Žveplova kislina in njene kemične lastnosti. Oksidacijske lastnosti žveplove kisline

Industrijska proizvodnja žveplove kisline se je začela v 15. stoletju - takrat se je ta snov imenovala "vitriol". Danes je to zahtevana snov, ki se široko uporablja v industriji. Če je bila ob zori odkritja žveplove kisline celotna potreba človeštva po tej snovi nekaj deset litrov, danes račun gre na milijone ton na leto.

Čista žveplova kislina (formula H2SO4) pri 100 % koncentraciji je gosta, brezbarvna tekočina. Njegova glavna lastnost je visoka higroskopnost, ki jo spremlja veliko sproščanje toplote. Koncentrirane raztopine vključujejo raztopine od 40% - lahko raztopijo paladij ali srebro. Pri nižji koncentraciji je snov manj aktivna in reagira na primer z bakrom ali medenino.

H2SO4 se v naravi pojavlja v čisti obliki. Na primer, v Mrtvem jezeru na Siciliji žveplova kislina izliva z dna: v tem primeru pirit iz zemeljsko skorjo. Tudi majhne kapljice žveplove kisline pogosto končajo v zemeljskem ozračju po velikih vulkanskih izbruhih, v tem primeru lahko H2SO4 povzroči znatne podnebne spremembe.

Pridobivanje žveplove kisline.

Kljub prisotnosti žveplove kisline v naravi, je večina proizvedena industrijski način.

Najpogostejša je danes kontaktna metoda proizvodnja: zmanjšuje škodo za okolje in dobite izdelek, ki je najbolj primeren za vse potrošnike. Manj priljubljena je dušikova metoda proizvodnje, ki vključuje oksidacijo z dušikovim oksidom.

Naslednje snovi delujejo kot surovine v kontaktni proizvodnji:

• žveplo;
• pirit (žveplovi pirit);
• vanadijev oksid (uporablja se kot katalizator);
• sulfidi različnih kovin;
• vodikov sulfid.

Pred začetkom proces produkcije se pripravljajo surovine, med katerimi se najprej drobi pirit v posebnih drobilnih strojih. To vam omogoča, da pospešite reakcijo zaradi povečanja območja stika z aktivnimi snovmi. Nato se pirit očisti: za to se potopi v velike posode z vodo, nečistoče in odpadne kamnine pa priplavajo na površje, nato pa jih odstranimo.

Samo proizvodnjo lahko razdelimo na več stopenj:

1. Očiščen pirit po mletju se naloži v peč, kjer se žge pri temperaturi do 800 stopinj. Od spodaj se v komoro dovaja zrak po principu protitoka, zaradi česar je perit v visečem stanju. Prej je takšno streljanje potekalo v nekaj urah, zdaj pa postopek traja nekaj sekund. Odpadki v obliki železovega oksida, ki nastanejo med praženjem, se odstranijo in pošljejo v metalurška podjetja. Med kurjenjem se sproščata plina SO2 in O2 ter vodna para. Po čiščenju iz najmanjših delcev in vodne pare dobimo kisik in čisti žveplov oksid.
2. V drugi fazi poteka eksotermna reakcija pod tlakom, v kateri je vključen vanadijev katalizator. Reakcija se začne pri temperaturi 420 stopinj, za večjo učinkovitost pa jo lahko dvignemo na 550 stopinj. Med reakcijo pride do katalitične oksidacije in SO2 se pretvori v SO
3. Tretji proizvodni korak je absorpcija SO3 v absorpcijskem stolpu, pri čemer nastane oleum H2SO4, ki se napolni v rezervoarje in pošlje potrošnikom. Odvečna toplota med proizvodnjo se porabi za ogrevanje.

V Rusiji se letno proizvede približno 10 milijonov ton H2SO4. Hkrati so glavni proizvajalci podjetja, ki so tudi njeni glavni potrošniki. V bistvu so to podjetja, ki proizvajajo mineralna gnojila, na primer Ammophos, Balakovo Mineral Fertilizers. Ker je pirit, ki je glavna surovina, odpadni produkt obogatitvenih podjetij, sta njegovi dobavitelji obogatitveni obrati Talnakh in Norilsk.

Na svetu sta vodilni v proizvodnji H2SO4 Kitajska in ZDA, ki letno proizvedeta 60 oziroma 30 milijonov ton snovi.

Uporaba žveplove kisline.

Svetovna industrija letno porabi približno 200 milijonov ton žveplove kisline za proizvodnjo številnih vrst izdelkov. Po industrijski uporabi je na prvem mestu med vsemi kislinami.

1. Proizvodnja gnojil. Glavni porabnik žveplove kisline (približno 40%) je proizvodnja gnojil. Zato so naprave, ki proizvajajo H2SO4, zgrajene v bližini obratov za proizvodnjo gnojil. Včasih so deli istega podjetja s skupnim proizvodnim ciklom. Pri tej proizvodnji se uporablja čista kislina 100% koncentracije. Za proizvodnjo tone superfosfata ali amofosa, ki se najpogosteje uporablja v kmetijstvo, porabi približno 600 litrov žveplove kisline.
2. Čiščenje ogljikovodikov. Proizvodnja bencina, kerozina, mineralna olja tudi brez žveplove kisline ne gre. Ta industrija porabi tudi približno 30 % vse proizvedene H2SO4 na svetu, ki se v tem primeru uporablja za čiščenje v procesu rafiniranja nafte. Prav tako obdeluje vrtine med pridobivanjem nafte in povečuje oktansko število goriva.
3. metalurgija. Žveplova kislina uporablja se v metalurgiji za čiščenje pločevine, žica in vse vrste ostankov iz rje, skale, kot tudi za obnovo aluminija v proizvodnji barvnih kovin. Uporablja se za jedkanje kovinskih površin pred prevleko z nikljem, kromom ali bakrom.
4. Kemična industrija. S pomočjo H2SO4 nastajajo številne organske in anorganske spojine: fosforjeva, fluorovodikova in druge kisline, aluminijev sulfat, ki se uporablja v industrija celuloze in papirja. Brez tega je nemogoče proizvajati etilni alkohol, zdravila, detergenti, insekticidi in druge snovi.

Obseg H2SO4 je res ogromen in nemogoče je našteti vse načine njegove industrijske uporabe. Uporablja se tudi pri čiščenju vode, proizvodnji barvil, kot emulgator v živilski industriji, pri sintezi eksplozivov in za številne druge namene.

Kisline so kemične spojine, sestavljene iz vodikovih atomov in kislih ostankov, na primer SO4, SO3, PO4 itd. So anorganske in organske. Prvi vključujejo klorovodikovo, fosforno, sulfidno, dušikovo, žveplovo kislino. Do drugega - ocetna, palmitinska, mravljična, stearinska itd.

Kaj je žveplova kislina

Ta kislina je sestavljena iz dveh vodikovih atomov in kislinskega ostanka SO4. Ima formulo H2SO4.

Žveplova kislina ali, kot jo imenujejo tudi sulfat, se nanaša na anorganske dvobazične kisline, ki vsebujejo kisik. Ta snov velja za eno najbolj agresivnih in kemično aktivnih. V večini kemičnih reakcij deluje kot oksidant. Ta kislina se lahko uporablja v koncentrirani ali razredčeni obliki, v teh dveh primerih se nekoliko razlikuje Kemijske lastnosti.

Fizične lastnosti

Žveplova kislina v normalnih pogojih ima tekoče stanje, njeno vrelišče je približno 279,6 stopinj Celzija, ledišče, ko se spremeni v trdne kristale, je približno -10 stopinj za sto odstotkov in približno -20 za 95 odstotkov.

Čista 100% sulfatna kislina je oljnata tekoča snov brez vonja in barve, ki ima skoraj dvakrat večjo gostoto kot voda - 1840 kg / m3.

