Kwas siarkowy. Właściwości, ekstrakcja, zastosowanie i cena kwasu siarkowego

„Prawie nie ma innej, sztucznie wytworzonej substancji, tak często stosowanej w technologii, jak kwas siarkowy.

Tam, gdzie nie ma fabryk do jej wydobycia, opłacalna produkcja wielu innych substancji o dużym znaczeniu technicznym jest nie do pomyślenia”

DI. Mendelejew

Kwas siarkowy znajduje zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu chemicznego:

nawozy mineralne, tworzywa sztuczne, barwniki, włókna sztuczne, kwasy mineralne, detergenty;
w przemyśle naftowym i petrochemicznym:

do rafinacji ropy naftowej, otrzymywania parafin;

w metalurgii metali nieżelaznych:

do produkcji metali nieżelaznych - cynk, miedź, nikiel itp.

w metalurgii żelaza:

do trawienia metali;

w przemyśle celulozowo-papierniczym, spożywczym i lekkim (do produkcji skrobi, melasy, bielenia tkanin) itp.

Produkcja kwasu siarkowego

Kwas siarkowy produkowany jest w przemyśle dwoma sposobami: kontaktowym i azotowym.

Metoda kontaktowa do produkcji kwasu siarkowego

Kwas siarkowy wytwarzany jest metodą kontaktową w dużych ilościach w zakładach kwasu siarkowego.

Obecnie główną metodą produkcji kwasu siarkowego jest kontakt, ponieważ. ta metoda ma przewagę nad innymi:

Otrzymanie produktu w postaci czystego stężonego kwasu, akceptowanego przez wszystkich konsumentów;

- redukcja emisji szkodliwych substancji do atmosfery wraz ze spalinami

I. Surowce do produkcji kwasu siarkowego.

Główny surowiec

siarka - S

piryt siarki (piryt) - FeS 2

siarczki metali nieżelaznych - Cu2S, ZnS, PbS

siarkowodór - H 2 S

Materiał pomocniczy

Katalizator – tlenek wanadu – V 2 O 5

II. Przygotowanie surowców.

Przeanalizujmy produkcję kwasu siarkowego z pirytu FeS 2.

1) Mielenie pirytu. Przed użyciem duże kawałki pirytu są kruszone w kruszarkach. Wiesz, że gdy substancja jest kruszona, szybkość reakcji wzrasta, ponieważ. zwiększa się powierzchnia kontaktu reagentów.

2) Oczyszczanie pirytu. Po rozdrobnieniu piryt jest oczyszczany z zanieczyszczeń (skała odpadowa i ziemia) poprzez flotację. W tym celu pokruszony piryt jest spuszczany do ogromnych kadzi z wodą, mieszany, skała płonna unosi się w górę, a następnie skała płonna jest usuwana.

III. Podstawowe procesy chemiczne:

4 FeS 2 + 11 O 2 T = 800°C→ 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2 + Q lub płonąca siarka S+O2 T ° C→ SO2

2SO2 + O2 400-500° OD,V2O5 , P↔ 2SO 3 + Q

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 + Q

IV . Zasady technologiczne:

Zasada ciągłości;

Zasada zintegrowanego wykorzystania surowców,wykorzystanie odpadów z innej produkcji;

Zasada produkcji bezodpadowej;

Zasada wymiany ciepła;

zasada przeciwprądu („złoże fluidalne”);

Zasada automatyzacji i mechanizacji procesów produkcyjnych.

V . Procesy technologiczne:

Zasada ciągłości: prażenie pirytu w piecu → dostawa tlenku siarki ( IV ) i tlenu do układu oczyszczania → do aparatu kontaktowego → doprowadzenie tlenku siarki ( VI ) do wieży absorpcyjnej.

VI . Ochrona środowiska:

1) szczelność rurociągów i urządzeń,

2) filtry oczyszczające gaz

VII. Chemia produkcji :

PIERWSZY ETAP - prażenie pirytu w piecu do prażenia w „złożu fluidalnym”.

Stosowany jest głównie kwas siarkowy piryty flotacyjne- odpady produkcyjne podczas wzbogacania rud miedzi zawierające mieszaniny związków siarki miedzi i żelaza. Proces wzbogacania tych rud odbywa się w zakładach wzbogacania Norylsk i Talnakh, które są głównymi dostawcami surowców. Ten surowiec jest bardziej opłacalny, ponieważ. Piryt siarkowy wydobywany jest głównie na Uralu i oczywiście jego dostawa może być bardzo kosztowna. Możliwe zastosowanie siarka, który powstaje również podczas wzbogacania rud metali nieżelaznych wydobywanych w kopalniach. Siarka jest również dostarczana przez Flotę Pacyfiku i NOF. (koncentracja fabryk).

