Žveplova kislina. Formula, lastnosti, priprave in uporabe

Žveplova kislina je zgodovinsko ime: olje vitriol. Študija kisline začela v antičnih časih, v svojih spisih, je opisal: grški zdravnik Dioskurid, rimski naravoslovec Pliniy Starshy, islamski alkimisti Geberu, razi in Ibn Sina in drugi. V Sumer je bil seznam vitriol, ki so razvrščeni po barvi snovi. V našem času, se beseda "vitriol" združuje kristalne hidrate sulfati za dvovalentne kovine.

V 17. stoletju, nizozemščina, nemščina kemik Johann Glauber žveplovo kislino, dobljeno z žganjem žvepla s kalijevim nitratom (KNO3) v prisotnosti vodne pare. Leta 1736, Dzhoshua Uord (farmacevt iz Londona), se ta metoda uporablja v proizvodnji. Ta čas se lahko šteje kot referenčna točka, ko se je že začela proizvajati žveplovo kislino v velikem obsegu. To formulo (H2SO4), na splošno domneva, da je treba namestiti švedščina kemik Berzelius (1779-1848) tiho kasneje.

Berzelius uporabo abecedne znake (označena kemijskih elementov) in spodnji digitalne kode (nakazano s številko v molekuli, atomi danega tipa) je pokazala, da je v eni molekuli vsebuje 1 žveplov atom (e), dva atoma vodika (H) in 4 atom kisika (O ). Od takrat je postalo znano kvalitativno in kvantitativno sestavo molekule, ki je, v jeziku kemije opisano žveplove kisline.

Strukturna formula, ki prikazuje grafično medsebojno razporeditev atomov v molekuli in kemijskih vezi med njimi (so navadno označeni s črtami) obvesti, da je središče molekule žveplov atom, ki je dvojno vezan na dva kisikova atoma. Pri drugih dveh atomov kisika na katerega sta vezana, atom vodika, atom žvepla povezani tudi z enojnimi vezmi.

lastnosti

Žveplova kislina - brezbarvna ali rahlo rumena viskozna tekočina, topna v vodi pri vseh koncentracijah. To je močna mineralna kislina. Kislina je zelo jedka za kovine (koncentrirana komunicira z železom brez ogrevanja, in pasiviranje) kamenje, živalska tkiva ali drugih materialov. Ima visoko higroskopičnost in izrazito močne oksidant lastnosti. Pri temperaturi 10,4 ° strdi C kisline. Pri segrevanju do 300 ° C skoraj 99% kislina izgubil žveplov trioksid (SO3).

Njegove lastnosti se spreminjajo v odvisnosti od koncentracije vodne raztopine. Obstaja splošna imena so kisle raztopine. Razredčeno kislino velja za 10%. Polnilne - od 29 do 32%. Pri koncentracijah manj kot 75% (v skladu z ISO 2184) se imenuje stolp. Če koncentracija 98%, potem bo koncentrirana žveplova kislina. Formula (Chemical ali strukturno) v vseh primerih ostaja nespremenjen.

Ko raztopili v koncentrirani žveplovi kislini, ki je žveplov trioksid ali oleumom tvorjen kadeče žveplovo kislino, njeno formulo se lahko zapiše kot: H2S2O7. Neto kislina (H2S2O7) je trdno snov, ki ima tališče 36 ° C. žveplove kisline reakcija hidracije označen s sproščanjem toplote v velikih količinah.

Razredčena kislina reagira s kovinskim reakcijo s katero kaže močan oksidant lastnosti. To ponovno žveplova kislina, ki vsebuje oblikovane formule snovi zmanjša (do 4, 0 ali -2) atom žvepla, lahko: SO2, S ali H2S.

To reagira z nekovine, npr ogljika ali žvepla:

2 H2SO4 + C → 2 SO2 + CO2 + 2 H2O

2 H2SO4 + S → 3 SO2 + 2 H2O

Reakcije z natrijevim kloridom:

H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCI

To je značilno elektrofilno substitucijsko reakcijo vodikovega atoma vezan na benzenov obroč aromatske spojine k -SO3H skupino.

sprejem

Leta 1831 je zatič patentiran postopek pridobivanja H2SO4, ki je sedaj glavni. Danes je večina žveplove kisline pridobljeni z uporabo te metode. Surovine, uporabljene sulfidov (navadno železo pirit FeS2), ki je zapisan v posebnih pečeh, pri čemer se tvori kalciniran plin. Ker je temperatura plina enaka 900 ° C, potem smo jo ohladili žveplove kisline s koncentracijo 70%. Plin v ciklon in elektrofiltra se očisti prahu v pralnih stolpe s kislinskim koncentraciji 40 in 10% katalizatorskih strupov (As2O5 in fluora), mokrih elektrostatičnimi filtri iz kisline aerosola. Dalje, kalciniran plina, ki vsebuje 9% žveplovega dioksida (SO2), posušili in dovaja s kontaktnim aparata. Skozi 3 plasti vanadijevega katalizatorja, ki je SO2 oksidira v SO3. Za raztapljanje tvori žveplov trioksid se uporablja koncentrirana žveplova kislina. Formula raztopino žveplovega trioksida (SO3) v brezvodnem žveplove kisline H2S2O7. V tej obliki je oleumom v jeklenih rezervoarjih posredovane potrošniku kjer je razredčen do želene koncentracije.

aplikacija

Zaradi različnih kemijskih lastnosti, H2SO4 ima širok spekter uporabe. Pri proizvodnji same kisline, kot elektrolit v a svinčevih akumulatorjev za izdelavo različnih čistil, je tudi pomemben reaktant v kemični industriji. Prav tako se uporablja v proizvodnji: alkohol, plastika, barvila, gume, estra, lepila, razstreliva, mila in detergente, zdravila, celuloza in papir olje.