Kemijske lastnosti sulfatne kisline

Žveplova kislina reagira s kovinami, njihovimi oksidi, hidroksidi in solmi. Razredčen z vodo v različnih razmerjih se lahko obnaša različno, zato si oglejmo lastnosti koncentrirane in šibke raztopine žveplove kisline posebej.

koncentrirana raztopina žveplove kisline

Za koncentrirano raztopino se šteje raztopina, ki vsebuje od 90 odstotkov sulfatne kisline. Takšna raztopina žveplove kisline lahko reagira tudi z malo aktivne kovine, kot tudi z nekovinami, hidroksidi, oksidi, solmi. Lastnosti takšne raztopine sulfatne kisline so podobne lastnostim koncentrirane nitratne kisline.

Interakcija s kovinami

Med kemično reakcijo koncentrirane raztopine sulfatne kisline s kovinami, ki se nahajajo desno od vodika v elektrokemični seriji kovinskih napetosti (torej z ne najbolj aktivnim), nastanejo naslednje snovi: kovinski sulfat, s katerim se pride do interakcije vode in žveplovega dioksida. Med kovine, zaradi interakcije s katerimi nastanejo navedene snovi, so baker (cuprum), živo srebro, bizmut, srebro (argentum), platina in zlato (aurum).

Interakcija z neaktivnimi kovinami

Pri kovinah, ki so v napetostnem nizu levo od vodika, se koncentrirana žveplova kislina obnaša nekoliko drugače. Kot posledica takšne kemične reakcije nastanejo naslednje snovi: sulfat določene kovine, vodikov sulfid ali čisto žveplo in voda. Med kovine, s katerimi poteka takšna reakcija, so tudi železo (ferum), magnezij, mangan, berilij, litij, barij, kalcij in vse druge, ki so v nizu napetosti levo od vodika, razen aluminija, kroma, nikelj in titan - z njimi koncentrirana sulfatna kislina ne reagira.

Interakcija z nekovinami

Ta snov je močno oksidacijsko sredstvo, zato lahko sodeluje v redoks kemičnih reakcijah z nekovinami, kot sta na primer ogljik (ogljik) in žveplo. Zaradi takšnih reakcij se voda nujno sprosti. Ko to snov dodamo ogljiku, se sprostita tudi ogljikov dioksid in žveplov dioksid. In če žvepu dodaš kislino, dobiš samo žveplov dioksid in vodo. Pri takšni kemični reakciji ima sulfatna kislina vlogo oksidacijskega sredstva.

Interakcija z organskimi snovmi

Karbonizacijo je mogoče razlikovati med reakcijami žveplove kisline z organskimi snovmi. Do takega procesa pride, ko dana snov trči v papir, sladkor, vlakna, les itd. V tem primeru se v vsakem primeru sprosti ogljik. Ogljik, ki nastane med reakcijo, lahko delno sodeluje z žveplovo kislino v presežku. Fotografija prikazuje reakcijo sladkorja z raztopino sulfatne kisline srednje koncentracije.

Reakcije s solmi

Tudi koncentrirana raztopina H2SO4 reagira s suhimi solmi. V tem primeru pride do standardne izmenjalne reakcije, pri kateri nastane kovinski sulfat, ki je bil prisoten v strukturi soli, in kislina z ostankom, ki je bil v sestavi soli. Vendar pa koncentrirana žveplova kislina ne reagira z raztopinami soli.

Interakcija z drugimi snovmi

Tudi ta snov lahko reagira s kovinskimi oksidi in njihovimi hidroksidi, v teh primerih pride do izmenjave reakcij, v prvem se sproščata kovinski sulfat in voda, v drugem - enako.

Kemijske lastnosti šibke raztopine sulfatne kisline

Razredčena žveplova kislina reagira s številnimi snovmi in ima enake lastnosti kot vse kisline. Za razliko od koncentrirane deluje samo z aktivnimi kovinami, to je tistimi, ki so levo od vodika v nizu napetosti. V tem primeru pride do enake substitucijske reakcije kot v primeru katere koli kisline. Pri tem se sprošča vodik. Tudi taka kislinska raztopina sodeluje z raztopinami soli, zaradi česar pride do izmenjave, o kateri smo že razpravljali zgoraj, z oksidi - tako kot koncentrirani, s hidroksidi - tudi enaki. Poleg navadnih sulfatov obstajajo tudi hidrosulfati, ki so produkt interakcije hidroksida in žveplove kisline.

Kako vedeti, ali raztopina vsebuje žveplovo kislino ali sulfate

Da bi ugotovili, ali so te snovi prisotne v raztopini, se uporablja posebna kvalitativna reakcija za sulfatne ione, ki vam omogoča, da ugotovite. Sestoji iz dodajanja barija ali njegovih spojin v raztopino. Posledično se lahko tvori oborina bela barva(barijev sulfat), kar kaže na prisotnost sulfatov ali žveplove kisline.

Kako se proizvaja žveplova kislina?

Najpogostejša metoda industrijske proizvodnje te snovi je njena ekstrakcija iz železovega pirita. Ta proces poteka v treh fazah, od katerih je vsaka določena kemijska reakcija. Upoštevajmo jih. Najprej se piritu doda kisik, kar povzroči nastanek ferum oksida in žveplovega dioksida, ki se uporabljata za nadaljnje reakcije. Ta interakcija se pojavi pri visoki temperaturi. Sledi korak, v katerem z dodajanjem kisika v prisotnosti katalizatorja, ki je vanadijev oksid, dobimo žveplov trioksid. Zdaj, na zadnji stopnji, dobljeni snovi dodamo vodo in dobimo sulfatno kislino. To je najpogostejši postopek za industrijsko ekstrakcijo sulfatne kisline, najpogosteje se uporablja, ker je pirit najbolj dostopna surovina, primerna za sintezo snovi, opisane v tem članku. Žveplova kislina, pridobljena s takšnim postopkom, se uporablja v različnih panogah - tako v kemični industriji kot v mnogih drugih, na primer pri rafiniranju nafte, pridobivanju rude itd. Pogosto se uporablja tudi v tehnologiji izdelave številnih sintetičnih vlaken.

DEFINICIJA

brezvodni žveplova kislina je težka viskozna tekočina, ki se zlahka meša z vodo v katerem koli razmerju: za interakcijo je značilen izjemno velik eksotermni učinek (~880 kJ/mol pri neskončnem redčenju) in lahko povzroči eksplozivno vretje in brizganje zmesi, če kislini dodamo vodo; Zato je tako pomembno, da vedno uporabljate obratni vrstni red pri pripravi raztopin in dodajamo kislino v vodo, počasi in z mešanjem.

Nekatere fizikalne lastnosti žveplove kisline so podane v tabeli.

Brezvodni H 2 SO 4 je izjemna spojina z nenavadno visoko dielektrično konstanto in zelo visoko električno prevodnostjo, kar je posledica ionske avtodisociacije (avtoprotolize) spojine, pa tudi prevodnega mehanizma releja za prenos protona, ki zagotavlja pretok. električni tok skozi viskozno tekočino veliko število vodikove vezi.

Tabela 1. Fizične lastnostižveplova kislina.

Pridobivanje žveplove kisline

Žveplova kislina je najpomembnejša industrijska kemikalija in najcenejša proizvedena v velik volumen kisline v kateri koli državi sveta.

Koncentrirano žveplovo kislino (»vitriolovo olje«) smo najprej pridobili s segrevanjem »zelenega vitriola« FeSO 4 × nH 2 O in porabili v v velikem številu da dobimo Na 2 SO 4 in NaCl.

