nH 2 O dan dihabiskan di dalam jumlah besar untuk mendapatkan Na2SO4 dan NaCl.

Proses modern untuk memproduksi asam sulfat menggunakan katalis yang terdiri dari vanadium(V) oksida dengan penambahan kalium sulfat pada pembawa silikon dioksida atau tanah diatom. Sulfur dioksida SO 2 diperoleh dengan membakar belerang murni atau dengan memanggang bijih sulfida (terutama pirit atau bijih Cu, Ni dan Zn) dalam proses ekstraksi logam ini. Kemudian SO 2 dioksidasi menjadi trioksida, dan kemudian asam sulfat diperoleh dengan larut dalam air:

S + O 2 → SO 2 (ΔH 0 - 297 kJ / mol);

SO 2 + O 2 → SO 3 (ΔH 0 - 9,8 kJ / mol);

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 (ΔH 0 - 130 kJ / mol).

Sifat kimia asam sulfat

Asam sulfat adalah asam dibasa kuat. Pada tahap pertama, dalam larutan konsentrasi rendah, ia terdisosiasi hampir sepenuhnya:

H 2 SO 4 H + + HSO 4 -.

Disosiasi pada tahap kedua

HSO 4 - H + + SO 4 2-

berlangsung pada tingkat yang lebih rendah. Konstanta disosiasi asam sulfat pada tahap kedua, dinyatakan dalam aktivitas ion, K 2 = 10 -2.

Sebagai asam dibasa, asam sulfat membentuk dua seri garam: sedang dan asam. Garam menengah dari asam sulfat disebut sulfat, dan garam asam disebut hidrosulfat.

Asam sulfat dengan rakus menyerap uap air dan karena itu sering digunakan untuk mengeringkan gas. Kemampuan menyerap air juga menjelaskan hangusnya banyak zat organik, terutama yang termasuk dalam kelas karbohidrat (serat, gula, dll), bila terkena asam sulfat pekat. Asam sulfat menghilangkan hidrogen dan oksigen dari karbohidrat, yang membentuk air, dan karbon dilepaskan dalam bentuk batu bara.

Asam sulfat pekat, terutama panas, adalah zat pengoksidasi yang kuat. Ini mengoksidasi HI dan HBr (tetapi bukan HCl) menjadi halogen bebas, batubara menjadi CO 2 , belerang menjadi SO 2 . Reaksi-reaksi ini dinyatakan dengan persamaan:

8HI + H 2 SO 4 \u003d 4I 2 + H 2 S + 4H 2 O;

2HBr + H 2 SO 4 \u003d Br 2 + SO 2 + 2H 2 O;

C + 2H 2 SO 4 \u003d CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O;

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

Interaksi asam sulfat dengan logam berlangsung secara berbeda tergantung pada konsentrasinya. Asam sulfat encer teroksidasi dengan ion hidrogennya. Oleh karena itu, ia hanya berinteraksi dengan logam-logam yang berada dalam rangkaian tegangan hanya hingga hidrogen, misalnya:

Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2.

Namun, timbal tidak larut dalam asam encer karena garam PbSO4 yang dihasilkan tidak larut.

Asam sulfat pekat adalah oksidator karena belerang (VI). Ini mengoksidasi logam dalam seri tegangan hingga dan termasuk perak. Produk reduksinya dapat berbeda tergantung pada aktivitas logam dan kondisi (konsentrasi asam, suhu). Ketika berinteraksi dengan logam aktif rendah, seperti tembaga, asam direduksi menjadi SO2:

Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

Ketika berinteraksi dengan logam yang lebih aktif, produk reduksi dapat berupa dioksida dan sulfur bebas serta hidrogen sulfida. Misalnya, ketika berinteraksi dengan seng, reaksi dapat terjadi:

Zn + 2H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O;

3Zn + 4H 2 SO 4 = 3ZnSO 4 + S↓ + 4H 2 O;

4Zn + 5H 2 SO 4 \u003d 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O.

Penggunaan asam sulfat

Penggunaan asam sulfat bervariasi dari satu negara ke negara lain dan dari dekade ke dekade. Jadi, misalnya, di AS, area utama konsumsi H 2 SO 4 adalah produksi pupuk (70%), diikuti oleh produksi kimia, metalurgi, penyulingan minyak (~5% di setiap area). Di Inggris, distribusi konsumsi menurut industri berbeda: hanya 30% dari H 2 SO 4 yang dihasilkan digunakan dalam produksi pupuk, tetapi 18% digunakan untuk cat, pigmen dan zat antara pewarna, 16% untuk produksi kimia, 12% untuk sabun dan deterjen, 10% untuk produksi serat alami dan buatan dan 2,5% digunakan dalam metalurgi.

