Este unul dintre cei mai faimoși și răspândiți compuși chimici. . Acest lucru se explică în primul rând prin proprietățile sale pronunțate. Formula sa este H2SO4. Este un acid dibazic cu un conținut de sulf mai mare de +6.

În condiții normale, acidul sulfuric este un lichid inodor și incolor, cu proprietăți uleioase. A devenit destul de răspândit în tehnologie și în diverse industrii.

Pe acest moment această substanță este unul dintre cele mai importante și mai răspândite produse ale industriei chimice. În natură, depozitele de sulf nativ nu se găsesc atât de des, de regulă, se găsesc numai în compuși cu alte substanțe. Extracția sulfului din diverși compuși, inclusiv dintr-o varietate de deșeuri industriale, este acum în curs de dezvoltare. În unele cazuri, chiar și gazele pot fi adaptate pentru a produce sulf și diverși compuși cu acesta.

Proprietăți

Acid sulfuric are un efect dăunător asupra oricăror. Scoate apa din ele foarte repede, astfel încât țesuturile și diverșii compuși încep să se carbonizeze. Acidul 100% este unul dintre cele mai puternice, iar compusul nu fumează și nu distruge

Reacționează cu orice metal, cu excepția plumbului. În formă concentrată, începe să oxideze multe elemente.

Utilizarea acidului sulfuric

Acidul sulfuric este utilizat în principal în industria chimică, unde este folosit pentru a produce azot, inclusiv superfosfat, care este considerat în prezent unul dintre cele mai comune îngrășăminte. Până la câteva milioane de tone din această substanță sunt produse anual.

În metalurgie, H2SO4 este utilizat pentru a verifica calitatea produselor rezultate. La rularea oțelului pot apărea microfisuri pentru a le detecta, piesa este plasată într-o baie de plumb și gravată cu o soluție acidă 25%. După aceasta, chiar și cele mai mici crăpături pot fi văzute cu ochiul liber.

Înainte de aplicarea galvanizării pe metal, este necesar să-l pregătiți mai întâi - curățați-l și degresați-l. Pe măsură ce acidul sulfuric reacționează cu metalele, acesta dizolvă stratul subțire și, odată cu acesta, toate urmele de contaminare sunt îndepărtate. În plus, suprafața metalică devine mai aspră, ceea ce este mai potrivit pentru aplicarea placajului cu nichel, crom sau cupru.

Acidul sulfuric este utilizat la prelucrarea unor minereuri, iar cantități importante sunt necesare și în industria petrolieră, unde este folosit în principal pentru purificarea diverselor produse. Este adesea folosit în industria chimică, care este în continuă evoluție. Ca urmare, găsim caracteristici suplimentare si metodele de aplicare. Această substanță poate fi folosită pentru a produce baterii plumb-acid.

Prepararea acidului sulfuric

Principalele materii prime pentru producerea acidului sunt sulful și diverși compuși pe baza acestuia. În plus, după cum sa menționat deja, utilizarea deșeurilor industriale pentru a produce sulf se dezvoltă acum. În timpul prăjirii oxidative a minereurilor sulfurate, gazele reziduale conțin SO2. Este adaptat pentru a produce acid sulfuric. Deși în Rusia pozițiile de conducere sunt încă ocupate de producția bazată pe prelucrarea piritelor de sulf, care sunt arse în cuptoare. Când aerul este suflat prin arderea piritelor, se formează vapori cu un conținut ridicat de SO2. Precipitatoarele electrice sunt folosite pentru a îndepărta alte impurități și vapori periculoși. În zilele noastre sunt utilizate activ în producție căi diferite producția de acid, iar multe dintre ele sunt asociate cu procesarea deșeurilor, deși ponderea producției tradiționale este mare.

