A kénsav párolgási hőmérséklete. Koncentrált kénsav: tulajdonságok, reakciók

A kénsav tulajdonságai

A vízmentes kénsav (monohidrát) nehéz olajos folyadék, amely minden arányban vízzel keveredik, és nagy mennyiségű hőt bocsát ki. A sűrűség 0 ° C -on 1,85 g / cm 3. 296 ° C -on forr, és -10 ° C -on megfagy. A kénsavat nemcsak monohidrátnak nevezik, hanem vizes oldatainak (), valamint kén -trioxid monohidrátban () készített oldatainak, amelyeket oleumnak neveznek. Az oleum "füstöl" a levegőben a deszorpció miatt. A tiszta kénsav színtelen, a technikai színű szennyeződések sötét színűek.

A kénsav fizikai tulajdonságai, például sűrűsége, kristályosodási hőmérséklete, forráspontja összetételétől függenek. Ábrán. Az 1. ábra a rendszer kristályosodásának diagramját mutatja. A benne lévő maximumok megfelelnek a vegyületek összetételének, vagy a minimumok jelenlétét azzal magyarázzák, hogy két anyag keverékének kristályosodási hőmérséklete alacsonyabb, mint mindegyik kristályosodási hőmérséklete.

Rizs. 1

A vízmentes 100% -os kénsav viszonylag magas kristályosodási hőmérséklete, 10,7 ° C. Annak érdekében, hogy a kereskedelmi forgalomban lévő termék szállítás és tárolás közben ne fagyjon be, a technikai kénsav koncentrációját úgy kell megválasztani, hogy kellően alacsony kristályosodási hőmérséklete legyen. Az ipar háromféle kereskedelmi kénsavat állít elő.

A kénsav nagyon aktív. Feloldja a fém -oxidokat és a legtöbb tiszta fémet; megemelt hőmérsékleten kiszorítja az összes többi savat a sókból. A kénsav különösen szívesen kombinálódik vízzel, mivel képes hidrátot adni. Elveszi a vizet más savaktól, a sók kristályos sóitól és még a szénhidrogének oxigénszármazékaitól is, amelyek nem vizet, hanem hidrogént és oxigént tartalmaznak H: O = 2. fa és más cellulóztartalmú növényi és állati szövetek kombinációjában, a keményítő és a cukor tömény kénsavban megsemmisül; a víz kötődik a savhoz, és csak finoman diszpergált szén marad a szövetből. Híg savban a cellulóz és a keményítő cukrokká bomlanak. A koncentrált kénsav égési sérülést okoz, ha emberi bőrrel érintkezik.

A kénsav nagy aktivitása a viszonylag alacsony előállítási költséggel együtt előre meghatározta alkalmazásának óriási mértékét és rendkívüli változatosságát (2. ábra). Nehéz olyan iparágat találni, amelyben a kénsavat vagy az abból készült termékeket nem fogyasztották bizonyos mennyiségben.

Rizs. 2

A kénsav legnagyobb fogyasztója az ásványi műtrágyák: szuperfoszfát, ammónium -szulfát stb. A kénsavat széles körben használják a színesfémek és ritka fémek gyártásában. A fémmegmunkáló iparban kénsavat vagy sóit használják acéltermékek pácolásához festés, ónozás, nikkelezés, krómozás stb. jelentős mennyiségű kénsavat költenek kőolajtermékek finomítására. Számos festék (szövetekhez), lakkok és festékek (épületekhez és gépekhez), gyógyászati ​​anyagok és egyes műanyagok előállítása szintén a kénsav használatához kapcsolódik. A kénsav, az etil és más alkoholok segítségével néhány észtert, szintetikus mosószert és számos peszticidet állítanak elő a mezőgazdasági kártevők és gyomok leküzdésére. A kénsav és sói hígított oldatait mesterséges selyem előállítására, a textiliparban szálak vagy szövetek feldolgozására, valamint a könnyűipar más ágazataira használják. Az élelmiszeriparban a kénsavat keményítő, melasz és számos más termék előállítására használják. A szállítás ólom -kénsav elemeket használ. A kénsavat gázok szárítására és savak koncentrálására használják. Végül a kénsavat használják a nitrálási folyamatokban és a legtöbb robbanóanyag gyártásában.

A kén egy kémiai elem, amely a periódusos rendszer hatodik csoportjába és harmadik periódusába tartozik. Ebben a cikkben közelebbről megvizsgáljuk vegyi anyagát és elkészítését, használatát stb. A fizikai jellemzők közé tartoznak az olyan jellemzők, mint a szín, az elektromos vezetőképesség szintje, a kén forráspontja stb. A vegyi anyag leírja kölcsönhatását más anyagokkal.

A kén a fizika szempontjából

Ez egy törékeny anyag. Normál körülmények között szilárd halmazállapotban van. A kén citromsárga színű.

És nagyrészt minden vegyülete sárga. Nem oldódik vízben. Alacsony hő- és elektromos vezetőképességgel rendelkezik. Ezek a jellemzők jellemzik, mint egy tipikus nemfémet. Annak ellenére, hogy a kén kémiai összetétele egyáltalán nem bonyolult, ennek az anyagnak számos változata lehet. Minden a kristályrács szerkezetétől függ, amelynek segítségével az atomok összekapcsolódnak, de nem képeznek molekulákat.

Tehát az első lehetőség a rombikus kén. Ez a legstabilabb. Az ilyen típusú kén forráspontja négyszáznegyvenöt Celsius fok. De ahhoz, hogy egy adott anyag gázhalmazállapotú aggregációs állapotba kerüljön, először folyékony anyagon kell átmennie. Tehát a kén száztizenhárom Celsius fokos hőmérsékleten olvad.

A második lehetőség a monoklinikus kén. Ez sötét kristályok, sötét sárga színűek. Az első típusú kén olvadása, majd lassú lehűlése ennek a típusnak a kialakulásához vezet. Ez a fajta szinte azonos fizikai jellemzőkkel rendelkezik. Például az ilyen típusú kén forráspontja ugyanaz a négyszáznegyvenöt fok. Ezenkívül olyan sokféle anyag létezik, mint a műanyag. Ezt úgy nyerjük, hogy majdnem forrásban lévő rombikra melegített hideg vízbe öntjük. Az ilyen típusú kén forráspontja azonos. De az anyagnak az a tulajdonsága, hogy úgy nyúlik, mint a gumi.

A fizikai jellemző másik összetevője, amelyről szeretnék beszélni, a kén gyulladási hőmérséklete.

Ez a mutató az anyag típusától és eredetétől függően változhat. Például a műszaki kén gyulladási hőmérséklete százkilencven fok. Ez meglehetősen alacsony szám. Más esetekben a kén lobbanáspontja kétszáznegyvennyolc fok, sőt kétszázötvenhat is lehet. Minden attól függ, hogy milyen anyagból bányászták, milyen sűrűségű. De arra a következtetésre juthatunk, hogy a kén égési hőmérséklete meglehetősen alacsony, más kémiai elemekkel összehasonlítva gyúlékony anyag. Ezenkívül néha a kén nyolc, hat, négy vagy két atomból álló molekulákká egyesülhet. Most, miután a fizikát tekintjük a kénre, térjünk át a következő szakaszra.

A kén kémiai jellemzése

Ennek az elemnek viszonylag alacsony az atomtömege, ez egyenlő harminckét grammal molonként. A kén elem jellemzője magában foglalja ennek az anyagnak azt a sajátosságát, hogy képes más oxidációs állapotra. Így különbözik mondjuk a hidrogéntől vagy az oxigéntől. Figyelembe véve azt a kérdést, hogy mi a kémiai elem kémiai jellemzője, lehetetlen nem beszélni arról, hogy a körülményektől függően redukáló és oxidáló tulajdonságokkal is rendelkezik. Tehát annak érdekében, hogy fontolja meg az adott anyag kölcsönhatását a különböző kémiai vegyületekkel.

Kén és egyszerű anyagok

Az egyszerű anyagok olyan anyagok, amelyek csak egy kémiai elemet tartalmaznak. Az atomjai molekulákká egyesülhetnek, mint például az oxigén esetében, vagy nem, mint a fémek esetében. Tehát a kén reakcióba léphet fémekkel, más nemfémekkel és halogénekkel.