Równanie reakcji pierwszego stopnia

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

Pokruszony, oczyszczony, wilgotny (po flotacji) piryt wsypywany jest od góry do pieca do wypalania w „złożu fluidalnym”. Od dołu (zasada przeciwprądu) powietrze wzbogacone tlenem jest przepuszczane w celu dokładniejszego wypalenia pirytu. Temperatura w piecu sięga 800°C. Piryt jest podgrzewany do czerwieni i znajduje się w stanie „zawieszenia” z powodu nadmuchu powietrza od dołu. To wszystko wygląda jak wrzący, gorący płyn. Nawet najmniejsze cząstki pirytu nie zbrylają się w „złożu fluidalnym”. Dlatego proces wypalania jest bardzo szybki. Jeśli wcześniej spalanie pirytu zajmowało 5-6 godzin, teraz zajmuje to tylko kilka sekund. Ponadto w „złożu fluidalnym” możliwe jest utrzymanie temperatury 800°C.

Dzięki ciepłu uwolnionemu w wyniku reakcji temperatura w piecu jest utrzymywana. Nadmiar ciepła jest usuwany: rury z wodą biegną po obwodzie pieca, który jest ogrzewany. Ciepła woda wykorzystywana jest dalej do centralnego ogrzewania sąsiednich pomieszczeń.

Powstały tlenek żelaza Fe 2 O 3 (żużel) nie jest używany do produkcji kwasu siarkowego. Ale jest zbierany i wysyłany do zakładu metalurgicznego, gdzie z tlenku żelaza – stali (2% węgla C w stopie) i żeliwa (4% węgla C w stopie) pozyskuje się żelazo metaliczne i jego stopy z węglem.

Zatem, zasada produkcji chemicznej- produkcja bezodpadowa.

Wychodzenie z piekarnika gaz piecowy , którego skład: SO 2, O 2, para wodna (piryt był mokry!) I najmniejsze cząstki żużla (tlenek żelaza). Taki gaz piecowy musi być oczyszczony z zanieczyszczeń stałych cząstek żużlu i pary wodnej.

Oczyszczanie gazu piecowego ze stałych cząstek żużlu odbywa się w dwóch etapach - w cyklonie (stosowana jest siła odśrodkowa, stałe cząstki żużlu uderzają w ściany cyklonu i opadają). W celu usunięcia drobnych cząstek mieszanina jest przesyłana do elektrofiltrów, gdzie jest oczyszczana pod działaniem prądu o wysokim napięciu ~60 000 V (stosowane jest przyciąganie elektrostatyczne, cząstki żużlu przyklejają się do naelektryzowanych płyt elektrofiltru, z wystarczającą akumulacją pod własnym ciężarem opadają), aby usunąć parę wodną z gazu piecowego (gaz suszarniczy) należy użyć stężonego kwasu siarkowego, który jest bardzo dobrym środkiem osuszającym, ponieważ pochłania wodę.

Suszenie gazu piecowego odbywa się w wieży suszarniczej - gaz piecowy unosi się od dołu do góry, a stężony kwas siarkowy przepływa od góry do dołu. Aby zwiększyć powierzchnię kontaktu gazu i cieczy, wieżę wypełniono ceramicznymi pierścieniami.

Na wylocie z wieży suszącej gaz z pieca nie zawiera już żadnych cząstek żużlu ani pary wodnej. Gaz piecowy jest teraz mieszaniną tlenku siarki SO 2 i tlenu O 2 .

DRUGI ETAP - katalityczne utlenianie SO 2 do SO 3 tlenem w urządzeniu kontaktowym.

Równanie reakcji dla tego etapu to:

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

Złożoność drugiego etapu polega na tym, że proces utleniania jednego tlenku w drugi jest odwracalny. Dlatego konieczne jest dobranie optymalnych warunków przebiegu reakcji bezpośredniej (otrzymania SO 3).

Z równania wynika, że reakcja jest odwracalna, co oznacza, że na tym etapie konieczne jest utrzymanie takich warunków, aby równowaga przesuwała się w kierunku wyjścia SO 3 w przeciwnym razie cały proces zostanie przerwany. Dlatego reakcja przebiega ze spadkiem objętości (3 V↔2V ), wymagane jest zwiększone ciśnienie. Zwiększ ciśnienie do 7-12 atmosfer. Reakcja jest egzotermiczna, dlatego biorąc pod uwagę zasadę Le Chateliera, proces ten nie może być prowadzony w wysokiej temperaturze, ponieważ. waga przesunie się w lewo. Reakcja zaczyna się w temperaturze = 420 stopni, ale dzięki wielowarstwowemu katalizatorowi (5 warstw) możemy ją zwiększyć do 550 stopni, co znacznie przyspiesza proces. Stosowanym katalizatorem jest wanad (V2O5). Jest tani i wytrzymuje długo (5-6 lat). najbardziej odporny na działanie toksycznych zanieczyszczeń. Dodatkowo przyczynia się do przesunięcia równowagi w prawo.