Sodobni postopek za proizvodnjo žveplove kisline uporablja katalizator, sestavljen iz vanadijevega(V) oksida z dodatkom kalijevega sulfata na nosilcu silicijevega dioksida ali diatomejske zemlje. Žveplov dioksid SO 2 se pridobiva s sežiganjem čistega žvepla ali s praženjem sulfidne rude (predvsem pirita ali rud Cu, Ni in Zn) pri ekstrakciji teh kovin, nato SO 2 oksidiramo v trioksid, nato pa dobimo žveplovo kislino z raztapljanje v vodi:

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).

Kemijske lastnosti žveplove kisline

Žveplova kislina je močna dvobazična kislina. V prvi fazi se v raztopinah nizke koncentracije skoraj popolnoma disociira:

H 2 SO 4 ↔H + + HSO 4 -.

Disociacija na drugi stopnji

HSO 4 - ↔H + + SO 4 2-

poteka v manjšem obsegu. Konstanta disociacije žveplove kisline v drugi stopnji, izražena z ionsko aktivnostjo, K 2 = 10 -2.

Kot dvobazična kislina tvori žveplova kislina dve vrsti soli: srednje in kislo. Srednje soli žveplove kisline imenujemo sulfati, kislinske soli pa hidrosulfati.

Žveplova kislina pohlepno absorbira vodno paro in se zato pogosto uporablja za sušenje plinov. Sposobnost vpijanja vode pojasnjuje tudi zoglenitev številnih organskih snovi, zlasti tistih, ki spadajo v razred ogljikovih hidratov (vlaknine, sladkor, itd.), ko so izpostavljeni koncentrirani žveplovi kislini. Žveplova kislina odstranjuje vodik in kisik iz ogljikovih hidratov, ki tvorijo vodo, ogljik pa se sprošča v obliki premoga.

Koncentrirana žveplova kislina, zlasti vroča, je močno oksidacijsko sredstvo. Oksidira HI in HBr (vendar ne HCl) v proste halogene, premog v CO 2 , žveplo v SO 2 . Te reakcije so izražene z enačbami:

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

2HBr + H2SO4 \u003d Br2 + SO2 + 2H2O;

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

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

Interakcija žveplove kisline s kovinami poteka različno, odvisno od njene koncentracije. Razredčena žveplova kislina oksidira s svojim vodikovim ionom. Zato deluje samo s tistimi kovinami, ki so v nizu napetosti samo do vodika, na primer:

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

Vendar se svinec ne raztopi v razredčeni kislini, ker je nastala sol PbSO 4 netopna.

Koncentrirana žveplova kislina je oksidant zaradi žvepla (VI). Oksidi kovine v napetostnem nizu do vključno srebra. Produkti njegove redukcije so lahko različni, odvisno od aktivnosti kovine in od pogojev (koncentracija kisline, temperatura). Pri interakciji z nizko aktivnimi kovinami, kot je baker, se kislina zmanjša na SO 2:

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

Pri interakciji z bolj aktivnimi kovinami so redukcijski produkti lahko tako dioksid kot prosto žveplo in vodikov sulfid. Na primer, pri interakciji s cinkom se lahko pojavijo reakcije:

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

3Zn + 4H2SO4 = 3ZnSO4 + S↓ + 4H2O;

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

Uporaba žveplove kisline

Uporaba žveplove kisline se razlikuje od države do države in od desetletja do desetletja. Tako je na primer v ZDA glavno področje porabe H 2 SO 4 proizvodnja gnojil (70 %), ki ji sledi kemična proizvodnja, metalurgija, rafiniranje nafte (~5 % na vsakem področju). V Združenem kraljestvu je porazdelitev porabe po industriji drugačna: le 30 % proizvedenega H 2 SO 4 se uporablja za proizvodnjo gnojil, 18 % pa gre za barve, pigmente in vmesne produkte barvil, 16 % za kemično proizvodnjo, 12 % za milo in detergente, 10 % za proizvodnjo naravnih in umetnih vlaken in 2,5 % se uporablja v metalurgiji.

Primeri reševanja problemov

PRIMER 1

Vaja	Določite maso žveplove kisline, ki jo lahko dobimo iz ene tone pirita, če je izkoristek žveplovega oksida (IV) v reakciji praženja 90 % in žveplovega oksida (VI) pri katalitični oksidaciji žvepla (IV) 95 % teoretičnega.
Odločitev	Napišimo reakcijsko enačbo za žganje pirita: 4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2. Izračunajte količino piritne snovi: n(FeS 2) = m(FeS 2) / M(FeS 2); M (FeS 2) \u003d Ar (Fe) + 2 × Ar (S) \u003d 56 + 2 × 32 = 120 g / mol; n (FeS 2) \u003d 1000 kg / 120 \u003d 8,33 kmol. Ker je v reakcijski enačbi koeficient za žveplov dioksid dvakrat večji od koeficienta za FeS 2, je teoretično možna količina snovi žveplovega oksida (IV): n (SO 2) teor \u003d 2 × n (FeS 2) = 2 × 8,33 = 16,66 kmol. In praktično količina dobljenega mola žveplovega oksida (IV) je: n (SO 2) praksa \u003d η × n (SO 2) teorija \u003d 0,9 × 16,66 \u003d 15 kmol. Napišimo reakcijsko enačbo za oksidacijo žveplovega oksida (IV) v žveplov oksid (VI): 2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3. Teoretično možna količina snovi žveplovega oksida (VI) je: n(SO 3) teorija \u003d n (SO 2) praksa \u003d 15 kmol. In praktično količina dobljenega mola žveplovega oksida (VI) je: n(SO 3) praksa \u003d η × n (SO 3) teorija \u003d 0,5 × 15 \u003d 14,25 kmol. Napišemo reakcijsko enačbo za proizvodnjo žveplove kisline: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4. Poiščite količino žveplove kisline: n (H 2 SO 4) \u003d n (SO 3) prakt = 14,25 kmol. Reakcijski izkoristek je 100 %. Masa žveplove kisline je: m (H 2 SO 4) \u003d n (H 2 SO 4) × M (H 2 SO 4); M(H2SO4) = 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.
Odgovori	Masa žveplove kisline je 1397 kg

Žveplova kislina, H2SO4, močna dvobazična kislina, ki ustreza najvišjemu oksidacijskemu stanju žvepla (+6). V normalnih pogojih - težka oljnata tekočina, brez barve in vonja. V tehniki se žveplova kislina imenuje njene mešanice z vodo in žveplovim anhidridom. Če je molsko razmerje SO3:H2O manjše od 1, je to vodna raztopina žveplove kisline, če je več kot 1, je to raztopina SO3 v žveplovi kislini.

Naravna nahajališča naravnega žvepla so relativno majhna. Skupna vsebnost žvepla v zemeljski skorji je 0,1%. Žveplo se nahaja v olju, premogu, gorljivih in dimnih plinih. Žveplo se v naravi najpogosteje nahaja v obliki spojin s cinkom, bakrom in drugimi kovinami. Treba je opozoriti, da se delež pirita in žvepla v skupni bilanci surovin žveplove kisline postopoma znižuje, delež žvepla, pridobljenega iz različnih odpadkov, pa se postopoma povečuje. Možnosti pridobivanja žveplove kisline iz odpadkov so zelo pomembne. Uporaba odpadnih plinov iz neželezne metalurgije omogoča brez posebnih stroškov pridobivanje v sistemih žveplove kisline za žvečenje surovin, ki vsebujejo žveplo.

Fizikalne in kemijske lastnosti žveplove kisline

100 % H2SO4 (SO3 x H2O) se imenuje monohidrat. Spojina ne kadi, v koncentrirani obliki ne uničuje železnih kovin, hkrati pa je ena najmočnejših kislin;

• snov škodljivo vpliva na rastlinska in živalska tkiva, odvzema jim vodo, zaradi česar se zoglenijo.
• kristalizira pri 10,45 "C;
• tkip 296,2 "C;
• gostota 1,9203 g/cm3;
• toplotna zmogljivost 1,62 J/g.

