Svovlsyre. Formel, egenskaber, fremstilling og anvendelse

Svovlsyre er det historiske navn: olie af vitriol. Studiet af syre begyndte i oldtiden, i sine skrifter, er det beskrevet: den græske læge Dioscorides, den romerske naturforsker Pliniy Starshy, de islamiske alkymister Geber, Razi og Ibn Sina og andre. I Sumer var der en liste over vitriol, som er klassificeret af farven på stoffet. I vor tid, ordet "vitriol" forener krystallinske hydrater sulfater af divalente metaller.

I det 17. århundrede, hollandsk, tysk kemiker Johann Glauber svovlsyre opnået ved afbrænding af svovl med kaliumnitrat (KNO3) i nærvær af vanddamp. I 1736, Dzhoshua Uord (en farmaceut fra London), er denne metode, der anvendes i produktionen. Denne gang kan betragtes som et referencepunkt, når allerede stor skala begyndte at blive produceret svovlsyre. Det formlen (H2SO4), antages generelt at blive installeret svensk kemiker Berzelius (1779-1848) tavs senere.

Berzelius anvendelse alfabetiske tegn (udpegede kemiske elementer) og lavere digitale koder (angivet ved tallet i molekylet, atomer af den givne type) fandt, at i et molekyle indeholder 1 svovlatom (S), to hydrogenatomer (H) og 4 oxygenatom (O ). Siden den tid, blev det kendt kvalitative og kvantitative sammensætning af molekylet, der er i det sprog, kemien beskrevet svovlsyre.

Strukturformlen, der viser grafisk den gensidige arrangement af atomer i molekylet, og de kemiske bindinger mellem dem (de er normalt angivet ved linier) oplyser, at centrum af molekylet er et svovlatom, som er dobbeltbundet til to oxygenatomer. Med de andre to oxygenatomer til hver af hvilke er fastgjort et hydrogenatom, svovlatomet også forbundet ved enkeltbindinger.

egenskaber

Svovlsyre - farveløs eller svagt gul, viskos væske, opløselig i vand ved alle koncentrationer. Det er en stærk mineralsk syre. Syre er meget ætsende over for metaller (koncentreret samvirker med jern uden varme, og det passiverer) sten, animalsk væv eller andre materialer. Det har høj hygroskopicitet og en udtalt stærke oxidant egenskaber. Ved en temperatur på 10,4 ° C sure størkner. Ved opvarmning til 300 ° C næsten 99% syre mister svovltrioxid (SO3).

Dens egenskaber ændres afhængigt af koncentrationen af en vandig opløsning. Der er almindelige navne er sure opløsninger. Fortyndet syre anses for at være 10%. Genopladelig - lige fra 29 til 32%. Ved koncentrationer under 75% (som defineret i ISO 2184) det kaldes tårnet. Hvis koncentrationen af 98%, så vil det være svovlsyre koncentreret. formel (Kemisk eller strukturel) i alle tilfælde forbliver uændret.

Når opløst i koncentreret svovlsyre, er svovltrioxid eller oleum dannet rygende svovlsyre, dens formel kan skrives som: H2S2O7. Netto syre (H2S2O7) er et fast stof med en smeltetemperatur på 36 ° C. svovlsyre hydreringsreaktionen kendetegnet ved frigivelse af varme i store mængder.

Fortyndet syre omsættes med et metal reagere med som udviser stærke oxidant egenskaber. Dette gendanner svovlsyre indeholdende dannet formel stoffer reduceres (til 4, 0 eller -2) et svovlatom, kan være: SO2, S eller H2S.

Det reagerer med ikke-metaller, fx carbon eller svovl:

2 H2SO4 + C → 2 SO2 + CO2 + 2 H2O

2 H2SO4 + S → 3 SO2 + 2 H2O

Reagerer med natriumchlorid:

H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCI

Det er kendetegnet ved en elektrofil substitutionsreaktion af et hydrogenatom bundet til benzenringen af den aromatiske forbindelse til -SO3H gruppe.

modtagelse

I 1831 blev stiften patenterede fremgangsmåde til opnåelse af H2SO4, som i øjeblikket er den vigtigste. Dag mest af svovlsyren fremstilles ved hjælp af denne metode. De anvendte råvarer svovlholdigt malm (sædvanligvis jern pyrit FeS2), som brændes i særlige ovne, hvorved der dannes et calcineret gas. Eftersom gassen temperatur er lig med 900 ° C, hvorefter den blev afkølet svovlsyre med en koncentration på 70%. Gassen i cyklonen og den elektrostatiske udskiller renses for støv i vasketårne med en syrekoncentration på 40 og 10% af katalysatorgifte (As2O5 og fluor), våde elektrofiltre af sur aerosol. Dernæst kalcineret gas indeholdende 9% svovldioxid (SO2), tørret og ført til kontakt apparat. Passerer gennem 3 lag vanadiumkatalysator, er SO2 oxideres til SO3. At opløse det dannede svovltrioxid, er koncentreret svovlsyre anvendes. Formel opløsning af svovltrioxid (SO3) i vandfri svovlsyre er H2S2O7. I denne form oleum i ståltanke transporteres til forbrugeren, hvor det fortyndes til den ønskede koncentration.

ansøgning

På grund af forskellige kemiske egenskaber, H2SO4 har en bred vifte af anvendelser. Ved fremstillingen af selve syren, som en elektrolyt i et bly-syre-batterier for at fremstille de forskellige rengøringsmidler, er det også en vigtig reaktant i den kemiske industri. Det er også anvendes i produktionen: alkoholer, plast, farvestoffer, gummi, ester, klæbemidler, sprængstoffer, sæber og detergenter, lægemidler, papirmasse og papir, olie.