Mieszanina (SO 2 i O 2) jest podgrzewana w wymienniku ciepła i przechodzi przez rury, pomiędzy którymi w przeciwnym kierunku przechodzi zimna mieszanina, którą należy ogrzać. W rezultacie istnieje wymiana ciepła: materiały wyjściowe są podgrzewane, a produkty reakcji schładzane do żądanych temperatur.

III ETAP - absorpcja SO 3 przez kwas siarkowy w wieży absorpcyjnej.

Dlaczego tlenek siarki SO 3 nie chłoną wody? W końcu dałoby się rozpuścić tlenek siarki w wodzie: SO 3 + H2O → H2SO4 . Ale faktem jest, że jeśli woda jest używana do pochłaniania tlenku siarki, kwas siarkowy powstaje w postaci mgły składającej się z maleńkich kropelek kwasu siarkowego (tlenek siarki rozpuszcza się w wodzie z uwolnieniem dużej ilości ciepła, kwas siarkowy jest tak gorąco, że gotuje się i zamienia w parę ). Aby uniknąć tworzenia się mgły kwasu siarkowego, należy stosować 98% stężony kwas siarkowy. Dwa procent wody jest tak małe, że podgrzewanie płynu będzie słabe i nieszkodliwe. Tlenek siarki bardzo dobrze rozpuszcza się w takim kwasie tworząc oleum: H 2 SO 4 nSO 3 .

Równanie reakcji dla tego procesu to:

NSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3

Powstałe oleum wlewa się do metalowych zbiorników i wysyła do magazynu. Następnie zbiorniki są napełniane oleum, formowane są pociągi i wysyłane do konsumenta.

Kwas siarkowy, H 2 SO 4, silny kwas dwuzasadowy, odpowiadający najwyższemu stopniowi utlenienia siarki (+6). W normalnych warunkach - ciężki oleisty płyn, bezbarwny i bezwonny. W technice S. to. jego mieszaniny nazywane są zarówno z wodą, jak iz bezwodnikiem siarkowym. Jeżeli stosunek molowy SO3:H2O jest mniejszy niż 1, to jest to wodny roztwór kwasu siarkowego, jeśli jest większy niż 1, to jest to roztwór SO3 w S.to.

Fizyczne i chemiczne właściwości

100% H 2 SO 4 (monohydrat, SO 3 × H 2 O) krystalizuje w 10,45 °C; t kip 296,2 °С; gęstość 1.9203 g/cm3; pojemność cieplna 1,62 j/g(DO. H 2 SO 4 miesza się z H 2 O i SO 3 w dowolnym stosunku, tworząc związki:

H2SO4 × 4H2O ( t pl- 28,36°C), H 2 SO 4 × 3 H 2 O ( t pl- 36,31°C), H2SO4 × 2H2O ( 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 - kwas dwusiarkowy lub pirosiarkowy, t pl 35,15 ° С), H 2 SO × 2SO 3 (H 2 S 3 O 10 - kwas trisiarkowy, t pl 1,20°C).

Gdy wodne roztwory S. do. zawierające do 70% H2SO4 są ogrzewane i gotowane, tylko para wodna jest uwalniana do fazy gazowej. Pary S. pojawiają się również nad bardziej stężonymi roztworami.Roztwór 98,3% H 2 SO 4 (mieszanina azeotropowa) we wrzeniu (336,5 ° C) destyluje całkowicie. S. to., zawierający ponad 98,3% H 2 SO 4, po podgrzaniu uwalnia opary SO 3.

stężony kwas siarkowy. - silny środek utleniający. Utlenia HI i HBr do wolnych halogenów; po podgrzaniu utlenia wszystkie metale, z wyjątkiem metali platynowych (z wyjątkiem Pd). Na zimno stężony S. to pasywuje wiele metali, w tym Pb, Cr, Ni, stal, żeliwo. Rozcieńczony S. do. reaguje ze wszystkimi metalami (z wyjątkiem Pb) poprzedzającymi wodór w szeregu napięć, na przykład: Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2.

Jako mocny kwas, S. to. wypiera słabsze kwasy z ich soli, na przykład kwas borowy z boraksu:

Na2B 4 O 7 + H 2 SO 4 + 5 H 2 O \u003d Na 2 SO 4 + 4H 2 BO 3, a po podgrzaniu wypiera więcej lotnych kwasów, na przykład:

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

S. to. usuwa chemicznie związaną wodę ze związków organicznych zawierających grupy hydroksylowe - OH. Odwodnienie alkoholu etylowego w obecności stężonego S.to. prowadzi do wytworzenia etylenu lub eteru dietylowego. Zwęglenie cukru, celulozy, skrobi i innych węglowodanów w kontakcie z S. to. tłumaczy się również ich odwodnieniem. Jako dwuzasadowy, S. to. tworzy dwa rodzaje soli: siarczany i wodorosiarczany.