Kölcsönhatás fémekkel

Az ilyen eljárás végrehajtásához magas hőmérsékletre van szükség. Ilyen körülmények között addíciós reakció lép fel. Vagyis a fématomok kénatomokkal egyesülnek, összetett anyagokat, szulfidokat képeznek. Például, ha két mól káliumot melegít, és egy mól kénnel keveri össze, akkor egy mól ennek a fémnek a szulfidját kapja. Az egyenlet a következőképpen írható fel: 2K + S = K 2 S.

Reakció oxigénnel

Ez a kén égése. Ennek a folyamatnak az eredményeként oxidja képződik. Ez utóbbi kétféle lehet. Ezért a kén elégetése két szakaszban történhet. Az első az, amikor egy mól kén -dioxid keletkezik egy mól kénből és egy mól oxigénből. Ennek a kémiai reakciónak az egyenlete a következőképpen írható fel: S + O 2 = SO 2. A második lépés egy további oxigénatom hozzáadása a dioxidhoz. Ez akkor fordul elő, ha egy mól oxigént ad hozzá két mólhoz magas hőmérsékleten. Ennek eredményeként két mól kén -trioxidot kapunk. Ennek a kémiai kölcsönhatásnak az egyenlete így néz ki: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3. A reakció eredményeként kénsav képződik. Tehát, miután elvégezte a két leírt eljárást, a kapott trioxidot vízgőzáramon vezetheti át. És megkapjuk az ilyen reakció egyenletét a következőképpen írva: SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4.

6 kölcsönhatások halogénekkel

A vegyi anyagok, mint más nemfémek, lehetővé teszik, hogy reagáljon egy adott anyagcsoporttal. Ide tartoznak a vegyületek, például a fluor, a bróm, a klór, a jód. A kén bármelyikkel reagál, kivéve az utolsót. Ilyen például a periódusos rendszer elemeinek fluorozása. A nemfémet halogénnel hevítve kétféle fluoridot kaphatunk. Az első eset: ha egy mól kénet és három mól fluort veszünk, akkor egy mól fluoridot kapunk, amelynek képlete SF 6. Az egyenlet így néz ki: S + 3F 2 = SF 6. Ezen kívül van egy második lehetőség is: ha egy mól kénet és két mól fluort veszünk, akkor egy mól fluoridot kapunk, amelynek kémiai képlete SF 4. Az egyenletet a következőképpen írjuk fel: S + 2F 2 = SF 4. Mint látható, minden attól függ, hogy milyen arányban keverjük össze az összetevőket. Pontosan ugyanígy végezheti el a kén (két különböző anyag is képződhet) klórozási vagy brómozási folyamatát.

Kölcsönhatás más egyszerű anyagokkal

Ezzel nem ér véget a kén elem jellemzése. Kémiailag is reagálhat hidrogénnel, foszforral és szénnel. A hidrogénnel való kölcsönhatás következtében szulfidsav képződik. Fémekkel való reakciója eredményeként szulfidjaik nyerhetők, amelyeket szintén közvetlenül a kén és ugyanazon fém kölcsönhatásából nyernek. A hidrogénatomok kénatomokhoz való kötődése csak nagyon magas hőmérsékletű körülmények között következik be. Amikor a kén reagál a foszforral, foszfidja képződik. A következő képlettel rendelkezik: P 2 S 3. Ahhoz, hogy egy mól anyagot kapjon, két mól foszfort és három mól kénet kell bevennie. Amikor a kén kölcsönhatásba lép a szénnel, a nem fémes karbid képződik. Kémiai képlete így néz ki: CS 2. Annak érdekében, hogy egy mól anyagot kapjon, egy mól szenet és két mól kénet kell bevennie. A fent leírt összes addíciós reakció csak akkor következik be, ha a reagenseket magas hőmérsékletre hevítik. Megvizsgáltuk a kén kölcsönhatását az egyszerű anyagokkal, most térjünk át a következő pontra.

Kén és komplex vegyületek

Összetett anyagok azok az anyagok, amelyek molekulái két (vagy több) különböző elemből állnak. A kén kémiai tulajdonságai lehetővé teszik, hogy reagáljon olyan vegyületekkel, mint lúgok és tömény szulfát. Reakciói ezekkel az anyagokkal egészen különösek. Először is fontolja meg, mi történik, ha a szóban forgó nemfémet alkálival keverik össze. Ha például hat molt vesz, és három mól kénet ad hozzá, akkor két mól kálium -szulfidot, egy mól ezt a fémszulfitot és három mól vizet kap. Ez a fajta reakció a következő egyenlettel fejezhető ki: 6KOH + 3S = 2K 2S + K2SO 3 + 3H 2 O. A kölcsönhatás ugyanazon elv szerint megy végbe, ha hozzáadjuk. Ezután vegye figyelembe a kén viselkedését koncentrált szulfát -sav oldatot adunk hozzá. Ha veszünk egy mólt az első és két mól második anyagból, akkor a következő termékeket kapjuk: kén -trioxid három mól mennyiségben, és víz is - két mól. Ez a kémiai reakció csak akkor játszódhat le, ha a reagenseket magas hőmérsékletre melegítik.

A kérdéses nemfém megszerzése

Számos fő módja van annak, hogyan nyerhet kénet különböző anyagokból. Az első módszer a piritból történő kivonás. Ez utóbbi kémiai képlete FeS 2. Ha ezt az anyagot magas hőmérsékletre hevítik, anélkül, hogy oxigénhez jutna, egy másik vas -szulfid - FeS - és kén nyerhető. A reakcióegyenletet a következő formában írjuk fel: FeS 2 = FeS + S. A második kén -előállítási módszer, amelyet gyakran használnak az iparban, a kén -szulfid elégetése, feltéve, hogy kevés oxigén van. Ebben az esetben a szóban forgó nemfém és víz beszerezhető. A reakció végrehajtásához két -egy mólarányban kell bevenni az összetevőket. Ennek eredményeként két -két arányban kapjuk meg a végtermékeket. Ennek a kémiai reakciónak az egyenlete a következőképpen írható fel: 2H 2 S + O 2 = 2S + 2H 2 O. Ezenkívül kén nyerhető különféle kohászati ​​eljárások során, például fémek előállításakor, mint pl. nikkel, réz és mások.

Ipari felhasználás

Az általunk vizsgált nemfém a legszélesebb körben alkalmazható a vegyiparban. Amint fentebb említettük, itt szulfát -sav előállítására használják. Ezenkívül a kénet gyufák gyártásához is használják, mivel gyúlékony anyag. Pótolhatatlan robbanóanyagok, puskapor, csillagszórók stb. Gyártásában is. Ezenkívül a kén a kártevőirtó szerek egyik összetevője. Az orvostudományban összetevőként használják a bőrbetegségek gyógyszereinek gyártásában. Ezenkívül a szóban forgó anyagot különféle festékek előállítására használják. Ezenkívül foszforgyártásban is használják.

A kén elektronikus szerkezete

Mint tudják, minden atom magból áll, amelyben protonok - pozitív töltésű részecskék - és neutronok, azaz nulla töltésű részecskék találhatók. Az atomok körül elektronok keringnek, amelyek töltése negatív. Ahhoz, hogy egy atom semleges legyen, szerkezetének azonos számú protonnak és elektronnak kell lennie. Ha az utóbbiból több van, ez már negatív ion - anion. Ha ellenkezőleg, több proton van, mint elektron, akkor ez pozitív ion vagy kation. A kénanion savas maradékként működhet. Olyan anyagok molekuláinak része, mint a szulfidsav (hidrogén -szulfid) és a fém -szulfidok. Anion képződik az elektrolitikus disszociáció során, amely akkor következik be, amikor egy anyagot vízben oldunk. Ebben az esetben a molekula kationra bomlik, amely fém- vagy hidrogénion formájában, valamint kationként - savas maradék vagy hidroxilcsoport (OH-) ionja formájában jelenhet meg.