Acidul sulfuric este utilizat pe scară largă în economie nationalași este principalul produs al industriei chimice de bază. În acest sens, există o creștere continuă a producției de acid sulfuric. Astfel, dacă în 1900 producția mondială de acid sulfuric se ridica la 4,2 milioane de tone, atunci în 1937 s-au produs 18,8 milioane de tone, iar în 1960 - peste 47 milioane de tone.
În prezent Uniunea Sovietică Ocupă locul al doilea în lume la producția de acid sulfuric. În 1960, în URSS au fost produse 5,4 milioane de grame de acid sulfuric. În 1965, producția de acid sulfuric se va dubla față de 1958.
Domeniile de aplicare ale acidului sulfuric se datorează proprietăților sale și costului redus. Acidul sulfuric este un acid puternic, nevolatil și durabil, care la temperaturi moderate are proprietăți oxidante foarte slabe și puternice de îndepărtare a apei.

Principalul consumator de acid sulfuric este producția îngrășăminte minerale- superfosfat si sulfat de amoniu. De exemplu, pentru a produce doar o tonă de superfosfat (din fluorapatită), care nu conține apă higroscopică, se consumă 600 kg de acid sulfuric 65%. Producția de îngrășăminte minerale consumă aproximativ jumătate din tot acidul produs.
O cantitate semnificativă de acid sulfuric este consumată în timpul procesării combustibilului lichid - pentru a purifica kerosenul, parafina, uleiurile lubrifiante din sulf și compușii nesaturați și în timpul procesării gudronului de cărbune. De asemenea, este folosit în purificarea diferitelor uleiuri minerale și grăsimi.
Acidul sulfuric este utilizat pe scară largă în diverse sinteze organice, de exemplu, pentru sulfonarea compușilor organici - în producția de acizi sulfonici, diverși coloranți și zaharină. În acest scop, se utilizează atât acidul concentrat, cât și acidul fumant, precum și acidul clorosulfonic. Acidul sulfuric este utilizat ca agent de îndepărtare a apei în reacțiile de nitrare - în producția de nitrobenzen, nitroceluloză, nitroglicerină etc.
Fiind un acid nevolatil, acidul sulfuric este capabil să înlocuiască acizii volatili din sărurile lor, care este utilizat în producerea de acid fluorhidric, acid clorhidric și acid percloric.
Acidul sulfuric este adesea folosit în prelucrarea (descompunerea) anumitor minereuri și concentrate, cum ar fi titanul, zirconiul, vanadiul și uneori niobiul, litiul și alte metale. Deoarece acidul sulfuric concentrat fierbe destul de mult temperatura ridicatași nu are practic niciun efect asupra fontei și oțelului, această descompunere poate fi realizată destul de complet folosind echipamente ieftine realizate din aceste materiale.
Acidul sulfuric fierbinte diluat dizolvă bine oxizii metalici și este folosit pentru așa-numita gravare a metalelor - curățarea acestora< особенно железа, от окислов.
Acidul sulfuric este un bun agent de uscare și în acest scop este utilizat pe scară largă în laboratoare și industrie. Umiditatea reziduală la utilizarea acidului sulfuric 95% este egală cu 0,003 mg vapori de apă la 1 litru de gaz uscat.

Acid sulfuric- un acid dibazic care arată ca un lichid uleios și este inodor. Substanța chimică cristalizează la o temperatură de +10 °C. Acidul sulfuric capătă o stare fizică solidă atunci când se află într-un mediu cu o temperatură de -20 ° C. Când acidul sulfuric reacţionează cu apa, se produce un numar mare de căldură. Domenii de aplicare a acidului sulfuric: industrie, medicină, economie națională.

Aplicarea acidului sulfuric în industrie

Industria alimentară este familiarizată cu acidul sulfuric sub formă de aditiv alimentar E513. Acidul acționează ca un emulgator. Acest aditiv alimentar este folosit pentru a face băuturi. Cu ajutorul lui, aciditatea este reglată. Pe lângă alimente, E513 este inclus în îngrășămintele minerale. Utilizarea acidului sulfuric în industrie este larg răspândită. Sinteza organică industrială folosește acid sulfuric pentru a efectua următoarele reacții: alchilare, deshidratare, hidratare. Cu ajutorul acestui acid se reface suma necesară rășini pe filtre care sunt utilizate la producerea apei distilate.