Paragon fiskalny

Pierwsze opisy produkcji „oleju witriolowego” (tj. skoncentrowanego S. do.) podali włoski naukowiec V. Biringuccio w 1540 r. i niemiecki alchemik, którego prace zostały opublikowane pod nazwiskiem Wasilija Walentyna pod koniec XVI w. i na początku XVII wieku. W 1690 r. francuscy chemicy N. Lemery i N. Lefebvre położyli podwaliny pod pierwszą przemysłową metodę otrzymywania kwasu siarkowego, która została wdrożona w Anglii w 1740 r. Według tej metody w kadzi spalano mieszaninę siarki i azotanu zawieszony w szklanym cylindrze zawierającym pewną ilość wody. Uwolniony SO3 przereagował z wodą, tworząc S. to. W 1746 r. J. Robeck w Birmingham zastąpił szklane cylindry komorami z blachy ołowianej i zainicjował produkcję komór S. to. Ciągłe doskonalenie procesu otrzymywania S. to. w Wielkiej Brytanii i Francji doprowadziło do pojawienia się (1908) pierwszego systemu wieżowego. W ZSRR pierwszą instalację wieżową uruchomiono w 1926 r. w Polewskich Zakładach Metalurgicznych (Ural).

Surowcem do produkcji rud siarczkowych może być siarka, piryt siarkowy FeS2 oraz spaliny z utleniającego prażenia rud siarczkowych Cu, Pb, Zn i innych metali zawierających SO2. W ZSRR główna ilość S. do. pozyskiwana jest z pirytów siarkowych. FeS 2 jest spalany w piecach, gdzie znajduje się w stanie złoża fluidalnego. Osiąga się to poprzez szybkie przedmuchiwanie powietrza przez warstwę drobno zmielonych pirytów. Powstała mieszanina gazów zawiera zanieczyszczenia SO 2, O 2, N 2, SO 3, pary H 2 O, As 2 O 3 , SiO 2 itp. oraz zawiera dużo pyłu żużlowego, z którego gazy są oczyszczane w elektrofiltrach .

S. to. otrzymuje się z SO 2 na dwa sposoby: podazotowy (wieża) i kontaktowy. Przerób SO 2 w S. do. Według metody azotowej odbywa się w wieżach produkcyjnych - zbiornikach cylindrycznych (15 m i więcej), wypełnione wypełnieniem z pierścieni ceramicznych. Z góry w kierunku strumienia gazu rozpylana jest „nitroza” - rozcieńczona S. do., zawierająca kwas nitrozylosiarkowy NOOSO 3 H, otrzymany w wyniku reakcji:

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

Utlenianie SO 2 tlenkami azotu następuje w roztworze po jego wchłonięciu przez nitrozę. Nitroza jest hydrolizowana przez wodę:

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

Dwutlenek siarki wchodzący do wież tworzy kwas siarkowy z wodą: SO 2 + H 2 O \u003d H 2 SO 3.

Interakcja HNO 2 i H 2 SO 3 prowadzi do produkcji S. do.:

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

Uwolniony NO jest przekształcany w wieży oksydacyjnej w N 2 O 3 (dokładniej w mieszaninę NO + NO 2). Stamtąd gazy przedostają się do wież absorpcyjnych, skąd S. spotyka je od góry.Tworzy się nitroza, która jest pompowana do wież produkcyjnych. To. prowadzona jest ciągłość produkcji i cykl tlenków azotu. Ich nieuniknione straty wraz ze spalinami są uzupełniane przez dodatek HNO 3 .

S. to., otrzymany metodą azotową, ma niewystarczająco wysokie stężenie i zawiera szkodliwe zanieczyszczenia (na przykład As). Jego wytwarzaniu towarzyszy uwalnianie do atmosfery tlenków azotu („lisi ogon”, nazwany tak od koloru NO 2).