Mivel a periódusos rendszerben a kén sorszáma tizenhat, arra következtethetünk, hogy éppen ilyen számú proton található a magjában. Ez alapján elmondhatjuk, hogy tizenhat elektron is kering körül. A neutronok számát úgy találhatjuk meg, hogy kivonunk egy kémiai elem sorszámát a moláris tömegből: 32 - 16 = 16. Minden elektron nem kaotikusan forog, hanem egy bizonyos pályán. Mivel a kén kémiai elem, amely a periódusos rendszer harmadik periódusához tartozik, három pálya van a mag körül. Az első közülük két elektron, a második nyolc, a harmadik hat. A kénatom elektronikus képlete a következőképpen van írva: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Elterjedtség a természetben

Alapvetően a figyelembe vett kémiai elem az ásványok összetételében található, amelyek különböző fémek szulfidjai. Először is, ez pirit - vas só; ez is ólom, ezüst, réz csillogás, cinkkeverék, cinnabar - higany -szulfid. Ezenkívül a kén is része lehet az ásványoknak, amelyek szerkezetét három vagy több kémiai elem képviseli.

Például kalkopirit, mirabilit, kieserit, gipsz. Mindegyiket részletesebben megfontolhatja. A pirit ferrum -szulfid vagy FeS 2. Világos sárga színű, arany fényű. Ez az ásvány gyakran megtalálható szennyeződésként a lapis lazuliban, amelyet széles körben használnak ékszerek készítéséhez. Ez annak köszönhető, hogy ennek a két ásványnak gyakran közös lerakódása van. A rézfény - a kalkocit vagy a kalkocit - a fémhez hasonló kékes -szürke anyag. és az ezüst csillogás (argentit) hasonló tulajdonságokkal rendelkezik: megjelenésükben mindkettő fémekre hasonlít, szürke színű. A Cinnabar barnásvörös, fakó ásvány, szürke foltokkal. A kalkopirit, amelynek kémiai képlete a CuFeS 2, aranysárga, aranykeveréknek is nevezik. A cinkkeverék (szfalerit) borostyán és tüzes narancssárga színű lehet. Mirabilite - Na 2 SO 4 x10H 2 O - átlátszó vagy fehér kristályok. Az orvostudományban is használják. A kieserit kémiai képlete MgSO 4 xH 2 O. Fehér vagy színtelen pornak tűnik. A gipsz kémiai képlete a CaSO 4 x2H 2 O. Ezenkívül ez a kémiai elem az élő szervezetek sejtjeinek része, és fontos nyomelem.

A kénsav (H2SO4) az egyik leginkább maró sav és veszélyes reagens, amelyet az ember ismer, különösen koncentrált formában. A kémiailag tiszta kénsav olajos állagú nehéz mérgező folyadék, szagtalan és színtelen. Ezt a kén -dioxid (SO2) kontakt módszerrel történő oxidálásával állítják elő.

+ 10,5 ° C hőmérsékleten a kénsav megszilárdult üveges kristályos masszává alakul, mohón, mint egy szivacs, és elnyeli a nedvességet a környezetből. Az iparban és a kémiában a kénsav az egyik fő kémiai vegyület, és vezető szerepet tölt be a tonnában számított termelés tekintetében. Ezért a kénsavat "kémia vérének" nevezik. A kénsav segítségével műtrágyákat, gyógyszereket, egyéb savakat, nagyméretűeket, műtrágyákat és még sok mást kapnak.

A kénsav alapvető fizikai és kémiai tulajdonságai

1. A kénsav tiszta formában (H2SO4 képlet), 100%-os koncentrációban színtelen sűrű folyadék. A H2SO4 legfontosabb tulajdonsága a magas nedvszívó képessége - a víz eltávolításának képessége a levegőből. Ezt a folyamatot nagyarányú hőleadás kíséri.
2. A H2SO4 erős sav.
3. A kénsavat monohidrátnak nevezik - 1 mol H2O -t (vizet) tartalmaz 1 mol SO3 -hoz. Lenyűgöző higroszkópos tulajdonságai miatt nedvesség kivonására szolgál a gázokból.
4. A forráspont 330 ° C. Ebben az esetben a sav SO3 -ra és vízre bomlik. Sűrűség - 1,84. Olvadáspont - 10,3 ° C /.
5. A tömény kénsav erős oxidálószer. A redox reakció elindításához a savat fel kell melegíteni. A reakció eredménye SO2. S + 2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O
6. A koncentrációtól függően a kénsav másképp reagál a fémekkel. Hígított állapotban a kénsav hidrogénig képes oxidálni a feszültségtartományban lévő összes fémet. Ez alól kivétel az oxidációval szemben leginkább ellenálló. A híg kénsav reagál sókkal, bázisokkal, amfoter és bázikus oxidokkal. A tömény kénsav képes minden fém oxidálására feszültségsorozatban, beleértve az ezüstöt is.
7. A kénsav kétféle sót képez: savas (ezek hidroszulfátok) és közepes (szulfátok)
8. A H2SO4 aktívan reagál szerves anyagokkal és nemfémekkel, amelyek egy része szénné alakulhat.
9. A kénsav -anhidrit tökéletesen oldódik H2SO4 -ben, és oleum képződik - SO3 kénsavoldat. Külsőleg így néz ki: füstölgő kénsav, kénsav -anhidrit felszabadulása.
10. A vizes oldatokban lévő kénsav erős kétbázisú, és vízhez adva hatalmas mennyiségű hő szabadul fel. Ha a H2SO4 híg oldatait koncentrált oldatokból állítják elő, akkor a vízhez egy kisebb csöpögés mellett nehezebb savat kell hozzáadni, és nem fordítva. Ez azért történik, hogy elkerülje a víz forrását és a savas fröccsenést.

Koncentrált és híg kénsavak

A koncentrált kénsavoldatok közé tartoznak a 40% -os vagy annál nagyobb oldatok, amelyek képesek ezüst vagy palládium feloldására.

A híg kénsav olyan oldatokat foglal magában, amelyek koncentrációja kisebb, mint 40%. Ezek nem olyan aktív megoldások, de képesek sárgarézzel és rézzel reagálni.

Kénsav termelés

A kénsav ipari méretű előállítását a 15. században kezdték meg, de akkoriban "vitriololajnak" hívták. Ha korábban az emberiség csak néhány tíz liter kénsavat fogyasztott, akkor a modern világban a számítás évente több millió tonna.

A kénsavat iparilag állítják elő, és ezek közül három van:

1. Kapcsolattartási módszer.
2. Gátló mód
3. Más módszerek

Beszéljünk részletesen mindegyikről.

Kapcsolatfelvételi módszer

A gyártás kontakt módszere a leggyakoribb, és a következő feladatokat látja el:

• Az eredmény egy olyan termék, amely megfelel a maximális fogyasztói igényeknek.
• A gyártás során a környezeti ártalom csökken.

A kontakt módszerben a következő anyagokat használják nyersanyagként:

• pirit (kén -pirit);
• kén;
• vanádium -oxid (ez az anyag katalizátorként működik);
• hidrogén-szulfid;
• különböző fémek szulfidjai.

A gyártási folyamat megkezdése előtt a nyersanyagokat előzetesen előkészítik. Kezdetben a piritot speciális zúzóüzemekben zúzzák össze, ami a hatóanyagok érintkezési felületének növekedése miatt lehetővé teszi a reakció felgyorsítását. A pirit megtisztul: nagy víztartályokba mártják, amelynek során kőzethulladék és mindenféle szennyeződés úszik a felszínre. A folyamat végén eltávolítják őket.

A gyártási szakasz több szakaszra oszlik:

1. Az őrlés után a piritot megtisztítják, és a kemencébe küldik, ahol 800 ° C -ig égetik. Az ellenáramlás elve szerint a levegő alulról kerül a kamrába, és ez biztosítja, hogy a pirit felfüggesztett állapotban legyen. Ma ez a folyamat néhány másodpercet vesz igénybe, de korábban több órát kellett sütni. A pörkölés során a hulladékok vas -oxid formájában jelennek meg, amelyeket eltávolítanak, majd a kohászati ​​iparba továbbítanak. Az égetés során vízgőz, O2 és SO2 gázok keletkeznek. Amikor a vízgőzből és a legkisebb szennyeződésekből történő tisztítás befejeződött, tiszta kén -oxidot és oxigént kapunk.
2. A második szakaszban exoterm reakció megy végbe nyomás alatt, vanádium katalizátor alkalmazásával. A reakció akkor kezdődik, amikor a hőmérséklet eléri a 420 ° C -ot, de a hatékonyság növelése érdekében 550 ° C -ra emelhető. A reakció során katalitikus oxidáció megy végbe, és az SO2 -ból SO3 lesz.
3. A harmadik gyártási szakasz lényege a következő: SO3 abszorpciója az abszorpciós toronyban, amelynek során a H2SO4 oleum képződik. Ebben a formában a H2SO4 -ot speciális tartályokba öntik (nem reagál acéllal), és kész találkozni a végső fogyasztóval.

