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황산과 그 용도. 황산 및 그 응용 분야의 획득


황산 H 2 SO 4 , 몰 질량 98.082; 무색 유성, 무취. 18°C ​p에서 매우 강한 이산 카 1 - 2.8, K 2 1.2 10 -2, pK ㅏ 2 1.92; S=O 0.143 nm, S-OH 0.154 nm, 각도 HOSOH 104°, OSO 119°에서의 결합 길이; 끓으면서 분해되어 끓는점이 338.8 ° C 인 98.3 % H 2 SO 4 및 1.7 % H 2 O를 형성합니다. 표 1 참조). 황산, 100% H 2 SO 4 함량에 해당하는 조성(%): H 2 SO 4 99.5%, HSO 4 - 0.18%, H 3 SO 4 + 0.14%, H 3 O + 0 09%, H 2 S 2 O 7 0.04%, HS 2 O 7 0.05%. 모든 비율에서 및 SO 3 와 혼합 가능합니다. 수용액에서 황산거의 완전히 H + , HSO 4 - 및 SO 4 2- 로 해리됩니다. 형태 H 2 SO 4 · N H 2 O, 여기서 N=1, 2, 3, 4 및 6.5.

황산의 SO 3 용액을 올륨이라고하며 두 가지 화합물 H 2 SO 4 SO 3 및 H 2 SO 4 2SO 3를 형성합니다. 올륨에는 H 2 SO 4 +SO 3 = H 2 S 2 O 7 반응에 의해 얻어지는 피로황산도 포함되어 있습니다.

황산 얻기

받기 위한 원료 황산 S, 금속 황화물, H 2 S, 화력 발전소 폐기물, Fe, Ca 황산염 등의 역할을 합니다. 황산: 1) SO 2 를 얻기 위한 원료 ; 2) SO2에서 SO3로(전환); 3) SO3. 업계에서는 두 가지 방법을 사용하여 황산, SO 2의 산화 방식이 다릅니다 - 고체 촉매 (접촉) 및 질소 산화물을 사용한 접촉 - 질소 산화물과. 을 받다 황산접촉 방법에서 현대 공장은 Pt 및 Fe 산화물을 대체한 바나듐 촉매를 사용합니다. 순수한 V 2 O 5는 약한 촉매 활성을 가지며 알칼리 금속의 존재하에 급격히 증가하며 K 염이 가장 큰 효과를 나타냅니다. 7 V 2 O 5 및 K 2 S 2 O 7 V 2 O 5 분해는 315-330 , 365-380 및 400-405 °C). 촉매 작용을 받는 활성 성분은 용융 상태입니다.

SO 2 의 SO 3 로의 산화 반응식은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

첫 번째 단계에서 평형에 도달하고 두 번째 단계는 느리고 프로세스 속도를 결정합니다.

생산 황산이중 접촉 및 이중 흡수 방법(그림 1)에 의한 유황은 다음 단계로 구성됩니다. 먼지 제거 후 공기는 가스 블로어를 통해 건조탑으로 공급되어 93~98% 건조됩니다. 황산부피로 0.01%의 수분 함량. 건조된 공기는 접촉 장치의 열교환기 중 하나에서 예열된 후 유황로로 들어갑니다. 유황은 노즐로 공급되는 용광로에서 연소됩니다. S + O 2 \u003d SO 2 + 297.028 kJ. 10-14 부피%의 SO 2 를 포함하는 가스는 보일러에서 냉각되고 공기로 희석하여 420°C에서 9-10 부피%의 SO 2 함량으로 전환의 첫 번째 단계를 위한 접촉 장치로 들어갑니다. 3층의 촉매(SO 2 + V 2 O 2 = SO 3 + 96.296 kJ)에서 진행되며, 그 후 가스는 열교환기에서 냉각됩니다. 그런 다음 200°C에서 8.5-9.5% SO 3 를 함유한 가스가 흡수기의 첫 번째 단계로 들어갑니다. 황산: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + 130.56 kJ. 그러면 가스가 튀게 됩니다. 황산, 420°C로 가열되고 두 번째 촉매층으로 흐르는 전환의 두 번째 단계로 들어갑니다. 두 번째 흡수 단계 전에 가스는 이코노마이저에서 냉각되고 98%로 관개되는 두 번째 단계 흡수기로 공급됩니다. 황산, 그리고 나서 튀김에서 청소한 후 대기 중으로 방출됩니다.

1 - 유황로; 2 - 폐열 보일러; 3 - 이코노마이저; 4 - 시작로; 5, 6 - 시작로의 열교환 기; 7 - 접촉 장치; 8 - 열교환기; 9 - 기름 흡수제; 10 - 건조탑; 도 11 및 도 12는 각각 제1 및 제2 일수화물 흡수제; 13 - 산 수집기.

1 - 플레이트 피더; 2 - 용광로; 3 - 폐열 보일러; 4 - 사이클론; 5 - 전기 집진기; 6 - 세척탑; 7 - 습식 전기 집진기; 8 - 송풍탑; 9 - 건조탑; 10 - 스프레이 트랩; 11 - 첫 번째 일수화물 흡수제; 12 - 열교환기; 13 - 접촉 장치; 14 - 발연황 흡수제; 15 - 두 번째 일수화물 흡수제; 16 - 냉장고; 17 - 컬렉션.

1 - 탈질탑; 2, 3 - 첫 번째 및 두 번째 생산 타워; 4 - 산화탑; 5, 6, 7 - 흡수탑; 8 - 전기 집진기.

생산 황산금속 황화물에서 추출(그림 2)은 훨씬 더 복잡하며 다음 작업으로 구성됩니다. FeS 2 로스팅은 공기 분사 유동층로에서 수행됩니다: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + 13476 kJ. 900°C의 온도를 갖는 SO 2 13-14%를 포함하는 로스팅 가스가 보일러로 들어가고 450°C로 냉각됩니다. 먼지 제거는 사이클론과 전기 집진기에서 수행됩니다. 다음으로, 가스는 40%와 10%로 관개되는 두 개의 세척 타워를 통과합니다. 황산. 동시에 가스는 먼지, 불소 및 비소에서 최종적으로 정화됩니다. 에어로졸의 가스 청소용 황산세척탑에서 형성되는 습식 전기집진기의 2단계가 제공됩니다. 가스가 9% SO 2 의 함량으로 희석되기 전에 건조 타워에서 건조된 후 송풍기에 의해 첫 번째 전환 단계(3 촉매 베드)로 공급됩니다. 열교환기에서 가스는 첫 번째 변환 단계에서 나오는 가스의 열로 인해 420°C로 가열됩니다. SO 3 에서 92-95%로 산화된 SO 2 는 oleum 및 일수화물 흡수기에서 흡수의 첫 번째 단계로 이동하여 SO 3 에서 방출됩니다. 다음으로, SO 2 ~ 0.5%를 포함하는 가스가 1~2개의 촉매층에서 일어나는 두 번째 전환 단계에 들어갑니다. 가스는 촉매의 두 번째 단계에서 나오는 가스의 열로 인해 최대 420°C까지 다른 열 교환기 그룹에서 미리 가열됩니다. 두 번째 흡수 단계에서 SO 3 가 분리된 후 가스는 대기 중으로 방출됩니다.

접촉 방식에서 SO 2 의 SO 3 로의 전환율은 99.7%이고, SO 3의 흡수도는 99.97%입니다. 생산 황산촉매의 한 단계에서 수행되는 반면 SO 2 의 SO 3 로의 전환 정도는 98.5%를 초과하지 않습니다. 대기 중으로 방출되기 전에 가스는 나머지 SO 2 에서 정화됩니다(참조). 성능 현대 설치 1500-3100t/일

아질산법의 본질(그림 3)은 냉각 및 먼지 제거 후 로스팅 가스를 소위 니트로오스로 처리한다는 것입니다. 황산질소산화물이 녹아 있는 곳. SO 2는 니트로오스에 흡수된 다음 산화됩니다: SO 2 + N 2 O 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + NO. 생성된 NO는 니트로오스에 잘 용해되지 않고 니트로오스로부터 방출되고, 그 다음 기체 상의 산소에 의해 부분적으로 NO 2 로 산화된다. NO와 NO2의 혼합물은 재흡수된다. 황산등. 질소 산화물은 아산화질소 공정에서 소비되지 않으며 불완전한 흡수로 인해 생산 주기로 되돌아갑니다. 황산배기 가스에 의해 부분적으로 제거됩니다. 아질산 방법의 장점: 장비의 단순성, 저렴한 비용(접촉식보다 10-15% 낮음), 100% SO 2 처리 가능성.

