Acido solforico e sue proprietà chimiche. Proprietà ossidanti dell'acido solforico

La produzione industriale di acido solforico iniziò nel XV secolo, quindi questa sostanza fu chiamata "vetriolo". Oggi è una sostanza richiesta ampiamente utilizzata nell'industria. Se all'alba della scoperta dell'acido solforico, l'intero bisogno dell'umanità di questa sostanza era di diverse decine di litri, oggi il conto arriva a milioni di tonnellate all'anno.

L'acido solforico puro (formula H2SO4) alla concentrazione del 100% è un liquido denso e incolore. La sua proprietà principale è l'elevata igroscopicità, accompagnata da un elevato rilascio di calore. Le soluzioni concentrate includono soluzioni dal 40%: possono dissolvere palladio o argento. A una concentrazione inferiore, la sostanza è meno attiva e reagisce, ad esempio, con rame o ottone.

H2SO4 si trova nella sua forma pura in natura. Ad esempio, nel Lago Morto in Sicilia, l'acido solforico trasuda dal fondo: in questo caso, la pirite da la crosta terrestre. Inoltre, piccole gocce di acido solforico spesso finiscono nell'atmosfera terrestre dopo grandi eruzioni vulcaniche, nel qual caso H2SO4 può causare cambiamenti climatici significativi.

Ottenere acido solforico.

Nonostante la presenza in natura di acido solforico, la maggior parte di esso viene prodotta modo industriale.

Il più comune oggi è metodo di contatto produzione: riduce i danni ambiente e ottieni un prodotto più adatto a tutti i consumatori. Meno popolare è il metodo di produzione dell'azoto, che prevede l'ossidazione con ossido nitrico.

Le seguenti sostanze agiscono come materie prime nella produzione a contatto:

Zolfo;
pirite (piriti di zolfo);
ossido di vanadio (usato come catalizzatore);
solfuri di vari metalli;
idrogeno solforato.

Prima dell'inizio processo produttivo si stanno preparando le materie prime, durante le quali, prima di tutto, la pirite viene frantumata in apposite macchine di frantumazione. Questo permette di velocizzare la reazione grazie ad un aumento della zona di contatto delle sostanze attive. Quindi viene pulita la pirite: per questo viene immersa in grandi contenitori d'acqua, mentre le impurità e la roccia di scarto galleggiano in superficie, dopodiché vengono rimosse.

La produzione stessa può essere suddivisa in più fasi:

La pirite purificata dopo la macinazione viene caricata nel forno, dove viene cotta a una temperatura fino a 800 gradi. Dal basso, l'aria viene fornita alla camera secondo il principio del controflusso, a causa del quale il perit è in uno stato sospeso. In precedenza, tale cottura avveniva in poche ore, ma ora il processo richiede alcuni secondi. I rifiuti sotto forma di ossido di ferro, formatisi durante il processo di tostatura, vengono rimossi e inviati alle imprese metallurgiche. Durante la cottura vengono rilasciati gas SO2 e O2, nonché vapore acqueo. Dopo la pulizia dalle particelle più piccole e dal vapore acqueo, si ottengono ossigeno e ossido di zolfo puro.
Nella seconda fase, avviene una reazione esotermica sotto pressione, nella quale è coinvolto un catalizzatore al vanadio. La reazione inizia ad una temperatura di 420 gradi, ma per una maggiore efficienza può essere aumentata a 550 gradi. Durante la reazione si verifica l'ossidazione catalitica e la SO2 viene convertita in SO
La terza fase di produzione è l'assorbimento di SO3 nella torre di assorbimento, con conseguente formazione di H2SO4 oleum, che viene riempito in serbatoi e inviato ai consumatori. Il calore in eccesso durante la produzione viene utilizzato per il riscaldamento.

Ogni anno in Russia vengono prodotte circa 10 milioni di tonnellate di H2SO4. Allo stesso tempo, i principali produttori sono le aziende che ne sono anche i principali consumatori. Fondamentalmente, si tratta di imprese che producono fertilizzanti minerali, ad esempio Ammophos, Balakovo Mineral Fertilizers. Poiché la pirite, che è la principale materia prima, è un prodotto di scarto delle imprese di arricchimento, i suoi fornitori sono gli impianti di arricchimento di Talnakh e Norilsk.

Nel mondo, i leader nella produzione di H2SO4 sono la Cina e gli Stati Uniti, che producono rispettivamente 60 e 30 milioni di tonnellate di sostanza all'anno.

L'uso dell'acido solforico.

L'industria globale consuma ogni anno circa 200 milioni di tonnellate di acido solforico per la produzione di molti tipi di prodotti. In termini di uso industriale, è al primo posto tra tutti gli acidi.

Produzione di fertilizzanti. Il principale consumatore di acido solforico (circa il 40%) è la produzione di fertilizzanti. Ecco perché gli impianti che producono H2SO4 sono costruiti vicino agli impianti che producono fertilizzanti. A volte fanno parte della stessa impresa con un ciclo produttivo comune. In questa produzione viene utilizzato acido puro con una concentrazione del 100%. Per la produzione di una tonnellata di superfosfato, o ammofos, il più delle volte utilizzato in agricoltura, impiega circa 600 litri di acido solforico.
Purificazione di idrocarburi. Produzione di benzina, cherosene, oli minerali inoltre non fa a meno dell'acido solforico. Questa industria consuma anche circa il 30% di tutto l'H2SO4 prodotto nel mondo, che in questo caso viene utilizzato per la purificazione nel processo di raffinazione del petrolio. Tratta anche i pozzi durante la produzione di petrolio e aumenta il numero di ottani del carburante.
Metallurgia. Acido solforico utilizzato in metallurgia per la pulizia lamiera, filo e tutti i tipi di grezzi da ruggine, scaglie, nonché per il ripristino dell'alluminio nella produzione di metalli non ferrosi. Utilizzato per incidere superfici metalliche prima di rivestirle con nichel, cromo o rame.
Industria chimica. Con l'aiuto di H2SO4 vengono prodotti molti composti organici e inorganici: fosforico, fluoridrico e altri acidi, solfato di alluminio, che viene utilizzato in industria della cellulosa e della carta. Senza di essa è impossibile produrre alcol etilico, medicinali, detersivi, insetticidi e altre sostanze.

Lo scopo di H2SO4 è davvero enorme ed è impossibile elencare tutte le modalità del suo utilizzo industriale. Viene anche utilizzato nella purificazione dell'acqua, nella produzione di coloranti, come emulsionante nell'industria alimentare, nella sintesi di esplosivi e per molti altri scopi.

Gli acidi sono composti chimici costituiti da atomi di idrogeno e residui acidi, ad esempio SO4, SO3, PO4, ecc. Sono inorganici e organici. I primi includono acido cloridrico, fosforico, solfuro, nitrico, solforico. Al secondo: acetico, palmitico, formico, stearico, ecc.

Cos'è l'acido solforico

Questo acido è costituito da due atomi di idrogeno e un residuo acido SO4. Ha la formula H2SO4.

L'acido solforico, o, come viene anche chiamato, solfato, si riferisce agli acidi dibasici inorganici contenenti ossigeno. Questa sostanza è considerata una delle più aggressive e chimicamente attive. Nella maggior parte delle reazioni chimiche, agisce come un agente ossidante. Questo acido può essere utilizzato in forma concentrata o diluita, in questi due casi ha una leggera differenza Proprietà chimiche.

Proprietà fisiche

L'acido solforico in condizioni normali ha uno stato liquido, il suo punto di ebollizione è di circa 279,6 gradi Celsius, il punto di congelamento quando si trasforma in cristalli solidi è di circa -10 gradi per il cento per cento e circa -20 per il 95 per cento.