A termelés során, mint fentebb említettük, sok hőenergia keletkezik, amelyet fűtésre használnak fel. Sok kénsavüzem gőzturbinákat telepít, amelyek a kipufogó gőzt használják fel további áram előállítására.

Nitrogén módszer kénsav előállítására

Annak ellenére, hogy a kontakt módszerrel előállított előállítási módszer előnyei, amelyben töményebb és tisztább kénsavat és oleumot kapnak, sok H2SO4 -et nyernek nitrogén -módszerrel. Különösen a szuperfoszfát üzemekben.

A H2SO4 előállításához a kén -dioxid működik kiindulási anyagként mind az érintkezésben, mind a nitrogéntartalmú módszerben. Kifejezetten ezekre a célokra nyerik kén égetésével vagy kénes fémek égetésével.

A kén -dioxid kénsavvá történő feldolgozása a kén -dioxid oxidációjából és víz hozzáadásából áll. A képlet így néz ki:
SO2 + 1 | 2 O2 + H2O = H2SO4

A kén -dioxid azonban nem reagál közvetlenül az oxigénnel, ezért a dinitrogén módszerrel a kén -dioxid oxidációját nitrogén -oxidok segítségével végzik. A magasabb nitrogén -oxidok (nitrogén -dioxid NO2 -ról, nitrogén -trioxid NO3 -ról beszélünk) ebben a folyamatban nitrogén -oxid -NO -ra redukálódnak, amelyet az oxigén ismét magasabb oxidokká oxidál.

A kénsav nitrogéntartalmú módszerrel történő előállítását technikailag kétféleképpen formalizálják:

• Kamra.
• Torony.

A nitrogén módszernek számos előnye és hátránya van.

A nitrogén módszer hátrányai:

• Kiderül, hogy 75% kénsav.
• A termék minősége gyenge.
• A nitrogén -oxidok hiányos visszatérése (HNO3 hozzáadása). Kibocsátásuk káros.
• A sav vasat, nitrogén -oxidokat és egyéb szennyeződéseket tartalmaz.

A nitrogén módszer előnyei:

• Az eljárás költsége alacsonyabb.
• 100% -ban újrahasznosítható SO2.
• A hardvertervezés egyszerűsége.

Főbb oroszországi kénsavgyártó üzemek

Hazánkban a H2SO4 éves termelését hat számjegyben számítják ki - ez körülbelül 10 millió tonna. Oroszországban a kénsav vezető gyártói olyan vállalatok, amelyek ezen kívül fő fogyasztói. Olyan cégekről beszélünk, amelyek tevékenységi köre az ásványi műtrágyák gyártása. Például: "Balakovo ásványi műtrágyák", "Ammophos".

A kelet -európai legnagyobb titán -dioxid -gyártó, a krími titán a krími Armyanskban tevékenykedik. Ezenkívül az üzem kénsav, ásványi műtrágyák, vas -szulfát stb.

Különböző típusú kénsavat számos gyár állít elő. Például az akkumulátor kénsavat a következők gyártják: Karabashmed, FKP Biysk Oleum Plant, Svyatogor, Slavia, Severkhimprom stb.

Az Oleumot az UCC Shchekinoazot, az FKP Biysk Oleum Plant, az Ural Mining and Metallurgical Company, a PO Kirishinefteorgsintez stb.

A nagy tisztaságú kénsavat az OHK Shchekinoazot, Component-Reagent állítja elő.

Az elhasznált kénsav a ZSS, HaloPolymer Kirovo-Chepetsk gyárakban vásárolható meg.

A műszaki kénsav gyártói a Promsintez, a Khiprom, a Svyatogor, az Apatit, a Karabashmed, a Slavia, a Lukoil-Permnefteorgsintez, a Cseljabinszki cinküzem, az Electrozinc stb.

Tekintettel arra, hogy a pirit a H2SO4 előállításának fő nyersanyaga, és ez a dúsító vállalkozások pazarlása, beszállítói a norilszki és a talnakhi dúsító gyárak.

A H2SO4 előállításának világelsőit az USA és Kína foglalja el, amelyek 30, illetve 60 millió tonnát tesznek ki.

A kénsav alkalmazási köre

A világ évente mintegy 200 millió tonna H2SO4 -ot fogyaszt, amelyből termékek széles skáláját állítják elő. A kénsav jogosan tartja a tenyeret más savak között ipari felhasználás szempontjából.

Mint már tudja, a kénsav a vegyipar egyik legfontosabb terméke, így a kénsav alkalmazási területe meglehetősen széles. A H2SO4 használatának fő irányai a következők:

• A kénsavat óriási mennyiségben használják ásványi műtrágyák előállítására, és ez a teljes mennyiség 40% -át teszi ki. Emiatt a H2SO4 üzemeket műtrágyaüzemek mellé építik. Ezek ammónium -szulfát, szuperfoszfát stb. Előállításuk során a kénsavat tiszta formában (100% -os koncentrációban) veszik fel. Egy tonna ammofosz vagy szuperfoszfát előállításához 600 liter H2SO4 szükséges. Ezeket a műtrágyákat használják a legtöbb esetben a mezőgazdaságban.
• A H2SO4 -ot robbanóanyagok előállítására használják.
• Kőolajtermékek finomítása. Kerozin, benzin, ásványi olajok előállításához szénhidrogén -tisztításra van szükség, amely kénsav használatával történik. A szénhidrogének tisztítására szolgáló olajfinomítási folyamat során ez az iparág a világ H2SO4 -űrtartalmának 30% -át "veszi fel". Ezenkívül az üzemanyag oktánszámát kénsavval növelik, és az olajtermelés során a kutakat kezelik.
• A kohászati ​​iparban. A kohászatban használt kénsavat a huzalok, lemezek vízkőmentesítésére és rozsdásítására használják, valamint az alumínium visszanyerésére a színesfémek előállítása során. A fémfelületek réz, króm vagy nikkel bevonása előtt a felületet kénsavval maratják.
• A gyógyszerek előállításában.
• Festékek gyártásában.
• A vegyiparban. A H2SO4 -t mosószerek, etil -alkohol, rovarölő szerek stb. Gyártására használják, és nélküle ezek a folyamatok lehetetlenek.
• Más ismert savak, ipari célokra használt szerves és szervetlen vegyületek előállítására.

Kénsavas sók és felhasználásuk

A legfontosabb kénsavas sók:

• Glaubersó Na2SO4 · 10H2O (kristályos nátrium -szulfát). Alkalmazási köre meglehetősen tágas: üveg, szóda előállítása az állatgyógyászatban és az orvostudományban.
• A BaSO4 bárium -szulfátot gumi, papír, fehér ásványi festék gyártására használják. Ezenkívül elengedhetetlen az orvostudományban a gyomor fluoroszkópiájához. Ebből az eljárásból "báriumkását" készítenek belőle.
• Kalcium -szulfát CaSO4. A természetben megtalálható gipsz CaSO4 2H2O és anhidrit CaSO4 formájában. A gipsz CaSO4 · 2H2O -t és a kalcium -szulfátot használják az orvostudományban és az építőiparban. Gipsznél 150 - 170 ° C hőmérsékletre hevítve részleges kiszáradás következik be, aminek következtében égett gipsz keletkezik, amelyet alabástromnak nevezünk. Az alabástromot vízzel tésztává gyúrva a massza gyorsan megkeményedik, és egyfajta kővé válik. Az alabástrom ezen tulajdonságát aktívan használják az építési munkákban: öntvényeket és öntőformákat készítenek belőle. A vakolási munkákban az alabástrom elengedhetetlen kötőanyagként. A traumatológiai osztályok betegei speciális rögzítő szilárd kötszereket kapnak - alabástrom alapján készülnek.
• A FeSO4 · 7H2O vas -vitriolt tinta előállítására, fa impregnálására, valamint mezőgazdasági tevékenységekben használják a kártevők megsemmisítésére.
• Alum KCr (SO4) 2 · 12H2O, KAl (SO4) 2 · 12H2O stb. A festékek gyártásában és a cserzőiparban (bőrbarnítás) használják.
• Réz -szulfát, CuSO4 · 5H2O, sokan ismerik első kézből. Aktív asszisztens a mezőgazdaságban a növénybetegségek és kártevők elleni küzdelemben - a CuSO4 · 5H2O vizes oldatát használják a gabona pácolására és a növények permetezésére. Néhány ásványi festék előállítására is használják. A mindennapi életben pedig a penész eltávolítására használják a falakról.
• Alumínium -szulfát - a cellulóz- és papíriparban használják.

