Svavelsyra. Formeln, egenskaper, framställning och användning

Svavelsyra är den historiska namn: olja av vitriol. Studien av syra började i gamla tider, i sina skrifter, beskrivs det: den grekiska läkaren Dioscorides, den romerska natura Pliniy Starshy, de islamiska alkemisterna Geber Razi och Ibn Sina och andra. I Sumer fanns en lista över vitriol, som klassificeras av färgen på ämnet. I vår tid, ordet "vitriol" förenar kristallina hydrater sulfater av tvåvärda metaller.

I 17-talet, holländska, tyska kemisten Johann Glauber svavelsyra erhålles genom att bränna svavel med kaliumnitrat (KNO3) i närvaro av vattenånga. I 1736, Dzhoshua Uord (en farmaceut från London), är denna metod används i produktionen. Denna tid kan betraktas som en referenspunkt, när redan i stor skala började att produceras svavelsyra. Det Formula (H2SO4), i allmänhet antas vara installerad svenska kemisten Berzelius (1779-1848) tyst senare.

Berzelius med bokstäver (hänför sig till kemiska element) och lägre numeriskt index (indikeras av antalet i molekylen atomerna av denna typ) fann att en molekyl innehåller en svavelatom (S), 2 väteatomer (H) och 4 atomer av syre (O ). Sedan den tiden, blev det känt kvalitativ och kvantitativ sammansättning av molekylen, dvs i det språk som kemin beskriven svavelsyra.

Strukturformel, som visar grafiskt det inbördes arrangemanget av atomer i molekylen och de kemiska bindningarna mellan dem (de är vanligtvis betecknas med linjer) informerar att centrum av molekylen är en svavelatom som är dubbelbunden till två syreatomer. Med de andra två syreatomer till vilka vardera är fastade en väteatom, svavelatomen ansluten även genom enkelbindningar.

egenskaper

Svavelsyra - färglös eller svagt gul, viskös vätska, löslig i vatten vid alla koncentrationer. Det är en stark mineralsyra. Syra är mycket korrosiv för metaller (koncentrerade samverkar med järn utan uppvärmning, och det passiverar) stenar, djurvävnader eller andra material. Den har hög hygroskopicitet och en uttalad stark oxiderande egenskaper. Vid en temperatur av 10,4 ° C syra stelnar. Vid upphettning till 300 ° C nästan 99% syra förlorar svaveltrioxid (SO3).

Dess egenskaper förändras beroende på koncentrationen av en vattenlösning. Det finns vanliga namn är sura lösningar. Utspädd syra anses vara 10%. Laddningsbart - 29-32%. Vid koncentrationer mindre än 75% (enligt definition i ISO 2184) kallas det tornet. Om koncentrationen av 98%, då blir det svavelsyra koncentrerades. formeln (Chemical eller strukturell) i samtliga fall kvarstår oförändrad.

Vid upplösning i koncentrerad svavelsyra, är svaveltrioxid eller oleum bildad rykande svavelsyra, dess formel kan skrivas som: H2S2O7. Net syra (H2S2O7) är en fast substans med en smälttemperatur av 36 ° C. svavelsyra hydratiseringsreaktionen kännetecknas av frigöringen av värme i stora mängder.

syra spädd får reagera med en metall som reagerar med, som uppvisar starka oxidant egenskaper. Detta återställer den svavelsyra, som bildas formel substanser innehållande reducerat (till 4, 0 eller -2) en svavelatom, kan vara: SO2, S eller H2S.

Den reagerar med icke-metaller, t ex kol- eller svavel:

2 H2SO4 + C → 2 SO2 + CO2 + 2 H2O

2 H2SO4 + S → 3 SO2 + 2 H2O

Reagerar med natriumklorid:

H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCl

Den kännetecknas av en elektrofil substitutionsreaktion av en väteatom bunden till bensenringen i den aromatiska föreningen till -SO3H-grupp.

mottagning

I 1831, var stiftet patenterade metoden för att erhålla H2SO4, som för närvarande är den viktigaste. Idag det mesta av svavelsyra framställs med denna metod. De råvaror som används sulfidmalm (vanligtvis järn pyrit FeS2), som bränns i speciella ugnar, varigenom bildas en kalcinerad gas. Eftersom gasen temperatur är lika med 900 ° C, därefter kyldes den svavelsyra med en koncentration av 70%. Gasen i cyklonen och den elektrostatiska stoftavskiljaren rengörs från damm i tvätttorn med en syrakoncentration av 40 och 10% av katalysatorgifter (As2O5 och fluor), våta elektrofilter av syra aerosol. Nästa, den kalcinerade gas innehållande 9% svaveldioxid (SO2), torkas och matas till kontaktapparaten. Passerar genom 3 skikt av vanadinkatalysator, är SO2 oxideras till SO3. Att upplösa den bildade svaveltrioxid, är koncentrerad svavelsyra användes. Formel lösning av svaveltrioxid (SO3) i vattenfri svavelsyra är H2S2O7. I denna form oleum i tankar av stål transporteras till konsumenten, där det utspädes till den önskade koncentrationen.

ansökan

På grund av olika kemiska egenskaper, har H2SO4 ett brett spektrum av applikationer. I produktionen av själva syran, såsom en elektrolyt i ett bly-syra-batterier för att tillverka de olika rengöringsmedel, är det också en viktig reaktant i den kemiska industrin. Den används också i produktionen: alkoholer, plaster, färgämnen, gummi, ester, lim, sprängämnen, tvålar och detergenter, läkemedel, massa och papper, olja.