타워 아산화질소 공정의 계측은 간단합니다. SO 2는 세라믹 패킹이 있는 7-8개의 라이닝된 타워에서 처리되며, 타워 중 하나(중공)는 조절 가능한 산화 부피입니다. 타워에는 산 수집기, 냉장고, 타워 위의 압력 탱크에 산을 공급하는 펌프가 있습니다. 테일 팬은 마지막 두 개의 타워 앞에 설치됩니다. 에어로졸의 가스 청소용 황산전기집진기 역할을 한다. 공정에 필요한 질소 산화물은 HNO 3 에서 얻습니다. 대기 중으로 방출되는 질소 산화물과 100% SO 2 처리를 줄이기 위해 질소 산화물의 깊은 포집을 위한 수산 방법과 함께 생산 구역과 흡수 구역 사이에 아산화질소가 없는 SO 2 처리 사이클이 설치됩니다. 아질산법의 단점은 제품의 품질이 낮다는 것입니다. 농도 황산 75%, 질소 산화물, Fe 및 기타 불순물의 존재.

결정화 가능성을 줄이기 위해 황산운송 및 보관 중 상업용 등급에 대한 표준이 설정됩니다. 황산, 그 농도가 가장 일치하는 저온결정화. 콘텐츠 황산기술 등급(%): 타워(질소) 75, 연락처 92.5-98.0, 발연유 104.5, 고비율 발연유 114.6, 배터리 92-94. 황산최대 5000m3의 강철 탱크에 저장되는 창고의 총 용량은 10일 생산을 위해 설계되었습니다. 올륨과 황산강철 철도 탱크로 운송됩니다. 집중 및 배터리 황산내산성 강철 탱크로 운송됩니다. 발연황 수송용 탱크는 단열재로 덮여 있으며 발연황은 채우기 전에 가열됩니다.

결정 황산비색 및 광도계, BaSO 4 현탁액 형태 - 광탁도계 및 전기량계 방법.

황산의 사용

황산은 광물 비료 생산, 납 배터리의 전해질, 다양한 무기산 및 염, 화학 섬유, 염료, 연기 형성 물질 및 폭발물 생산, 석유, 금속 가공, 섬유, 가죽 및 기타 산업에 사용됩니다. 다른 산업. 탈수 반응(디에틸 에테르, 에스테르 얻기), 수화(에틸렌에서 에탄올), 술폰화 반응(그리고 중간 제품염료 생산), 알킬화(이소옥탄, 폴리에틸렌 글리콜, 카프로락탐 획득) 등 최대 소비자 황산- 광물질 비료 생산. 1 톤의 P 2 O 5 인산염 비료의 경우 2.2-3.4 톤이 소비됩니다. 황산, 그리고 1 t (NH 4 ) 2 SO 4 - 0.75 t의 경우 황산. 따라서 황산 공장은 광물질 비료 생산을 위한 공장과 함께 건설되는 경향이 있습니다. 세계 생산 황산 1987년에는 1억 5,200만 톤에 도달했습니다.

황산및 oleum - 호흡기, 피부, 점막에 영향을 미치는 매우 공격적인 물질, 호흡 곤란, 기침, 종종 - 후두염, 기관염, 기관지염 등 공기 중의 황산 에어로졸의 MPC 업무 공간 1.0 mg/m3, 대기 중 0.3 mg/m3(최대 1회) 및 0.1 mg/m3(일 평균). 놀라운 증기 농도 황산 0.008 mg/l(60분 노출), 치사량 0.18 mg/l(60분). 위험 등급 2. 에어로졸 황산 S 산화물을 포함하는 화학 및 야금 산업의 배출 결과로 대기 중에 형성될 수 있으며 산성비로 떨어집니다.

“기술에서 자주 사용되는 황산만큼 인공적으로 생산된 물질은 거의 없습니다.

추출을 위한 공장이 없는 곳에서는 기술적으로 매우 중요한 다른 많은 물질의 수익성 있는 생산을 생각할 수 없습니다."

디. 멘델레예프

황산은 다양한 산업 분야에서 사용됩니다. 화학 산업:

  • 광물질 비료, 플라스틱, 염료, 인공 섬유, 무기산, 세제;
  • 석유 및 석유화학 산업:
정유, 파라핀 획득;
  • 비철 야금:
아연, 구리, 니켈 등의 비철금속 생산용
  • 철 야금:
금속 산세용;
  • 펄프 및 제지, 식품 및 경공업(전분, 당밀, 직물 표백 생산용) 등

황산 생산

황산은 산업계에서 접촉 및 아질산의 두 가지 방식으로 생산됩니다.

황산 생산을 위한 접촉 방법

황산은 접촉법에 의해 생산된다. 대량황산 공장에서.

현재 황산 생산의 주요 방법은 접촉이기 때문입니다. 이 방법은 다른 방법보다 장점이 있습니다.

모든 소비자가 수용할 수 있는 순수한 농축산 형태의 제품 획득;

- 배출량 감소 유해 물질배기 가스와 함께 대기 중으로

I. 황산 생산에 사용되는 원료.

주요 원료

유황 - S

황철광(황철석) - FeS 2

비철금속 황화물 - Cu2S, ZnS, PbS

황화수소 - H 2 S

부자재

촉매 - 산화바나듐 - V 2 O 5

Ⅱ. 원료 준비.

황철광 FeS 2에서 황산 생성을 분석해 보겠습니다.

1) 황철석 연삭. 사용하기 전에 큰 황철광 조각을 분쇄기에서 분쇄합니다. 물질이 부서지면 반응 속도가 증가한다는 것을 알고 있습니다. 반응물의 접촉 표면적이 증가합니다.

2) 황철석의 정제. 황철석을 파쇄한 후 부유선광에 의해 불순물(폐석 및 흙)을 정제합니다. 이를 위해 분쇄된 황철광을 거대한 물통에 넣고 혼합하고 폐석을 위로 띄운 다음 폐석을 제거합니다.

III. 기본 화학 공정:

4 FeS 2 + 11 O 2 티 = 800°씨→ 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2 + Q 또는 불타는 유황 S+O2 티 ° 씨→ SO2

2SO2 + O2 400-500° 와 함께,V2O5 , 피↔ 2SO 3 + Q

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 + Q

IV . 기술 원칙:

연속성의 원칙;

원료의 통합 사용 원칙,다른 생산에서 나오는 폐기물의 사용;

비폐기물 생산의 원칙;

열전달 원리;

역류 원리("유동층");

생산 공정의 자동화 및 기계화 원칙.

V . 기술 프로세스:

연속성 원리: 가마에서 황철석 굽기 → 산화황 공급( IV ) 및 산소를 정화 시스템으로 → 접촉 장치로 → 산화황 공급( VI ) 흡수 타워로.

VI . 보안 환경:

1) 파이프라인 및 장비의 견고성

2) 가스 청소 필터

VII. 생산 화학 :



첫 단계 - "유동층"에서 구이를 위해 용광로에서 황철광 구이.

황산을 주로 사용 부양 황철광- 구리와 철의 황 화합물 혼합물을 포함하는 구리 광석의 농축 중 생산 폐기물. 이러한 광석의 농축 과정은 원자재의 주요 공급업체인 Norilsk 및 Talnakh 농축 공장에서 이루어집니다. 이 원료가 더 수익성이 높기 때문입니다. 황 황철석은 주로 우랄에서 채굴되며 당연히 배송 비용이 매우 비쌀 수 있습니다. 사용 가능 황, 광산에서 채굴되는 비철금속 광석의 농축 중에도 형성됩니다.유황은 태평양 함대와 NOF에서도 공급됩니다. (집중 공장).

1단계 반응식

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

부숴지고, 세척되고, 젖은(부유 후) 황철광을 위에서부터 "유동층"에서 소성하기 위해 용광로에 붓습니다. 아래에서(역류 원리) 산소가 풍부한 공기가 통과하여 황철광을 보다 완벽하게 소성합니다. 가마의 온도는 800°C에 이릅니다. 황철석은 빨간색으로 가열되고 아래에서 불어오는 공기로 인해 "매달린 상태"가 됩니다. 그것은 모두 끓는 붉은 뜨거운 액체처럼 보입니다. 황철석의 가장 작은 입자조차도 "유동층"에서 덩어리지지 않습니다. 따라서 발사 과정이 매우 빠릅니다. 이전에는 황철석을 태우는 데 5-6시간이 걸렸지만 이제는 몇 초만 소요됩니다. 또한 "유동층"에서는 800°C의 온도를 유지할 수 있습니다.

