Kénsav wikipedia

Kénsav H2 SO4 - erős disavat. megfelel a legmagasabb fokú kén oxidációs (6). Szokásos körülmények között végzett tömény kénsavat - egy nehéz olajos folyadék színtelen és szagtalan. savanyú „réz” íz. A technika a kénsavat úgy hívják, mint a keveréket vízzel, vagy kén-trioxid SO3. Ha a mólarány a SO3: H2 O <1, то это водный раствор серной кислоты, если> 1 - SO3 kénsavban feloldjuk (óleum).

Név [| ]

A XVIII-XIX században a kén por előállított pirit (pirit) a vitriol gyárakban. Kénsav, míg az úgynevezett „olaj vitriol” [2] [3] (a szabály azt hidratáltuk emlékeztető konzisztenciát olaj), akkor nyilvánvaló, ettől a név eredete sói (kristályos meglehetősen pontosan) - szulfát felett szárítjuk.

Előállítása kénsav [| ]

Ipari (kontakt) módszer [| ]

Az iparban, kénsav keletkezik oxidálásával a kén-dioxid (kéngázok égés során keletkező kén vagy pirit), amíg trioxid (kénsav-anhidrid), majd ezt követően reagáltatjuk SO3 vízzel. Ezzel a módszerrel kapott kénsavat is hívják érintkező (koncentráció 92-94%).

Nitrogén (Torony) módszer [| ]

Korábban kénsavat úgy állítjuk elő, dinitrogén kizárólag speciális tornyok és úgynevezett torony sav (koncentrációja 75%). Ennek lényege a módszer abban áll, oxidációját kén-dioxid, nitrogén-dioxid, a víz jelenlétében. Ily módon nem volt reakció a levegőben a Nagy londoni szmog.

Egy másik módja a [| ]

Azokban a ritka esetekben, amikor a hidrogén-szulfid (H2S) kiszorítja-szulfát (SO4 -) só (fémekkel Cu, Ag, Pb, Hg) mellékterméke kénsav

Szulfidok ezen fémek a legmagasabb erő, valamint a jellegzetes fekete színű.

Fizikai és fiziko-kémiai tulajdonságok [| ]

Nagyon erős sav. 18 C. pKa (1) = -2,8, pKa (2) = 1,92 (Kz 1,2 10 -2); kötések a molekulában S hossza = O 0143 nm, S-OH 0154 nm HOSOH szög 104 °, OSO 119 °; kelések, képező azeotróp elegyet (98,3% H2-SO4 és 1,7% H2 O egy forráspontja 338,8 ° C). Kénsav megfelelő 100% A H2 SO4. Ez egy összetétele (%): H2 SO4 99,5, HSO4 - - 0,18, H3 SO4 + - 0,14, H3 O + - 0,09, H2 S2 O7, - 0,04, HS2 O7 _, - 0 05. Elegyedik vízzel, és SO3. minden arányban. A vizes oldatok kénsav gyakorlatilag teljesen disszociálva H3 O +. HSO3 +. és 2NSO₄ -. Forms hidratálja H2 SO4 · N H2 O, ahol n = 1, 2, 3, 4 és 6,5.

Oleum [| ]

Oleum is tartalmaz pyrosulphuric savat. úgy állítjuk elő:

H 2 S O 4 + S O 3 # X2192; H 2 S 2 O 7; SO_ + SO_ \ rightarrow H_S_O _ >>;> szulfit H 2 S O 4 + 2 S O 3 # X2192; H 2 S 3 O 10. SO_ + 2SO_ \ rightarrow H_S_O _ >>.>

A forráspont vizes kénsav oldat növeli a koncentráció és a éri el maximumát tartalma 98,3% H2-SO4.

Tulajdonságai vizes oldatok kénsav és óleum

Sűrűség 20 ℃, g / cm

A forráspont oleum egy SO3-tartalma növekedés csökken. Amikor a koncentrációja vizes oldatok kénsav, a teljes gőznyomás az oldat fölött csökken, és amikor a tartalom 98,3% H2-SO4 elér egy minimális. És növekvő koncentrációban SO3 óleummal összesen gőznyomása fölé emelkedik ez. Gőznyomása a vizes oldatok kénsav és óleum lehet az alábbi egyenlettel számítottuk:

értékei a és b együtthatók koncentrációjától függ kénsav. A gőz fenti vizes oldatok kénsav keveréke vízgőz, H2 SO4 és SO3. ahol a készítmény a gőz eltér a folyékony készítmény minden koncentrációban kénsavat, mint a megfelelő azeotrop.

Ahogy a hőmérséklet növekszik disszociációs fokozott:

Az egyenlet hőmérsékletfüggése egyensúlyi állandó:

Normál nyomáson, disszociációs mértéke: 10⁻⁵ (373 K), 2,5 (473 K) 27,1 (573 K) 69,1 (673 K).