L'acido solfato puro al 100% è un oleoso sostanza liquida inodore e incolore, che ha quasi il doppio della densità dell'acqua - 1840 kg / m3.

Proprietà chimiche dell'acido solfato

L'acido solforico reagisce con i metalli, i loro ossidi, idrossidi e sali. Diluito con acqua in varie proporzioni, può comportarsi in modo diverso, quindi diamo un'occhiata più da vicino alle proprietà di una soluzione concentrata e debole di acido solforico separatamente.

soluzione concentrata di acido solforico

Una soluzione concentrata è considerata una soluzione che contiene dal 90 percento di acido solfato. Una tale soluzione di acido solforico è in grado di reagire anche con poco metalli attivi, nonché con non metalli, idrossidi, ossidi, sali. Le proprietà di una tale soluzione di acido solfato sono simili a quelle dell'acido nitrato concentrato.

Interazione con i metalli

Durante la reazione chimica di una soluzione concentrata di acido solfato con metalli posti a destra dell'idrogeno nella serie elettrochimica delle tensioni metalliche (cioè con non le più attive), si formano le seguenti sostanze: solfato del metallo con cui il avviene l'interazione, acqua e anidride solforosa. I metalli, a seguito dell'interazione con cui si formano le sostanze elencate, includono rame (cuprum), mercurio, bismuto, argento (argentum), platino e oro (aurum).

Interazione con metalli inattivi

Con i metalli che si trovano a sinistra dell'idrogeno nella serie di tensioni, l'acido solforico concentrato si comporta in modo leggermente diverso. Come risultato di tale reazione chimica, si formano le seguenti sostanze: solfato di un determinato metallo, acido solfidrico o zolfo puro e acqua. I metalli con cui avviene tale reazione sono anche ferro (ferum), magnesio, manganese, berillio, litio, bario, calcio e tutti gli altri che sono nella serie di tensioni a sinistra dell'idrogeno, ad eccezione di alluminio, cromo, nichel e titanio - con loro l'acido solfato concentrato non reagisce.

Interazione con i non metalli

Questa sostanza è un forte agente ossidante, quindi è in grado di partecipare a reazioni chimiche redox con non metalli, come ad esempio carbonio (carbonio) e zolfo. Come risultato di tali reazioni, l'acqua viene necessariamente rilasciata. Quando questa sostanza viene aggiunta al carbonio, vengono rilasciati anche anidride carbonica e anidride solforosa. E se aggiungi acido allo zolfo, ottieni solo anidride solforosa e acqua. In una tale reazione chimica, l'acido solfato svolge il ruolo di agente ossidante.

Interazione con sostanze organiche

La carbonizzazione può essere distinta tra le reazioni dell'acido solforico con sostanze organiche. Un tale processo si verifica quando una determinata sostanza si scontra con carta, zucchero, fibre, legno, ecc. In questo caso si libera comunque carbonio. Il carbonio formatosi durante la reazione può interagire parzialmente con l'acido solforico in eccesso. La foto mostra la reazione dello zucchero con una soluzione di acido solfato di media concentrazione.

Reazioni con i sali

Inoltre, una soluzione concentrata di H2SO4 reagisce con i sali secchi. In questo caso si verifica una reazione di scambio standard, in cui si forma solfato metallico, che era presente nella struttura del sale, e un acido con un residuo che era nella composizione del sale. Tuttavia, l'acido solforico concentrato non reagisce con le soluzioni saline.

Interazione con altre sostanze

Inoltre, questa sostanza può reagire con ossidi metallici e loro idrossidi, in questi casi si verificano reazioni di scambio, nel primo vengono rilasciati solfato metallico e acqua, nel secondo - lo stesso.

Proprietà chimiche di una soluzione debole di acido solfato

L'acido solforico diluito reagisce con molte sostanze e ha le stesse proprietà di tutti gli acidi. A differenza del concentrato, interagisce solo con i metalli attivi, cioè quelli che si trovano a sinistra dell'idrogeno in una serie di tensioni. In questo caso si verifica la stessa reazione di sostituzione, come nel caso di qualsiasi acido. Questo rilascia idrogeno. Inoltre, una tale soluzione acida interagisce con soluzioni saline, a seguito della quale si verifica una reazione di scambio, già discussa sopra, con ossidi - proprio come concentrati, con idrossidi - anche loro uguali. Oltre ai normali solfati, ci sono anche idrosolfati, che sono il prodotto dell'interazione di idrossido e acido solforico.

Come sapere se una soluzione contiene acido solforico o solfati

Per determinare se queste sostanze sono presenti in una soluzione, viene utilizzata una speciale reazione qualitativa per gli ioni solfato, che consente di scoprirlo. Consiste nell'aggiungere alla soluzione bario o suoi composti. Di conseguenza, potrebbe formarsi un precipitato Colore bianco(solfato di bario), che indica la presenza di solfati o acido solforico.

Come viene prodotto l'acido solforico?

Il metodo più comune di produzione industriale di questa sostanza è la sua estrazione dalla pirite di ferro. Questo processo avviene in tre fasi, ognuna delle quali è una certa reazione chimica. Consideriamoli. In primo luogo, l'ossigeno viene aggiunto alla pirite, con conseguente formazione di ossido di ferum e anidride solforosa, che viene utilizzato per ulteriori reazioni. Questa interazione avviene ad alta temperatura. Segue una fase in cui, per aggiunta di ossigeno in presenza di un catalizzatore, che è l'ossido di vanadio, si ottiene anidride solforosa. Ora, nell'ultima fase, alla sostanza risultante viene aggiunta acqua e si ottiene l'acido solfato. Questo è il processo più comune per l'estrazione industriale dell'acido solfato, viene utilizzato più spesso perché la pirite è la materia prima più accessibile e adatta alla sintesi della sostanza descritta in questo articolo. L'acido solforico ottenuto utilizzando un tale processo viene utilizzato in vari settori, sia nell'industria chimica che in molti altri, ad esempio nella raffinazione del petrolio, nella preparazione dei minerali, ecc. Viene spesso utilizzato anche nella tecnologia di produzione di molte fibre sintetiche .

DEFINIZIONE

anidro acido solforicoè un pesante liquido viscoso, che è facilmente miscibile con acqua in qualsiasi proporzione: l'interazione è caratterizzata da un effetto esotermico eccezionalmente ampio (~880 kJ / mol a diluizione infinita) e può portare a ebollizione e schizzi esplosivi della miscela se all'acido viene aggiunta acqua; Ecco perché è così importante da usare sempre ordine inverso nella preparazione delle soluzioni e aggiungere l'acido all'acqua, lentamente e mescolando.

Nella tabella sono riportate alcune proprietà fisiche dell'acido solforico.

L'H 2 SO 4 anidro è un composto straordinario con una costante dielettrica insolitamente elevata e una conduttività elettrica molto elevata, dovuta all'autodissociazione ionica (autoprotolisi) del composto, nonché al meccanismo di conduzione del relè di trasferimento di protoni che assicura il flusso corrente elettrica attraverso un liquido viscoso un largo numero legami di idrogeno.

Tabella 1. Proprietà fisiche acido solforico.

Ottenere acido solforico

L'acido solforico è la sostanza chimica industriale più importante e la più economica prodotta grande volume acidi in qualsiasi paese del mondo.

L'acido solforico concentrato ("olio di vetriolo") è stato ottenuto per la prima volta riscaldando il "vetriolo verde" FeSO 4 × nH 2 O e speso in in gran numero per ottenere Na 2 SO 4 e NaCl.