반응의 결과로 방출되는 열로 인해 노의 온도가 유지됩니다. 과도한 열이 제거됩니다. 물이있는 파이프가 가열되는 용광로 주변을 따라 흐릅니다. 온수는 인접한 건물의 중앙 난방에 추가로 사용됩니다.

생성된 산화철 Fe 2 O 3 (재)는 황산 생산에 사용되지 않습니다. 그러나 그것은 수집되어 야금 공장으로 보내집니다. 여기서 철 금속 및 탄소와 합금은 철(합금의 탄소 C 2%)과 주철(합금의 탄소 C 4%)에서 얻습니다.

따라서, 화학 생산의 원리- 비폐기물 생산.

오븐에서 나오는 용광로 가스 , 그 구성 : SO 2, O 2, 수증기 (황철광이 젖었습니다!) 그리고 가장 작은 콘크리트 입자 (산화철).이러한 용광로 가스는 고체 입자의 신더 및 수증기의 불순물로부터 청소되어야 합니다.

콘크리트의 고체 입자에서 용광로 가스의 정제는 사이클론에서 두 단계로 수행됩니다(원심력이 사용되며, 고체 입자의 콘크리트 입자가 사이클론의 벽에 부딪혀 넘어짐). 작은 입자를 제거하기 위해 혼합물은 전기 집진기로 보내지며 ~ 60,000V의 고전압 전류의 작용으로 청소됩니다 (정전기 인력이 사용되며 콘크리트 입자는 전기 집진기의 전기 판에 달라 붙습니다. 자중으로 떨어짐) 로가스(건조로가스)내의 수증기를 제거하기 위해 진한황산을 사용하는데 이는 수분을 흡수하기 때문에 매우 우수한 건조제입니다.

퍼니스 가스의 건조는 건조 타워에서 수행됩니다. 퍼니스 가스는 아래에서 위로 올라가고 진한 황산은 위에서 아래로 흐릅니다. 기체와 액체의 접촉면을 증가시키기 위해 타워는 세라믹 링으로 채워져 있습니다.

건조탑의 출구에서 가마 가스는 더 이상 콘크리트 입자나 수증기를 포함하지 않습니다. 용광로 가스는 이제 황산화물 SO 2 와 산소 O 2 의 혼합물입니다.

두 번째 단계 - 산소에 의한 SO 2 의 SO 3 로의 촉매 산화 접촉 장치에서.

이 단계의 반응식은 다음과 같습니다.

2SO2 + O2 400-500°C, V 2 영형 5 ,피 ↔ 2 SO 3 + Q

두 번째 단계의 복잡성은 한 산화물이 다른 산화물로 산화되는 과정이 가역적이라는 사실에 있습니다. 따라서 직접 반응(SO 3 획득)의 흐름을 위한 최적의 조건을 선택하는 것이 필요합니다.

반응이 가역적이라는 방정식을 따르며, 이는 이 단계에서 평형이 출구 쪽으로 이동하는 조건을 유지해야 함을 의미합니다그래서 3 그렇지 않으면 전체 프로세스가 중단됩니다. 왜냐하면 반응은 부피가 감소하면서 진행됩니다(3 V↔2V ), 증가된 압력이 필요합니다. 압력을 7-12기압으로 높입니다. 반응은 발열 반응이므로 르 샤틀리에 원리를 고려하면 이 과정은 고온에서 수행할 수 없습니다. 균형이 왼쪽으로 이동합니다. 반응은 온도 = 420도에서 시작하지만 다층 촉매(5층)로 인해 550도까지 높일 수 있어 공정 속도가 크게 빨라집니다. 사용된 촉매는 바나듐(V 2 O 5)이다. 저렴하고 오래갑니다(5~6년). 독성 불순물의 작용에 가장 강합니다. 또한 균형이 오른쪽으로 이동하는 데 기여합니다.

혼합물(SO 2 및 O 2)은 열교환기에서 가열되고 파이프를 통해 이동하며, 그 사이에서 차가운 혼합물이 가열되어야 하는 반대 방향으로 통과합니다. 그 결과 그곳에서 열교환: 출발 물질이 가열되고 반응 생성물이 원하는 온도로 냉각됩니다.

세 번째 단계 - 황산에 의한 SO 3 흡수 흡수탑에서

왜 황산화물 SO 3 물을 흡수하지 않는다? 결국, 물에 황산화물을 녹일 수 있습니다. SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 . 그러나 사실은 물을 사용하여 황산화물을 흡수하면 황산이 작은 방울의 황산으로 구성된 안개 형태로 형성됩니다(산화황은 많은 양의 열을 방출하여 물에 용해되고 황산은 끓어 증기로 변할 정도로 뜨겁다). 황산 미스트의 형성을 피하기 위해 98% 진한 황산을 사용하십시오. 2%의 물은 너무 작아서 액체를 가열해도 약하고 무해합니다. 황산화물은 이러한 산에 매우 잘 용해되어 발연유를 형성합니다. H 2 SO 4 nSO 3 .

이 과정의 반응식은 다음과 같습니다.

NSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3

생성된 올륨은 금속 탱크에 붓고 창고로 보내집니다. 그런 다음 탱크에 올륨이 채워지고 기차가 형성되어 소비자에게 보내집니다.

황산, H 2 SO 4, 강한 이염기산, 황의 가장 높은 산화 상태(+6)에 해당합니다. 정상적인 조건에서 - 무거운 유성 액체, 무색 및 무취. S.의 기술에서 그 혼합물은 물과 황산 무수물로 불립니다. SO 3 : H 2 O의 몰비가 1 미만이면 이것은 황산 수용액이고, 1보다 크면 S에 SO 3의 용액이다.

물리화학적 성질

100% H 2 SO 4 (일수화물, SO 3 × H 2 O)는 10.45°C에서 결정화됩니다. 티 킵 296.2 °C; 밀도 1.9203 g/cm3; 열용량 1.62 j/g(에게. H 2 SO 4는 H 2 O 및 SO 3와 임의의 비율로 혼합되어 다음과 같은 화합물을 형성합니다.

H 2 SO 4 × 4H 2 O ( t pl- 28.36 ° C), H 2 SO 4 × 3H 2 O ( t pl- 36.31 ° C), H 2 SO 4 × 2H 2 O ( t pl- 39.60 ° C), H 2 SO 4 × H 2 O ( t pl- 8.48 ° С), H 2 SO 4 × SO 3 (H 2 S 2 O 7 - 이황산 또는 피로황산, t pl 35.15 ° С), H 2 SO × 2SO 3 (H 2 S 3 O 10 - 삼황산, t pl 1.20°C).

최대 70% H 2 SO 4 를 포함하는 S. to.의 수용액을 가열하고 끓이면 수증기만 증기상으로 방출됩니다. S. 증기는 더 농축된 용액 위에도 나타납니다.비등(336.5°C)에서 98.3% H 2 SO 4(공비 혼합물) 용액이 완전히 증류됩니다. 98.3% 이상의 H 2 SO 4 를 함유한 S. to.는 가열될 때 SO 3 증기를 방출합니다.

진한 황산. - 강한 산화제. 그것은 HI와 HBr을 산화하여 할로겐을 제거합니다. 가열되면 백금 금속(Pd 제외)을 제외한 모든 금속을 산화시킵니다. 저온에서 농축된 S. to.는 Pb, Cr, Ni, 강철, 주철을 비롯한 많은 금속을 부동태화합니다. 희석된 S. to.는 전압 계열에서 수소 앞에 있는 모든 금속(Pb 제외)과 반응합니다(예: Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2).

어떻게 강산 S. to.는 예를 들어 염에서 약한 산을 대체합니다. 붕산붕사에서:

Na2B 4 O 7 + H 2 SO 4 + 5H 2 O \u003d Na 2 SO 4 + 4H 2 BO 3, 가열되면 더 많은 휘발성 산을 대체합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

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

S. to.는 수산기-OH를 포함하는 유기 화합물에서 화학적으로 결합된 물을 제거합니다. 농축된 S의 존재하에 에틸 알코올을 탈수하면 에틸렌 또는 디에틸 에테르가 생성됩니다. S. to.와 접촉 시 설탕, 셀룰로오스, 전분 및 기타 탄수화물이 타는 것은 탈수로 설명됩니다. 이염기성으로 S. to.는 황산염과 황산수소염의 두 가지 유형의 염을 형성합니다.