A sűrűsége 100% kénsavat lehet alábbi egyenlettel határozható meg:

A növekvő koncentrációjának kénsavnormáloldattal azok hő kapacitása csökken, és eléri a minimális 100% -os kénsavval, óleummal hőkapacitása növekedésével a tartalmát SO3 növeljük.

A növekvő koncentráció és csökkenő hőmérséklet csökken a hővezető λ:

ahol a C - a koncentráció a kénsav%.

Van egy maximális viszkozitása oleum H2 SO4 · SO3. a hőmérséklet növekedésével csökken η. Az elektromos ellenállást a kénsav legalább koncentrációban SO3 és 92% H2-SO4 és egy maximális koncentrációja 84 és 99,8% H2-SO4 [forrás nem meghatározott napok 2139]. A minimális ρ óleum 10% SO3. Növekvő hőmérséklettel, p kénsavat növekszik. A dielektromos állandója 100% -os kénsavat 101 (298,15 K), 122 (281,15 K); oszmométerek állandója 6,12, 5,33 ebulioskopicheskaya állandó; A diffúziós együttható kénsav gőz a levegőben függően változik a hőmérséklet; D = 1,67 · 10⁻⁵T 3/2 cm / sec.

Kémiai tulajdonságok [| ]

Kénsav koncentrált formában hevítve - elég erős oxidálószer.

HI és részlegesen oxidálja a HBr szabad halogénatom.

8 H I + H 2 S O 4 = I 2 4 # X2193; + H 2 S # X2191; + 4 H 2 O SO_ = 4I_ \ downarrow + H_S \ uparrow + 4H_O >>> H B r 2 + H 2 S O 4 = B r 2 # X2193; + S O 2 # X2191; + 2 H 2 O SO_ = Br_ \ downarrow + SO_ \ uparrow + 2H_O >>>

C + 2 H 2 S O 4 = 2 S O 2 # X2191; + C O 2 # X2191; + 2 H 2 O SO_ = 2SO_ \ uparrow + CO_ \ uparrow + 2H_O >>> S + 2 H 2 S O 4 = S O 2 3 # X2191; + 2 H 2 O SO_ = 3SO_ \ uparrow + 2H_O >>>

Oxidálódik fémek (kivétel: Au Pt Ir Rh Ta .....). Így a koncentrált kénsav csökken SO2. így például [4]:

A hideg tömény kénsavval Fe. Al. Kr. Co. Ni. Ba passzivált, és a reakció nem megy végbe.

A legtöbb erős redukáló a koncentrált kénsav redukáljuk H2 S. S és a koncentrált kénsavat elnyeli vízgőz, ezért használják szárítási gázok, folyadékok és szilárd anyagok, például, egy exszikkátorban. Azonban koncentrált H 2SO 4 részlegesen hidrogénnel redukáljuk, mert mi nem használható annak szárítás. Vízlehasító a szerves vegyületeket, és így a korom (szén), tömény kénsav, vezet szenesedés fa, cukor és egyéb anyagok [4].

Hígított H2 SO4 kölcsönhatásba összes fémhez. található, az elektrokémiai sorban feszültségek maradt hidrogén annak felszabadulását, mint például a [4]:

Oxidatív tulajdonságai híg H2 SO4 ritkák. Kénsav képez két sorozat sók. Közel - szulfátok és sav - hidrogén-szulfátok. és észterei. Ismert peroxomonosulphuric (vagy Caro-féle sav) H2 SO5 és H2 S2 O8 peroxodisulfuric savat.

H 2SO 4 + N a OH = N a HSO 4 + H 2 O SO_ + NaOH = NaHSO_ + H_O >>> H 2SO 4 + 2 N a OH = N a 2 SO 4 + 2 H 2 O SO_ + 2NaOH = Na_SO_ + 2H_O >>>

Kénsav is reagál bázikus oxidok, és vízzel reagáltatva Szulfát:

A fémmegmunkáló üzemek kénsav oldatot használunk, hogy eltávolítsuk a fém-oxid réteget a felületen a fém termékek kitéve a gyártás során, hogy intenzív hő. Így, vas-oxidot eltávolítjuk a felületről a lemezvasból cselekvési melegített kénsav oldat:

Koncentrált H2 SO4 alakítja Egyes szerves anyagok más szénvegyületek:

H C O O H + H 2 S O 4 (k) = C O # X2191; + H 2 S O 4 # X22C5; n H 2 O SO_ (k) = CO \ uparrow + H_SO_ \ centerdot nH_O >>>