Il moderno processo per la produzione di acido solforico utilizza un catalizzatore costituito da ossido di vanadio (V) con l'aggiunta di solfato di potassio su un supporto di biossido di silicio o farina fossile. L'anidride solforosa SO 2 si ottiene bruciando zolfo puro o arrostindo minerale di solfuro (principalmente pirite o minerali di Cu, Ni e Zn) nel processo di estrazione di questi metalli. Quindi SO 2 viene ossidato a triossido e quindi si ottiene acido solforico mediante sciogliendo in acqua:

S + O 2 → SO 2 (ΔH 0 - 297 kJ / mol);

SO 2 + ½ O 2 → SO 3 (ΔH 0 - 9,8 kJ / mol);

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

Proprietà chimiche dell'acido solforico

L'acido solforico è un forte acido dibasico. Nella prima fase, in soluzioni a bassa concentrazione, si dissocia quasi completamente:

H 2 SO 4 ↔ H + + HSO 4 -.

Dissociazione al secondo stadio

HSO 4 - ↔H + + SO 4 2-

procede in misura minore. La costante di dissociazione dell'acido solforico nel secondo stadio, espressa in termini di attività ionica, K 2 = 10 -2.

Come acido dibasico, l'acido solforico forma due serie di sali: medio e acido. I sali medi dell'acido solforico sono chiamati solfati e i sali acidi sono chiamati idrosolfati.

L'acido solforico assorbe avidamente il vapore acqueo ed è quindi spesso usato per essiccare i gas. La capacità di assorbire acqua spiega anche la carbonizzazione di molte sostanze organiche, in particolare di quelle appartenenti alla classe dei carboidrati (fibre, zucchero, ecc.), se esposte ad acido solforico concentrato. L'acido solforico rimuove l'idrogeno e l'ossigeno dai carboidrati, che formano l'acqua, e il carbonio viene rilasciato sotto forma di carbone.

L'acido solforico concentrato, particolarmente caldo, è un vigoroso agente ossidante. Ossida HI e HBr (ma non HCl) in alogeni liberi, carbone in CO 2 , zolfo in SO 2 . Queste reazioni sono espresse dalle equazioni:

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.

L'interazione dell'acido solforico con i metalli procede in modo diverso a seconda della sua concentrazione. L'acido solforico diluito si ossida con il suo ione idrogeno. Pertanto, interagisce solo con quei metalli che sono nella serie di tensioni solo fino all'idrogeno, ad esempio:

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

Tuttavia, il piombo non si dissolve nell'acido diluito perché il sale PbSO 4 risultante è insolubile.

L'acido solforico concentrato è un agente ossidante dovuto allo zolfo (VI). Ossida i metalli nella serie di voltaggio fino all'argento compreso. I prodotti della sua riduzione possono essere diversi a seconda dell'attività del metallo e delle condizioni (concentrazione di acido, temperatura). Quando si interagisce con metalli a bassa attività, come il rame, l'acido si riduce a SO 2:

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

Quando interagiscono con metalli più attivi, i prodotti di riduzione possono essere sia biossido che zolfo libero e idrogeno solforato. Ad esempio, quando si interagisce con lo zinco, possono verificarsi reazioni:

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.

L'uso dell'acido solforico

L'uso dell'acido solforico varia da paese a paese e da decennio a decennio. Quindi, ad esempio, negli USA, la principale area di consumo di H 2 SO 4 è la produzione di fertilizzanti (70%), seguita da produzione chimica, metallurgia, raffinazione del petrolio (~5% in ciascuna area). Nel Regno Unito la distribuzione dei consumi per industria è diversa: solo il 30% dell'H 2 SO 4 prodotto viene utilizzato nella produzione di fertilizzanti, ma il 18% va a vernici, pigmenti e intermedi coloranti, il 16% alla produzione chimica, il 12% a saponi e detersivi, il 10% per la produzione di fibre naturali e artificiali e il 2,5% è utilizzato nella metallurgia.

Esempi di problem solving

ESEMPIO 1

Esercizio

Determinare la massa di acido solforico che si può ottenere da una tonnellata di pirite se la resa di ossido di zolfo (IV) nella reazione di tostatura è del 90% e di ossido di zolfo (VI) nell'ossidazione catalitica dello zolfo (IV) è del 95% del teorico.

Soluzione

Scriviamo l'equazione di reazione per la cottura della pirite:

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

Calcola la quantità di sostanza pirite:

n(FeS2) = m(FeS2) / M(FeS2);

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.

Poiché nell'equazione di reazione il coefficiente per l'anidride solforosa è due volte più grande del coefficiente per FeS 2, la quantità teoricamente possibile di sostanza di ossido di zolfo (IV) è:

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

E praticamente la quantità di mole di ossido di zolfo (IV) ottenuta è:

n (SO 2) pratica \u003d η × n (SO 2) teoria \u003d 0,9 × 16,66 \u003d 15 kmol.

Scriviamo l'equazione di reazione per l'ossidazione dell'ossido di zolfo (IV) in ossido di zolfo (VI):

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

La quantità teoricamente possibile di sostanza a base di ossido di zolfo (VI) è:

n(SO 3) teoria \u003d n (SO 2) pratica \u003d 15 kmol.

E praticamente la quantità di mole di ossido di zolfo (VI) ottenuta è:

n(SO 3) pratica \u003d η × n (SO 3) teoria \u003d 0,5 × 15 \u003d 14,25 kmol.

Scriviamo l'equazione di reazione per la produzione di acido solforico:

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

Trova la quantità di sostanza di acido solforico:

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

La resa di reazione è del 100%. La massa dell'acido solforico è:

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.

Risposta

La massa dell'acido solforico è 1397 kg

Acido solforico, H2SO4, un acido bibasico forte corrispondente al più alto stato di ossidazione dello zolfo (+6). In condizioni normali - un liquido oleoso pesante, incolore e inodore. In ingegneria, l'acido solforico è chiamato le sue miscele sia con acqua che con anidride solforica. Se il rapporto molare di SO3: H2O è inferiore a 1, allora questa è una soluzione acquosa di acido solforico, se è maggiore di 1, è una soluzione di SO3 in acido solforico.

I depositi naturali di zolfo nativo sono relativamente piccoli. Il contenuto totale di zolfo nella crosta terrestre è dello 0,1%. Lo zolfo si trova nel petrolio, nel carbone, nei combustibili e nei gas di combustione. Lo zolfo si trova più spesso in natura sotto forma di composti con zinco, rame e altri metalli. Va notato che la quota di piriti e zolfo nel bilancio totale delle materie prime di acido solforico sta gradualmente diminuendo e la quota di zolfo estratto da vari rifiuti sta gradualmente aumentando. Le possibilità di ottenere acido solforico dai rifiuti sono molto significative. L'utilizzo dei gas di scarico della metallurgia non ferrosa consente di ottenere, senza costi speciali, sistemi di acido solforico per la cottura di materie prime contenenti zolfo.

Proprietà fisiche e chimiche dell'acido solforico

Il 100% di H2SO4 (SO3 x H2O) è chiamato monoidrato. Il composto non fuma, in forma concentrata non distrugge i metalli ferrosi, pur essendo uno degli acidi più forti;

la sostanza ha un effetto dannoso sui tessuti vegetali e animali, sottraendo loro l'acqua, a causa della quale vengono carbonizzati.
cristallizza a 10,45 "C;
tkip 296.2 "C;
densità 1.9203 g/cm3;
capacità termica 1,62 J/g.