영수증

1540년 이탈리아 과학자 V. Biringuccio와 16세기 후반에 Vasily Valentin이라는 이름으로 출판된 독일 연금술사에 의해 "비트리올 오일"(즉, 농축된 S. to.) 생산에 대한 첫 번째 설명이 제공되었습니다. 그리고 17세기 초. 1690년, 프랑스의 화학자 N. Lemery와 N. Lefebvre는 1740년 영국에서 시행된 최초의 공업적 황산 제조 방법의 기초를 마련했습니다. 이 방법에 따르면 황과 질산염의 혼합물을 국자로 태웠습니다. 일정량의 물이 들어있는 유리 실린더에 매달려 있습니다. 방출된 SO3는 물과 반응하여 S. to를 형성합니다. 1746년 버밍엄의 J. Robeck은 유리 실린더를 시트 납으로 만든 챔버로 교체하고 S. to의 챔버 생산을 시작했습니다. S. to를 얻는 과정의 지속적인 개선. 영국과 프랑스에서는 최초의 타워 시스템이 등장했습니다(1908). 소련에서는 최초의 타워 설치가 1926년 Polevsk Metallurgical Plant(Urals)에서 가동되었습니다.

황, 황철광 FeS2 및 Cu, Pb, Zn 및 기타 SO 2 함유 금속의 황화물 광석의 산화 배소에서 나오는 배기 가스는 황화물 광석 생산을 위한 원료로 작용할 수 있습니다. 소련에서 S.의 주요 양은 황철광에서 얻습니다. FeS 2 는 유동층 상태인 용광로에서 연소됩니다. 이것은 미세하게 분쇄된 황철석 층을 통해 빠르게 공기를 불어넣음으로써 달성됩니다. 생성 된 가스 혼합물은 SO 2, O 2, N 2, SO 3 불순물, H 2 O 증기, As 2 O 3 , SiO 2 등을 포함하고 전기 집진기에서 가스가 청소되는 많은 콘크리트 먼지를 운반합니다. .

S. to.는 아질산(타워) 및 접촉의 두 가지 방법으로 SO 2에서 얻습니다. SO 2 처리 S. to. 아질산법에 따르면 생산 타워 - 원통형 탱크 (15 중등), 세라믹 링 포장으로 채워져 있습니다. 위에서부터 가스 흐름을 향해 "니트로스"가 분무됩니다 - 반응에 의해 얻어진 니트로실황산 NOOSO 3 H를 포함하는 희석된 S.

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

질소 산화물에 의한 SO 2 산화는 니트로오스에 의해 흡수된 후 용액에서 발생합니다. 니트로즈는 물에 의해 가수분해됩니다.

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

타워에 들어가는 이산화황은 물과 함께 아황산을 형성합니다: SO 2 + H 2 O \u003d H 2 SO 3.

HNO 2 와 H 2 SO 3 의 상호 작용은 S의 생산으로 이어집니다.

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

유리된 NO는 산화탑에서 N 2 O 3(보다 정확하게는 NO + NO 2의 혼합물)로 변환됩니다. 거기에서 가스는 흡수 타워로 들어가고 S.는 위에서 만나서 생산 타워로 펌핑되는 니트로즈가 형성됩니다. 저것. 생산의 연속성과 질소 산화물의 순환이 수행됩니다. 배기 가스로 인한 피할 수 없는 손실은 HNO 3 의 추가로 보충됩니다.

아질산법으로 얻은 S. to.는 농도가 불충분하게 높으며 다음을 포함합니다. 유해한 불순물(예: As). 그것의 생산은 대기 중으로 질소 산화물의 방출을 동반합니다("여우 꼬리", NO 2의 색으로 명명됨).

S. to.를 생산하는 접촉 방식의 원리는 1831년 P. Philips(영국)에 의해 발견되었습니다. 첫 번째 촉매는 백금이었습니다. 19세기 말 - 20세기 초. 바나듐 무수물 V 2 O 5 에 의한 SO 2 의 SO 3 산화 촉진이 발견되었습니다. 소련 과학자 A. E. Adadurov, G. K. Boreskov, F. N. Yushkevich 등의 연구는 바나듐 촉매의 작용을 연구하고 선택하는 데 특히 중요한 역할을 했습니다. 현대 황산 공장은 접촉 방식을 사용하여 작동하도록 건설되었습니다. 다양한 비율의 SiO 2 , Al 2 O 3 , K 2 O, CaO, BaO가 첨가된 바나듐 산화물이 촉매의 기초로 사용됩니다. 모든 바나듐 접촉 덩어리는 ~420°C 이상의 온도에서만 활성을 나타냅니다. 접촉 장치에서 가스는 일반적으로 접촉 질량의 4개 또는 5개 층을 통과합니다. 접촉 방법에 의한 S. to.의 생산에서 로스팅 가스는 먼저 촉매를 독살시키는 불순물로부터 정제됩니다. S.에서 H 2 SO 4 미스트(가스 혼합물에 존재하는 SO 3 및 H 2 O로부터 형성됨)로 관개된 세척 타워에서 Se 및 먼지 잔류물이 제거됨에 따라 습식 전기 집진기에서 방출됩니다. H 2 O의 증기는 농축된 S에 의해 건조탑에서 흡수됩니다. 그런 다음 SO 2와 공기의 혼합물이 촉매(접촉 질량)를 통과하여 SO 3로 산화됩니다.

SO2 + 1/2O2 = SO3.

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

공정에 들어가는 물의 양에 따라 S. to.의 물 또는 발연황 용액이 얻어집니다.

1973 년에 S. ~ (일 수화물)의 생산량은 (백만 톤)이었습니다. 소련 - 14.9, 미국 - 28.7, 일본 - 7.1, 독일 - 5.5, 프랑스 - 4.4, 영국 - 3.9, 이탈리아 - 3.0 , 폴란드 - 2.9, 체코슬로바키아 - 1.2, 동독 - 1.1, 유고슬라비아 - 0.9

애플리케이션

황산은 기초화학공업의 가장 중요한 제품 중 하나이다. 기술적인 목적으로 발행 다음 품종 S. to.: 타워(75% 이상 H2SO4), vitriol(92.5% 이상) 및 oleum, 또는 발연 S. to.(H2SO4중 용액 18.5-20% SO3); 또한, 석영 또는 백금으로 만들어진 장비에서 접촉법으로 얻은 반응성 S. to.(92-94%)가 생성됩니다. S. to.의 강도는 비중계로 측정한 밀도에 의해 결정됩니다. 생산된 타워 S. to.의 대부분은 광물질 비료 제조에 사용됩니다. 인산, 염산, 붕산, 불산 및 기타 산의 생산에 황산을 사용하는 것은 염에서 산을 대체하는 특성을 기반으로 합니다. 농축 S. to.는 유황 및 불포화 유기 화합물에서 오일 제품을 정제하는 데 사용됩니다. 희석 S.는 주석 도금 및 아연 도금 전에 와이어 및 시트에서 스케일을 제거하고 크롬, 니켈, 구리 등으로 코팅하기 전에 금속 표면을 산세척하는 데 사용됩니다. 야금에 사용됩니다. 도움이 되는 복합 광석(특히 우라늄) 분해된다. 유기 합성에서 농축 S. to. - 필수 구성 요소많은 염료 및 의약 물질 생산에서 질화 혼합물 및 황화제. 높은 흡습성으로 인해 S. to.는 가스 건조, 농축에 사용됩니다. 질산.

안전

황산 생산에서 독성 가스(SO 2 및 NO 2)와 SO 3 및 H 2 SO 4 증기는 위험합니다. 따라서 통풍이 잘되고 장비가 완전히 밀봉되어야 합니다. S. to.는 피부에 심한 화상을 일으키므로 취급 시 각별한 주의와 보호 장비(안경, 고무 장갑, 앞치마, 장화)가 필요합니다. 희석되면 교반하면서 얇은 스트림으로 물에 S.를 부어야합니다. S. to.에 물을 추가하면 튀는 원인이 됩니다(많은 열 방출로 인해).

문학:

  • 황산 핸드북, ed. Malina K.M., 2nd ed., M., 1971;
  • Malin K. M., Arkin N. L., Boreskov G. K., Slinko M. G., 황산 기술, M., 1950;
  • Boreskov G.K., 황산 생산 촉매, M. - L., 1954년;
  • Amelin A. G., Yashke E. V., Production of 황산, M., 1974;
  • Lukyanov P. M., 소련 화학 산업의 간략한 역사, M., 1959.