Zasadę kontaktowego sposobu wytwarzania S. to. odkrył w 1831 r. P. Philips (Wielka Brytania). Pierwszym katalizatorem była platyna. Koniec XIX - początek XX wieku. odkryto przyspieszenie utleniania SO 2 do SO 3 przez bezwodnik wanadu V 2 O 5 . Szczególnie ważną rolę w badaniu działania katalizatorów wanadowych i ich selekcji odegrały badania radzieckich naukowców A. E. Adadurowa, G. K. Boreskowa, F. N. Juszkiewicza i innych.Nowoczesne instalacje kwasu siarkowego budowane są do pracy metodą kontaktową. Podstawą katalizatora są tlenki wanadu z dodatkami SiO 2 , Al 2 O 3 , K 2 O, CaO, BaO w różnych proporcjach. Wszystkie kontaktowe masy wanadowe wykazują swoją aktywność tylko w temperaturze nie niższej niż ~420 °C. W aparacie kontaktowym gaz zwykle przechodzi przez 4 lub 5 warstw masy kontaktowej. W produkcji S. to. metodą kontaktową, gaz prażący jest najpierw oczyszczany z zanieczyszczeń, które zatruwają katalizator. As, Se i pozostałości pyłu są usuwane w wieżach myjących nawadnianych mgłą S. do H 2 SO 4 (utworzoną z SO 3 i H 2 O obecnych w mieszaninie gazów) jest uwalniana w elektrofiltrach mokrych. Pary H 2 O są absorbowane przez stężony S. do. w wieżach suszących. Następnie mieszanina SO 2 z powietrzem przechodzi przez katalizator (masa kontaktowa) i jest utleniana do SO 3:

SO2 + 1/2O2 = SO3.

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

W zależności od ilości wody, która wchodzi do procesu, otrzymuje się roztwór S. do. w wodzie lub oleum.

W 1973 r. wielkość produkcji S. to. (w monohydracie) wynosiła (w milionach ton): ZSRR - 14,9, USA - 28,7, Japonia - 7,1, Niemcy - 5,5, Francja - 4,4, Wielka Brytania - 3,9, Włochy - 3,0 , Polska - 2,9, Czechosłowacja - 1,2, NRD - 1,1, Jugosławia - 0,9.

Wniosek

Kwas siarkowy jest jednym z najważniejszych produktów podstawowego przemysłu chemicznego. Do celów technicznych produkowane są następujące odmiany S. to.: wieża (co najmniej 75% H 2 SO 4), witriol (co najmniej 92,5%) oraz oleum lub dymiąca S. to. (roztwór 18,5-20% SO 3 w H 2 SO 4), a także bardzo czysty akumulator S. do. (92-94%; rozcieńczony wodą do 26-31% służy jako elektrolit w akumulatorach ołowiowych). Ponadto wytwarzany jest reaktywny S. to (92-94%) otrzymywany metodą kontaktową w urządzeniach wykonanych z kwarcu lub Pt. Siłę S. to. określa jej gęstość, mierzona areometrem. Większość wyprodukowanej wieży S. to. przeznaczana jest na produkcję nawozów mineralnych. Zastosowanie kwasu siarkowego w produkcji kwasów fosforowego, chlorowodorowego, borowego, fluorowodorowego i innych opiera się na właściwości wypierania kwasów z ich soli. Koncentrat S. do. służy do oczyszczania produktów naftowych z siarkowych i nienasyconych związków organicznych. Rozcieńczony S. służy do usuwania zgorzeliny z drutu i blach przed cynowaniem i cynkowaniem, do wytrawiania powierzchni metalowych przed powlekaniem chromem, niklem, miedzią itp. Znajduje zastosowanie w metalurgii - z jego pomocą złożone rudy (w szczególności uran) są rozkładane. W syntezie organicznej stężony kwas siarkowy jest niezbędnym składnikiem mieszanin azotujących oraz czynnikiem siarkującym w produkcji wielu barwników i substancji leczniczych. Ze względu na wysoką higroskopijność kwas siarkowy stosowany jest do osuszania gazów oraz do zatężania kwasu azotowego.

Bezpieczeństwo

Przy produkcji kwasu siarkowego niebezpieczne są toksyczne gazy (SO 2 i NO 2), a także opary SO 3 i H 2 SO 4 . Dlatego wymagana jest dobra wentylacja i pełne uszczelnienie sprzętu. S. to. powoduje poważne oparzenia skóry, w wyniku czego obchodzenie się z nią wymaga szczególnej ostrożności i sprzętu ochronnego (okulary, rękawice gumowe, fartuchy, buty). Po rozcieńczeniu należy wlać S. do wody w cienkim strumieniu z mieszaniem. Dodanie wody do S. do. powoduje rozpryskiwanie (ze względu na duże wydzielanie ciepła).

Literatura:

Podręcznik kwasu siarkowego, wyd. Malina K.M., wyd. 2, M., 1971;
Malin K. M., Arkin N. L., Boreskov G. K., Slinko M. G., Technologia kwasu siarkowego, M., 1950;
Boreskov G.K., Kataliza w produkcji kwasu siarkowego, M. - L., 1954;
Amelin A.G., Yashke E.V., Produkcja kwasu siarkowego, M., 1974;
Łukjanow P. M., Krótka historia przemysłu chemicznego ZSRR, M., 1959.

IK Malina.

W tym artykule lub sekcji użyto tekstu

H2SO4, łac. Acidum sulfuricum to silny kwas dwuzasadowy o masie molowej około 98 g/mol.