Žveplova kislina zmeša s H2O in SO3 v poljubnem razmerju in tvori spojine:

• H2SO4 x 4 H2O (ttališče - 28,36 "C),
• H2SO4 x 3 H2O (ttališče - 36,31 "C),
• H2SO4 x 2 H2O (ttališče - 39,60 "C),
• H2SO4 x H2O (ttališče - 8,48 "C),
• H2SO4 x SO3 (H2S2O7 - žveplova ali pirožveplova kislina, tal. 35,15 "C) - oleum,
• H2SO x 2 SO3 (H2S3O10 - trižveplova kislina, tal. 1,20 "C).

Ko segrejemo in zavremo vodne raztopine žveplove kisline, ki vsebujejo do 70 % H2SO4, se v parno fazo sprosti samo vodna para. Hlapi žveplove kisline se pojavljajo tudi nad bolj koncentriranimi raztopinami. Raztopino 98,3 % H2SO4 (azeotropna zmes) popolnoma destiliramo pri vrenju (336,5 "C). Žveplova kislina, ki vsebuje več kot 98,3 % H2SO4, pri segrevanju sprosti hlape SO3.
Koncentrirana žveplova kislina je močan oksidant. HI in HBr oksidira v proste halogene. Pri segrevanju oksidira vse kovine razen Au in kovine platine (z izjemo Pd). Na mrazu koncentrirana žveplova kislina pasivira številne kovine, vključno s Pb, Cr, Ni, jeklom, lito železo. Razredčena žveplova kislina reagira z vsemi kovinami (razen Pb), ki so pred vodikom v napetostnem nizu, na primer: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2.

kako močna kislina H2SO4 izpodriva šibkejše kisline iz njihovih soli, kot je borova kislina iz boraksa:

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

in ko se segreje, izpodrine več hlapnih kislin, na primer:

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3.

Žveplova kislina odvzema kemično vezano vodo organskim spojinam, ki vsebujejo hidroksilne skupine - OH. Dehidracija etilnega alkohola v prisotnosti koncentrirane žveplove kisline vodi do proizvodnje etilena ali dietil etra. Pooglenitev sladkorja, celuloze, škroba in drugih ogljikovih hidratov ob stiku z žveplovo kislino je razložena tudi z njihovo dehidracijo. Kot dvobazična žveplova kislina tvori dve vrsti soli: sulfate in hidrosulfate.

Zmrzišče žveplove kisline:
koncentracija, %	temperatura zmrzovanja, "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

Surovine za proizvodnjo žveplove kisline

Surovine za proizvodnjo žveplove kisline so lahko: žveplo, žveplov pirit FeS2, izpušni plini pri oksidativnem praženju sulfidnih rud Zn, Cu, Pb in drugih kovin, ki vsebujejo SO2. V Rusiji se največja količina žveplove kisline pridobiva iz žveplovega pirita. FeS2 sežigajo v pečeh, kjer je v vrtinčenem stanju. To dosežemo s hitrim pihanjem zraka skozi plast fino zmletega pirita. Nastala mešanica plinov vsebuje SO2, O2, N2, nečistoče SO3, hlape H2O, As2O3, SiO2 in druge ter nosi veliko prahu pepela, iz katerega se plini čistijo v elektrostatičnih filtrih.

Metode za proizvodnjo žveplove kisline

Žveplovo kislino pridobivamo iz SO2 na dva načina: dušikov (stolpni) in kontaktni.

dušikova metoda

Predelava SO2 v žveplovo kislino po dušikovi metodi poteka v proizvodnih stolpih - cilindričnih rezervoarjih (15 m ali več), napolnjenih z embalažo keramičnih obročev. Od zgoraj proti toku plina se razprši "nitroza" - razredčena žveplova kislina, ki vsebuje nitrozil žveplovo kislino NOOSO3H, pridobljeno z reakcijo:

N2O3 + 2 H2SO4 = 2 NOOSO3H + H2O.

Oksidacija SO2 z dušikovimi oksidi se pojavi v raztopini po absorpciji z nitrozo. Nitroza hidrolizira voda:

NOOSO3H + H2O = H2SO4 + HNO2.

Žveplov dioksid, ki vstopa v stolpe, z vodo tvori žveplovo kislino:

SO2 + H2O = H2SO3.

Interakcija HNO2 in H2SO3 vodi do proizvodnje žveplove kisline:

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

Sproščeni NO se v oksidacijskem stolpu pretvori v N2O3 (natančneje v zmes NO + NO2). Od tam plini vstopajo v absorpcijske stolpe, kamor se od zgoraj dovaja žveplova kislina, ki jih sreča. Nastane nitroza, ki se črpa v proizvodne stolpe. Tako je zagotovljena kontinuiteta proizvodnje in kroženje dušikovih oksidov. Njihove neizogibne izgube z izpušnimi plini se nadomestijo z dodatkom HNO3.

Žveplova kislina, pridobljena po dušikovi metodi, ima nezadostno visoko koncentracijo in vsebuje škodljive nečistoče (na primer As). Njegovo proizvodnjo spremlja sproščanje dušikovih oksidov v ozračje (»lisičji rep«, tako imenovan po barvi NO2).

kontaktna metoda

Princip kontaktne metode za proizvodnjo žveplove kisline je leta 1831 odkril P. Philips (Velika Britanija). Prvi katalizator je bila platina. Konec 19. - začetek 20. stoletja. odkrili smo pospeševanje oksidacije SO2 v SO3 z vanadijevim anhidridom V2O5. Posebno pomembno vlogo pri preučevanju delovanja vanadijevih katalizatorjev in njihovem izboru so imele študije sovjetskih znanstvenikov A. E. Adadurova, G. K. Boreskova in F. N. Juškeviča.

Sodobne tovarne žveplove kisline so zgrajene tako, da delujejo po kontaktni metodi. Za osnovo katalizatorja se uporabljajo vanadijevi oksidi z dodatki SiO2, Al2O3, K2O, CaO, BaO v različnih razmerjih. Vse kontaktne mase vanadija kažejo svojo aktivnost le pri temperaturi, ki ni nižja od ~ 420 ° C. V kontaktnem aparatu plin običajno prehaja 4 ali 5 plasti kontaktne mase. Pri proizvodnji žveplove kisline po kontaktni metodi se praženje plin se predhodno očisti od nečistoč, ki zastrupljajo katalizator Ostanki prahu se odstranijo v pralnih stolpih, namakanih z žveplovo kislino.Megla se odstrani iz žveplove kisline (nastane iz SO3 in H2O, prisotnih v mešanici plinov) v mokrih elektrostatičnih filtrih. H2O hlapi se absorbirajo s koncentrirano žveplovo kislino v sušilnih stolpih. Mešanica SO2-zrak nato prehaja skozi katalizator (kontaktna masa) in oksidira v SO3:

SO2 + 1/2 O2 = SO3.

SO3 + H2O = H2SO4.

Glede na količino vode, ki vstopi v proces, dobimo raztopino žveplove kisline v vodi ali oleumu.
Približno 80 % svetovnega H2SO4 se zdaj proizvede s to metodo.

Uporaba žveplove kisline

Žveplova kislina se lahko uporablja za čiščenje naftnih derivatov iz žveplovih, nenasičenih organskih spojin.

V metalurgiji se žveplova kislina uporablja za odstranjevanje vodnega kamna z žice, pa tudi pločevine pred kositranjem in cinkanjem (razredčeno), za luženje različnih kovinskih površin pred premazom s kromom, bakrom, nikljem itd. Z žveplovo kislino razgrajujejo tudi kompleksne rude. (zlasti uran).

