Unul dintre primii acizi minerali, care a devenit cunoscut de om - este acidul sulfuric sau sulfat. Nu numai că este, dar multe dintre sărurile sale sunt utilizate în construcții, medicină, industria alimentară și în scopuri tehnice. Până în prezent, în această privință, nimic nu sa schimbat. Mai multe caracteristici care posedă sulfat acid, face ușor indispensabil în sinteze chimice. În plus, în practic toate sectoarele industriei și viața de zi cu zi sunt utilizate săruri ale acestora. Prin urmare, considerăm în detaliu ceea ce este și ce sunt caracteristicile proprietățile expuse.
O varietate de nume
Să începem cu faptul că numele în această chestiune foarte mult. Printre acestea sunt cele care sunt formate dintr-o nomenclatură rațională, iar cei care au istoric. Astfel, acest compus este denumit:
- sulfat de acid;
- vitriol;
- acid sulfuric;
- oleum.
Deși termenul „oleum“ nu este în întregime potrivit pentru substanța, deoarece este un amestec de acid sulfuric și de oxid de sulf mai mare - SO3.
sulfat Acid: formula și molecular structure
Din punctul de vedere al abrevierilor chimice a scrie formula acestui acid poate fi, astfel: H2 SO4. Este evident că molecula este compusă din două cationi de hidrogen și anioni de acid rest - sulfat ion având o sarcină 2+.
Astfel, în cadrul moleculei, următoarea comunicare:
- covalente polare între sulf și oxigen;
- covalente puternic polar între hidrogen și SO4 acidul reziduu.
Sera având 6 electroni nepereche formează două legături duble la doi atomi de oxigen. Chiar și cu un cuplu - singur, iar cele la rândul său - un singur hidrogen. Ca rezultat al structurii moleculare îi permite să fie suficient de puternic. În același timp, cationul de hidrogen este foarte mobil și ușor pentru a merge, deoarece sulful și oxigenul este mult mai mare în electronegativitate. Trăgând densitatea de electroni în sine, ele oferă o sarcină pozitivă parțială de hidrogen, care la detașarea este completă. Astfel au format soluțiile acide în care este H +.
Vorbind despre stările de oxidare a elementelor din compus, cu formula sulfat de acid în care H2 SO4. ușor permite calculul: hidrogen y 1, y oxigen -2, sulf la +6.
Ca și în orice moleculă, sarcina netă este zero.
Istoria descoperirii
Acid sulfat este cunoscută pentru oameni, deoarece cele mai vechi timpuri. Chiar și alchimiștii au putut să-l primească diferite metode de sulfat calcinat. Din secolul IX, oamenii au primit și folosit această substanță. Mai târziu, în Europa Albertus Magnus a învățat să extragă acidul în procesul de descompunere a sulfatului de fier.
Cu toate acestea, nici una dintre metodele nu era profitabilă. Apoi, acesta devine cunoscut așa-numita variantă de realizare camera de sinteză. Pentru acest ardere de sulf și nitrat și vapori de apă absorbită au evoluat. Ca rezultat, sulfatul de acid format.
Cu toate acestea mai târziu, britanicii au reușit să găsească cea mai ieftină metodă de obținere a substanței. Am folosit pirită - FeS2. pirita. ardere și reacția ulterioară cu oxigenul sunt încă una dintre cele mai importante procese industriale pentru sinteza acidului sulfuric. Astfel de materii prime mai accesibile, la prețuri accesibile și de calitate pentru producția de volum mare.
proprietățile fizice
Există mai multe opțiuni, inclusiv extern, care este diferit de alte sulfat de acid. Proprietățile fizice pot fi descrise în câteva puncte:
- În condiții standard, - lichid.
- Într-o stare concentrată este greu, uleios, pentru care a fost numit „ulei de vitriol“.
- substanță Densitate - 1,84 g / cm3.
- Nu are nici o culoare sau miros.
- Ea are un puternic gust „de cupru“.
- Se dizolvă în apă, foarte bine, aproape nelimitate.
- Higroscopic, este capabil de a capta atât apă liberă și legată de țesuturi.
- Nevolatili.
- Punct de fierbere - 296 ° C
- Se topește la 10,3 ° C
Una dintre cele mai importante caracteristici ale acestui compus este capacitatea sa de a hidrata cu eliberarea unei cantități mari de căldură. De aceea, chiar și la școală, copiii sunt învățați că apa se adaugă la acid, în orice caz, este imposibil, dar exact opusul. La urma urmei, apa este mai luminoasa in densitate, astfel încât se va acumula pe suprafata. Dacă se adaugă în mod dramatic la acid, reacția rezultată se dizolvă afară atât de multă energie încât apa începe să fiarbă și se pulverizează împreună cu particule ale unei substanțe periculoase. Aceasta poate provoca arsuri chimice severe la nivelul pielii mâinilor.
Prin urmare, ar trebui să fie trickle toarnă acidul în apă, apoi amestecul se încălzește puternic, dar de fierbere nu se produce, și, prin urmare, stropirea prea.
chimice
Din punct de vedere chimic, acest acid este foarte puternic, mai ales dacă este o soluție concentrată. Se dibazic totuși în trepte disociază pentru a forma anionul gidrosulfat- și sulfat.
În general, interacțiunea cu diferiți compuși îndeplinește toate reacțiile de bază tipice acestei clase de substanțe. Există exemple de mai multe ecuații care participă acidul sulfat. Proprietățile chimice se manifestă în interacțiunea sa cu:
- săruri;
- oxizi și hidroxizi metalici;
- oxizi și hidroxizi amfoterici;
- metale în picioare în seria electrochimică a hidrogenului.
Ca urmare a unor astfel de interacțiuni în practic toate cazurile sărurile formate medii ale acidului (sulfaților) sau acide (sulfatii de hidrogen).