Utilizarea acidului sulfuric în viața de zi cu zi

Acidul sulfuric la domiciliu este solicitat în rândul pasionaților de mașini. Procesul de preparare a unei soluții de electrolit pentru o baterie de mașină este însoțit de adăugarea de acid sulfuric. Când lucrați cu acest acid, ar trebui să vă amintiți regulile de siguranță. Dacă acidul ajunge pe haine sau pe pielea expusă, clătiți imediat cu apă curentă. Acidul sulfuric care s-a vărsat pe metal poate fi neutralizat cu var sau cretă. Când reîncărcați o baterie de mașină, trebuie să respectați o anumită secvență: adăugați treptat acid în apă și nu invers. Când apa reacționează cu acidul sulfuric, lichidul devine foarte fierbinte, ceea ce poate provoca stropirea acestuia. Prin urmare, ar trebui să fii deosebit de atent să nu ajungă lichidul pe față sau pe ochi. Acidul trebuie depozitat într-un recipient bine închis. Este important ca substanța chimică să nu fie la îndemâna copiilor.

Utilizarea acidului sulfuric în medicină

Sărurile acidului sulfuric sunt utilizate pe scară largă în medicină. De exemplu, sulfatul de magneziu este prescris oamenilor pentru a obține un efect laxativ. Un alt derivat al acidului sulfuric este tiosulfatul de sodiu. Medicament folosit ca antidot in cazul ingestiei urmatoarelor substante: mercur, plumb, halogeni, cianura. Tiosulfat de sodiu împreună cu acid clorhidric folosit pentru tratarea bolilor dermatologice. Profesorul Demjanovich a propus o combinație a acestor două medicamente pentru tratamentul scabiei. Sub formă de soluție apoasă, tiosulfatul de sodiu se administrează persoanelor care suferă de boli alergice.

Sulfatul de magneziu are o gamă largă de capacități. Prin urmare, este folosit de medici de diferite specialități. Sulfatul de magneziu se administrează pacienților cu hipertensiune arterială ca antispastic. Dacă o persoană are boală a vezicii biliare, substanța este administrată pe cale orală pentru a îmbunătăți secreția biliară. Utilizarea acidului sulfuric în medicină sub formă de sulfat de magneziu în practica ginecologică este obișnuită. Medicii ginecologi ajută femeile aflate în travaliu prin administrarea de sulfat de magneziu pe cale intramusculară, astfel ameliorează durerile din timpul nașterii. Pe lângă toate proprietățile de mai sus, sulfatul de magneziu are un efect anticonvulsivant.

Aplicarea acidului sulfuric în producție

Acidul sulfuric, ale cărui aplicații sunt variate, este utilizat și în producția de îngrășăminte minerale. Pentru o cooperare mai convenabilă, fabricile care produc acid sulfuric și îngrășăminte minerale sunt situate în principal unele lângă altele. Acest moment creează producție continuă.

Utilizarea acidului sulfuric în producția de coloranți și fibre sintetice ocupă locul al doilea ca popularitate după producția de îngrășăminte minerale. Multe industrii folosesc acid sulfuric în unele procese de fabricație. Utilizarea acidului sulfuric a găsit cerere în viața de zi cu zi. Oamenii folosesc substanța chimică pentru a-și întreține mașinile. Puteți achiziționa acid sulfuric din magazinele specializate în vânzare substanțe chimice, inclusiv linkul nostru. Acidul sulfuric este transportat în conformitate cu regulile de transport de astfel de mărfuri. Transportul feroviar sau rutier transportă acidul în containere adecvate. În primul caz, un rezervor acționează ca un container, în al doilea - un butoi sau un container.

Astăzi, acidul sulfuric este produs în principal prin două metode industriale: contact și azotat. Metoda contactului este mai progresivă și în Rusia este folosită mai pe scară largă decât metoda azotului, adică metoda turnului.

Producerea acidului sulfuric începe cu prăjirea materiilor prime sulfuroase, de exemplu, în cuptoarele speciale de pirit se obține așa-numitul gaz de prăjire, care conține aproximativ 9% dioxid de sulf. Această etapă este aceeași atât pentru metoda de contact, cât și pentru cea de nitroză.