Pri organski sintezi je koncentrirana žveplova kislina nujna sestavina nitriranih zmesi, pa tudi žveplano sredstvo pri proizvodnji številnih barvil in zdravilnih snovi.

Žveplova kislina se pogosto uporablja za proizvodnjo gnojil, etilnega alkohola, umetnih vlaken, kaprolaktama, titanovega dioksida, anilinskih barvil in številnih drugih. kemične spojine.

Izrabljena žveplova kislina (odpadki) se uporablja v kemični, metalurški, lesnopredelovalni in drugih industrijah, akumulatorska žveplova kislina se uporablja za proizvodnjo svinčevih tokovnih virov.

Žveplova kislina (H2SO4) je ena najbolj jedkih kislin in nevarnih reagentov, znano človeku predvsem v koncentrirani obliki. Kemično čista žveplova kislina je težka strupena tekočina oljne konsistence, brez vonja in barve. Pridobljeno z oksidacijo kisli plin(SO2) kontaktni način.

Pri temperaturi + 10,5 °C se žveplova kislina spremeni v zamrznjeno stekleno kristalno maso, ki pohlepno, kot goba, vpija vlago iz okolja. V industriji in kemiji je žveplova kislina ena glavnih kemičnih spojin in zavzema vodilni položaj glede proizvodnje v tonah. Zato se žveplova kislina imenuje "krv kemije". Žveplova kislina se uporablja za izdelavo gnojil zdravila, druge kisline, velike , gnojila in še veliko več.

Osnovne fizikalne in kemijske lastnosti žveplove kisline

1. Žveplova kislina v čisti obliki (formula H2SO4) v koncentraciji 100 % je brezbarvna gosta tekočina. Najpomembnejša lastnost H2SO4 je njegova visoka higroskopnost – sposobnost odstranjevanja vode iz zraka. Ta proces spremlja veliko sproščanje toplote.
2. H2SO4 je močna kislina.
3. Žveplova kislina se imenuje monohidrat - vsebuje 1 mol H2O (vode) na 1 mol SO3. Zaradi svojih impresivnih higroskopskih lastnosti se uporablja za odvajanje vlage iz plinov.
4. Vrelišče - 330 ° C. V tem primeru se kislina razgradi na SO3 in vodo. Gostota - 1,84. Tališče - 10,3 ° C /.
5. Koncentrirana žveplova kislina je močan oksidant. Za začetek redoks reakcije je treba kislino segreti. Rezultat reakcije je SO2. S+2H2SO4=3SO2+2H2O
6. Glede na koncentracijo žveplova kislina različno reagira s kovinami. V razredčenem stanju je žveplova kislina sposobna oksidirati vse kovine, ki so v nizu napetosti, v vodik. Izjema je kot najbolj odporna proti oksidaciji. Razredčena žveplova kislina reagira s solmi, bazami, amfoternimi in bazičnimi oksidi. Koncentrirana žveplova kislina je sposobna oksidirati vse kovine v nizu napetosti in tudi srebro.
7. Žveplova kislina tvori dve vrsti soli: kisle (hidrosulfati) in srednje (sulfate)
8. H2SO4 aktivno reagira z organskimi snovmi in nekovinami, nekatere od njih pa lahko spremeni v premog.
9. Žveplov anhidrit je odlično topen v H2SO4 in v tem primeru nastane oleum - raztopina SO3 v žveplovi kislini. Navzven je videti takole: dimljena žveplova kislina, sproščanje žveplovega anhidrita.
10. Žveplova kislina v vodnih raztopinah je močna dvobazična kislina in ko jo dodamo vodi, se sprosti ogromna količina toplote. Pri pripravi razredčenih raztopin H2SO4 iz koncentriranih je treba vodi v majhnem curku dodajati težjo kislino in ne obratno. To se naredi, da preprečimo vrelo vodo in škropljenje kisline.

Koncentrirane in razredčene žveplove kisline

Koncentrirane raztopine žveplove kisline vključujejo raztopine od 40%, ki lahko raztopijo srebro ali paladij.

Razredčena žveplova kislina vključuje raztopine, katerih koncentracija je manjša od 40 %. To niso tako aktivne raztopine, vendar lahko reagirajo z medenino in bakrom.

Pridobivanje žveplove kisline

Proizvodnja žveplove kisline v industrijskem obsegu se je začela v 15. stoletju, vendar so jo takrat imenovali "vitriol". Če je prej človeštvo porabilo le nekaj deset litrov žveplove kisline, potem v sodobnem svetu izračun gre na milijone ton na leto.

Proizvodnja žveplove kisline se izvaja industrijsko in obstajajo trije:

1. kontaktna metoda.
2. dušikova metoda
3. Druge metode

Pogovorimo se podrobno o vsakem od njih.

kontaktni način proizvodnje

Kontaktni način izdelave je najpogostejši in opravlja naslednje naloge:

• Izkaže se izdelek, ki zadovoljuje potrebe največjega števila potrošnikov.
• Med proizvodnjo se zmanjša škoda za okolje.

Pri kontaktni metodi se kot surovine uporabljajo naslednje snovi:

• pirit (žveplovi pirit);
• žveplo;
• vanadijev oksid (ta snov povzroča vlogo katalizatorja);
• vodikov sulfid;
• sulfidi različnih kovin.

Pred začetkom proizvodnega procesa so surovine vnaprej pripravljene. Za začetek je v posebnih drobilnih napravah pirit podvržen mletju, kar omogoča, da se zaradi povečanja kontaktne površine aktivnih snovi pospeši reakcija. Pirit se prečisti: spusti se v velike posode z vodo, med katerim odpadne kamnine in vse vrste nečistoč priplavajo na površje. Na koncu postopka se odstranijo.

Proizvodni del je razdeljen na več stopenj:

1. Po drobljenju se pirit očisti in pošlje v peč - kjer se žge pri temperaturah do 800 ° C. Po principu protitoka se zrak dovaja v komoro od spodaj, kar zagotavlja, da je pirit v suspendiranem stanju. Danes ta postopek traja nekaj sekund, prej pa je trajalo več ur. Med postopkom praženja se pojavijo odpadki v obliki železovega oksida, ki se odstranijo in nato prenesejo v podjetja. metalurško industrijo. Med kurjenjem se sproščajo vodna para, plini O2 in SO2. Ko je čiščenje iz vodne pare in najmanjših nečistoč končano, dobimo čisti žveplov oksid in kisik.
2. V drugi fazi poteka eksotermna reakcija pod tlakom z uporabo vanadijevega katalizatorja. Začetek reakcije se začne, ko temperatura doseže 420 °C, vendar se lahko poveča na 550 °C, da se poveča učinkovitost. Med reakcijo pride do katalitične oksidacije in SO2 postane SO.
3. Bistvo tretje stopnje proizvodnje je sledeče: absorpcija SO3 v absorpcijskem stolpu, med katerim nastane oleum H2SO4. V tej obliki se H2SO4 vlije v posebne posode (ne reagira z jeklom) in je pripravljen na srečanje s končnim uporabnikom.

Pri proizvodnji, kot smo povedali zgoraj, nastane veliko toplotne energije, ki se uporablja za ogrevanje. Številne tovarne žveplove kisline namestijo parne turbine, ki uporabljajo izpušno paro za proizvodnjo dodatne električne energije.

Dušikov postopek za proizvodnjo žveplove kisline

Kljub prednostim kontaktnega načina proizvodnje, ki proizvaja bolj koncentrirano in čisto žveplovo kislino in oleum, se po dušikovi metodi proizvede precej H2SO4. Zlasti v rastlinah superfosfata.