Czysty kwas siarkowy jest bezbarwną, bezwonną, kaustyczną oleistą cieczą o gęstości 1,84 g/cm3, która w temperaturze 10,4°C zamienia się w stałą krystaliczną masę. Temperatura wrzenia wodnych roztworów kwasu siarkowego wzrasta wraz ze wzrostem jego stężenia i osiąga maksimum przy zawartości około 98% H2SO4.

Stężony kwas siarkowy reaguje bardzo gwałtownie z wodą, ponieważ w wyniku tworzenia się hydratów uwalniana jest duża ilość ciepła (19 kcal na mol kwasu). Z tego powodu kwas siarkowy należy zawsze rozcieńczać wlewając go do wody, a nie odwrotnie.

Kwas siarkowy jest wysoce higroskopijny, to znaczy dobrze pochłania parę wodną z powietrza, dzięki czemu może być stosowany do osuszania gazów, które z nim nie wchodzą w reakcję. Higroskopijność wyjaśnia również zwęglenie substancji organicznych, na przykład cukru lub drewna, pod wpływem stężonego kwasu siarkowego. W tym przypadku powstają hydraty kwasu siarkowego. Ponadto, ze względu na swoją niską lotność, służy do wypierania innych, bardziej lotnych kwasów z ich soli.

Stężony kwas siarkowy jest silnym środkiem utleniającym. Utlenia metale w szeregu napięciowym do srebra włącznie, a produkty reakcji zależą od warunków jego realizacji i aktywności samego metalu. Tworzy dwie serie soli: średnią – siarczanową i kwasową – wodorosiarczany oraz estry.

Rozcieńczony kwas siarkowy oddziałuje ze wszystkimi metalami znajdującymi się w elektrochemicznej serii napięć na lewo od wodoru (H), z uwolnieniem H2, właściwości utleniające nie są dla niego typowe.

W przemyśle kwas siarkowy wytwarzany jest dwiema metodami: kontaktową z użyciem stałych katalizatorów (kontaktów) oraz podazotową z tlenkami azotu. Surowcami są siarka, siarczki metali itp. Produkowanych jest kilka gatunków kwasu, w zależności od czystości i stężenia: akumulatorowy (najczystszy), techniczny, wieżowy, witriol, oleum (roztwór bezwodnika siarkowego w kwasie siarkowym).

Zastosowanie kwasu siarkowego:

Produkcja nawozów mineralnych to największy obszar zastosowań
elektrolit w akumulatorach ołowiowych
Produkcja syntetycznych detergentów, barwników, tworzyw sztucznych, fluorowodoru i innych odczynników
Wzbogacanie rud w górnictwie
Rafinacja produktów naftowych
Przemysł metalowy, tekstylny, skórzany i inne
Produkcja leków
Zarejestrowany w przemyśle spożywczym jako dodatek do żywności E513
Przemysłowa synteza organiczna

Zastosowanie kwasu siarkowego w przemyśle

Przemysł spożywczy zna kwas siarkowy w postaci dodatku do żywności E513. Kwas działa jak emulgator. Ten dodatek do żywności stosowany jest w produkcji napojów. Pomaga regulować kwasowość. Oprócz żywności E513 wchodzi w skład nawozów mineralnych. Zastosowanie kwasu siarkowego w przemyśle jest szeroko rozpowszechnione. Przemysłowa synteza organiczna wykorzystuje kwas siarkowy do przeprowadzenia następujących reakcji: alkilacja, odwodnienie, uwodnienie. Za pomocą tego kwasu przywracana jest wymagana ilość żywic na filtrach, które są wykorzystywane do produkcji wody destylowanej.

Stosowanie kwasu siarkowego w życiu codziennym

Kwas siarkowy w domu jest poszukiwany wśród kierowców. Procesowi przygotowania roztworu elektrolitu do akumulatora samochodowego towarzyszy dodatek kwasu siarkowego. Podczas pracy z tym kwasem należy pamiętać o zasadach bezpieczeństwa. Jeśli kwas dostanie się na ubranie lub odsłoniętą skórę, natychmiast spłucz bieżącą wodą. Kwas siarkowy, który rozlał się na metal, można zneutralizować wapnem lub kredą. Podczas tankowania akumulatora samochodowego należy postępować zgodnie z określoną sekwencją: stopniowo dodawać kwas do wody, a nie odwrotnie. Gdy woda reaguje z kwasem siarkowym, ciecz staje się bardzo gorąca, co może powodować jej rozpryski. Dlatego należy szczególnie uważać, aby płyn nie dostał się na twarz lub oczy. Kwas należy przechowywać w szczelnie zamkniętym pojemniku. Ważne jest, aby chemikalia były poza zasięgiem dzieci.