Hígított kénsavat használnak elektrolitként ólom-sav akkumulátorokban. Ezenkívül mosószerek és műtrágyák előállítására is használják. De a legtöbb esetben oleum formájában jön létre - ez a SO3 H2SO4 -ban készült oldata (más oleumképleteket is találhat).

Lenyűgöző tény! Az oleum kémiailag aktívabb, mint a tömény kénsav, de ennek ellenére nem reagál az acéllal! Éppen ezért könnyebb szállítani, mint magát a kénsavat.

A "savak királynője" felhasználási köre valóban nagy, és nehéz megmondani az iparban használt összes módját. Emulgeálószerként is használják az élelmiszeriparban, víztisztításra, robbanóanyagok szintézisére és sok más célra.

A kénsav megjelenésének története

Ki ne hallott volna közülünk soha réz -szulfátról? Tehát az ókorban tanulmányozták, és az új korszak kezdetének néhány munkájában a tudósok megvitatták a vitriol eredetét és tulajdonságait. A vitriolt a görög orvos, Dioscorides, a római természetkutató, idősebb Plinius tanulmányozta, és írásaikban írtak az elvégzett kísérletekről. Orvosi célokra különböző vitriol anyagokat használt az ókori gyógyító Ibn Sina. A vitriolt a kohászatban használták, az ókori Görögország alkopistáinak, Zózimának, a panopoliszi munkáiban említették.

A kénsav előállításának első módja a kálium -timsó melegítésének folyamata, és erről a 13. századi alkimiai szakirodalomban is van információ. Abban az időben a timsó összetételét és a folyamat lényegét nem ismerték az alkimisták, de már a 15. században szándékosan elkezdték folytatni a kénsav kémiai szintézisét. A folyamat a következő volt: az alkimisták kén és antimon (III) -szulfid Sb2S3 keverékét kezelték, miközben salétromsavval melegítették.

A középkorban Európában a kénsavat vitriololajnak nevezték, de ekkor a név vitriolsavra változott.

A 17. században Johann Glauber kénsavat nyert kálium -nitrát és natív kén vízgőz jelenlétében történő elégetése következtében. A kén nitráttal történő oxidációja eredményeként kén -oxidot kaptunk, amely vízgőzzel reagált, és ennek eredményeként olajos állagú folyadékot kaptunk. Vitriol olaj volt, és a kénsavnak ez a neve ma is létezik.

A londoni gyógyszerész, Ward Joshua ezt a reakciót használta a kénsav ipari előállítására a 18. század harmincas éveiben, de a középkorban fogyasztása több tíz kilogrammra korlátozódott. A felhasználási terület szűk volt: alkimiai kísérletekhez, nemesfémek tisztításához és a gyógyszerészetben. Kis mennyiségű tömény kénsavat használtak berthollet -sót tartalmazó speciális gyufák gyártásához.

Oroszországban a vitriolsav csak a 17. században jelent meg.

Az angliai Birminghamben John Roebuck 1746 -ban a fenti módszert alkalmazta kénsav előállítására, és megkezdte a termelést. Ennek során erős, nagy ólomkamrákat használt, amelyek olcsóbbak voltak, mint az üvegtartályok.

Az iparban ez a módszer majdnem 200 évig tartotta magát, és 65% kénsavat kaptak a kamrákban.

Idővel az angol Glover és a francia kémikus, Gay-Lussac javították magát az eljárást, és 78%-os koncentrációban kénsavat kezdtek nyerni. De például festékek előállítására egy ilyen sav nem volt alkalmas.

A 19. század elején új módszereket fedeztek fel a kén -dioxid kénsavanhidriddé történő oxidálására.

Kezdetben ezt nitrogén -oxidokkal, majd platinát használták katalizátorként. Ezt a két módszert tovább fejlesztették a kén -dioxid oxidálására. A kén -dioxid platinán és más katalizátorokon történő oxidációját kontakt módszernek nevezték. Ennek a gáznak a nitrogén -oxidokkal történő oxidációját pedig kénsav előállításának dinitrogén módszerének nevezik.

A brit ecetsav -kereskedő, Peregrine Phillips csak 1831 -ben szabadalmaztatott egy gazdaságos eljárást a kén (VI) -oxid és a tömény kénsav előállítására, és ő az, aki a világ számára ma ismert, mint előállítási módszer.

A szuperfoszfát előállítása 1864 -ben kezdődött.

A tizenkilencedik század nyolcvanas éveiben Európában a kénsav termelése elérte az 1 millió tonnát. A fő termelők Németország és Anglia voltak, a világ összes kénsav -mennyiségének 72% -át állították elő.

A kénsav szállítása fáradságos és felelősségteljes vállalkozás.

A kénsav a veszélyes vegyi anyagok osztályába tartozik, és bőrrel érintkezve súlyos égési sérüléseket okoz. Emellett kémiai mérgezést is okozhat az emberekben. Ha bizonyos szabályokat nem tartanak be a szállítás során, a kénsav robbanásveszélyessége miatt sok kárt okozhat mind az emberekben, mind a környezetben.

A kénsavat 8. veszélyességi osztályba sorolták, és azt speciálisan képzett és képzett szakembereknek kell szállítaniuk. A kénsav szállításának fontos feltétele a veszélyes áruk szállítására vonatkozó speciálisan kidolgozott szabályok betartása.

A közúti szállítás a következő szabályok szerint történik:

1. Szállításhoz a speciális tartályok speciális acélötvözetből készülnek, amely nem reagál kénsavval vagy titánnal. Az ilyen tartályok nem oxidálódnak. A veszélyes kénsavat speciális kénsavtartalmú vegyi tartályokban szállítják. Tervezésükben különböznek egymástól, és a szállítás során a kénsav típusától függően választják ki.
2. A füstölgő sav szállításakor speciális izotermikus termosztartályokat használnak, amelyekben megtartják a kívánt hőmérsékletet a sav kémiai tulajdonságainak megőrzése érdekében.
3. Ha szokásos savat szállítanak, akkor kénsavtartályt választanak.
4. A kénsav közúti szállítását, például füstölgő, vízmentes, koncentrált, elemekhez, kesztyűhöz, speciális tartályokban kell elvégezni: tartályok, hordók, tartályok.
5. A veszélyes áruk szállítását csak azok a járművezetők végezhetik, akiknek kezükben van az ADR bizonyítvány.
6. Az utazási időnek nincsenek korlátozásai, mivel szállítás közben szigorúan be kell tartani a megengedett sebességet.
7. A szállítás során egy speciális útvonalat építenek ki, amelynek futnia kell, megkerülve a zsúfolt helyeket és a termelési létesítményeket.
8. A szállítást speciális jelölésekkel és veszélyt jelző táblákkal kell ellátni.

A kénsav veszélyes tulajdonságai az emberekre

A kénsav fokozott veszélyt jelent az emberi szervezetre. Mérgező hatása nemcsak a bőrrel való közvetlen érintkezéskor jelentkezik, hanem gőzeinek belégzésekor is, amikor kén -dioxid szabadul fel. A veszélyes expozíció kiterjed:

• Légzőrendszer;
• Bőrápolók;
• Nyálkahártyák.

Az arzén, amely gyakran a kénsav része, fokozhatja a szervezet mérgezését.

Fontos! Mint tudják, súlyos égési sérülések keletkeznek, amikor a sav a bőrrel érintkezik. A kénsav gőzökkel való mérgezés nem kevésbé veszélyes. A biztonságos kénsav adag a levegőben csak 0,3 mg / négyzetméter.