I.K.말리나.

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황산(H₂SO₄)은 가장 강력한 이염기산 중 하나입니다.

에 대해 이야기한다면 물리적 특성, 그러면 황산은 걸쭉하고 투명하며 무취의 유성 액체처럼 보입니다. 농도에 따라 황산은 다양한 특성과 용도를 갖습니다.

  • 금속 가공;
  • 광석 처리;
  • 광물질 비료 생산;
  • 화학 합성.

황산 발견의 역사

접촉 황산의 농도는 92~94%입니다.

2SO₂ + O₂ = 2SO₂;

H₂O + SO₃ = H₂SO₄.

황산의 물리화학적 성질

H₂SO₄는 물과 모든 비율에서 SO₃와 섞일 수 있습니다.

수용액에서 H₂SO₄는 H₂SO₄ nH₂O 유형의 수화물을 형성합니다.

황산의 끓는점은 용액의 농도에 따라 달라지며 98% 이상의 농도에서 최고에 도달합니다.

가성 화합물 발연 황산황산에 SO₃의 용액이다.

발연황의 삼산화황 농도가 증가하면 끓는점이 낮아집니다.

황산의 화학적 성질


가열되면 진한 황산은 많은 금속을 산화시킬 수 있는 가장 강력한 산화제입니다. 유일한 예외는 일부 금속입니다.

  • 금(Au);
  • 백금(Pt);
  • 이리듐(Ir);
  • 로듐(Rh);
  • 탄탈륨(Ta).

금속을 산화시켜 진한 황산을 H₂S, S, SO₂로 환원시킬 수 있습니다.

활성 금속:

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

중간 활동 금속:

2Cr + 4 H₂SO₄(농축) → Cr₂(SO₄)₃ + 4 H₂O + S

비활성 금속:

2Bi + 6H₂SO₄(농축) → Bi₂(SO₄)₃ + 6H₂O + 3SO₂

철은 산화 피막으로 덮여 있기 때문에 차가운 농축 황산과 반응하지 않습니다. 이 과정을 패시베이션.

황산과 H₂O의 반응

H₂SO₄가 물과 혼합되면 발열 과정이 발생합니다. 많은 수의용액이 끓을 수 있는 열. 화학 실험을 할 때는 항상 물에 황산을 조금씩 첨가해야 하며 그 반대도 마찬가지입니다.

황산은 강력한 탈수제입니다. 농축 황산은 다양한 화합물에서 물을 대체합니다. 건조제로 자주 사용됩니다.

황산과 설탕의 반응

물에 대한 황산의 탐욕은 고전적인 실험에서 증명될 수 있습니다. 농축된 H₂SO₄와 , 유기화합물(탄수화물). 물질에서 물을 추출하기 위해 황산은 분자를 파괴합니다.

실험을 하려면 설탕에 물 몇 방울을 넣고 섞는다. 그런 다음 조심스럽게 황산을 붓습니다. 짧은 시간 후에 석탄이 형성되고 황이 방출되는 격렬한 반응이 관찰될 수 있습니다.

황산 및 각설탕:

황산으로 작업하는 것은 매우 위험하다는 것을 기억하십시오. 황산은 즉시 피부에 심한 화상을 입히는 부식성 물질입니다.

집에서 할 수 있는 안전한 설탕 실험을 찾을 수 있습니다.

황산과 아연의 반응

이 반응은 매우 대중적이며 수소를 생산하는 가장 일반적인 실험실 방법 중 하나입니다. 아연 과립을 묽은 황산에 첨가하면 가스가 방출되면서 금속이 용해됩니다.

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂.

묽은 황산은 활성 계열에서 수소의 왼쪽에 있는 금속과 반응합니다.

나 + H₂SO₄(dec.) → 소금 + H₂

황산과 바륨 이온의 반응

및 그 염에 대한 정성적 반응은 바륨 이온과의 반응입니다. 정량 분석, 특히 중량 측정에 널리 사용됩니다.

H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2HCl

ZnSO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + ZnCl₂

주목! 이 실험을 스스로 반복하지 마십시오!

황산(H2SO4)은 가장 부식성 있는 산이자 위험한 시약 중 하나이며, 사람에게 알려진특히 집중된 형태로. 화학적으로 순수한 황산은 유성 일관성, 무취, 무색의 무거운 독성 액체입니다. 접촉법에 의해 이산화황(SO2)을 산화시켜 얻는다.

+ 10.5 ° C의 온도에서 황산은 스폰지처럼 탐욕스럽게 얼어 붙은 유리 결정질 덩어리로 변하여 환경의 수분을 흡수합니다. 산업 및 화학 분야에서 황산은 주요 성분 중 하나입니다. 화합물톤 단위의 생산 측면에서 선도적인 위치를 차지합니다. 이것이 황산을 "화학의 혈액"이라고 부르는 이유입니다. 황산은 비료를 만드는 데 사용됩니다. 약물, 기타 산, 대형 , 비료 등.

황산의 기본 물리화학적 성질

  1. 100% 농도의 순수한 형태(식 H2SO4)의 황산은 무색의 걸쭉한 액체입니다. H2SO4의 가장 중요한 특성은 높은 흡습성(공기에서 물을 제거하는 능력)입니다. 이 과정에는 엄청난 열 방출이 수반됩니다.
  2. H2SO4는 강산입니다.
  3. 황산은 일수화물이라고 합니다. 이는 SO3 1몰당 1몰의 H2O(물)를 포함합니다. 인상적인 흡습성으로 인해 가스에서 수분을 추출하는 데 사용됩니다.
  4. 끓는점 - 330 ° C 이 경우 산은 SO3와 물로 분해됩니다. 밀도 - 1.84. 융점 - 10.3 ° C /.
  5. 진한 황산은 강력한 산화제입니다. 산화 환원 반응을 시작하려면 산을 가열해야 합니다. 반응의 결과는 SO2입니다. S+2H2SO4=3SO2+2H2O
  6. 농도에 따라 황산은 금속과 다르게 반응합니다. 묽은 상태에서 황산은 일련의 전압에 있는 모든 금속을 수소로 산화시킬 수 있습니다. 산화에 가장 강한 것은 예외입니다. 묽은 황산은 염, 염기, 양쪽성 및 염기성 산화물과 반응합니다. 농축 황산은 일련의 전압에서 모든 금속과 은을 산화시킬 수 있습니다.
  7. 황산은 산성(황산수소염)과 중간(황산염)의 두 가지 유형의 염을 형성합니다.
  8. H2SO4는 유기물 및 비금속과 활발한 반응을 일으키며, 그 중 일부를 석탄으로 만들 수 있습니다.
  9. 무수 황산은 H2SO4에 완벽하게 용해되며, 이 경우 황산에 SO3의 용액인 발연황이 형성됩니다. 외부 적으로는 황산 발연, 황산 무수석 방출과 같이 보입니다.
  10. 수용액 속의 황산은 강한 이염기산으로 물에 넣으면 엄청난 양의 열이 방출된다. 농축된 용액에서 H2SO4의 묽은 용액을 준비할 때 물에 더 무거운 산을 소량의 흐름으로 첨가해야 하며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이것은 끓는 물과 튀는 산을 피하기 위해 수행됩니다.

농축 및 묽은 황산

황산의 농축 용액에는 은 또는 팔라듐을 용해할 수 있는 40% 용액이 포함됩니다.

묽은 황산에는 농도가 40% 미만인 용액이 포함됩니다. 이러한 활성 솔루션은 아니지만 황동 및 구리와 반응할 수 있습니다.

황산 얻기

산업적 규모의 황산 생산은 15세기에 시작되었지만 그 당시에는 "비트리올"이라고 불렸습니다. 초기 인류가 수십 리터의 황산만 소비했다면, 현대 세계계산은 연간 수백만 톤에 이릅니다.

황산이 생성된다 산업 방식, 그리고 그 중 세 가지가 있습니다.

  1. 연락 방법.
  2. 아질산법
  3. 기타 방법

각각에 대해 자세히 이야기합시다.

접점 생산 방식

생산의 접촉 방법이 가장 일반적이며 다음과 같은 작업을 수행합니다.

  • 최대 소비자 수의 요구를 충족시키는 제품이 나옵니다.
  • 생산하는 동안 환경에 대한 피해가 줄어듭니다.

접촉 방법에서 다음 물질이 원료로 사용됩니다.

  • 황철광(황철광);
  • 황;
  • 바나듐 산화물(이 물질은 촉매 역할을 함);
  • 황화수소;
  • 다양한 금속의 황화물.