Acido solforico si mescola con H2O e SO3 in qualsiasi rapporto, formando composti:

H2SO4 x 4 H2O (fuso - 28,36 "C),
H2SO4 x 3 H2O (fuso - 36,31 "C),
H2SO4 x 2 H2O (fuso - 39,60 "C),
H2SO4 x H2O (fuso - 8,48 "C),
H2SO4 x SO3 (H2S2O7 - acido disolforico o pirosolforico, mp 35,15 "C) - oleum,
H2SO x 2 SO3 (H2S3O10 - acido trisolforico, mp 1,20 "C).

Quando le soluzioni acquose di acido solforico contenenti fino al 70% di H2SO4 vengono riscaldate e fatte bollire, nella fase vapore viene rilasciato solo vapore acqueo. I vapori di acido solforico compaiono anche sopra soluzioni più concentrate. Una soluzione al 98,3% di H2SO4 (miscela azeotropica) viene completamente distillata all'ebollizione (336,5 "C). L'acido solforico contenente più del 98,3% di H2SO4 rilascia vapore di SO3 quando riscaldato.
L'acido solforico concentrato è un forte agente ossidante. Ossida HI e HBr liberando alogeni. Quando riscaldato, ossida tutti i metalli tranne Au e i metalli platino (ad eccezione del Pd). Al freddo, l'acido solforico concentrato passiva molti metalli, tra cui Pb, Cr, Ni, acciaio, ghisa. L'acido solforico diluito reagisce con tutti i metalli (tranne Pb) che precedono l'idrogeno nella serie di tensioni, ad esempio: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2.

Come acido forte H2SO4 sposta gli acidi più deboli dai loro sali, come l'acido borico dal borace:

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

e quando riscaldato, sposta gli acidi più volatili, ad esempio:

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3.

Acido solforico rimuove l'acqua chimicamente legata dai composti organici contenenti gruppi ossidrile - OH. La disidratazione dell'alcol etilico in presenza di acido solforico concentrato porta alla produzione di etilene o etere dietilico. La carbonizzazione di zucchero, cellulosa, amido e altri carboidrati al contatto con l'acido solforico è anche spiegata dalla loro disidratazione. Come dibasico, l'acido solforico forma due tipi di sali: solfati e idrosolfati.

Punto di congelamento dell'acido solforico:
concentrazione, %	temperatura di congelamento, "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

Materie prime per la produzione di acido solforico

Le materie prime per la produzione di acido solforico possono essere: zolfo, zolfo pirite FeS2, gas di scarico dalla torrefazione ossidativa di minerali solforati Zn, Cu, Pb e altri metalli contenenti SO2. In Russia, la principale quantità di acido solforico è ottenuta dalle piriti di zolfo. Il FeS2 viene bruciato in forni dove si trova in uno stato di letto fluido. Ciò si ottiene soffiando rapidamente aria attraverso uno strato di piriti finemente macinate. La miscela di gas risultante contiene SO2, O2, N2, impurità di SO3, vapori di H2O, As2O3, SiO2 e altri e trasporta molta polvere di cenere, da cui i gas vengono puliti in precipitatori elettrostatici.

Metodi per la produzione di acido solforico

L'acido solforico si ottiene da SO2 in due modi: nitroso (torre) e contatto.

metodo nitroso

La trasformazione di SO2 in acido solforico con il metodo nitroso viene effettuata in torri di produzione - serbatoi cilindrici (alti 15 m o più) riempiti con un imballaggio di anelli di ceramica. Dall'alto, verso il flusso del gas, viene spruzzato "nitrosio" - acido solforico diluito contenente acido nitrosilsolforico NOOSO3H, ottenuto dalla reazione:

N2O3 + 2 H2SO4 = 2 NOOSO3H + H2O.

L'ossidazione di SO2 da parte di ossidi di azoto avviene in soluzione dopo il suo assorbimento da parte del nitrosio. Il nitrosio è idrolizzato dall'acqua:

NOOSO3H + H2O = H2SO4 + HNO2.

L'anidride solforosa che entra nelle torri forma acido solforoso con l'acqua:

SO2 + H2O = H2SO3.

L'interazione di HNO2 e H2SO3 porta alla produzione di acido solforico:

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

L'NO liberato viene convertito nella torre di ossidazione in N2O3 (più precisamente, in una miscela di NO + NO2). Da lì, i gas entrano nelle torri di assorbimento, dove viene fornito acido solforico per incontrarli dall'alto. Si forma nitrosio, che viene pompato nelle torri di produzione. In questo modo viene assicurata la continuità della produzione e del ciclo degli ossidi di azoto. Le loro inevitabili perdite con i gas di scarico vengono reintegrate dall'aggiunta di HNO3.

L'acido solforico ottenuto con il metodo nitroso ha una concentrazione insufficientemente elevata e contiene impurità nocive (ad esempio As). La sua produzione è accompagnata dal rilascio nell'atmosfera di ossidi di azoto ("coda di volpe", così chiamata per il colore di NO2).

modo di contatto

Il principio del metodo di contatto per la produzione di acido solforico fu scoperto nel 1831 da P. Philips (Gran Bretagna). Il primo catalizzatore è stato il platino. Alla fine del XIX - inizio del XX secolo. è stata scoperta l'accelerazione dell'ossidazione da SO2 a SO3 da parte dell'anidride vanadio V2O5. Gli studi degli scienziati sovietici A. E. Adadurov, G. K. Boreskov e F. N. Yushkevich hanno svolto un ruolo particolarmente importante nello studio dell'azione dei catalizzatori di vanadio e della loro selezione.

I moderni impianti di acido solforico sono costruiti per funzionare secondo il metodo del contatto. Come base del catalizzatore vengono utilizzati ossidi di vanadio con aggiunte di SiO2, Al2O3, K2O, CaO, BaO in varie proporzioni. Tutte le masse di contatto di vanadio mostrano la loro attività solo a una temperatura non inferiore a ~ 420 ° C. Nell'apparato di contatto, il gas passa solitamente 4 o 5 strati della massa di contatto Nella produzione di acido solforico con il metodo di contatto, la tostatura il gas viene preliminarmente purificato dalle impurità che avvelenano il catalizzatore i residui di polvere vengono rimossi nelle torri di lavaggio irrigate con acido solforico La nebbia viene rimossa dall'acido solforico (formato da SO3 e H2O presenti nella miscela di gas) in precipitatori elettrostatici a umido.Il vapore di H2O viene assorbito mediante acido solforico concentrato in torri di essiccazione. La miscela SO2-aria passa quindi attraverso il catalizzatore (massa di contatto) e si ossida a SO3:

SO2 + 1/2 O2 = SO3.

SO3 + H2O = H2SO4.

A seconda della quantità di acqua che entra nel processo, si ottiene una soluzione di acido solforico in acqua o oleum.
Circa l'80% dell'H2SO4 mondiale è ora prodotto con questo metodo.

L'uso dell'acido solforico

L'acido solforico può essere utilizzato per purificare i prodotti petroliferi da composti organici solforosi e insaturi.

In metallurgia, l'acido solforico viene utilizzato per rimuovere le incrostazioni dal filo, nonché i fogli prima della stagnatura e della zincatura (diluita), per decapare varie superfici metalliche prima di rivestirle con cromo, rame, nichel, ecc. Anche i minerali complessi vengono decomposti con acido solforico (in particolare, uranio).

Nella sintesi organica, l'acido solforico concentrato è un componente necessario delle miscele nitranti, nonché un agente solforante nella produzione di molti coloranti e sostanze medicinali.

L'acido solforico è ampiamente utilizzato per la produzione di fertilizzanti, alcol etilico, fibre artificiali, caprolattame, biossido di titanio, coloranti all'anilina e molti altri. composti chimici.

L'acido solforico esaurito (rifiuti) viene utilizzato nelle industrie chimiche, metallurgiche, della lavorazione del legno e di altro tipo.L'acido solforico delle batterie viene utilizzato nella produzione di fonti di corrente al piombo.