Zastosowanie kwasu siarkowego w medycynie

Sole kwasu siarkowego znajdują szerokie zastosowanie w medycynie. Na przykład siarczan magnezu jest przepisywany ludziom w celu uzyskania efektu przeczyszczającego. Kolejną pochodną kwasu siarkowego jest tiosiarczan sodu. Lek stosuje się jako antidotum w przypadku podania następujących substancji: rtęć, ołów, halogeny, cyjanek. Tiosiarczan sodu wraz z kwasem solnym stosuje się w leczeniu chorób dermatologicznych. Profesor Demyanovich zaproponował połączenie tych dwóch leków w leczeniu świerzbu. W postaci roztworu wodnego tiosiarczan sodu podawany jest osobom cierpiącym na dolegliwości alergiczne.

Siarczan magnezu ma szerokie możliwości. Dlatego jest używany przez lekarzy różnych specjalności. Jako środek przeciwskurczowy siarczan magnezu podaje się pacjentom z nadciśnieniem. Jeśli dana osoba ma choroby pęcherzyka żółciowego, substancję podaje się doustnie w celu poprawy wydzielania żółci. Stosowanie kwasu siarkowego w medycynie w postaci siarczanu magnezu w praktyce ginekologicznej jest powszechne. Ginekolodzy pomagają kobietom w trakcie porodu podając domięśniowo siarczan magnezu, w ten sposób znieczulając poród. Oprócz wszystkich powyższych właściwości siarczan magnezu ma działanie przeciwdrgawkowe.

Wykorzystanie kwasu siarkowego w produkcji

Kwas siarkowy, którego pola zastosowań są zróżnicowane, wykorzystywany jest również w produkcji nawozów mineralnych. Dla wygodniejszej współpracy fabryki produkujące kwas siarkowy i nawozy mineralne zlokalizowane są głównie blisko siebie. Ten moment tworzy ciągłą produkcję.

Stosowanie kwasu siarkowego w produkcji barwników i włókien syntetycznych jest drugim po produkcji nawozów mineralnych najczęstszym zjawiskiem. Wiele gałęzi przemysłu wykorzystuje kwas siarkowy w niektórych procesach produkcyjnych. Stosowanie kwasu siarkowego znalazło zapotrzebowanie w życiu codziennym. Ludzie używają tej chemii do serwisowania swoich samochodów. Kwas siarkowy można kupić w sklepach specjalizujących się w sprzedaży chemii, w tym w naszym linku. Kwas siarkowy przewozi się zgodnie z zasadami przewozu takiego ładunku. Transport kolejowy lub drogowy transportuje kwas w odpowiednich pojemnikach. W pierwszym przypadku zbiornik pełni funkcję pojemnika, w drugim beczkę lub pojemnik.

Funkcje aplikacji i zagrożenie biologiczne

Kwas siarkowy i produkty z nim bliskie są substancjami skrajnie toksycznymi, którym przypisano II klasę zagrożenia. Ich opary oddziałują na drogi oddechowe, skórę, błony śluzowe, powodują trudności w oddychaniu, kaszel, często - zapalenie krtani, tchawicy, oskrzeli. Maksymalne dopuszczalne stężenie par kwasu siarkowego w powietrzu obszaru roboczego obiektów przemysłowych wynosi 1 mg/m3. Osoby pracujące z toksycznymi kwasami są wyposażone w kombinezony i środki ochrony osobistej. Stężony kwas siarkowy, przy nieostrożnym obchodzeniu się, może spowodować oparzenia chemiczne.

Po spożyciu kwasu siarkowego natychmiast po spożyciu pojawiają się ostre bóle w jamie ustnej i całym przewodzie pokarmowym, silne wymioty zmieszane najpierw z krwią szkarłatną, a następnie z brązowymi masami. Jednocześnie z wymiotami zaczyna się silny kaszel. Rozwija się ostry obrzęk krtani i strun głosowych, powodując poważne trudności w oddychaniu. Źrenice rozszerzają się, a skóra twarzy nabiera ciemnoniebieskiego koloru. Następuje spadek i osłabienie czynności serca. Śmierć następuje po dawce 5 miligramów. W przypadku zatrucia kwasem siarkowym konieczne jest pilne płukanie żołądka i przyjmowanie magnezu.

Kwas siarkowy- kwas dwuzasadowy, który wygląda jak oleista ciecz i nie ma zapachu. Substancja chemiczna krystalizuje w temperaturze +10 °C. Kwas siarkowy uzyskuje stały stan fizyczny, gdy znajduje się w środowisku o temperaturze -20 ° C. Gdy kwas siarkowy reaguje z wodą, uwalniana jest duża ilość ciepła. Dziedziny zastosowania kwasu siarkowego: przemysł, medycyna, gospodarka narodowa.