생산 공정을 시작하기 전에 원료를 미리 준비합니다. 우선, 특수 분쇄 공장에서 황철석은 분쇄를 거쳐 활성 물질의 접촉 면적이 증가하여 반응을 가속화합니다. 황철석은 정화 과정을 거칩니다. 큰 물 용기에 담그는 동안 폐석과 모든 종류의 불순물이 표면으로 떠오릅니다. 프로세스가 끝나면 제거됩니다.

생산 부분은 여러 단계로 나뉩니다.

  1. 파쇄 후 황철광을 세척하고 용광로로 보내 최대 800 ° C의 온도에서 해고합니다. 역류의 원리에 따라 아래에서 챔버로 공기가 공급되어 황철석이 매달린 상태가 됩니다. 오늘날 이 프로세스는 몇 초가 걸리지만 이전에는 실행하는 데 몇 시간이 걸렸습니다. 로스팅 과정에서 산화철 형태의 폐기물이 나타나 제거되어 기업으로 이전됩니다. 야금 산업. 소성 중 수증기, O2 및 SO2 가스가 방출됩니다. 수증기와 가장 작은 불순물로부터 정화가 완료되면 순수한 황산화물과 산소가 얻어진다.
  2. 두 번째 단계에서는 바나듐 촉매를 사용하여 압력 하에서 발열 반응이 발생합니다. 반응의 시작은 온도가 420 °C에 도달하면 시작되지만 효율을 높이기 위해 550 °C까지 올릴 수 있습니다. 반응 동안 촉매 산화가 일어나고 SO2는 SO가 된다.
  3. 생산의 세 번째 단계의 본질은 다음과 같습니다. 흡수탑에서 SO3의 흡수, 그 동안 올륨 H2SO4가 형성됩니다. 이 형태에서 H2SO4는 특수 용기(강과 반응하지 않음)에 부어 최종 사용자를 만날 준비가 되었습니다.

위에서 말했듯이 생산 과정에서 많은 열에너지가 발생하여 난방용으로 사용됩니다. 많은 황산 공장은 추가 전기를 생성하기 위해 배기 증기를 사용하는 증기 터빈을 설치합니다.

황산 생산을 위한 아질산 공정

보다 농축되고 순수한 황산과 발연황산을 생산하는 접촉식 생산방식의 장점에도 불구하고 아질산법에서는 상당히 많은 양의 H2SO4가 생산된다. 특히, 과인산염 공장에서.

H2SO4 생산을 위해 이산화황은 접촉 및 아질산 방법 모두에서 초기 물질로 작용합니다. 특히 이러한 목적을 위해 유황을 태우거나 유황 금속을 구워서 얻습니다.

이산화황의 아황산으로의 전환은 이산화황의 산화와 물의 첨가로 구성됩니다. 공식은 다음과 같습니다.
SO2 + 1|2 O2 + H2O = H2SO4

그러나 이산화황은 산소와 직접 반응하지 않으므로 아질산법에서는 질소 산화물을 사용하여 이산화황의 산화가 수행됩니다. 이 과정에서 더 높은 질소 산화물(우리는 이산화질소 NO2, 삼산화질소 NO3에 대해 이야기하고 있음)은 산화질소 NO로 환원되고, 이는 후속적으로 산소에 의해 더 높은 산화물로 산화됩니다.

아질산법에 의한 황산 생산은 기술적으로 두 가지 방식으로 공식화됩니다.

  • 방.
  • 탑.

아질산염 방법에는 여러 가지 장점과 단점이 있습니다.

니트로 방법의 단점:

  • 그것은 75 % 황산으로 밝혀졌습니다.
  • 제품 품질이 낮습니다.
  • 질소 산화물의 불완전한 반환(HNO3의 추가). 그들의 배출은 유해합니다.
  • 산에는 철, 질소 산화물 및 기타 불순물이 포함되어 있습니다.

질소 방법의 장점:

  • 프로세스 비용이 더 저렴합니다.
  • 100%에서 SO2를 처리할 가능성.
  • 하드웨어 설계의 단순성.

러시아 주요 황산 공장

우리나라의 연간 H2SO4 생산량은 약 1천만 톤으로 6자리로 계산됩니다. 러시아의 주요 황산 생산 업체는 주요 소비자이기도 한 회사입니다. 그것은 관하여활동 분야가 광물질 비료 생산인 회사에 대해. 예를 들어 "Balakovo 광물질 비료", "Ammophos".

크림 반도의 아미안스크에서 가장 큰 이산화티타늄 생산업체가 해당 지역에서 운영되고 있습니다. 동유럽의크림 타이탄. 또한 공장은 황산, 광물질 비료, 황산철등.

다양한 유형의 황산이 많은 공장에서 생산됩니다. 예를 들어 배터리 황산은 Karabashmed, FKP Biysk Oleum Plant, Svyatogor, Slavia, Severkhimprom 등에서 생산됩니다.

Oleum은 UCC Shchekinoazot, FKP Biysk Oleum Plant, Ural Mining and Metallurgical Company, Kirishinefteorgsintez Production Association 등에서 생산합니다.

고순도 황산은 UCC Shchekinoazot, Component-Reaktiv에서 생산합니다.

사용한 황산은 ZSS, HaloPolymer Kirovo-Chepetsk 공장에서 구입할 수 있습니다.

상업적인 황산 생산자는 Promsintez, Khiprom, Svyatogor, Apatit, Karabashmed, Slavia, Lukoil-Permnefteorgsintez, Chelyabinsk Zinc Plant, Electrozinc 등입니다.

황철석이 H2SO4 생산의 주요 원료이고 이것이 농축 기업의 낭비라는 사실 때문에 공급자는 Norilsk 및 Talnakh 농축 공장입니다.

H2SO4 생산의 주요 세계 위치는 각각 3천만 톤과 6천만 톤을 차지하는 미국과 중국이 차지하고 있습니다.

황산의 범위

세계는 연간 약 2억 톤의 H2SO4를 소비하며 이로부터 다양한 제품이 생산됩니다. 황산은 산업적 사용 측면에서 다른 산들 중에서 손바닥을 정당하게 보유합니다.

이미 아시다시피 황산은 화학공업에서 가장 중요한 제품 중 하나이므로 황산의 범위는 상당히 넓습니다. H2SO4의 주요 용도는 다음과 같습니다.

  • 황산은 광물질 비료 생산에 막대한 양으로 사용되며 전체 톤수의 약 40%를 차지합니다. 이러한 이유로 H2SO4를 생산하는 공장은 비료 공장 옆에 건설되고 있습니다. 이들은 황산 암모늄, 과인산 염 등입니다. 생산 과정에서 황산은 순수한 형태(100% 농도)로 사용됩니다. 1톤의 암모포스 또는 과인산염을 생산하려면 600리터의 H2SO4가 필요합니다. 이 비료는 주로 농업에 사용됩니다.
  • H2SO4는 폭발물을 만드는 데 사용됩니다.
  • 석유 제품의 정제. 등유, 휘발유의 경우 미네랄 오일황산을 사용할 때 발생하는 탄화수소의 정제가 필요합니다. 탄화수소 정제를 위해 오일을 정제하는 과정에서 이 산업은 세계 H2SO4 톤수의 30%를 "채취"합니다. 또한 연료의 옥탄가는 황산으로 증가하고 유정은 석유 생산 중에 처리됩니다.
  • 야금 산업에서. 황산은 철사에서 스케일과 녹을 제거하기 위해 야금에 사용되며, 판금, 뿐만 아니라 비철 금속 생산에서 알루미늄의 회수. 덮기 전에 금속 표면구리, 크롬 또는 니켈, 표면은 황산으로 에칭됩니다.
  • 의약품 제조.
  • 페인트 생산에서.
  • 화학 산업에서. H2SO4는 세제, 에틸 세제, 살충제 등의 생산에 사용되며 이러한 공정은 그것 없이는 불가능합니다.
  • 다른 알려진 산을 얻으려면 유기 및 무기화합물산업용으로 사용됩니다.

황산염 및 그 용도

황산의 가장 중요한 염은 다음과 같습니다.