În continuare, este necesar să se oxideze dioxidul de sulf rezultat în anhidridă sulfurică. Cu toate acestea, trebuie mai întâi curățat de o serie de impurități care interferează cu procesul ulterioar. Gazul de prăjire este curățat de praf în precipitatoare electrice sau în dispozitive cu ciclon și apoi este furnizat unui dispozitiv care conține mase solide de contact, unde dioxidul de sulf SO 2 este oxidat în anhidridă sulfurică SO 3 .

Această reacție exotermă este reversibilă - o creștere a temperaturii duce la descompunerea anhidridei sulfurice rezultate. Pe de altă parte, pe măsură ce temperatura scade, viteza de reacție directă este foarte scăzută. Prin urmare, temperatura din aparatul de contact este menținută în limitele de 480 o C, reglând-o prin viteza de trecere a amestecului de gaze.

Ulterior, folosind metoda contactului, se formează prin combinarea anhidridei sulfurice cu apă.

Metoda azotoasă se caracterizează prin faptul că se oxidează Producția de acid sulfuric prin această metodă este declanșată de formarea acidului sulfuros la reacția din gazul de prăjire cu apă. Acidul sulfuros rezultat este oxidat ulterior de acidul azotic, ceea ce duce la formarea de monoxid de azot și acid sulfuric.

Acest amestec de reacție este introdus într-un turn special. Totodată, prin reglarea debitului de gaz, se asigură că amestecul gazos care intră în turnul de absorbție conține dioxid de azot și monoxid de azot în raport 1:1, necesar pentru obținerea anhidridei de azot.

În cele din urmă, interacțiunea acidului sulfuric și anhidridei azotate produce NOHSO 4 - acid nitrosilsulfuric.

Acidul nitrosilsulfuric rezultat este alimentat în turnul de producție, unde se descompune cu apă și eliberează anhidridă de azot:

2NOHSO4 + H2O = N2O3 + 2H2SO4,

care oxidează acidul sulfuros format în turn.

Oxidul nitric eliberat ca urmare a reacției este returnat în turnul de oxidare și intră într-un nou ciclu.

În prezent, în Rusia, acidul sulfuric este produs în principal prin metoda contactului. Metoda azotului este rar folosită.

Utilizarea acidului sulfuric este foarte largă și variată.

Cea mai mare parte este folosită pentru producerea de fibre chimice și îngrășăminte minerale, este necesar în producția de substanțe medicinale și coloranți. Acidul sulfuric este folosit pentru a produce alcooli etilici și alți alcooli, detergenți și pesticide.

Soluțiile sale sunt utilizate în industria textilă și alimentară, în procesele de nitrare și pentru producerea acidului sulfuric Acidul de baterie servește ca electrolit pentru umplerea bateriilor cu plumb, care sunt utilizate pe scară largă în transport.

Acid sulfuric, H2SO4, un acid dibazic puternic corespunzător celei mai înalte stări de oxidare a sulfului (+6). În condiții normale, este un lichid gras uleios, fără culoare sau miros. În tehnologie, acidul sulfuric este numit amestecul său atât cu apă, cât și cu anhidridă sulfuric. Dacă raportul molar SO3:H2O este mai mic de 1, atunci este o soluție apoasă de acid sulfuric dacă este mai mare de 1, este o soluție de SO3 în acid sulfuric.

Depozitele naturale de sulf nativ sunt relativ mici. Conținutul total de sulf în Scoarta terestra este de 0,1%. Sulful se găsește în petrol, cărbune, combustibil și gaze de ardere. Sulful se găsește cel mai adesea în natură sub formă de compuși cu zinc, cupru și alte metale. Trebuie remarcat faptul că ponderea piritei și a sulfului în echilibrul general al materiilor prime cu acid sulfuric scade treptat, iar ponderea sulfului extras din diferite deșeuri crește treptat. Posibilitățile de obținere a acidului sulfuric din deșeuri sunt foarte semnificative. Utilizarea gazelor reziduale din metalurgia neferoasă face posibilă obținerea, fără costuri speciale în sistemele cu acid sulfuric, a prăjirii materiilor prime care conțin sulf.