Ha a kénsav a nyálkahártyára vagy a bőrre kerül, súlyos égési sérülés jelentkezik, amely nem gyógyul jól. Ha az égés lenyűgöző méretű, akkor az áldozat égési betegségben szenved, amely akár halálhoz is vezethet, ha nem nyújtanak megfelelő időben minősített orvosi segítséget.

Fontos! Egy felnőtt esetében a kénsav halálos dózisa mindössze 0,18 cm / 1 liter.

Természetesen problémás a sav mérgező hatásának „megtapasztalása” a mindennapi életben. Leggyakrabban savmérgezés fordul elő az ipari biztonság figyelmen kívül hagyása miatt, amikor megoldással dolgozik.

A kénsav gőzeivel tömeges mérgezés fordulhat elő a termelés technikai hibái vagy gondatlansága miatt, és tömeges kibocsátás következik be a légkörbe. Az ilyen helyzetek megelőzése érdekében speciális szolgálatok működnek, amelyek feladata a termelés működésének ellenőrzése, ahol veszélyes savat használnak.

Milyen tünetek figyelhetők meg kénsav mérgezés esetén

Ha lenyelték a savat:

• Fájdalom az emésztőszervek területén.
• Hányinger és hányás.
• Székletzavar, súlyos bélbetegségek következtében.
• Erős nyálfolyás.
• A vesére gyakorolt ​​toxikus hatások miatt a vizelet vöröses lesz.
• A gége és a torok duzzanata. Van zihálás, rekedtség. A fulladástól halálos lehet.
• Barna foltok jelennek meg az ínyen.
• A bőr kékre vált.

A bőr égése esetén az égési betegségben rejlő összes szövődmény előfordulhat.

Gőzzel történő mérgezéskor a következő kép látható:

• A szem nyálkahártyájának égési sérülései.
• Az orr vérzik.
• A légutak nyálkahártyájának égési sérülései. Ebben az esetben az áldozat erős fájdalom tünetet tapasztal.
• A gége duzzanata fulladás tüneteivel (oxigénhiány, a bőr elkékül).
• Ha a mérgezés súlyos, akkor hányinger és hányás jelentkezhet.

Fontos tudni! A lenyelés utáni savmérgezés sokkal veszélyesebb, mint a gőzök belégzéséből származó mérgezés.

Elsősegélynyújtás és terápiás eljárások a kénsav legyőzéséhez

A kénsavval való érintkezéshez a következőképpen járjon el:

• Az első lépés az, hogy mentőt kell hívni. Ha a folyadék bejut, mossa le a gyomrot meleg vízzel. Ezt követően kis kortyokban 100 gramm napraforgó- vagy olívaolajat kell inni. Ezenkívül le kell nyelnie egy darab jeget, inni tejet vagy égetett magnéziumot. Ezt meg kell tenni a kénsav koncentrációjának csökkentése és az emberi állapot enyhítése érdekében.
• Ha sav kerül a szemébe, öblítse le folyó vízzel, majd csepegtesse le dicain és novokain oldattal.
• Ha sav kerül a bőrre, öblítse le az égett területet folyó víz alatt, és tegyen rá kötést szódával. Az öblítés körülbelül 10-15 percet vesz igénybe.
• Gőzzel történő mérgezés esetén menjen ki a friss levegőre, és öblítse le az érintett nyálkahártyákat vízzel, amennyire csak lehetséges.

Kórházi körülmények között a kezelés az égés területétől és a mérgezés mértékétől függ. Az érzéstelenítést csak novokainnal végezzük. Annak érdekében, hogy elkerüljék a fertőzés kialakulását a fertőzés területén, a beteget kiválasztják az antibiotikum terápia során.

Gyomorvérzés esetén plazmát fecskendeznek be, vagy vérátömlesztést végeznek. A vérzés forrása műtéttel megszüntethető.

1. A kénsav tiszta, 100% -os formában megtalálható a természetben. Például Olaszországban, Szicíliában, a Holt -tengerben egyedülálló jelenséget láthat - a kénsav egyenesen alulról szivárog! És ez történik: a földkéregből származó pirit ebben az esetben nyersanyagként szolgál a kialakulásához. Ezt a helyet a Haláltónak is nevezik, és még a rovarok is félnek felrepülni hozzá!
2. Nagy vulkánkitörések után gyakran kénsavcseppek találhatók a föld légkörében, és ilyen esetekben a "bűnös" negatív következményekkel járhat a környezetre nézve, és komoly klímaváltozásokat okozhat.
3. A kénsav aktív vízelnyelő, ezért gázszárítóként használják. Régebben, hogy az ablakok ne ködösítsék be a helyiségeket, ezt a savat üvegekbe öntötték, és az ablaknyílások üvege közé tették.
4. A kénsav a savas esők fő oka. A savas esők fő oka a légszennyezés kén -dioxiddal, amely vízben oldva kénsavat képez. Fosszilis tüzelőanyagok elégetésekor viszont kén -dioxid szabadul fel. Az utóbbi években vizsgált savas esőben a salétromsav tartalma megnőtt. Ennek oka a kén -dioxid -kibocsátás csökkenése. Ennek ellenére a kénsav továbbra is a savas esők fő oka.

Kínálunk Önnek egy videó válogatást érdekes kísérletekről kénsavval.

Tekintsük a kénsav reakcióját, amikor cukorba öntjük. Az első másodpercekben, amikor a kénsav cukorral kerül a lombikba, a keverék elsötétül. Néhány másodperc múlva az anyag feketére színeződik. Ezután következik a szórakoztató rész. A tömeg gyorsan növekszik, és kimászik a lombikból. A kijáratnál büszke anyagot kapunk, hasonlóan a porózus szénhez, 3-4-szer meghaladva a kezdeti térfogatot.

A videó szerzője összehasonlítja a Coca-Cola reakcióját sósavval és kénsavval. A Coca-Cola sósavval való összekeverésekor vizuális változások nem figyelhetők meg, de kénsavval keverve a Coca-Cola forrni kezd.

Érdekes kölcsönhatás figyelhető meg, amikor kénsav kerül a WC -papírra. A WC -papír cellulózból készül. Amikor sav érkezik, a cellulózmolekula azonnal lebomlik a szabad szén felszabadulásával. Hasonló elszenesedés figyelhető meg, ha sav kerül a fára.

Hozzáadok egy kis darab káliumot a lombikhoz tömény savval. Az első másodpercben füst szabadul fel, majd a fém azonnal fellángol, meggyullad és felrobban, darabokra törve.

A következő kísérletben, amikor a kénsav találatot talál, fellángol. A kísérlet második részében egy acetonnal ellátott alufóliát és egy gyufát merítünk. A fólia azonnal felmelegszik, hatalmas mennyiségű füst felszabadulásával és teljes feloldódásával.

Érdekes hatás figyelhető meg, ha szódabikarbónát adnak a kénsavhoz. A szóda azonnal sárgára vált. A reakció heves forralással és térfogatnövekedéssel megy végbe.

Határozottan javasoljuk, hogy ne végezze el a fenti kísérleteket otthon. A kénsav nagyon maró és mérgező anyag. Az ilyen kísérleteket speciális helyiségekben kell elvégezni, amelyek kényszerített szellőzéssel vannak felszerelve. A kénsavval való reakció során felszabaduló gázok nagyon mérgezőek, és légúti károsodást és a szervezet mérgezését okozhatják. Ezenkívül hasonló kísérleteket végeznek a bőr és a légzőszervek egyéni védőeszközeiben. Vigyázz magadra!

A kén -trioxid általában színtelen folyadék. Jégként, rostos kristályként vagy gázként is létezhet. Ha a kén -trioxidot levegővel érintkezik, fehér füst kezd kibocsátódni. Ez egy olyan reaktív anyag alkotóeleme, mint a tömény kénsav. Tiszta, színtelen, olajos és erősen korrozív folyadék. Műtrágyák, robbanóanyagok, egyéb savak előállítására használják, az olajiparban, ólom-sav akkumulátorokban az autókban.

Koncentrált kénsav: tulajdonságok

A kénsav könnyen oldódik vízben, maró hatású a fémekre és szövetekre, valamint a szénnel való érintkezéskor a fára és a legtöbb más szerves anyagra. Az anyag alacsony koncentrációjának hosszú távú expozíciója vagy a magas koncentrációnak való rövid távú expozíció káros belégzési egészségkárosító hatásokat eredményezhet.