  • Glauber's salt Na2SO4 10H2O(결정질 황산나트륨). 적용 범위는 매우 넓습니다. 유리, 소다, 수의학 및 의약품 생산.
  • 황산바륨 BaSO4는 고무, 종이, 백색 광물 도료 생산에 사용됩니다. 또한, 위장의 투시를 위해 의학에서 빠뜨릴 수 없습니다. 이 절차를 위해 "바륨 죽"을 만드는 데 사용됩니다.
  • 황산칼슘 CaSO4. 자연에서는 석고 CaSO4 2H2O와 무수석고 CaSO4의 형태로 발견될 수 있습니다. 석고 CaSO4 2H2O 및 황산칼슘은 의약 및 건축에 사용됩니다. 석고의 경우 150 - 170 ° C의 온도로 가열하면 부분 탈수가 발생하여 우리에게 설화 석고로 알려진 탄 석고가 생성됩니다. 물과 함께 설화 석고 반죽하기 액체 반죽, 덩어리는 빠르게 굳어 일종의 돌로 변합니다. 에서 적극적으로 사용되는 것은 이 설화 석고의 속성입니다. 건설 작업: 주물과 주형을 만듭니다. 석고 작업에서 결합재로 설화 석고는 필수 불가결합니다. 외상 부서의 환자에게는 특수 고정 단단한 붕대가 제공됩니다. 그들은 설화 석고를 기반으로 만들어집니다.
  • 철 vitriol FeSO4 7H2O는 잉크 준비, 목재 함침 및 해충 박멸을위한 농업 활동에 사용됩니다.
  • 명반 KCr(SO4)2 12H2O, KAl(SO4)2 12H2O 등은 도료 생산 및 피혁공업(무두질)에 사용된다.
  • 많은 사람들이 황산구리 CuSO4 5H2O를 직접 알고 있습니다. 그것은 식물 질병 및 해충과의 싸움에서 농업의 적극적인 조력자입니다. CuSO4 5H2O 수용액은 곡물을 피클하고 식물을 살포하는 데 사용됩니다. 또한 일부 미네랄 페인트를 준비하는 데 사용됩니다. 그리고 일상 생활에서 벽에서 곰팡이를 제거하는 데 사용됩니다.
  • 황산 알루미늄 - 펄프 및 제지 산업에서 사용됩니다.

묽은 형태의 황산은 납축전지의 전해질로 사용됩니다. 또한 세제와 비료를 생산하는 데 사용됩니다. 그러나 대부분의 경우, 이것은 oleum의 형태로 제공됩니다. 이것은 H2SO4에서 SO3의 솔루션입니다(다른 oleum 공식도 찾을 수 있음).

놀라운 사실! 올륨은 진한 황산보다 반응성이 높지만 그럼에도 불구하고 강철과 반응하지 않습니다! 이러한 이유로 황산 자체보다 운송이 용이합니다.

"산의 여왕"의 사용 영역은 실제로 대규모이며 산업에서 사용되는 모든 방법에 대해 말하기 어렵습니다. 유화제로도 사용된다. 음식 산업, 수질 정화, 폭발물 합성 및 기타 여러 목적으로 사용됩니다.

황산의 역사

우리 중 누가 들어 본 적이 없습니까? 블루 vitriol? 따라서 고대에 연구되었으며 일부 작품에서는 새로운 시대과학자들은 vitriol의 기원과 그 특성에 대해 논의했습니다. Vitriol은 고대 로마의 자연 탐험가인 Pliny The Elder인 그리스 의사 Dioscorides에 의해 연구되었으며 그들의 글에서 진행 중인 실험에 대해 썼습니다. 의학적 목적으로 고대 치료사 Ibn Sina는 다양한 vitriol 물질을 사용했습니다. 야금술에서 vitriol이 사용 된 방법은 연금술사의 작품에서 말했습니다. 고대 그리스파노폴리스의 조시마.

황산을 얻는 첫 번째 방법은 칼륨 명반을 가열하는 과정이며 XIII 세기의 연금술 문헌에 이에 대한 정보가 있습니다. 그 당시 연금술사는 명반의 구성과 과정의 본질을 알지 못했지만 이미 15 세기에 의도적으로 황산의 화학적 합성에 참여하기 시작했습니다. 그 과정은 다음과 같았다: 연금술사는 질산으로 가열하여 황과 안티몬(III) 황화물 Sb2S3의 혼합물을 처리했습니다.

중세 유럽에서는 황산을 "바이트리올 오일"이라고 불렀으나 이후 바이트리올로 이름이 바뀌었습니다.

17세기에 요한 글라우버(Johann Glauber)는 불에 탄 결과 질산칼륨그리고 수증기의 존재 하에 천연 황은 황산을 받았다. 황을 질산염으로 산화시킨 결과, 수증기와 반응한 황산화물이 얻어지고, 그 결과 유성 액체가 얻어졌다. 그것은 vitriol 기름이었고 황산의이 이름은 오늘날까지 존재합니다.

18세기 30년대 런던의 약사 Ward Joshua는 이 반응을 다음과 같이 사용했습니다. 산업 생산품황산이지만 중세에는 소비량이 수십 킬로그램으로 제한되었습니다. 사용 범위는 좁았습니다. 연금술 실험, 귀금속 정제 및 제약 사업. 농축 황산은 베르톨레 소금을 함유한 특수 성냥 제조에 소량으로 사용되었습니다.

러시아에서는 vitriol이 17 세기에만 나타났습니다.

영국 버밍엄에서 John Roebuck은 1746년 위의 황산 생산 방법을 적용하여 생산을 시작했습니다. 동시에 그는 유리 용기보다 저렴한 강력한 대형 납 라이닝 챔버를 사용했습니다.

업계에서 이 방법은 거의 200년 동안 자리를 잡았으며 챔버에서 65%의 황산이 얻어졌습니다.

잠시 후 영국의 글로버와 프랑스의 화학자 게이뤼삭이 공정 자체를 개선해 78% 농도의 황산을 얻기 시작했다. 그러나 그러한 산은 예를 들어 염료의 생산에 적합하지 않았습니다.

19세기 초에 이산화황을 무수 황산으로 산화시키는 새로운 방법이 발견되었습니다.

처음에는 산화질소를 사용하여 수행한 다음 백금을 촉매로 사용했습니다. 이 두 가지 이산화황 산화 방법은 더욱 개선되었습니다. 백금 및 기타 촉매에 대한 이산화황의 산화는 접촉 방법으로 알려지게 되었습니다. 그리고 이 가스를 질소 산화물로 산화시키는 것을 아질산 황산 제조법이라고 했습니다.

1831년이 되어서야 영국의 아세트산 판매상인 Peregrine Philips가 황산화물(VI)과 진한 황산을 생산하는 경제적인 방법에 대한 특허를 얻었으며 오늘날 세계에 다음과 같이 알려져 있습니다. 연락 방법그것을 받고.

과인산염의 생산은 1864년에 시작되었습니다.

19세기 80년대 유럽에서는 황산 생산량이 100만 톤에 달했습니다. 주요 생산국은 독일과 영국으로 전 세계 황산 총량의 72%를 생산합니다.

황산 운송은 노동 집약적이며 책임 있는 작업입니다.

황산은 유해 물질로 분류됩니다. 화학 물질, 피부에 닿으면 심한 화상을 입습니다. 또한 사람에게 화학 중독을 일으킬 수 있습니다. 운송 중 관찰되지 않은 경우 특정 규칙, 황산은 폭발성으로 인해 사람과 환경 모두에 많은 피해를 줄 수 있습니다.

황산은 위험 등급 8로 지정되었으며 운송은 특별히 훈련을 받고 훈련을 받은 전문가가 수행해야 합니다. 황산 운송을 위한 중요한 조건은 특별히 개발된 위험물 운송 규칙을 준수하는 것입니다.

도로 운송은 다음 규칙에 따라 수행됩니다.

  1. 운송을 위해 특수 용기는 황산이나 티타늄과 반응하지 않는 특수 강철 합금으로 만들어집니다. 이러한 용기는 산화되지 않습니다. 유해 황산은 특수 황산 화학 탱크로 운송됩니다. 그들은 디자인이 다르며 황산의 종류에 따라 운송 중에 선택됩니다.
  2. 발연산을 운송할 때 산의 화학적 특성을 보존하기 위해 필요한 온도 체계가 유지되는 특수 등온 보온병 탱크를 사용합니다.
  3. 일반 산이 운송되는 경우 황산 탱크가 선택됩니다.
  4. 배터리, 글러브 용 발연, 무수, 농축과 같은 도로를 통한 황산 운송은 탱크, 배럴, 컨테이너와 같은 특수 용기에서 수행됩니다.
  5. 위험물 운송은 ADR 인증서를 소지한 운전자만 수행할 수 있습니다.
  6. 운송 중에는 허용 속도를 엄격히 준수해야 하므로 이동 시간에는 제한이 없습니다.
  7. 운송하는 동안 붐비는 장소와 생산 시설을 우회하여 실행해야 하는 특수 경로가 구축됩니다.
  8. 운송에는 특별한 표시와 위험 표지판이 있어야 합니다.