L'acido solforico (H2SO4) è uno degli acidi più corrosivi e dei reagenti pericolosi, noto all'uomo soprattutto in forma concentrata. L'acido solforico chimicamente puro è un liquido tossico pesante di consistenza oleosa, inodore e incolore. Ottenuto per ossidazione gas acido(SO2) modo di contatto.

Ad una temperatura di + 10,5 °C, l'acido solforico si trasforma in una massa cristallina vetrosa congelata, avidamente, come una spugna, assorbendo l'umidità dall'ambiente. Nell'industria e nella chimica, l'acido solforico è uno dei principali composti chimici e occupa una posizione di primo piano in termini di produzione in tonnellate. Ecco perché l'acido solforico è chiamato il "sangue della chimica". L'acido solforico è usato per produrre fertilizzanti farmaci, altri acidi, grossi, fertilizzanti e molto altro.

Proprietà fisiche e chimiche fondamentali dell'acido solforico

L'acido solforico nella sua forma pura (formula H2SO4), ad una concentrazione del 100%, è un liquido denso incolore. La proprietà più importante di H2SO4 è la sua elevata igroscopicità: la capacità di rimuovere l'acqua dall'aria. Questo processo è accompagnato da un massiccio rilascio di calore.
H2SO4 è un acido forte.
L'acido solforico è chiamato monoidrato - contiene 1 mole di H2O (acqua) per 1 mole di SO3. A causa delle sue impressionanti proprietà igroscopiche, viene utilizzato per estrarre l'umidità dai gas.
Punto di ebollizione - 330 ° C. In questo caso, l'acido viene decomposto in SO3 e acqua. Densità - 1.84. Punto di fusione - 10,3 ° C /.
L'acido solforico concentrato è un potente agente ossidante. Per avviare la reazione redox, l'acido deve essere riscaldato. Il risultato della reazione è SO2. S+2H2SO4=3SO2+2H2O
A seconda della concentrazione, l'acido solforico reagisce in modo diverso con i metalli. Allo stato diluito, l'acido solforico è in grado di ossidare a idrogeno tutti i metalli che si trovano nella serie di tensioni. Un'eccezione è fatta come la più resistente all'ossidazione. L'acido solforico diluito reagisce con sali, basi, ossidi anfoteri e basici. L'acido solforico concentrato è in grado di ossidare tutti i metalli nella serie di voltaggi, e anche l'argento.
L'acido solforico forma due tipi di sali: acido (idrosolfati) e medio (solfati)
H2SO4 entra in una reazione attiva con sostanze organiche e non metalli e può trasformarne alcune in carbone.
L'anidride solforica è perfettamente solubile in H2SO4 e in questo caso si forma oleum, una soluzione di SO3 in acido solforico. Esternamente, si presenta così: acido solforico fumante, rilascio di anidride solforica.
L'acido solforico in soluzioni acquose è un forte acido dibasico e quando viene aggiunto all'acqua viene rilasciata un'enorme quantità di calore. Quando si preparano soluzioni diluite di H2SO4 da quelle concentrate, è necessario aggiungere un acido più pesante all'acqua in un piccolo flusso e non viceversa. Questo viene fatto per evitare l'ebollizione dell'acqua e schizzi di acido.

Acidi solforici concentrati e diluiti

Le soluzioni concentrate di acido solforico includono soluzioni dal 40%, in grado di dissolvere argento o palladio.

L'acido solforico diluito comprende soluzioni la cui concentrazione è inferiore al 40%. Queste non sono soluzioni così attive, ma sono in grado di reagire con ottone e rame.

Ottenere acido solforico

La produzione di acido solforico su scala industriale fu avviata nel XV secolo, ma a quel tempo si chiamava “olio di vetriolo”. Se prima l'umanità consumava solo poche decine di litri di acido solforico, allora dentro mondo moderno il calcolo va a milioni di tonnellate all'anno.

La produzione di acido solforico viene effettuata industrialmente e ce ne sono tre:

metodo di contatto.
metodo nitroso
Altri metodi

Parliamo in dettaglio di ciascuno di essi.

metodo di produzione a contatto

Il metodo di produzione del contatto è il più comune e svolge le seguenti attività:

Si scopre un prodotto che soddisfa le esigenze del numero massimo di consumatori.
Durante la produzione, i danni all'ambiente sono ridotti.

Nel metodo di contatto, come materie prime vengono utilizzate le seguenti sostanze:

pirite (piriti di zolfo);
zolfo;
ossido di vanadio (questa sostanza provoca il ruolo di catalizzatore);
idrogeno solforato;
solfuri di vari metalli.

Prima di iniziare il processo produttivo, le materie prime vengono pre-preparate. Per cominciare, in appositi impianti di frantumazione, la pirite viene sottoposta a macinazione, che permette, grazie ad un aumento dell'area di contatto delle sostanze attive, di accelerare la reazione. La pirite subisce una purificazione: viene calata in grandi contenitori d'acqua, durante i quali affiorano in superficie rocce di scarto e ogni tipo di impurità. Vengono rimossi alla fine del processo.

La parte produttiva è suddivisa in più fasi:

Dopo la frantumazione, la pirite viene pulita e inviata al forno, dove viene cotta a temperature fino a 800 ° C. Secondo il principio del controflusso, l'aria viene fornita alla camera dal basso e ciò garantisce che la pirite sia in uno stato sospeso. Oggi, questo processo richiede alcuni secondi, ma prima ci volevano diverse ore per attivarsi. Durante il processo di tostatura compaiono rifiuti sotto forma di ossido di ferro, che vengono rimossi e successivamente trasferiti alle imprese. industria metallurgica. Durante la cottura vengono rilasciati vapore acqueo, gas O2 e SO2. Quando la purificazione dal vapore acqueo e dalle impurità più piccole è completata, si ottengono ossido di zolfo e ossigeno puri.
Nella seconda fase, avviene una reazione esotermica sotto pressione utilizzando un catalizzatore al vanadio. L'inizio della reazione inizia quando la temperatura raggiunge i 420 °C, ma può essere aumentata a 550 °C per aumentare l'efficienza. Durante la reazione avviene l'ossidazione catalitica e SO2 diventa SO.
L'essenza della terza fase di produzione è la seguente: l'assorbimento di SO3 nella torre di assorbimento, durante la quale si forma l'oleum H2SO4. In questa forma, H2SO4 viene versato in appositi contenitori (non reagisce con l'acciaio) ed è pronto per soddisfare l'utente finale.

Durante la produzione, come abbiamo detto sopra, viene generata molta energia termica, che viene utilizzata per il riscaldamento. Molti impianti di acido solforico installano turbine a vapore che utilizzano il vapore di scarico per generare elettricità aggiuntiva.

Processo nitroso per la produzione di acido solforico

Nonostante i vantaggi del metodo di produzione a contatto, che produce acido solforico e oleum più concentrato e puro, con il metodo nitroso viene prodotta una buona parte di H2SO4. In particolare, negli impianti di superfosfato.

Per la produzione di H2SO4, l'anidride solforosa funge da sostanza iniziale, sia nel metodo a contatto che in quello nitroso. Si ottiene appositamente per questi scopi bruciando zolfo o arrostendo metalli sulfurei.