Fizice și Proprietăți chimice acid sulfuric

H2SO4 sută la sută (SO3 x H2O) se numește monohidrat. Compusul nu fumează, iar în formă concentrată nu distruge metalele feroase, fiind în același timp unul dintre cei mai puternici acizi;

• substanța are un efect dăunător asupra țesuturilor vegetale și animale, eliminându-le apa, în urma căreia se carbonizează.
• cristalizează la 10,45 "C;
• tkip 296,2 "C;
• densitate 1,9203 g/cm3;
• capacitate termică 1,62 J/g.

Acid sulfuric se amestecă cu H2O și SO3 în orice raport, formând compuși:

• H2SO4 x 4 H2O (p.t. - 28,36 "C),
• H2SO4 x 3 H2O (p.t. - 36,31 "C),
• H2SO4 x 2 H2O (p.t. - 39,60 "C),
• H2SO4 x H2O (topitură - 8,48 "C),
• H2SO4 x SO3 (H2S2O7 - acid disulfuric sau pirosulfuric, punct de topire 35,15 "C) - oleum,
• H2SO x 2 SO3 (H2S3O10 - acid trisulfuric, punct de topire 1,20"C).

Când se încălzește și fierbe solutii apoase acid sulfuric conținând până la 70% H2SO4, numai vaporii de apă sunt eliberați în faza de vapori. Vaporii de acid sulfuric apar și deasupra soluțiilor mai concentrate. O soluție de 98,3% H2SO4 (amestec azeotrop) la fierbere (336,5 "C) este complet distilată. Acidul sulfuric care conține peste 98,3% H2SO4 eliberează vapori de SO3 când este încălzit.
Acidul sulfuric concentrat este un agent oxidant puternic. oxidează HI și HBr pentru a elibera halogeni. Când este încălzit, oxidează toate metalele, cu excepția metalelor Au și platină (cu excepția Pd). La rece, acidul sulfuric concentrat pasivează multe metale, inclusiv Pb, Cr, Ni, oțel și fontă. Acidul sulfuric diluat reacționează cu toate metalele (cu excepția Pb) precedând hidrogenul din seria de tensiune, de exemplu: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2.

Cum deplasează mai mult un acid puternic H2SO4 acizi slabi din sărurile lor, de exemplu acid boric din borax:

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

iar atunci când este încălzit, înlocuiește mai mulți acizi volatili, de exemplu:

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3.

Acid sulfuric elimină apa legată chimic din compușii organici care conțin grupări hidroxil - OH. Deshidratarea alcoolului etilic în prezența acidului sulfuric concentrat produce etilenă sau dietil eter. Carbonizarea zahărului, celulozei, amidonului și altor carbohidrați la contactul cu acidul sulfuric se datorează și deshidratării acestora. Ca acid dibazic, acidul sulfuric formează două tipuri de săruri: sulfați și hidrosulfați.

Punctul de îngheț al acidului sulfuric:
concentrație, %	temperatura de îngheț, „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

Materii prime pentru producerea acidului sulfuric

Materiile prime pentru producerea acidului sulfuric pot fi: sulful, pirita de sulf FeS2, gazele de eșapament din cuptoare pentru prăjirea oxidativă a minereurilor sulfurate de Zn, Cu, Pb și alte metale care conțin SO2. În Rusia, cantitatea principală de acid sulfuric este obținută din pirite de sulf. FeS2 este ars în cuptoare, unde este în stare de pat fluidizat. Acest lucru se realizează prin suflarea rapidă a aerului printr-un strat de pirită fin măcinată. Amestecul de gaz rezultat conține impurități SO2, O2, N2, SO3, vapori de H2O, As2O3, SiO2 și altele și poartă mult praf de cenuşă, din care gazele sunt purificate în precipitatoare electrice.

Metode de producere a acidului sulfuric

Acidul sulfuric se obține din SO2 în două moduri: azot (turn) și de contact.

Metoda nitrozei

Prelucrarea SO2 în acid sulfuric prin metoda azotoasă se realizează în turnuri de producție - rezervoare cilindrice (15 m sau mai mult în înălțime) umplute cu un ambalaj de inele ceramice. „Nitroză” este pulverizată de sus către fluxul de gaz - acid sulfuric diluat care conține acid nitrosil sulfuric NOOSO3H, obținut prin reacția:

N2O3 + 2 H2SO4 = 2 NOOSO3H + H2O.