Za proizvodnjo H2SO4 kot izhodna snov deluje žveplov dioksid, tako pri kontaktni kot pri dušikovi metodi. Pridobiva se posebej za te namene s sežiganjem žvepla ali praženjem žveplovih kovin.

Pretvorba žveplovega dioksida v žveplovo kislino je sestavljena iz oksidacije žveplovega dioksida in dodajanja vode. Formula izgleda takole:
SO2 + 1|2 O2 + H2O = H2SO4

Toda žveplov dioksid ne reagira neposredno s kisikom, zato se z dušikovo metodo oksidacija žveplovega dioksida izvaja z dušikovimi oksidi. Višji dušikovi oksidi (govorimo o dušikovem dioksidu NO2, dušikovem trioksidu NO3) pri ta proces se reducira v dušikov oksid NO, ki se nato s kisikom ponovno oksidira v višje okside.

Proizvodnja žveplove kisline po dušikovi metodi je tehnično formalizirana na dva načina:

• zbornica.
• Stolp.

Dušikova metoda ima številne prednosti in slabosti.

Slabosti dušikove metode:

• Izkaže se 75% žveplove kisline.
• Kakovost izdelka je nizka.
• Nepopolno vračanje dušikovih oksidov (dodatek HNO3). Njihove emisije so škodljive.
• Kislina vsebuje železo, dušikove okside in druge nečistoče.

Prednosti dušikove metode:

• Stroški postopka so nižji.
• Možnost obdelave SO2 na 100%.
• Enostavnost oblikovanja strojne opreme.

Glavne ruske tovarne žveplove kisline

Letna proizvodnja H2SO4 pri nas je izračunana šestmestno - približno 10 milijonov ton. Vodilni proizvajalci žveplove kisline v Rusiji so podjetja, ki so poleg tega njeni glavni potrošniki. To je približno o podjetjih, katerih področje dejavnosti je izdaja mineralna gnojila. Na primer, "Mineralna gnojila Balakovo", "Ammophos".

Na Krimu, v Armyansku, deluje največji proizvajalec titanovega dioksida vzhodne Evrope Krimski titan. Poleg tega se obrat ukvarja s proizvodnjo žveplove kisline, mineralnih gnojil, železov sulfat itd.

žveplova kislina različne vrste proizvajajo številne tovarne. Na primer, baterijsko žveplovo kislino proizvajajo: Karabashmed, FKP Biysk Oleum Plant, Svyatogor, Slavia, Severkhimprom itd.

Oleum proizvajajo UCC Shchekinoazot, FKP Biysk Oleum Plant, Ural Mining and Metallurgical Company, Kirishinefteorgsintez Production Association itd.

Žveplovo kislino visoke čistosti proizvaja UCC Shchekinoazot, Component-Reaktiv.

Izrabljeno žveplovo kislino lahko kupite v obratih ZSS, HaloPolymer Kirovo-Chepetsk.

Komercialni proizvajalci žveplove kisline so Promsintez, Khiprom, Svyatogor, Apatit, Karabashmed, Slavia, Lukoil-Permnefteorgsintez, Chelyabinsk Cinc Plant, Electrocinc itd.

Zaradi dejstva, da je pirit glavna surovina pri proizvodnji H2SO4 in je to odpadek podjetij za obogatitev, so njegovi dobavitelji obogatitveni obrati Norilsk in Talnakh.

Vodilni svetovni položaj v proizvodnji H2SO4 zasedata ZDA in Kitajska, ki predstavljata 30 milijonov ton oziroma 60 milijonov ton.

Obseg žveplove kisline

Svet letno porabi okoli 200 milijonov ton H2SO4, iz katerega se proizvaja širok spekter izdelkov. Žveplova kislina ima upravičeno palmo med drugimi kislinami glede industrijske uporabe.

Kot že veste, je žveplova kislina ena izmed bistvenih izdelkov kemična industrija, zato je obseg žveplove kisline precej širok. Glavne uporabe H2SO4 so naslednje:

• Žveplova kislina se v velikih količinah uporablja za proizvodnjo mineralnih gnojil in zavzema približno 40% celotne tonaže. Zaradi tega se poleg tovarn gnojil gradijo obrati za proizvodnjo H2SO4. To so amonijev sulfat, superfosfat itd. Pri njihovi proizvodnji se žveplova kislina vzame v čisti obliki (100-odstotna koncentracija). Za proizvodnjo tone amofosa ali superfosfata bo potrebnih 600 litrov H2SO4. Ta gnojila se večinoma uporabljajo v kmetijstvu.
• H2SO4 se uporablja za izdelavo eksplozivov.
• Čiščenje naftnih derivatov. Za pridobitev kerozina, bencina, mineralnih olj je potrebno čiščenje ogljikovodikov, ki se zgodi z uporabo žveplove kisline. V procesu rafiniranja nafte za čiščenje ogljikovodikov ta industrija »vzame« kar 30 % svetovne tonaže H2SO4. Poleg tega se z žveplovo kislino poveča oktansko število goriva in med pridobivanjem nafte se vrtine obdelajo.
• v metalurški industriji. Žveplova kislina se uporablja v metalurgiji za odstranjevanje vodnega kamna in rje iz žice, pločevine, pa tudi za zmanjšanje aluminija pri proizvodnji barvnih kovin. Pred pokrivanjem kovinske površine baker, krom ali nikelj, površina jedkana z žveplovo kislino.
• Pri izdelavi zdravil.
• pri proizvodnji barv.
• v kemični industriji. H2SO4 se uporablja pri proizvodnji detergentov, etil detergenta, insekticidov ipd., brez nje pa ti procesi niso mogoči.
• Za pridobivanje drugih znanih kislin, organskih in anorganskih spojin, ki se uporabljajo v industrijske namene.

Soli žveplove kisline in njihova uporaba

Najpomembnejše soli žveplove kisline so:

• Glauberjeva sol Na2SO4 10H2O (kristalinični natrijev sulfat). Obseg njegove uporabe je precej širok: proizvodnja stekla, sode, v veterini in medicini.
• Barijev sulfat BaSO4 se uporablja pri proizvodnji gume, papirja, bele mineralne barve. Poleg tega je v medicini nepogrešljiv za fluoroskopijo želodca. Uporablja se za pripravo "barijeve kaše" za ta postopek.
• Kalcijev sulfat CaSO4. V naravi ga najdemo v obliki mavca CaSO4 2H2O in anhidrita CaSO4. V medicini in gradbeništvu se uporabljata mavec CaSO4 2H2O in kalcijev sulfat. Pri mavcu pri segrevanju na temperaturo 150 - 170 ° C pride do delne dehidracije, zaradi česar dobimo žgano sadro, ki nam je znano kot alabaster. Alabaster gnetemo z vodo do konsistence tekoče testo, se masa hitro strdi in spremeni v nekakšen kamen. Prav ta lastnost alabastra se aktivno uporablja pri gradbenih delih: iz njega so izdelani odlitki in kalupi. Pri ometih je alabaster nepogrešljiv kot vezivo. Pacienti travmatoloških oddelkov dobijo posebne pritrdilne trdne povoje - izdelane so na osnovi alabastra.
• Železov vitriol FeSO4 7H2O se uporablja za pripravo črnila, impregnacijo lesa in tudi v kmetijskih dejavnostih za uničevanje škodljivcev.
• Alum KCr(SO4)2 12H2O, KAl(SO4)2 12H2O itd. se uporabljajo v proizvodnji barv in usnjarski industriji (strojenje).
• Mnogi od vas poznajo bakrov sulfat CuSO4 5H2O iz prve roke. Je aktivni pomočnik v kmetijstvu v boju proti rastlinskim boleznim in škodljivcem - vodna raztopina CuSO4 5H2O se uporablja za kisanje zrnja in škropljenje rastlin. Uporablja se tudi za pripravo nekaterih mineralnih barv. In v vsakdanjem življenju se uporablja za odstranjevanje plesni s sten.
• Aluminijev sulfat - uporablja se v industriji celuloze in papirja.