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

Latihan

Tentukan massa asam sulfat yang dapat diperoleh dari satu ton pirit jika hasil oksida belerang (IV) dalam reaksi pemanggangan adalah 90%, dan oksida belerang (VI) dalam oksidasi katalitik belerang (IV) adalah 95% dari teoritis.

Keputusan

Mari kita tulis persamaan reaksi untuk pembakaran pirit:

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2.

Hitung jumlah zat pirit:

n(FeS 2) = m(FeS 2) / M(FeS 2);

M (FeS 2) \u003d Ar (Fe) + 2 × Ar (S) \u003d 56 + 2 × 32 \u003d 120 g / mol;

n (FeS 2) \u003d 1000 kg / 120 \u003d 8,33 kmol.

Karena dalam persamaan reaksi koefisien belerang dioksida dua kali lebih besar dari koefisien FeS 2, jumlah zat belerang oksida (IV) yang mungkin secara teori adalah:

n (SO 2) teori \u003d 2 × n (FeS 2) \u003d 2 × 8,33 \u003d 16,66 kmol.

Dan praktis jumlah mol oksida belerang (IV) yang diperoleh adalah:

n (SO 2) praktik \u003d × n (SO 2) teori \u003d 0,9 × 16,66 \u003d 15 kmol.

Mari kita tulis persamaan reaksi untuk oksidasi oksida belerang (IV) menjadi oksida belerang (VI):

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

Jumlah zat sulfur oksida (VI) yang mungkin secara teoritis adalah:

n(SO 3) teori \u003d n (SO 2) praktik \u003d 15 kmol.

Dan praktis jumlah mol oksida belerang (VI) yang diperoleh adalah:

n(SO 3) praktik \u003d × n (SO 3) teori \u003d 0,5 × 15 \u003d 14,25 kmol.

Kami menulis persamaan reaksi untuk produksi asam sulfat:

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

Temukan jumlah zat asam sulfat:

n (H 2 SO 4) \u003d n (SO 3) latihan \u003d 14,25 kmol.

Hasil reaksi adalah 100%. Massa asam sulfat adalah:

m (H 2 SO 4) \u003d n (H 2 SO 4) × M (H 2 SO 4);

M(H 2 SO 4) = 2×Ar(H) + Ar(S) + 4×Ar(O) = 2×1 + 32 + 4×16 = 98 g/mol;

m (H 2 SO 4) \u003d 14,25 × 98 \u003d 1397 kg.

Menjawab

Massa asam sulfat adalah 1397 kg

Asam sulfat, H2SO4, asam dibasa kuat yang sesuai dengan bilangan oksidasi tertinggi belerang (+6). Dalam kondisi normal - cairan berminyak berat, tidak berwarna dan tidak berbau. Dalam rekayasa, asam sulfat disebut campurannya dengan air dan anhidrida sulfat. Jika rasio molar SO3: H2O kurang dari 1, maka ini adalah larutan asam sulfat, jika lebih dari 1, itu adalah larutan SO3 dalam asam sulfat.

Deposit alami belerang asli relatif kecil. Kandungan belerang total di kerak bumi adalah 0,1%. Sulfur ditemukan dalam minyak, batu bara, mudah terbakar dan gas buang. Sulfur paling sering ditemukan di alam dalam bentuk senyawa dengan seng, tembaga dan logam lainnya. Perlu dicatat bahwa bagian pirit dan belerang dalam keseimbangan total bahan baku asam sulfat secara bertahap menurun, dan bagian belerang yang diekstraksi dari berbagai limbah secara bertahap meningkat. Kemungkinan untuk memperoleh asam sulfat dari limbah sangat signifikan. Penggunaan gas limbah dari metalurgi non-ferrous memungkinkan untuk memperoleh, tanpa biaya khusus, dalam sistem asam sulfat untuk memanggang bahan baku yang mengandung belerang.

Sifat fisik dan kimia asam sulfat

100% H2SO4 (SO3 x H2O) disebut monohidrat. Senyawa ini tidak berasap, dalam bentuk pekatnya tidak menghancurkan logam besi, sekaligus menjadi salah satu asam terkuat;

zat tersebut memiliki efek merugikan pada jaringan tumbuhan dan hewan, menghilangkan air darinya, akibatnya mereka hangus.
mengkristal pada 10,45"C;
tkip 296.2"C;
kepadatan 1,9203 g/cm3;
kapasitas panas 1,62 J/g.

Asam sulfat bercampur dengan H2O dan SO3 dalam perbandingan berapa pun, membentuk senyawa:

H2SO4 x 4 H2O (lebur - 28,36 "C),
H2SO4 x 3 H2O (lebur - 36,31 "C),
H2SO4 x 2 H2O (lebur - 39,60 "C),
H2SO4 x H2O (lebur - 8,48 "C),
H2SO4 x SO3 (H2S2O7 - asam disulfur atau asam pirosulfat, mp 35,15 "C) - oleum,
H2SO x 2 SO3 (H2S3O10 - asam trisulfat, mp 1,20 "C).