O caracteristică specială este, de asemenea, faptul că metalul în mod obișnuit Me + H2 SO4 = MeSO4 + H2 ↑ reacționează numai soluție dintr-o substanță dată, adică acid diluat. Dacă luăm în considerare un concentrat sau foarte saturate (oleum), produsele de reacție sunt destul de diferite.
Proprietățile speciale ale acidului sulfuric
Acestea includ soluții de interacțiune doar concentrat cu metale. Astfel, există o diagramă care arată întregul principiu al acestor reacții:
- Dacă metalul este activ, rezultatul este formarea de hidrogen sulfurat, săruri și apă. Aceasta este, de sulf este redus la -2.
- În cazul în care activitatea medie a metalului, rezultatul - sulf, sare și apă. Aceasta este, recuperarea ionului sulfat la sulf liber.
- Metalele activitate scăzută chimică (după hidrogen) - dioxid de sulf, apă și sare. Sulful în starea de oxidare +4.
De asemenea, proprietăți speciale sulfat acizi sunt capacitatea de a oxida unele nemetale la cea mai mare stare de oxidare și reacționează cu compuși complecși și oxidanți le substanțe simple.
Metode pentru producerea de industrie
acid sulfuric proces Sulfatul este compus din două tipuri de bază:
Ambele sunt cele mai comune metode din industria la nivel mondial. Primul exemplu de realizare se bazează pe utilizarea ca materii prime pirita sau pirita sulf - FeS2. In total sunt trei faze:
- Calcinarea materiei prime, pentru a forma un produs de ardere a dioxidului de sulf.
- Trecând acest gaz prin oxigen în prezența unui catalizator de vanadiu pentru a forma trioxid de sulf - SO3.
- Turnul de absorbție se realizează dizolvarea anhidridei în soluția de acid sulfat, cu formarea soluție de concentrație ridicată - oleum. Foarte grele lichid uleios dens.
O a doua variantă de realizare - este practic același, dar oxizii de azot sunt folosite drept catalizator. În ceea ce privește parametri, cum ar fi calitatea produselor, costul și consumul de energie, puritatea materiilor prime, performanța, prima metodă este mai eficientă și acceptabilă, de aceea este folosit mai des.
laborator sinteză
Dacă doriți să obțineți acid sulfuric în cantități mici, pentru testele de laborator, cel mai bun mod de a interacționa cu hidrogen sulfurat sulfați de metal inactiv.
În aceste cazuri, formarea de sulfură de fier, și este format ca un produs secundar de acid sulfuric. Pentru studii mici, o astfel de opțiune este adecvată, dar puritatea astfel acidul nu va fi diferit.
De asemenea, în laborator, poate fi un răspuns calitativ la soluțiile de sulfat. Cel mai comun reactiv este clorura de bariu, ca Ba 2+ împreună cu anionul sulfat precipită în precipitat alb - lapte barită: H2 SO4 + BaCl2 = 2HCl + BaSO4 ↓
Cele mai frecvente sare
Acid sulfatată și sulfații care formează, sunt compuși importanți în multe domenii industriale și casnice, inclusiv produse alimentare. Sărurile acide mai frecvent sulfuric sunt următoarele:
- Gypsum (Alabaster, selenit). Denumire chimică - sulfat de calciu hidratat apos. Formula: CaSO4. Este folosit în construcții, medicină, industria celulozei și hârtiei, fabricarea de bijuterii.
- Baritină (baritină). sulfat de bariu. Soluția este un precipitat lăptos. În formă solidă - cristale transparente. Folosit în dispozitive optice, radiații cu raze X, pentru fabricarea unui strat izolator.
- Mirabilită (sare Glauber). Denumire chimică - cristalin de sulfat de sodiu decahidrat. Formula: Na2 SO4 * 10H2 O. Este utilizat în medicină ca purgativ.
Se pot cita ca exemple de multe săruri, care sunt de importanță practică. Cu toate acestea, menționată mai sus - cea mai frecventă.
kraft lichior
Această substanță este o soluție care este formată prin tratarea termică a lemnului, adică celuloza. Scopul principal al acestei legături - obține săpun de băuturi alcoolice prin decantare. Compoziția chimică a lichior sulfat este după cum urmează:
- lignină;
- hidroxi;
- monozaharide;
- fenoli;
- rășini;
- și acizi grași volatili;
- sulfuri, cloruri, carbonați și sulfați de sodiu.
Există două tipuri principale de materiale: alb și negru Kraft lichior. Alb merge la industria celulozei și hârtiei, precum și negru utilizate pentru negru de săpun lichid în industrie.
aplicaţii principale
Producția anuală de acid sulfuric este de 160 de milioane. Tone pe an. Aceasta este o figură foarte importantă, care arată importanța și prevalența acestui compus. Există mai multe industrii și locuri în care este necesară utilizarea de sulfat de acid:
- Bateria ca electrolit, în special în plumb.
- În instalațiile în care fertilizator sulfat produs. Cea mai mare parte a acidului este tocmai fabricarea plantelor fertilizante minerale. Prin urmare, plante pentru producerea de acid sulfuric și producția de îngrășăminte adesea construi aproape.
- În industria alimentară ca un emulsifiant, desemnat codul E513.
- Numeroase sinteze organice ca un agent de deshidratare, un catalizator. Astfel obținut explozivi, rășini, detergenți, nailon, polipropilenă și etilena, coloranți, fibre chimice, esterii și alți compuși.
- Utilizare în filtre pentru purificarea apei și fabricarea de apă distilată.
- Utilizat în extragerea și prelucrarea elementelor rare din minereu.
De asemenea, o mulțime de acid sulfuric este cheltuit pe teste de laborator, unde este produsă prin mijloace locale.