Žveplova kislina v razredčeni obliki se uporablja kot elektrolit v svinčevih baterijah. Poleg tega se uporablja za proizvodnjo detergentov in gnojil. Toda v večini primerov je na voljo v obliki oleuma - to je raztopina SO3 v H2SO4 (najdete lahko tudi druge formule oleuma).

Neverjetno dejstvo! Oleum je bolj reaktiven kot koncentrirana žveplova kislina, a kljub temu ne reagira z jeklom! Zaradi tega je lažje prevažati kot samo žveplovo kislino.

Področje uporabe "kraljice kislin" je resnično obsežno in težko je povedati o vseh načinih, na katere se uporablja v industriji. Uporablja se tudi kot emulgator v živilski industriji, za obdelavo vode, pri sintezi eksplozivov in za številne druge namene.

Zgodovina žveplove kisline

Kdo med nami še ni slišal modri vitriol? Torej so jo preučevali že v antiki, v nekaterih delih pa začetke novo obdobje znanstveniki so razpravljali o izvoru vitriola in njihovih lastnostih. Vitriol je preučeval grški zdravnik Dioskorid, rimski raziskovalec narave Plinij Starejši, in v svojih spisih pisali o poskusih, ki potekajo. Za medicinske namene je starodavni zdravilec Ibn Sina uporabljal različne vitriolne snovi. Kako je bil vitriol uporabljen v metalurgiji, je bilo omenjeno v delih alkimistov antične Grčije Zosime iz Panopolisa.

Prva metoda pridobivanja žveplove kisline je postopek segrevanja kalijevega aluma in o tem obstajajo podatki v alkimistični literaturi XIII stoletja. Takrat alkimisti niso poznali sestave aluna in bistva procesa, a so se že v 15. stoletju začeli namensko ukvarjati s kemično sintezo žveplove kisline. Postopek je bil naslednji: alkimisti so mešanico žvepla in antimonovega (III) sulfida Sb2S3 obdelali s segrevanjem z dušikovo kislino.

V srednjem veku v Evropi so žveplovo kislino imenovali "vitriolovo olje", potem pa se je ime spremenilo v vitriol.

V 17. stoletju, Johann Glauber, kot posledica sežiganja kalijev nitrat in naravno žveplo v prisotnosti vodne pare prejelo žveplovo kislino. Kot posledica oksidacije žvepla z nitratom je nastal žveplov oksid, ki je reagiral z vodno paro in posledično je nastala oljnata tekočina. Bilo je vitriolno olje in to ime za žveplovo kislino obstaja še danes.

Farmacevt iz Londona Ward Joshua je v tridesetih letih 18. stoletja uporabil to reakcijo za industrijska proizvodnjažveplove kisline, vendar je bila v srednjem veku njena poraba omejena na nekaj deset kilogramov. Obseg uporabe je bil ozek: za alkemične poskuse, čiščenje plemenitih kovin in v farmacevtski dejavnosti. Koncentrirano žveplovo kislino so v majhnih količinah uporabljali pri izdelavi posebnih vžigalic, ki so vsebovale bertoletovo sol.

V Rusiji se je vitriol pojavil šele v 17. stoletju.

V Birminghamu v Angliji je John Roebuck leta 1746 prilagodil zgornjo metodo za proizvodnjo žveplove kisline in začel proizvodnjo. Hkrati je uporabljal močne velike komore, obložene s svincem, ki so bile cenejše od steklenih posod.

V industriji je ta metoda zasedla položaj skoraj 200 let, v komorah pa je bilo pridobljeno 65 % žveplove kisline.

Čez nekaj časa sta angleški Glover in francoski kemik Gay-Lussac izboljšala sam postopek in žveplovo kislino so začeli pridobivati ​​s koncentracijo 78%. Toda taka kislina ni bila primerna za proizvodnjo, na primer, barvil.

V začetku 19. stoletja so bile odkrite nove metode za oksidacijo žveplovega dioksida v žveplov anhidrid.

Sprva so to naredili z dušikovimi oksidi, nato pa je bila kot katalizator uporabljena platina. Ti dve metodi oksidacije žveplovega dioksida sta se še izboljšali. Oksidacija žveplovega dioksida na platini in drugih katalizatorjih je postala znana kot kontaktna metoda. In oksidacijo tega plina z dušikovimi oksidi so imenovali dušikova metoda za proizvodnjo žveplove kisline.

Šele leta 1831 je britanski trgovec z ocetno kislino Peregrine Philips patentiral ekonomičen postopek za proizvodnjo žveplovega oksida (VI) in koncentrirane žveplove kisline in prav on je danes svetu znan kot kontaktna metoda za pridobivanje.

Proizvodnja superfosfata se je začela leta 1864.

V osemdesetih letih devetnajstega stoletja je v Evropi proizvodnja žveplove kisline dosegla 1 milijon ton. Glavni proizvajalki sta bili Nemčija in Anglija, ki sta proizvedli 72 % celotne količine žveplove kisline na svetu.

Prevoz žveplove kisline je delovno intenziven in odgovoren podvig.

Žveplova kislina spada v razred nevarnih kemikalij in ob stiku s kožo povzroči hude opekline. Poleg tega lahko povzroči kemično zastrupitev osebe. Če med prevozom ne opazite določena pravila, potem lahko žveplova kislina zaradi svoje eksplozivnosti povzroči veliko škode tako ljudem kot okolju.

Žveplovi kislini je dodeljen razred nevarnosti 8, prevoz pa morajo izvajati posebej usposobljeni in usposobljeni strokovnjaki. Pomemben pogoj za dostavo žveplove kisline je skladnost s posebej razvitimi Pravili za prevoz nevarnega blaga.

Dostava z avtom poteka po naslednjih pravilih:

1. Za transport so posebni zabojniki izdelani iz posebne jeklene zlitine, ki ne reagira z žveplovo kislino ali titanom. Takšne posode ne oksidirajo. Nevarna žveplova kislina se prevaža v posebnih cisternah za žveplovo kislino. Razlikujejo se po zasnovi in ​​so izbrani med prevozom glede na vrsto žveplove kisline.
2. Pri prevozu dimljive kisline se vzamejo specializirani izotermični termos rezervoarji, v katerih se vzdržuje potreben temperaturni režim, da se ohranijo kemične lastnosti kisline.
3. Če se prevaža navadna kislina, se izbere rezervoar za žveplovo kislino.
4. Prevoz žveplove kisline po cesti, kot je dimna, brezvodna, koncentrirana, za baterije, rokavice, se izvaja v posebnih zabojnikih: cisternah, sodih, kontejnerjih.
5. Prevoz nevarnega blaga lahko opravljajo samo vozniki, ki imajo v rokah potrdilo ADR.
6. Čas potovanja nima omejitev, saj je treba med prevozom strogo upoštevati dovoljeno hitrost.
7. Med prevozom je zgrajena posebna pot, ki naj poteka, mimo gneče in proizvodnih prostorov.
8. Prevoz mora imeti posebne oznake in znake nevarnosti.

Nevarne lastnosti žveplove kisline za ljudi

Žveplova kislina predstavlja povečano nevarnost za človeško telo. Njegov toksični učinek se ne pojavi le pri neposrednem stiku s kožo, temveč tudi pri vdihavanju njegovih hlapov, ko se sprošča žveplov dioksid. Nevarnost velja za:

• dihalni sistem;
• Kožni koži;
• Sluznice.

Zastrupitev telesa lahko okrepi arzen, ki je pogosto del žveplove kisline.