A tömény kénsavat műtrágyák és más vegyi anyagok előállítására használják, kőolajfinomításban, vasban és acélban, valamint sok más célra. Mivel meglehetősen magas forráspontú, felhasználható több illékony sav felszabadítására sóikból. A tömény kénsav erős higroszkópos tulajdonságokkal rendelkezik. Néha szárítószerként használják számos vegyület, például szénhidrát dehidratálására (víz kémiai eltávolítására).

Kénsav reakciók

A tömény kénsav szokatlan módon reagál a cukorral, törékeny, szivacsos fekete szénmasszát hagyva maga után. Hasonló reakció figyelhető meg bőr, cellulóz és más növényi és állati rostok hatására. Amikor a tömény savat vízzel keverik, nagy mennyiségű hő keletkezik, ami elegendő az azonnali forraláshoz. A hígításhoz lassan keverjük a hideg vízhez, állandó keverés mellett, hogy megakadályozzuk a hő felhalmozódását. A kénsav reakcióba lép a folyadékkal, és kifejezett tulajdonságokkal rendelkező hidrátokat képez.

fizikai jellemzők

A színtelen és szagtalan folyadék hígított oldatban savanyú ízű. A kénsav rendkívül agresszív, ha hatással van a bőrre és a test minden szövetére, és közvetlen érintkezéskor súlyos égési sérüléseket okoz. Tiszta formájában a H 2 SO4 nem elektromos áramvezető, hanem a víz hozzáadásával a helyzet ellenkező irányba változik.

Néhány tulajdonság szerint a molekulatömeg 98,08. A forráspont 327 Celsius fok, az olvadáspont -2 Celsius fok. A kénsav erős ásványi sav, és széles körű kereskedelmi felhasználása miatt a vegyipar egyik fő terméke. Természetes módon a szulfid anyagok, például a vas -szulfid oxidációja következtében képződik.

A kénsav (H 2 SO 4) kémiai tulajdonságai különböző kémiai reakciókban nyilvánulnak meg:

1. Lúgokkal kölcsönhatásba lépve kétféle só képződik, beleértve a szulfátokat.
2. Reagál karbonátokkal és bikarbonátokkal, sókat és szén -dioxidot (CO 2) képezve.
3. Különböző módon hat a fémekre, a hőmérséklettől és a hígítás mértékétől függően. Hidegen és hígítva hidrogén keletkezik, forró és tömény SO 2 -kibocsátás.
4. Forráskor a H 2 SO 4 (tömény kénsav) oldata kén -trioxiddá (SO 3) és vízzé (H 2 O) bomlik. A kémiai tulajdonságok közé tartozik az erős oxidálószer szerepe is.

Tűzveszély

A kénsav nagyon reakcióképes a finoman diszpergált éghető anyagok meggyulladásakor. Hevítéskor erősen mérgező gázok kezdenek fejlődni. Robbanásveszélyes és nem összeegyeztethető hatalmas mennyiségű anyaggal. Magasabb hőmérsékleten és nyomáson meglehetősen agresszív kémiai változások és deformációk fordulhatnak elő. Hevesen reagálhat vízzel és más folyadékokkal, fröccsenést okozva.

Egészségre káros

A kénsav elfogyaszt minden testszövetet. A gőzök belégzése súlyos tüdőkárosodást okozhat. A szem nyálkahártyájának károsodása a látás teljes elvesztéséhez vezethet. A bőrrel való érintkezés súlyos nekrózist okozhat. Még néhány csepp is halálos lehet, ha a sav hozzáfér a légcsőhöz. A krónikus expozíció tracheobronchitist, szájgyulladást, kötőhártya -gyulladást, gyomorhurutot okozhat. Előfordulhat a gyomor perforációja és a hashártyagyulladás, amelyet keringési összeomlás kísér. A kénsav erősen maró hatású, és rendkívül óvatosan kell kezelni. Az expozíció jelei és tünetei súlyosak lehetnek, köztük nyáladzás, erős szomjúság, nyelési nehézség, fájdalom, sokk és égési sérülések. A hányás általában az őrölt kávé színe. Az akut belélegzés expozíció tüsszentéshez, rekedtséghez, fulladáshoz, gégegyulladáshoz, légszomjhoz, légúti irritációhoz és mellkasi fájdalomhoz vezethet. Orr- és ínyvérzés, tüdőödéma, krónikus hörghurut és tüdőgyulladás is előfordulhat. A bőrrel való érintkezés súlyos égési sérülésekhez és bőrgyulladáshoz vezethet.

Elsősegély

1. Vigye az érintett személyt friss levegőre. A sürgősségi személyzetnek közben kerülnie kell a kénsavnak való kitettséget.
2. Értékelje a létfontosságú jeleket, beleértve a pulzust és a légzésszámot. Ha az impulzust nem észleli, akkor a kapott további sérülések függvényében végezzen újraélesztési intézkedéseket. Ha a légzés jelen van és nehezen, biztosítson légzési támogatást.
3. A szennyezett ruházatot a lehető leghamarabb távolítsa el.
4. Ha szembe kerül, öblítse le meleg vízzel legalább 15 percig, a bőrön - öblítse le szappannal és vízzel.
5. Ha mérgező gőzt lélegez be, öblítse ki a száját bő vízzel, ne igyon vagy hánytasson.
6. A sérülteket szállítsák kórházba.

Fizikai tulajdonságok

A tiszta 100% -os kénsav (monohidrát) színtelen olajos folyadék, amely + 10 ° C -on kristályos masszává szilárdul. A reaktív kénsav sűrűsége általában 1,84 g / cm 3, és körülbelül 95% H 2 SO 4 -ot tartalmaz. Csak -20 ° C alatt keményedik.

A monohidrát olvadáspontja 10,37 ° C 10,5 kJ / mol fúziós hőnél. Normál körülmények között nagyon viszkózus folyadék, nagyon magas dielektromos állandóval (e = 100 25 ° C -on). A monohidrát elenyésző elektrolitikus disszociációja párhuzamosan két irányban megy végbe: [H 3 SO 4 +] · [HSO 4 -] = 2,10 -4 és [H 3 O +] · [HS 2 O 7 -] = 4 · 10–5. Molekuláris ionos összetételét nagyjából a következő adatokkal lehet jellemezni (%-ban):

H 2 SO 4 HSO 4 - H 3 SO 4 + H 3 O + HS 2 O 7 - H 2 S 2 O 7

99,50,180,140,090,050,04

Még kis mennyiségű víz hozzáadásával a disszociáció uralkodóvá válik a rendszer szerint: Н 2 О + Н 2 SO 4<==>H 3 O + + HSO 4 -

Kémiai tulajdonságok

A H 2 SO 4 erős kétbázisú sav.

H 2 SO 4<-->H + + HSO 4 -<-->2H + + SO 4 2-

Az első szakasz (közepes koncentráció esetén) 100% -os disszociációhoz vezet:

K2 = () / = 1,2 10-2

1) kölcsönhatás fémekkel:

a) a híg kénsav csak a fémeket oldja fel a hidrogén bal oldalán lévő feszültségek sorozatában:

Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (osztott) -> Zn +2 SO 4 + H 2 O

b) a tömény H 2 +6 SO 4 erős oxidálószer; fémekkel kölcsönhatásba lépve (kivéve Au, Pt), S +4 O 2, S 0 vagy H 2 S -2 -re redukálható (fűtés nélkül a Fe, Al, Cr szintén nem reagál - passziváltak):

• 2Ag 0 + 2H 2 +6 SO 4 -> Ag 2 +1 SO 4 + S + 4 O 2 + 2H 2 O
• 8Na 0 + 5H 2 +6 SO 4 -> 4Na 2 +1 SO 4 + H 2 S -2 + 4H 2O
• 2) a tömény H 2 S +6 O 4 erős oxidáló tulajdonságai miatt reagál, ha néhány nemfémmel hevítik, és alacsonyabb oxidációs állapotú kénvegyületekké alakul (például S +4 O 2):

C 0 + 2H 2 S + 6 O 4 (tömény) -> C + 4 O 2 + 2S + 4 O 2 + 2 H 2 O

S 0 + 2H 2 S + 6 O 4 (tömény) -> 3S + 4 O 2 + 2H 2O

• 2P 0 + 5H 2 S + 6 O 4 (konc) -> 5S + 4 O 2 + 2H 3 P + 5 O 4 + 2H 2 O
• 3) bázikus oxidokkal:

CuO + H 2 SO 4 -> CuSO4 + H2O

CuO + 2H + -> Cu 2+ + H 2 O

4) hidroxiddal:

H 2 SO 4 + 2NaOH -> Na 2 SO 4 + 2 H 2 O

H + + OH - -> H 2 O

H 2 SO 4 + Cu (OH) 2 -> CuSO 4 + 2H 2 O

• 2H + + Cu (OH) 2 -> Cu 2+ + 2H 2O
• 5) cserereakciók sókkal:

BaCl 2 + H 2 SO 4 -> BaSO 4 + 2HCl

Ba 2+ + SO 4 2- -> BaSO 4

Fehér BaSO 4 (savakban oldhatatlan) csapadék képződését használjuk a kénsav és az oldható szulfátok azonosítására.