Zastosowanie kwasu siarkowego w przemyśle

Stosowanie kwasu siarkowego w życiu codziennym

Zastosowanie kwasu siarkowego w medycynie

Wykorzystanie kwasu siarkowego w produkcji

Stosowanie kwasu siarkowego w produkcji barwników i włókien syntetycznych jest drugim po produkcji nawozów mineralnych najczęstszym zjawiskiem. Wiele gałęzi przemysłu wykorzystuje kwas siarkowy w niektórych procesach produkcyjnych. Stosowanie kwasu siarkowego znalazło zapotrzebowanie w życiu codziennym. Ludzie używają tej chemii do serwisowania swoich samochodów. Kwas siarkowy można kupić w sklepach, które specjalizują się w sprzedaży chemii, w tym nasz link. Kwas siarkowy przewozi się zgodnie z zasadami przewozu takiego ładunku. Transport kolejowy lub drogowy transportuje kwas w odpowiednich pojemnikach. W pierwszym przypadku zbiornik pełni funkcję pojemnika, w drugim beczkę lub pojemnik.

Obecnie kwas siarkowy wytwarzany jest głównie dwiema metodami przemysłowymi: kontaktową i podazotową. Metoda kontaktowa jest bardziej progresywna, aw Rosji jest stosowana szerzej niż metoda azotowa, czyli metoda wieżowa.

Produkcja kwasu siarkowego rozpoczyna się od spalania surowców siarkowych, np. w specjalnych piecach do pirytu uzyskuje się tzw. gaz prażący, który zawiera ok. 9% dwutlenku siarki. Ten etap jest taki sam dla metod kontaktowych i nitro.

Następnie konieczne jest utlenienie powstałego bezwodnika siarkowego do bezwodnika siarkowego. Jednak najpierw musi zostać oczyszczony z szeregu zanieczyszczeń, które zakłócają dalszy proces. Gaz do prażenia jest oczyszczany z pyłu w elektrofiltrach lub w aparatach cyklonowych, a następnie podawany do urządzenia zawierającego stałe masy kontaktowe, gdzie dwutlenek siarki SO 2 zostaje utleniony do bezwodnika siarkowego SO 3 .

Ta egzotermiczna reakcja jest odwracalna - wzrost temperatury prowadzi do rozkładu powstałego bezwodnika siarkowego. Z drugiej strony, wraz ze spadkiem temperatury szybkość reakcji bezpośredniej jest bardzo niska. Dlatego temperatura w aparacie kontaktowym jest utrzymywana w granicach 480°C przez dostosowanie szybkości przepływu mieszaniny gazowej.

W przyszłości metodą kontaktową powstaje przez połączenie bezwodnika siarkowego z wodą.

Metoda azotowa charakteryzuje się tym, że jest utleniana.Wytwarzanie kwasu siarkowego tą metodą jest wywołane powstawaniem kwasu siarkawego podczas oddziaływania gazu prażącego z wodą. Ponadto powstały kwas siarkawy utlenia się kwasem azotowym, co prowadzi do powstania tlenku azotu i kwasu siarkowego.

Ta mieszanina reakcyjna jest podawana do specjalnej wieży. Równocześnie, regulując przepływ gazu, zapewnia się, że mieszanina gazów wchodząca do wieży absorpcyjnej zawiera dwutlenek i tlenek azotu w stosunku 1:1, co jest niezbędne do uzyskania bezwodnika azotowego.

Wreszcie oddziaływanie kwasu siarkowego i bezwodnika azotawego daje NOHSO 4 - kwas nitrozylosiarkowy.

Powstały kwas nitrozylosiarkowy jest podawany do wieży produkcyjnej, gdzie rozkładając się z wodą, uwalnia bezwodnik azotowy:

2NOHSO4 + H2O \u003d N2O3 + 2H2SO4,

który utlenia kwas siarkowy powstały w wieży.

Uwolniony w wyniku reakcji tlenek azotu powraca do wieży utleniającej i wchodzi w nowy cykl.

Obecnie w Rosji kwas siarkowy produkowany jest głównie metodą kontaktową. Rzadko stosuje się metodę azotową.

Zastosowanie kwasu siarkowego jest bardzo szerokie i zróżnicowane.

Większość trafia do produkcji włókien chemicznych i nawozów mineralnych, jest niezbędna przy produkcji leków i barwników. Za pomocą kwasu siarkowego, etylowego i innych alkoholi uzyskuje się detergenty i pestycydy.

Jej rozwiązania znajdują zastosowanie w przemyśle włókienniczym i spożywczym, w procesach azotowania oraz w produkcji kwasu siarkowego z akumulatorów, który służy jako elektrolit do rozlewania do akumulatorów kwasowo-ołowiowych, które znajdują szerokie zastosowanie w transporcie.