La conversione dell'anidride solforosa in acido solforoso consiste nell'ossidazione dell'anidride solforosa e nell'aggiunta di acqua. La formula si presenta così:
SO2 + 1|2 O2 + H2O = H2SO4

Ma l'anidride solforosa non reagisce direttamente con l'ossigeno, quindi, con il metodo nitroso, l'ossidazione dell'anidride solforosa viene effettuata utilizzando ossidi di azoto. Ossidi di azoto superiori (stiamo parlando di biossido di azoto NO2, triossido di azoto NO3) a questo processo vengono ridotti ad ossido nitrico NO, che viene successivamente nuovamente ossidato dall'ossigeno ad ossidi superiori.

La produzione di acido solforico con il metodo nitroso è tecnicamente formalizzata in due modi:

Camera.
Torre.

Il metodo nitroso presenta una serie di vantaggi e svantaggi.

Svantaggi del metodo nitroso:

Risulta acido solforico al 75%.
La qualità del prodotto è bassa.
Restituzione incompleta degli ossidi di azoto (aggiunta di HNO3). Le loro emissioni sono dannose.
L'acido contiene ferro, ossidi di azoto e altre impurità.

Vantaggi del metodo nitroso:

Il costo del processo è inferiore.
La possibilità di elaborare SO2 al 100%.
Semplicità di progettazione dell'hardware.

Principali piante russe di acido solforico

La produzione annuale di H2SO4 nel nostro paese è calcolata in sei cifre: circa 10 milioni di tonnellate. I principali produttori di acido solforico in Russia sono aziende che ne sono, inoltre, i principali consumatori. Riguarda sulle società il cui campo di attività è l'emissione fertilizzanti minerali. Ad esempio, "Concimi minerali Balakovo", "Ammophos".

In Crimea, ad Armyansk, opera nel territorio il più grande produttore di biossido di titanio dell'Europa orientale Titano di Crimea. Inoltre, l'impianto è impegnato nella produzione di acido solforico, fertilizzanti minerali, solfato di ferro eccetera.

acido solforico vari tipi prodotto da molte fabbriche. Ad esempio, l'acido solforico della batteria è prodotto da: Karabashmed, FKP Biysk Oleum Plant, Svyatogor, Slavia, Severkhimprom, ecc.

Oleum è prodotto da UCC Shchekinoazot, FKP Biysk Oleum Plant, Ural Mining and Metallurgical Company, Kirishinefteorgsintez Production Association, ecc.

L'acido solforico di elevata purezza è prodotto da UCC Shchekinoazot, Component-Reaktiv.

L'acido solforico esaurito può essere acquistato presso gli stabilimenti ZSS, HaloPolymer Kirovo-Chepetsk.

I produttori commerciali di acido solforico sono Promsintez, Khiprom, Svyatogor, Apatit, Karabashmed, Slavia, Lukoil-Permnefteorgsintez, Chelyabinsk Zinc Plant, Electrozinc, ecc.

A causa del fatto che la pirite è la principale materia prima nella produzione di H2SO4, e questo è un prodotto di scarto delle imprese di arricchimento, i suoi fornitori sono gli impianti di arricchimento di Norilsk e Talnakh.

Le prime posizioni mondiali nella produzione di H2SO4 sono occupate da USA e Cina, che rappresentano rispettivamente 30 milioni di tonnellate e 60 milioni di tonnellate.

Ambito di acido solforico

Il mondo consuma ogni anno circa 200 milioni di tonnellate di H2SO4, da cui viene prodotta un'ampia gamma di prodotti. L'acido solforico tiene giustamente il palmo tra gli altri acidi in termini di uso industriale.

Come già sapete, l'acido solforico è uno dei prodotti essenziali industria chimica, quindi la portata dell'acido solforico è piuttosto ampia. I principali usi di H2SO4 sono i seguenti:

L'acido solforico viene utilizzato in grandi volumi per la produzione di fertilizzanti minerali e assorbe circa il 40% del tonnellaggio totale. Per questo motivo, accanto agli impianti di fertilizzazione, vengono costruiti impianti per la produzione di H2SO4. Questi sono solfato di ammonio, superfosfato, ecc. Nella loro produzione, l'acido solforico viene assunto nella sua forma pura (concentrazione del 100%). Ci vorranno 600 litri di H2SO4 per produrre una tonnellata di ammofos o superfosfato. Questi fertilizzanti sono usati principalmente in agricoltura.
H2SO4 è usato per produrre esplosivi.
Purificazione di prodotti petroliferi. Per ottenere cherosene, benzina, oli minerali è necessaria la purificazione degli idrocarburi, che avviene con l'uso di acido solforico. Nel processo di raffinazione del petrolio per la purificazione degli idrocarburi, questa industria "prende" fino al 30% del tonnellaggio mondiale di H2SO4. Inoltre, il numero di ottano del carburante viene aumentato con acido solforico e i pozzi vengono trattati durante la produzione di petrolio.
nell'industria metallurgica. L'acido solforico viene utilizzato in metallurgia per rimuovere incrostazioni e ruggine da fili, lamiere e per ridurre l'alluminio nella produzione di metalli non ferrosi. Prima di coprire superfici metalliche rame, cromo o nichel, la superficie è incisa con acido solforico.
Nella produzione di medicinali.
nella produzione di vernici.
nell'industria chimica. L'H2SO4 viene utilizzato nella produzione di detersivi, detergenti etilici, insetticidi, ecc. e senza di esso questi processi sono impossibili.
Per ottenere altri acidi noti, composti organici e inorganici utilizzati per scopi industriali.

Sali di acido solforico e loro usi

I sali più importanti dell'acido solforico sono:

Sale di Glauber Na2SO4 10H2O (solfato di sodio cristallino). Lo scopo della sua applicazione è abbastanza capiente: la produzione di vetro, soda, in medicina veterinaria e medicina.
Il solfato di bario BaSO4 viene utilizzato nella produzione di gomma, carta, vernice minerale bianca. Inoltre, è indispensabile in medicina per la fluoroscopia dello stomaco. Viene utilizzato per preparare il "porridge di bario" per questa procedura.
Solfato di calcio CaSO4. In natura si trova sotto forma di gesso CaSO4 2H2O e anidrite CaSO4. Il gesso CaSO4 2H2O e il solfato di calcio sono usati in medicina e nell'edilizia. Con il gesso, quando riscaldato a una temperatura di 150 - 170 ° C, si verifica una parziale disidratazione, a seguito della quale si ottiene il gesso bruciato, noto a noi come alabastro. Impastare l'alabastro con acqua fino a ottenere una consistenza pasta liquida, la massa si indurisce rapidamente e si trasforma in una specie di pietra. È questa proprietà dell'alabastro che viene utilizzata attivamente nei lavori di costruzione: da essa vengono ricavati calchi e stampi. Nei lavori di intonacatura, l'alabastro è indispensabile come legante. Ai pazienti dei reparti traumatologici vengono fornite speciali bende solide di fissaggio: sono realizzate sulla base dell'alabastro.
Il vetriolo ferroso FeSO4 7H2O viene utilizzato per la preparazione dell'inchiostro, l'impregnazione del legno e anche nelle attività agricole per la distruzione dei parassiti.
L'allume KCr(SO4)2 12H2O, KAl(SO4)2 12H2O, ecc. sono utilizzati nella produzione di vernici e nell'industria della pelle (concia).
Molti di voi conoscono in prima persona il solfato di rame CuSO4 5H2O. È un assistente attivo in agricoltura nella lotta contro le malattie delle piante e i parassiti: una soluzione acquosa di CuSO4 5H2O viene utilizzata per decapare i cereali e spruzzare le piante. Viene anche utilizzato per preparare alcune pitture minerali. E nella vita di tutti i giorni si usa per togliere la muffa dalle pareti.
Solfato di alluminio: viene utilizzato nell'industria della cellulosa e della carta.