Oxidarea SO2 de către oxizii de azot are loc în soluție după absorbția acestuia de către nitroză. Nitroza este hidrolizată de apă:

NOOSO3H + H2O = H2SO4 + HNO2.

Dioxidul de sulf care intră în turnuri formează acid sulfuros cu apa:

SO2 + H2O = H2SO3.

Interacțiunea dintre HNO2 și H2SO3 duce la producerea de acid sulfuric:

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

NO eliberat este transformat în turnul de oxidare în N2O3 (mai precis, într-un amestec de NO + NO2). De acolo, gazele intră în turnuri de absorbție, unde acid sulfuric este furnizat de sus pentru a le întâlni. Se formează nitroză, care este pompată în turnurile de producție. Aceasta asigură continuitatea producției și circulației oxizilor de azot. Pierderile lor inevitabile cu gazele de eșapament sunt compensate prin adăugarea de HNO3.

Acidul sulfuric produs prin metoda azotoasă are o concentrație insuficient de mare și conține impurități nocive (de exemplu, As). Producția sa este însoțită de eliberarea de oxizi de azot în atmosferă („coada de vulpe”, numită după culoarea NO2).

Metoda de contact

Principiul metodei de contact pentru producerea acidului sulfuric a fost descoperit în 1831 de P. Philips (Marea Britanie). Primul catalizator a fost platina. La sfârşitul secolului al XIX-lea - începutul secolului al XX-lea. s-a descoperit accelerarea oxidării SO2 la SO3 de către anhidrida de vanadiu V2O5. Un rol deosebit de important în studierea acțiunii catalizatorilor de vanadiu și selecția lor l-au jucat studiile oamenilor de știință sovietici A. E. Adadurov, G. K. Boreskov, F. N. Yushkevich.

Instalațiile moderne de acid sulfuric sunt construite pentru a funcționa folosind metoda contactului. Ca bază de catalizator se folosesc oxizii de vanadiu cu aditivi SiO2, Al2O3, K2O, CaO, BaO în diferite proporții. Toate masele de contact de vanadiu își manifestă activitatea numai la o temperatură nu mai mică de ~420 "C. În aparatul de contact, gazul trece de obicei prin 4 sau 5 straturi de masă de contact. La producerea acidului sulfuric prin metoda de contact, gazul de prăjire. se purifică în prealabil de impuritățile care otrăvează catalizatorul As, Se și praful rezidual este îndepărtat în turnuri de spălare irigate cu acid sulfuric Din ceață, acidul sulfuric (format din SO3 și H2O prezent în amestecul de gaze) este eliberat în precipitatoare electrostatice umede. Vaporii de H2O sunt absorbiți de acid sulfuric concentrat în turnuri de uscare Apoi amestecul de SO2 cu aer trece printr-un catalizator (masă de contact) și se oxidează la SO3.

SO2 + 1/2 O2 = SO3.

SO3 + H2O = H2SO4.

În funcție de cantitatea de apă care intră în proces, se obține o soluție de acid sulfuric în apă sau oleum.
Aproximativ 80% din H2SO4 din lume este acum produs prin această metodă.

Aplicarea acidului sulfuric

Acidul sulfuric poate fi folosit pentru purificarea produselor petroliere din compuși organici sulfurați, nesaturați.

În metalurgie, acidul sulfuric este utilizat pentru îndepărtarea depunerilor de pe sârmă, precum și a foilor înainte de cositorire și galvanizare (diluată), pentru gravarea diferitelor suprafețe metalice înainte de a le acoperi cu crom, cupru, nichel etc. Minereuri complexe (în special, uraniu) .

În sinteza organică, acidul sulfuric concentrat este o componentă necesară a amestecurilor de nitrare, precum și un agent de sulfonare în prepararea multor coloranți și substanțe medicinale.

Acidul sulfuric este utilizat pe scară largă pentru producerea de îngrășăminte, alcool etilic, fibre artificiale, caprolactamă, dioxid de titan, coloranți cu anilină și o serie de alți compuși chimici.

Acidul sulfuric uzat (deșeuri) este utilizat în industria chimică, metalurgică, prelucrarea lemnului și în alte industrii.