Ketika larutan berair asam sulfat yang mengandung hingga 70% H2SO4 dipanaskan dan dididihkan, hanya uap air yang dilepaskan ke fase uap. Uap asam sulfat juga muncul di atas larutan yang lebih pekat. Suatu larutan 98,3% H2SO4 (campuran azeotropik) didistilasi sempurna pada titik didih (336,5 "C). Asam sulfat yang mengandung lebih dari 98,3% H2SO4 melepaskan uap SO3 ketika dipanaskan.
Asam sulfat pekat adalah oksidator kuat. Ini mengoksidasi HI dan HBr menjadi halogen bebas. Ketika dipanaskan, ia mengoksidasi semua logam kecuali logam Au dan platinum (kecuali Pd). Dalam keadaan dingin, asam sulfat pekat melarutkan banyak logam, termasuk Pb, Cr, Ni, baja, besi tuang. Asam sulfat encer bereaksi dengan semua logam (kecuali Pb) yang mendahului hidrogen dalam rangkaian tegangan, contoh: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2.

bagaimana asam kuat H2SO4 menggantikan asam yang lebih lemah dari garamnya, seperti asam borat dari boraks:

Na2B4O7 + H2SO4 + 5 H2O = Na2SO4 + 4 H2BO3,

dan ketika dipanaskan, ia menggantikan lebih banyak asam volatil, misalnya:

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3.

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

Titik beku asam sulfat:
konsentrasi, %	suhu beku, "C
74,7	-20
76,4	-20
78,1	-20
79,5	-7,5
80,1	-8,5
81,5	-0,2
83,5	1,6
84,3	8,5
85,7	4,6
87,9	-9
90,4	-20
92,1	-35
95,6	-20

Bahan baku untuk produksi asam sulfat

Bahan baku untuk produksi asam sulfat dapat berupa: belerang, belerang pirit FeS2, gas buang dari pemanggangan oksidatif bijih sulfida Zn, Cu, Pb dan logam lain yang mengandung SO2. Di Rusia, jumlah utama asam sulfat diperoleh dari pirit belerang. FeS2 dibakar dalam tungku di mana ia berada dalam keadaan fluidized bed. Ini dicapai dengan meniupkan udara dengan cepat melalui lapisan pirit yang digiling halus. Campuran gas yang dihasilkan mengandung SO2, O2, N2, pengotor SO3, uap H2O, As2O3, SiO2 dan lain-lain, dan membawa banyak debu cinder, dari mana gas dibersihkan dalam electrostatic precipitator.

Metode untuk memproduksi asam sulfat

Asam sulfat diperoleh dari SO2 dengan dua cara: nitrous (menara) dan kontak.

metode nitrat

Pemrosesan SO2 menjadi asam sulfat dengan metode nitro dilakukan di menara produksi - tangki silindris (tinggi 15 m atau lebih) yang diisi dengan kemasan cincin keramik. Dari atas, menuju aliran gas, "nitrose" disemprotkan - asam sulfat encer yang mengandung asam nitrat nitrosil NOOSO3H, diperoleh dengan reaksi:

N2O3 + 2 H2SO4 = 2 NOOSO3H + H2O.

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

NOOSO3H + H2O = H2SO4 + HNO2.

Sulfur dioksida memasuki menara membentuk asam belerang dengan air:

SO2 + H2O = H2SO3.

Interaksi HNO2 dan H2SO3 mengarah pada produksi asam sulfat:

2 HNO2 + H2SO3 = H2SO4 + 2 NO + H2O.

NO yang dibebaskan diubah di menara oksidasi menjadi N2O3 (lebih tepatnya, menjadi campuran NO + NO2). Dari sana, gas memasuki menara absorpsi, di mana asam sulfat disuplai untuk memenuhinya dari atas. Nitrose terbentuk, yang dipompa ke menara produksi. Dengan demikian, kontinuitas produksi dan siklus nitrogen oksida terjamin. Kerugian tak terelakkan mereka dengan gas buang diisi ulang dengan penambahan HNO3.

Asam sulfat yang 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 NO2).

cara kontak

Prinsip metode kontak untuk produksi asam sulfat ditemukan pada tahun 1831 oleh P. Philips (Inggris). Katalis pertama adalah platinum. Pada akhir abad ke-19 - awal abad ke-20. percepatan oksidasi SO2 menjadi SO3 oleh vanadium anhidrida V2O5 ditemukan. Studi ilmuwan Soviet A. E. Adadurov, G. K. Boreskov, dan F. N. Yushkevich memainkan peran yang sangat penting dalam studi aksi katalis vanadium dan seleksinya.