MgCO 3 + H 2 SO 4 -> MgSO 4 + H 2 O + CO 2 H 2 CO 3

A monohidrát (tiszta, 100% -os kénsav) savas jellegű ionizáló oldószer. Sok fém szulfátjai oldódnak benne (biszulfátokká alakulnak), míg más savak sói általában csak akkor oldódnak, ha szolvolízisük lehetséges (biszulfátokká történő átalakítással). A salétromsav a monohidrátban gyenge bázisként viselkedik HNO 3 + 2 H 2 SO 4<==>H 3 O + + NO 2 + + 2 HSO 4 - perklórsav - nagyon gyenge savként H 2 SO 4 + HClO 4 = H 3 SO 4 + + ClO 4 - A fluor- és klórszulfonsavak valamivel erősebbek (HSO 3 F> HSO 3 Cl> HClO 4). A monohidrát jól oldja az atomokat tartalmazó szerves anyagokat, amelyek magányos elektronpárokkal rendelkeznek (képesek protont kötni). Ezek egy része ezután változatlanul visszanyerhető, ha az oldatot egyszerűen vízzel hígítja. A monohidrát magas krioszkópos állandó (6,12 °), és néha közegként használják a molekulatömeg meghatározására.

A koncentrált H 2 SO 4 meglehetősen erős oxidálószer, különösen hevítéskor (általában SO 2 -ra redukálva). Például HI -t és részben HBr -t (de nem HCl -t) szabad halogénné oxidál. Sok fém is oxidálódik általa - Cu, Hg stb. (Míg az arany és a platina stabil a H 2 SO 4 vonatkozásában). Tehát a rézzel való kölcsönhatás az alábbi egyenlet szerint megy:

Cu + 2 H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + H 2 O

A kénsav oxidálószerként általában SO 2 -ra redukálódik. A legerősebb redukálószerekkel azonban S -re, sőt H 2 S -ra redukálható. A tömény kénsav reakcióba lép hidrogén -szulfiddal az alábbi egyenlet szerint:

H 2SO 4 + H 2 S = 2H 2 O + SO 2 + S

Meg kell jegyezni, hogy a gázhalmazállapotú hidrogén is részben redukálja, ezért nem használható szárítására.

Rizs. 13.

A tömény kénsav vízben való oldódása jelentős hőleadással jár (és némileg csökken a rendszer teljes térfogata). A monohidrát szinte nem vezet. Ezzel szemben a vizes kénsavoldatok jó vezetők. Ábrán látható. A 13. ábrán látható, hogy körülbelül 30% sav maximális elektromos vezetőképességgel rendelkezik. A görbe minimuma megfelel a H 2 SO 4 · H 2 O összetétel hidrátjának.

A hő felszabadulása a monohidrát vízben való oldódásakor (az oldat végső koncentrációjától függően) legfeljebb 84 kJ / mol H 2 SO 4 lehet. Éppen ellenkezőleg, ha 66% kénsavat, 0 ° C -ra előhűtve, hóval (1: 1 tömeg%) keverünk, a hőmérséklet -37 ° C -ra csökkenthető.

A H 2 SO 4 vizes oldatainak sűrűségének változását a koncentrációjával (tömeg%) az alábbiakban adjuk meg:

Amint ezekből az adatokból látható, a kénsav koncentrációjának sűrűség szerinti meghatározása 90 tömeg % fölött van. % nagyon pontatlan lesz. Ábra mutatja a vízgőz nyomását különböző koncentrációjú H 2 SO 4 oldatok felett, különböző hőmérsékleten. 15. A kénsav csak akkor tud szárítószerként működni, ha az oldata feletti vízgőznyomás kisebb, mint a szárított gáz résznyomása.

Rizs. 15.

Rizs. 16. Forráspontok a H 2 SO 4 oldatok felett. H 2 SO 4 oldatok.

Híg kénsavoldat forralásakor a vizet lepároljuk, és a forráspont 337 ° C -ra emelkedik, amikor 98,3% -os H 2 SO 4 desztillációba kezd (16. ábra). Éppen ellenkezőleg, a kénsav -anhidrid feleslege elpárolog a koncentráltabb oldatokból. A 337 ° C-on forrásban lévő kénsav gőze részben H 2 O-ra és SO 3-ra disszociál, amelyek lehűléskor újra egyesülnek. A kénsav magas forráspontja lehetővé teszi, hogy hevítéskor az illékony savak sóitól (például sósavtól a NaCl -ig) való elválasztására használják.

Fogadás

A monohidrátot tömény kénsav -10 ° C -on történő kristályosításával nyerhetjük.

Kénsav termelés.

• 1. szakasz. Pirit kemence.
• 4FeS 2 + 11O 2 -> 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q

A folyamat heterogén:

• 1) vas -pirit (pirit) őrlése
• 2) "fluidágyas" módszer
• 3) 800 ° C; a felesleges hő eltávolítása
• 4) az oxigén koncentrációjának növekedése a levegőben
• 2. szakasz. Tisztítás, szárítás és hőcsere után a kén -dioxid belép az érintkező készülékbe, ahol kénsavanhidriddé oxidálódik (450 ° C - 500 ° C; V 2 O 5 katalizátor):
• 2SO 2 + O 2
• 3. szakasz. Abszorpciós torony:

nSO 3 + H 2 SO 4 (tömény) -> (H 2 SO 4 nSO 3) (oleum)

A víz nem használható a ködképződés miatt. Kerámia fúvókákat és az ellenáramlás elvét használják.

Alkalmazás.

Emlékezik! A kénsavat kis adagokban kell önteni a vízbe, és nem fordítva. Ellenkező esetben heves kémiai reakció léphet fel, amelynek következtében egy személy súlyos égési sérüléseket szenvedhet.

A kénsav a vegyipar egyik fő terméke. Ásványi műtrágyák (szuperfoszfát, ammónium -szulfát), különböző savak és sók, gyógyszerek és mosószerek, festékek, mesterséges szálak, robbanóanyagok előállítására megy. A kohászatban használják (ércek, például uránércek bomlása), olajtermékek tisztítására, szárítószerként stb.

Gyakorlati jelentőségű az a tény, hogy a nagyon erős (75%feletti) kénsav nem hat a vasra. Ez lehetővé teszi tárolását és szállítását acéltartályokban. Ezzel szemben a hígított H 2 SO 4 könnyen feloldja a vasat hidrogénfejlődéssel. Az oxidáló tulajdonságok egyáltalán nem jellemzőek rá.

Az erős kénsav erőteljesen felszívja a nedvességet, ezért gyakran használják gázok szárítására. Sok hidrogént és oxigént tartalmazó szerves anyagtól elvonja a vizet, amelyet gyakran használnak a technológiában. Ezzel (valamint az erős H 2 SO 4 oxidáló tulajdonságaival) a növényi és állati szövetekre gyakorolt ​​romboló hatása társul. A munka során véletlenül a bőrre vagy ruhára kerülő kénsavat bő vízzel azonnal le kell mosni, majd az érintett területet hígított ammóniaoldattal meg kell nedvesíteni, majd vízzel újra le kell öblíteni.