L'acido solforico in forma diluita viene utilizzato come elettrolita nelle batterie al piombo. Inoltre, viene utilizzato per produrre detersivi e fertilizzanti. Ma nella maggior parte dei casi si presenta sotto forma di oleum: questa è una soluzione di SO3 in H2SO4 (si possono trovare anche altre formule di oleum).

Fatto meraviglioso! L'oleum è più reattivo dell'acido solforico concentrato, ma nonostante ciò non reagisce con l'acciaio! È per questo motivo che è più facile da trasportare rispetto allo stesso acido solforico.

La sfera d'uso della “regina degli acidi” è veramente ampia, ed è difficile raccontare tutti i modi in cui essa viene utilizzata nell'industria. Viene anche utilizzato come emulsionante nell'industria alimentare, per il trattamento delle acque, nella sintesi di esplosivi e per molti altri scopi.

Storia dell'acido solforico

Chi di noi non ha mai sentito parlare vetriolo blu? Quindi, è stato studiato nell'antichità e in alcune opere gli inizi nuova era gli scienziati hanno discusso l'origine del vetriolo e le loro proprietà. Il vetriolo fu studiato dal medico greco Dioscoride, l'esploratore romano della natura Plinio il Vecchio, e nei loro scritti scrissero degli esperimenti in corso. Per scopi medici, l'antico guaritore Ibn Sina usava varie sostanze al vetriolo. L'uso del vetriolo nella metallurgia è stato menzionato nelle opere degli alchimisti dell'antica Grecia Zosima di Panopolis.

Il primo modo per ottenere l'acido solforico è il processo di riscaldamento dell'allume di potassio, e ci sono informazioni al riguardo nella letteratura alchemica del XIII secolo. A quel tempo, gli alchimisti non conoscevano la composizione dell'allume e l'essenza del processo, ma già nel XV secolo iniziarono a impegnarsi intenzionalmente nella sintesi chimica dell'acido solforico. Il processo era il seguente: gli alchimisti trattavano una miscela di zolfo e solfuro di antimonio (III) Sb2S3 riscaldandola con acido nitrico.

In epoca medievale in Europa, l'acido solforico era chiamato "olio di vetriolo", ma poi il nome cambiò in vetriolo.

Nel 17 ° secolo, Johann Glauber, a causa di un incendio nitrato di potassio e lo zolfo nativo in presenza di vapore acqueo ricevette acido solforico. Come risultato dell'ossidazione dello zolfo con il nitrato, è stato ottenuto l'ossido di zolfo, che ha reagito con il vapore acqueo e, di conseguenza, è stato ottenuto un liquido oleoso. Era olio di vetriolo e questo nome per l'acido solforico esiste ancora oggi.

Il farmacista londinese Ward Joshua negli anni Trenta del XVIII secolo utilizzò questa reazione per produzione industriale acido solforico, ma nel medioevo il suo consumo era limitato a poche decine di chilogrammi. L'ambito di utilizzo era ristretto: per esperimenti alchemici, purificazione di metalli preziosi e nel settore farmaceutico. L'acido solforico concentrato veniva utilizzato in piccole quantità nella fabbricazione di fiammiferi speciali che contenevano sale bertolet.

In Russia, il vetriolo è apparso solo nel XVII secolo.

A Birmingham, in Inghilterra, John Roebuck adattò il metodo di cui sopra per la produzione di acido solforico nel 1746 e avviò la produzione. Allo stesso tempo, usava grandi e robuste camere rivestite di piombo, che erano più economiche dei contenitori di vetro.

Nell'industria, questo metodo ha ricoperto posizioni per quasi 200 anni e nelle camere è stato ottenuto il 65% di acido solforico.

Dopo un po', l'inglese Glover e il chimico francese Gay-Lussac migliorarono il processo stesso e si iniziò ad ottenere acido solforico con una concentrazione del 78%. Ma un tale acido non era adatto per la produzione, ad esempio, di coloranti.

All'inizio del XIX secolo furono scoperti nuovi metodi per ossidare l'anidride solforosa in anidride solforica.

Inizialmente, questo è stato fatto utilizzando ossidi di azoto, quindi il platino è stato utilizzato come catalizzatore. Questi due metodi di ossidazione dell'anidride solforosa sono stati ulteriormente migliorati. L'ossidazione dell'anidride solforosa su platino e altri catalizzatori divenne nota come metodo di contatto. E l'ossidazione di questo gas con ossidi di azoto era chiamata il metodo nitroso per la produzione di acido solforico.

Solo nel 1831 il commerciante britannico di acido acetico Peregrine Philips brevettò un processo economico per la produzione di ossido di zolfo (VI) e acido solforico concentrato, ed è lui che oggi è conosciuto nel mondo come metodo di contatto per ottenerlo.

La produzione di superfosfato iniziò nel 1864.

Negli anni Ottanta dell'Ottocento in Europa la produzione di acido solforico raggiunse il milione di tonnellate. I principali produttori erano la Germania e l'Inghilterra, che producevano il 72% del volume totale di acido solforico nel mondo.

Il trasporto di acido solforico è un'impresa ad alta intensità di manodopera e responsabile.

L'acido solforico appartiene alla classe delle sostanze chimiche pericolose e al contatto con la pelle provoca gravi ustioni. Inoltre, può causare avvelenamento chimico di una persona. Se durante il trasporto non vengono osservati determinate regole, quindi l'acido solforico, a causa della sua esplosività, può causare molti danni sia alle persone che all'ambiente.

All'acido solforico è stata assegnata una classe di pericolo 8 e il trasporto deve essere effettuato da professionisti appositamente formati e formati. Una condizione importante per la consegna dell'acido solforico è il rispetto di Norme appositamente sviluppate per il trasporto di merci pericolose.

Spedizione in macchina effettuata secondo le seguenti regole:

Per il trasporto, contenitori speciali sono realizzati in una speciale lega di acciaio che non reagisce con acido solforico o titanio. Tali contenitori non si ossidano. L'acido solforico pericoloso viene trasportato in speciali serbatoi chimici di acido solforico. Differiscono nel design e vengono selezionati durante il trasporto in base al tipo di acido solforico.
Durante il trasporto di acido fumante, vengono presi serbatoi termos isotermici specializzati, in cui viene mantenuto il regime di temperatura necessario per preservare le proprietà chimiche dell'acido.
Se viene trasportato acido normale, viene selezionato un serbatoio di acido solforico.
Il trasporto di acido solforico su strada, come fumante, anidro, concentrato, per batterie, guanti, viene effettuato in appositi contenitori: cisterne, fusti, contenitori.
Il trasporto di merci pericolose può essere effettuato solo da conducenti muniti di certificato ADR.
Il tempo di viaggio non ha restrizioni, poiché durante il trasporto è necessario attenersi rigorosamente alla velocità consentita.
Durante il trasporto, viene costruito un percorso speciale, che dovrebbe essere eseguito, aggirando i luoghi affollati e gli impianti di produzione.
Il trasporto deve avere contrassegni speciali e segnali di pericolo.

Proprietà pericolose dell'acido solforico per l'uomo

L'acido solforico rappresenta un pericolo maggiore per il corpo umano. Il suo effetto tossico si verifica non solo per contatto diretto con la pelle, ma per inalazione dei suoi vapori, quando viene rilasciata anidride solforosa. Il pericolo si applica a:

sistema respiratorio;
tegumenti;
Membrane mucose.

L'intossicazione del corpo può essere aumentata dall'arsenico, che spesso fa parte dell'acido solforico.

Importante! Come sapete, quando l'acido viene a contatto con la pelle, si verificano gravi ustioni. Non meno pericoloso è l'avvelenamento con vapori di acido solforico. Una dose sicura di acido solforico nell'aria è di soli 0,3 mg per 1 metro quadrato.