Kvalitatív reakció kénsav és annak oldható sói is azok kölcsönhatása oldható bárium-sók. ahol a kialakult fehér csapadékot bárium-szulfát. vízben oldhatatlan, és savak, mint például a [5]:

Alkalmazás [| ]

Kénsavat alkalmazunk:

a feldolgozás a ércek, különösen a kitermelés a ritka elemek, ideértve az urán. irídium. cirkónium. ozmium, és m. o.;
a termelés az ásványi műtrágyák;
elektrolitként ólomakkumulátorok;
különböző ásványi savak és sók;
a termelés vegyi szálak, festékek, a füst-alakítás és robbanóanyagok;
Olaj, fém, textil, bőr és más iparágakban .;
az élelmiszeriparban - van bejegyezve, mint élelmiszer-adalékanyag E513 (emulgeálószer);
ipari szerves szintézis reakciók:
- kiszáradás (előállítására dietil-éter-észterek.);
- hidratációs (etanol-etilén);
- szulfonálás (mosó- és intermedierek előállítására színezékek);
- alkilezés (előállítására izooktán. polietilén-glikol. kaprolaktám), és mások.
- Helyreállítani a gyanta a szűrőket desztillált víz előállítására.

A világ termelése kénsav mintegy 200 millió tonna évente. [6] A legnagyobb fogyasztó kénsav - az ásványi műtrágyák. A foszfor-pentoxid-foszfát műtrágyák fogyasztott 2,2-3,4-szerese a súlya kénsavat, és (NH) -ával, kénsav 75 tömeg% a fogyasztható (NH) -ával,. Ezért arra törekszenek, hogy építsenek egy kénsav növényi kombinálva üzemek az ásványi műtrágyák.

Mérgező hatás [| ]

Kénsavval, óleummal - rendkívül korrozív. Ezek befolyásolják a bőr, a nyálkahártyák, légzőrendszer (ok kémiai égések) [7]. Belégzés ezen anyagok okoznak légzési nehézség, köhögés, gyakran - gégegyulladás. hurutok. bronchitis és hasonlók. d. maximális megengedhető koncentrációt kénsav aeroszol a munkatérben a 1,0 mg / m³, a levegőben 0,3 mg / m (maximum munkát), és 0,1 mg / m (átlag). Befolyásolja a kénsav koncentrációját savas gőzök 0,008 mg / l (60 perces expozíció), a halálos 0,18 mg / l (60 perc). Veszélyességi osztály II. Aeroszol kénsavat képezhető a légkörben eredményeként kibocsátása kémiai és metallurgiai iparban, tartalmazó oxidok S, és csökkenhet a savas eső.

Magyarországon forgalma kénsav koncentrációja 45% vagy több, - korlátozódik [8].

Történelmi adatok [| ]

A kénsav ismert az ókorban, természetesen előforduló szabad formában, például mint közelében vulkáni tavak. Talán az első említés a savas során keletkező gázok kalcinálásából alumínium vagy vas-szulfát „zöld kő”, megtalálható az írások tulajdonított arab alkimista Jabir Ibn Haiyan.

A IX századi perzsa alkimista Al-Razi. kalcináljuk keveréke a vas és a réz-szulfát (FeSO4 • 7H2 O és CuSO 4 • 5H2 O), továbbá kapott kénsav oldat. Ez a módszer továbbfejlesztett európai alkimista Albert Magnus. aki élt a XIII.

Reakcióvázlat kénsavat vas-szulfát - termikus bomlása vas-szulfát (II), majd a keveréket hűtjük [9]

Molekula kénsav dalton

A Proceedings Alchemist Valentine (XIII c) eljárás kénsav előállítására a víz abszorpciója gáz (kén-trioxid) kibocsátott égés keverékéből kénpor és a nitrát. Később ezt a módszert volt az alapja t. N. „Tanács” eljárást hajtjuk végre kis kamrák, bélelt ólomból, amely nem oldható kénsavban. A Szovjetunió, ez a módszer is létezett 1955-ig

Alchemists XV szintén ismert eljárás kénsav előállítására a pirit - pirit, olcsóbb és olyan közönséges alapanyagok, mint a kén. Ezen a módon, a kénsav legalább 300 éves, kis mennyiségű üveg retorta. Ezt követően, összefüggésben a fejlesztés ez a módszer a katalízis helyébe kamra eljárás az kénsav. Jelenleg, a kénsav által termelt katalitikus oxidáció (a V2 O5) a kén-oxid (IV) a kén-oxid (VI), majd feloldjuk a kén-oxid (VI) 70% -os kénsavat óleummal formában.

Magyarországon termelés kénsav rendezték meg először 1805-ben Moszkva közelében Zvenigorod kerületben. 1913-ban Magyarországon a termelés kénsav volt a 13. helyen a világon. [10]