인간에 대한 황산의 위험한 특성

황산은 인체에 대한 위험을 증가시킵니다. 그것의 독성 효과는 피부와의 직접적인 접촉뿐만 아니라 이산화황이 방출될 때 증기의 흡입에 의해 발생합니다. 위험은 다음에 적용됩니다.

  • 호흡기 체계;
  • 외피;
  • 점막.

신체의 중독은 종종 황산의 일부인 비소에 의해 강화될 수 있습니다.

중요한! 아시다시피 산이 피부에 닿으면 심한 화상을 입습니다. 덜 위험한 것은 황산 증기로 인한 중독입니다. 공기 중 황산의 안전한 복용량은 1제곱미터당 0.3mg에 불과합니다.

황산이 점막이나 피부에 묻으면 심한 화상을 입어 잘 낫지 않는다. 화상의 규모가 크면 피해자는 화상 질환에 걸리고 적시에 적절한 의료 서비스가 제공되지 않으면 사망에 이를 수도 있습니다.

중요한! 성인의 경우 황산의 치사량은 1리터당 0.18cm에 불과합니다.

물론 "직접 체험"에서 산의 독성 효과 평범한 인생문제. 대부분의 경우 용액으로 작업 할 때 산업 안전을 무시하기 때문에 산 중독이 발생합니다.

황산 증기에 의한 대량 중독은 생산상의 기술적 문제 또는 부주의로 인해 발생할 수 있으며 대기 중으로 대량 방출됩니다. 이러한 상황을 방지하기 위해 위험한 산이 사용되는 생산 기능을 제어하는 ​​​​특수 서비스가 작동하고 있습니다.

황산 중독의 증상은 무엇입니까?

산을 섭취한 경우:

  • 소화 기관 부위의 통증.
  • 메스꺼움과 구토.
  • 심각한 장 장애로 인한 대변 위반.
  • 타액의 강한 분비.
  • 신장에 대한 독성 영향으로 인해 소변이 붉어집니다.
  • 후두와 인후의 붓기. 쌕쌕거림, 쉰 목소리가 있습니다. 질식으로 사망에 이를 수 있습니다.
  • 잇몸에 갈색 반점이 나타납니다.
  • 피부가 파랗게 변합니다.

화상으로 피부화상 질환에 고유한 모든 합병증이 있을 수 있습니다.

쌍으로 중독되면 다음 그림이 관찰됩니다.

  • 눈의 점막 화상.
  • 코피.
  • 호흡기 점막의 화상. 이 경우 피해자는 강한 통증 증상을 경험합니다.
  • 질식 증상과 함께 후두가 부어오름(산소 부족, 피부가 파랗게 변함).
  • 중독이 심하면 메스꺼움과 구토가있을 수 있습니다.

아는 것이 중요합니다! 섭취 후 산성 중독은 증기 흡입으로 인한 중독보다 훨씬 위험합니다.

황산에 의한 손상에 대한 응급 처치 및 치료 절차

황산과 접촉 시 다음과 같이 진행하십시오.

  • 먼저 전화 구급차. 액체가 내부에 들어간 경우 위 세척을 수행하십시오. 따뜻한 물. 그 후, 작은 모금으로 100g의 해바라기 또는 올리브유. 또한 얼음 조각을 삼키거나 우유 또는 탄 마그네시아를 마셔야합니다. 이것은 황산의 농도를 낮추고 인간의 상태를 완화하기 위해 수행되어야 합니다.
  • 산이 눈에 들어간 경우에는 씻어내십시오. 흐르는 물, 그런 다음 디카인과 노보카인 용액을 떨어뜨립니다.
  • 산이 피부에 묻으면 화상 부위를 흐르는 물에 잘 씻고 소다수로 붕대를 감는다. 약 10-15분 동안 헹굽니다.
  • 증기 중독의 경우 다음으로 가야합니다. 맑은 공기, 또한 영향을 받은 점막을 가능한 한 물로 헹굽니다.

병원 환경에서 치료는 화상 부위와 중독 정도에 따라 다릅니다. 마취는 노보카인으로 만 수행됩니다. 영향을받는 지역에서 감염의 발병을 피하기 위해 환자에게 항생제 치료 과정이 선택됩니다.

위 출혈의 경우 혈장을 주입하거나 혈액을 수혈합니다. 출혈의 원인은 수술로 제거할 수 있습니다.

  1. 순수한 100% 형태의 황산은 자연에서 발견됩니다. 예를 들어 이탈리아 사해의 시칠리아에서는 독특한 현상을 볼 수 있습니다. 황산이 바닥에서 바로 스며 나오는 것입니다! 그리고 이것은 다음과 같습니다: pyrite from 지각이 경우 형성을 위한 원료로 사용됩니다. 죽음의 호수라고도 불리는 이곳은 벌레도 올라오기 겁난다!
  2. 대규모 화산 폭발 후, 황산 방울은 종종 지구 대기에서 발견될 수 있으며, 그러한 경우 "범인"은 부정적인 결과환경에 영향을 미치고 심각한 기후 변화를 일으킵니다.
  3. 황산은 활성 흡수제이므로 가스 건조기로 사용됩니다. 에 옛날방에서 창문에 김이 서리지 않도록 이 산을 항아리에 붓고 창 개구부 사이에 넣었습니다.
  4. 황산은 산성비의 주요 원인입니다. 산성비의 주원인은 이산화황으로 인한 대기오염으로 물에 용해되면 황산을 형성한다. 차례로, 화석 연료가 연소될 때 이산화황이 방출됩니다. 산성비에서 연구 지난 몇 년, 질산의 함량이 증가하였다. 이 현상의 원인은 이산화황 배출량의 감소입니다. 이러한 사실에도 불구하고 황산은 산성비의 주요 원인으로 남아 있습니다.

우리는 당신에게 비디오 편집을 제공합니다 흥미로운 경험황산으로.

황산을 설탕에 부었을 때의 반응을 고려하십시오. 황산이 설탕과 함께 플라스크에 들어가는 첫 몇 초 동안 혼합물이 어두워집니다. 몇 초 후에 물질이 검게 변합니다. 가장 흥미로운 일이 다음에 발생합니다. 덩어리가 빠르게 성장하기 시작하고 플라스크 밖으로 올라갑니다. 출력에서 우리는 자랑스러운 물질을 얻습니다. 다공성처럼 보입니다. 숯, 초기 볼륨을 3-4 배 초과합니다.

동영상 작성자는 코카콜라와 염산 및 황산의 반응을 비교하는 것을 제안합니다. 코카콜라와 염산을 섞으면 육안으로 보이는 변화가 없으나 황산과 섞이면 코카콜라가 끓기 시작한다.

황산이 화장지에 묻을 때 흥미로운 상호 작용을 관찰할 수 있습니다. 휴지셀룰로오스로 구성되어 있습니다. 산이 들어가면 셀룰로오스 분자는 유리 탄소를 방출하면서 즉시 분해됩니다. 산이 목재에 닿으면 유사한 탄화가 관찰될 수 있습니다.

나는 농축 산이 든 플라스크에 작은 칼륨 조각을 추가합니다. 첫 번째 순간에 연기가 방출되고 그 후 금속이 즉시 타오르고 점화되어 폭발하여 조각으로 절단됩니다.

다음 실험에서는 황산이 성냥에 부딪히면 폭발합니다. 실험의 두 번째 부분에서는 알루미늄 호일에 아세톤과 성냥을 담근다. 엄청난 양의 연기가 방출되고 완전히 용해되면서 호일이 순간적으로 가열됩니다.

추가할 때 흥미로운 효과가 관찰됩니다. 베이킹 소다황산으로. 소다가 순식간에 노란색. 반응은 빠르게 끓고 부피가 증가하면서 진행됩니다.

우리는 집에서 위의 모든 실험을 수행하는 것을 절대적으로 권장하지 않습니다. 황산은 부식성이 강하고 독성이 강한 물질입니다. 이러한 실험은 강제 환기. 황산과의 반응으로 방출되는 가스는 독성이 강하고 호흡기에 손상을 입히고 신체를 중독시킬 수 있습니다. 또한 이러한 실험은 피부 및 호흡기에 대한 개인 보호 장비에서 수행됩니다. 몸조심하세요!

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