Se l'acido solforico entra sulle mucose o sulla pelle, appare una grave ustione, che non guarisce bene. Se l'ustione è di dimensioni impressionanti, la vittima sviluppa una malattia da ustione, che può persino portare alla morte se non vengono fornite cure mediche qualificate in modo tempestivo.

Importante! Per un adulto, la dose letale di acido solforico è di soli 0,18 cm per 1 litro.

Naturalmente, "sperimenta tu stesso" l'effetto tossico dell'acido vita ordinaria problematico. Molto spesso, l'avvelenamento da acido si verifica a causa della negligenza della sicurezza sul lavoro quando si lavora con una soluzione.

L'avvelenamento di massa con vapore di acido solforico può verificarsi a causa di problemi tecnici nella produzione o negligenza e si verifica un rilascio massiccio nell'atmosfera. Per prevenire tali situazioni, stanno lavorando servizi speciali, il cui compito è controllare il funzionamento della produzione in cui viene utilizzato acido pericoloso.

Quali sono i sintomi dell'intossicazione da acido solforico?

Se l'acido è stato ingerito:

Dolore nella regione degli organi digestivi.
Nausea e vomito.
Violazione delle feci, a causa di gravi disturbi intestinali.
Forte secrezione di saliva.
A causa degli effetti tossici sui reni, l'urina diventa rossastra.
Gonfiore della laringe e della gola. Ci sono sibili, raucedine. Questo può portare alla morte per soffocamento.
Macchie marroni compaiono sulle gengive.
La pelle diventa blu.

Con una bruciatura pelle ci possono essere tutte le complicazioni inerenti alla malattia da ustione.

Quando si avvelena in coppia, si osserva la seguente immagine:

Bruciore della mucosa degli occhi.
Sangue dal naso.
Ustioni delle mucose delle vie respiratorie. In questo caso, la vittima avverte un forte sintomo di dolore.
Gonfiore della laringe con sintomi di soffocamento (mancanza di ossigeno, la pelle diventa blu).
Se l'avvelenamento è grave, potrebbero esserci nausea e vomito.

È importante sapere! L'avvelenamento da acido dopo l'ingestione è molto più pericoloso dell'intossicazione dall'inalazione di vapori.

Pronto soccorso e procedure terapeutiche per danni da acido solforico

Procedere come segue a contatto con acido solforico:

Chiama prima un'ambulanza. Se il liquido è entrato, fai una lavanda gastrica con acqua tiepida. Dopodiché, a piccoli sorsi dovrai bere 100 grammi di girasole o olio d'oliva. Inoltre, dovresti ingoiare un pezzo di ghiaccio, bere latte o magnesia bruciata. Questo deve essere fatto per ridurre la concentrazione di acido solforico e alleviare la condizione umana.
Se l'acido viene a contatto con gli occhi, risciacquali. acqua corrente, quindi gocciolare con una soluzione di dicaina e novocaina.
Se l'acido viene a contatto con la pelle, l'area ustionata deve essere lavata bene sotto l'acqua corrente e fasciata con soda. Sciacquare per circa 10-15 minuti.
In caso di avvelenamento da vapore, devi andare a Aria fresca, e sciacquare anche, per quanto possibile, le mucose interessate con acqua.

In un ambiente ospedaliero, il trattamento dipenderà dall'area dell'ustione e dal grado di avvelenamento. L'anestesia viene eseguita solo con novocaina. Al fine di evitare lo sviluppo di un'infezione nell'area interessata, viene selezionato un ciclo di terapia antibiotica per il paziente.

Nell'emorragia gastrica, il plasma viene iniettato o il sangue viene trasfuso. La fonte di sanguinamento può essere rimossa chirurgicamente.

L'acido solforico nella sua forma pura al 100% si trova in natura. Ad esempio, in Italia, in Sicilia nel Mar Morto, puoi vedere un fenomeno unico: l'acido solforico filtra proprio dal fondo! Ed ecco cosa succede: la pirite della crosta terrestre serve in questo caso come materia prima per la sua formazione. Questo luogo è anche chiamato il Lago della Morte e persino gli insetti hanno paura di raggiungerlo in volo!
Dopo grandi eruzioni vulcaniche, spesso nell'atmosfera terrestre si possono trovare goccioline di acido solforico e, in questi casi, il "colpevole" può portare conseguenze negative per l'ambiente e causare gravi cambiamenti climatici.
L'acido solforico è un assorbitore d'acqua attivo, quindi viene utilizzato come essiccatore di gas. A vecchi tempi affinché le finestre non si appannassero nelle stanze, questo acido veniva versato in vasi e posto tra i vetri delle aperture delle finestre.
L'acido solforico è la principale causa delle piogge acide. motivo principale la pioggia acida è l'inquinamento atmosferico con anidride solforosa e, una volta disciolto in acqua, forma acido solforico. A sua volta, l'anidride solforosa viene emessa quando vengono bruciati combustibili fossili. In pioggia acida studiato per l'anno scorso, contenuto aumentato l'acido nitrico. La ragione di questo fenomeno è la riduzione delle emissioni di anidride solforosa. Nonostante questo, l'acido solforico rimane la principale causa delle piogge acide.

Ti offriamo una compilation di video esperienze interessanti con acido solforico.

Considera la reazione dell'acido solforico quando viene versato nello zucchero. Nei primi secondi di acido solforico che entra nel pallone con lo zucchero, il composto si scurisce. Dopo alcuni secondi, la sostanza diventa nera. La cosa più interessante accade dopo. La massa inizia a crescere rapidamente e ad uscire dal pallone. In uscita otteniamo una sostanza orgogliosa, sembra porosa carbone, superando di 3-4 volte il volume iniziale.

L'autore del video suggerisce di confrontare la reazione della Coca-Cola con l'acido cloridrico e l'acido solforico. Quando si mescola la Coca-Cola con l'acido cloridrico, non si osservano cambiamenti visivi, ma quando viene miscelata con l'acido solforico, la Coca-Cola inizia a bollire.

Un'interazione interessante può essere osservata quando l'acido solforico viene a contatto con la carta igienica. Carta igenicaè costituito da cellulosa. Quando l'acido entra, le molecole di cellulosa si rompono istantaneamente con il rilascio di carbonio libero. Una carbonizzazione simile può essere osservata quando l'acido viene a contatto con il legno.

Aggiungere in una fiaschetta con acido concentrato piccolo pezzo potassio. Nel primo secondo viene rilasciato del fumo, dopodiché il metallo si accende istantaneamente, si accende ed esplode, tagliandosi a pezzi.

Nell'esperimento successivo, quando l'acido solforico colpisce un fiammifero, si accende. Nella seconda parte dell'esperimento, un foglio di alluminio viene immerso con acetone e un fiammifero all'interno. C'è un riscaldamento istantaneo della lamina con il rilascio di un'enorme quantità di fumo e la sua completa dissoluzione.

Un effetto interessante si osserva quando si aggiunge bicarbonato di sodio in acido solforico. La soda diventa immediatamente gialla. La reazione procede con una rapida ebollizione e un aumento di volume.

Non consigliamo categoricamente di eseguire tutti gli esperimenti di cui sopra a casa. L'acido solforico è una sostanza molto corrosiva e tossica. Esperimenti simili dovrebbero essere effettuati in stanze speciali che sono attrezzati ventilazione forzata. I gas rilasciati nelle reazioni con l'acido solforico sono altamente tossici e possono causare danni alle vie respiratorie e avvelenare l'organismo. Inoltre, esperimenti simili vengono eseguiti nei mezzi protezione personale pelle e organi respiratori. Prenditi cura di te!