Pabrik asam sulfat modern dibangun untuk bekerja sesuai dengan metode kontak. Vanadium oksida dengan penambahan SiO2, Al2O3, K2O, 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 asam sulfat dengan metode kontak, pemanggangan gas dimurnikan terlebih dahulu dari pengotor yang meracuni katalis. Residu debu dihilangkan di menara pencuci yang diairi dengan asam sulfat. Kabut dihilangkan dari asam sulfat (terbentuk dari SO3 dan H2O yang ada dalam campuran gas) dalam presipitator elektrostatik basah.Uap H2O diserap oleh asam sulfat pekat di menara pengering. Campuran SO2-udara kemudian melewati katalis ( massa kontak) dan dioksidasi menjadi SO3:

SO2 + 1/2 O2 = SO3.

SO3 + H2O = H2SO4.

Tergantung pada jumlah air yang memasuki proses, larutan asam sulfat dalam air atau oleum diperoleh.
Sekitar 80% dari H2SO4 dunia sekarang diproduksi dengan metode ini.

Penggunaan asam sulfat

Asam sulfat dapat digunakan untuk memurnikan produk minyak bumi dari senyawa organik tak jenuh belerang.

Dalam metalurgi, asam sulfat digunakan untuk menghilangkan kerak dari kawat, serta lembaran sebelum timah dan menggembleng (diencerkan), untuk pengawetan berbagai permukaan logam sebelum melapisinya dengan kromium, tembaga, nikel, dll. Bijih kompleks juga terurai dengan asam sulfat (khususnya, uranium).

Dalam sintesis organik, asam sulfat pekat adalah komponen penting dari campuran nitrasi, serta zat belerang dalam produksi banyak pewarna dan zat obat.

Asam sulfat banyak digunakan untuk produksi pupuk, etil alkohol, serat buatan, kaprolaktam, titanium dioksida, pewarna anilin dan sejumlah lainnya. senyawa kimia.

Asam sulfat bekas (limbah) digunakan dalam industri kimia, metalurgi, pengerjaan kayu, dan industri lainnya. Asam sulfat baterai digunakan dalam produksi sumber arus timbal-asam.

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. Diperoleh dengan oksidasi gas asam(SO2) cara 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 utama 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 juga perak.
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.

Produksi asam sulfat dilakukan secara 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 dihilangkan 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 keuntungan 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) di proses ini direduksi menjadi oksida nitrat NO, yang kemudian dioksidasi lagi oleh 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 menerbitkan 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 ini terlibat dalam produksi asam sulfat, pupuk mineral, besi sulfat dll.

asam sulfat berbagai macam diproduksi oleh banyak pabrik. 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

Dunia setiap tahun mengkonsumsi sekitar 200 juta ton H2SO4, 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 adalah salah satu produk penting industri kimia, sehingga ruang lingkup 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 mendapatkan 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 mengurangi 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 memperoleh asam lain yang diketahui, senyawa organik dan anorganik yang 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. Properti alabaster inilah yang secara aktif digunakan dalam pekerjaan konstruksi: gips dan cetakan 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 pengolahan air, dalam sintesis bahan peledak, dan untuk 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 berlangsung. Untuk tujuan medis, berbagai zat vitriol digunakan oleh tabib kuno Ibnu Sina. Bagaimana vitriol digunakan dalam metalurgi disebutkan dalam karya para alkemis Yunani Kuno Zosima dari Panopolis.

Metode pertama untuk memperoleh asam sulfat adalah proses memanaskan tawas kalium, dan ada informasi tentang ini dalam literatur alkimia abad XIII. Pada saat itu, komposisi tawas dan esensi prosesnya tidak diketahui oleh para alkemis, tetapi sudah 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, akibat 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 saat ini dikenal dunia sebagai metode kontak untuk mendapatkannya.

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 termasuk dalam kelas bahan kimia berbahaya, dan jika kontak dengan 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.

Pengiriman dengan mobil dilakukan dengan aturan sebagai 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 pada waktu yang tepat.

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:

Panggil ambulans dulu. Jika cairan masuk, maka lakukan bilas lambung dengan 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 dalam hal ini berfungsi sebagai bahan baku untuk pembentukannya. Tempat ini juga disebut Danau Kematian, dan bahkan serangga takut terbang ke sana!
Setelah letusan gunung berapi yang besar, tetesan asam sulfat sering dapat ditemukan di atmosfer bumi, dan dalam kasus seperti itu, "pelakunya" dapat membawa konsekuensi negatif bagi 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. alasan 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, peningkatan konten asam sendawa. 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.

Tambahkan ke labu dengan asam pekat potongan kecil kalium. 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 yang 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 serupa harus dilakukan di kamar 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 serupa dilakukan dengan cara perlindungan pribadi kulit dan organ pernapasan. Jaga dirimu!