Pomembno! Kot veste, ko kislina pride v stik s kožo, pride do hudih opeklin. Nič manj nevarna ni zastrupitev s hlapi žveplove kisline. Varen odmerek žveplove kisline v zraku je le 0,3 mg na 1 kvadratni meter.

Če žveplova kislina zaide na sluznico ali na kožo, se pojavi huda opeklina, ki se slabo celi. Če je opeklina impresivnega obsega, žrtev razvije opeklinsko bolezen, ki lahko privede celo do smrti, če se usposobljena zdravstvena oskrba ne zagotovi pravočasno.

Pomembno! Za odraslega je smrtonosni odmerek žveplove kisline le 0,18 cm na 1 liter.

Seveda "izkusite sami" strupeni učinek kisline v navadno življenje problematično. Najpogosteje se zastrupitev s kislino pojavi zaradi zanemarjanja industrijske varnosti pri delu z raztopino.

Zaradi tehničnih težav pri proizvodnji ali malomarnosti lahko pride do množične zastrupitve s hlapi žveplove kisline, pride do množičnega izpusta v ozračje. Za preprečevanje takšnih situacij delujejo posebne službe, katerih naloga je nadzor nad delovanjem proizvodnje, kjer se uporablja nevarna kislina.

Kakšni so simptomi zastrupitve z žveplovo kislino?

Če je bila kislina zaužita:

• Bolečina v predelu prebavnih organov.
• Slabost in bruhanje.
• Kršitev blata kot posledica hudih črevesnih motenj.
• Močno izločanje sline.
• Zaradi toksičnih učinkov na ledvice urin postane rdečkast.
• Otekanje grla in grla. Pojavijo se piskanje, hripavost. To lahko povzroči smrt zaradi zadušitve.
• Na dlesni se pojavijo rjave lise.
• Koža postane modra.

Z opeklinami kožo lahko pride do vseh zapletov, ki so neločljivo povezani z opeklinami.

Pri zastrupitvi v parih opazimo naslednjo sliko:

• Opeklina sluznice oči.
• Krvavitev iz nosu.
• Opekline sluznice dihalnih poti. V tem primeru žrtev doživi močan simptom bolečine.
• Otekanje grla s simptomi zadušitve (pomanjkanje kisika, koža postane modra).
• Če je zastrupitev huda, se lahko pojavita slabost in bruhanje.

Pomembno je vedeti! Zastrupitev s kislino po zaužitju je veliko bolj nevarna kot zastrupitev z vdihavanjem hlapov.

Prva pomoč in terapevtski postopki za poškodbe z žveplovo kislino

Pri stiku z žveplovo kislino ravnajte na naslednji način:

• Najprej pokličite rešilca. Če je tekočina prišla v notranjost, naredite izpiranje želodca s toplo vodo. Po tem boste morali v majhnih požirkih popiti 100 gramov sončnice oz olivno olje. Poleg tega morate pogoltniti kos ledu, piti mleko ali zažgano magnezijevo oksido. To je treba storiti za zmanjšanje koncentracije žveplove kisline in lajšanje stanja ljudi.
• Če vam kislina pride v oči, jih sperite. tekoča voda, nato pa kapnite z raztopino dikaina in novokaina.
• Če kislina pride na kožo, je treba opečeno mesto dobro sprati pod tekočo vodo in previti s sodo. Sperite približno 10-15 minut.
• V primeru zastrupitve s hlapi morate iti na Svež zrak, in tudi sperite, kolikor je mogoče, prizadeto sluznico z vodo.

V bolnišničnem okolju bo zdravljenje odvisno od območja opekline in stopnje zastrupitve. Anestezija se izvaja samo z novokainom. Da bi se izognili razvoju okužbe na prizadetem območju, je za bolnika izbran potek antibiotične terapije.

Pri želodčni krvavitvi se injicira plazma ali transfuzija krvi. Vir krvavitve je mogoče kirurško odstraniti.

1. V naravi najdemo žveplovo kislino v svoji čisti 100% obliki. Na primer, v Italiji, na Siciliji v Mrtvem morju lahko vidite edinstven pojav - žveplova kislina pronica kar z dna! In tukaj se zgodi: pirit iz zemeljske skorje v tem primeru služi kot surovina za njegovo tvorbo. Ta kraj se imenuje tudi Jezero smrti in celo žuželke se bojijo prileteti do njega!
2. Po velikih vulkanskih izbruhih se v zemeljskem ozračju pogosto znajdejo kapljice žveplove kisline, v takih primerih pa lahko »krivec« prinese negativne posledice za okolje in povzroči resne podnebne spremembe.
3. Žveplova kislina je aktiven absorber vode, zato se uporablja kot sušilnik plina. AT stari časi da se okna v sobah ne zameglijo, so to kislino nalili v kozarce in jo dali med stekla okenskih odprtin.
4. Žveplova kislina je glavni vzrok kislega dežja. glavni razlog Kisli dež je onesnaženje zraka z žveplovim dioksidom, in ko se raztopi v vodi, tvori žveplovo kislino. Po drugi strani se žveplov dioksid sprošča pri zgorevanju fosilnih goriv. V kislem dežju preučevali za Zadnja leta, povečana vsebina dušikova kislina. Razlog za ta pojav je zmanjšanje emisij žveplovega dioksida. Kljub temu dejstvu, žveplova kislina ostaja glavni vzrok kislega dežja.

Ponujamo vam video kompilacijo zanimive izkušnje z žveplovo kislino.

Razmislite o reakciji žveplove kisline, ko jo vlijemo v sladkor. V prvih sekundah, ko žveplova kislina vstopi v bučko s sladkorjem, zmes potemni. Po nekaj sekundah snov postane črna. Naslednje se zgodi najbolj zanimivo. Masa začne hitro rasti in vzpenjati iz bučke. Na izhodu dobimo ponosno snov, izgleda kot porozna oglje, ki presega začetni volumen za 3-4 krat.

Avtor videoposnetka predlaga primerjavo reakcije Coca-Cole s klorovodikovo in žveplovo kislino. Pri mešanju Coca-Cole s klorovodikovo kislino ni opaziti nobenih vizualnih sprememb, pri mešanju z žveplovo kislino pa Coca-Cola začne vreti.

Zanimivo interakcijo lahko opazimo, ko žveplova kislina pride na toaletni papir. Toaletni papir je sestavljen iz celuloze. Ko pride kislina, se molekule celuloze takoj razgradijo s sproščanjem prostega ogljika. Podobno zoglenitev lahko opazimo, ko kislina pride na les.

Dodajte v bučko s koncentrirano kislino majhen kos kalij. V prvi sekundi se sprosti dim, po katerem se kovina v trenutku vname, zasveti in eksplodira ter se razreže na koščke.

V naslednjem poskusu, ko žveplova kislina zadene vžigalico, se ta vname. V drugem delu poskusa aluminijasto folijo potopimo z acetonom in vžigalico v notranjost. Pojavi se takojšnje segrevanje folije s sproščanjem ogromne količine dima in njenim popolnim raztapljanjem.

Pri dodajanju opazimo zanimiv učinek Soda bikarbona v žveplovo kislino. Soda takoj porumeni. Reakcija poteka s hitrim vretjem in povečanjem prostornine.

Vseh zgornjih poskusov kategorično ne svetujemo izvajati doma. Žveplova kislina je zelo jedka in strupena snov. Podobne poskuse je treba izvesti v posebne sobe ki so opremljeni prisilno prezračevanje. Plini, ki se sproščajo pri reakcijah z žveplovo kislino, so zelo strupeni in lahko povzročijo poškodbe dihalnih poti in zastrupijo telo. Poleg tega se v sredstvih izvajajo podobni poskusi osebno zaščito kože in dihalnih organov. Skrbi zase!