Schwefelsäure. Formel, Eigenschaften, Herstellung und Verwendung

Schwefelsäure ist die historische Bezeichnung: Vitriolöl. Die Studie der Säure in der Antike begann, in seinen Schriften wird beschrieben: der griechische Arzt Dioskurides, die römische Natur Pliniy Starshy, die islamischen Alchemisten Geber, Razi und Ibn Sina und andere. In Sumer gibt es eine Liste von Vitriol, die von der Farbe des Stoffes eingestuft werden. In unserer Zeit, verbindet das Wort „vitriol“ kristalline Hydrate Sulfate zweiwertiger Metalle.

Im 17. Jahrhundert, Holländer, Deutsche Apotheker Johann Glauber Schwefelsäure durch Verbrennen von Schwefel mit erhaltenen Kaliumnitrat (KNO 3) in Gegenwart von Wasserdampf. Im Jahr 1736 wird Dzhoshua Uord (ein Apotheker aus London), dieses Verfahren bei der Herstellung verwendet. Diese Zeit kann als Bezugspunkt angesehen werden, wenn bereits eine große Skala begann Schwefelsäure hergestellt werden. Es Formel (H2SO4), allgemein angenommen, schwedischer Chemiker Berzelius (1779-1848) silent später installiert werden.

Berzelius Verwendung alphabetische Zeichen (bezeichnet chemischen Elemente) und unteren digitalen Codes (durch die Anzahl im Molekül angegeben, Atome des gegebenen Typs) festgestellt, dass in einem Molekül enthält 1 Schwefelatom (S), zwei Wasserstoffatome (H) und 4 Sauerstoffatom (O ). Seit dieser Zeit wurde es qualitative und quantitative Zusammensetzung des Moleküls bekannt ist, das heißt, in der Sprache der Chemie Schwefelsäure beschrieben.

Die Strukturformel, graphisch die gegenseitige Anordnung der Atome im Molekül zeigt , und die chemischen Bindungen zwischen ihnen (sie werden in der Regel durch Linien bezeichnet) informiert , dass das Zentrum des Moleküls ist ein Schwefelatom , das gebunden ist an zwei Sauerstoffatome doppelt so hoch ist. Bei den anderen zwei Sauerstoffatomen, an denen jeweils ein Wasserstoffatom gebunden ist, auch das Schwefelatom durch Einfachbindungen verbunden ist.

Eigenschaften

Schwefelsäure – farblose oder leicht gelbe, viskose Flüssigkeit, löslich in Wasser bei allen Konzentrationen. Es ist eine starke Mineralsäure. Säure ist stark korrosiv gegenüber Metallen (konzentrierten wirkt mit Eisen ohne Heizung, und es passiviert) Felsen, tierische Gewebe oder andere Materialien. Es hat eine hohe Hygroskopizität und eine ausgesprochene starkes Oxidationsmittel Eigenschaften. Bei einer Temperatur von 10,4 ° C erstarrt Säure. Beim Erhitzen auf 300 ° C fast 99% Säure verliert Schwefeltrioxid (SO3).

Seine Eigenschaften ändern sich in Abhängigkeit von der Konzentration einer wässrigen Lösung. Es gibt gemeinsame Namen sind Säurelösungen. Verdünnte Säure wird als 10% sein. Wiederaufladbar – 29-32%. Bei Konzentrationen von weniger als 75% (wie in ISO 2184 definiert) wird der Turm genannt. Wenn die Konzentration von 98%, dann wird es konzentrierte Schwefelsäure. Formel (Chemische oder strukturelle) in allen Fällen bleibt unverändert.

Wenn in konzentrierter Schwefelsäure gelöst, Schwefeltrioxid oder Oleum gebildet rauchender Schwefelsäure, kann seine Formel geschrieben werden als: H2S2O7. Net-Säure (H2S2O7) ein Feststoff mit einer Schmelztemperatur von 36 ° C. Schwefelsäure Hydratationsreaktion durch die Freisetzung von Wärme in großen Mengen aus.

Verdünnte Säure umgesetzt wird mit einem Metall mit dem Oxidationsmittel reagiert starke Eigenschaften aufweist. Dies stellt die Schwefelsäure, gebildet Formel Substanzen reduziert, die (bis 4, 0 oder -2) ein Schwefelatom, kann sein: SO2, S oder H2S.

Es reagiert mit Nichtmetallen, beispielsweise Kohlenstoff oder Schwefel:

2 + H2SO4 → C 2 SO2 + CO2 + 2 H2O

2 H2SO4 + S → 3 SO2 + 2 H2O

Reagiert mit Natriumchlorid:

H2SO4 + NaCl → NaHSO 4 + HCl

Es wird durch eine elektrophile Substitutionsreaktion von einem Wasserstoffatom gebunden an den Benzolring der aromatischen Verbindung zu -SO3H-Gruppe charakterisiert.

Empfang

Im Jahr 1831 wurde die PIN-Verfahren des Erhaltens H2SO4 paten, die derzeit die Haupt. Heute ist die meisten der Schwefelsäure werden dieses Verfahren hergestellt werden. Die Rohstoffe Sulfiderz (gewöhnlich Eisen-Pyrit FeS 2) verwendet, die in speziellen Öfen verbrannt, um dadurch ein kalziniertes Formiergas. Da die Gastemperatur von gleich 900 ° C ist, dann wurde es Schwefelsäure mit einer Konzentration von 70% abgekühlt wird. Das Gas in dem Zyklon und der elektrostatischen Abscheider von Staub in Waschtürmen mit einer Säure-Konzentration von 40 und 10% der Katalysatorgifte (As2O5 und Fluor), Nasselektroabscheider von Säure Aerosol gereinigt. das kalzinierte Gas enthält 9% Schwefeldioxid (SO2), getrocknet und zu der Kontaktvorrichtung Als nächstes wird zugeführt. Die durch 3 Lagen Vanadiumkatalysator wird SO2 zu SO3 oxidiert. Aufzulösen, wird der gebildete Schwefeltrioxid, konzentrierte Schwefelsäure eingesetzt. Formula Lösung von Schwefeltrioxid (SO3) in wasserfreie Schwefelsäure ist H2S2O7. Oleum im Stahltank ist in dieser Form an den Verbraucher gefördert, wo es auf die gewünschte Konzentration verdünnt wird.

Anwendung

Aufgrund der unterschiedlichen chemischen Eigenschaften hat H2SO4 eine breite Palette von Anwendungen. Bei der Herstellung der Säure selbst als Elektrolyt in einer Blei-Säure-Batterien, die verschiedene Reinigungsmittel in der Herstellung, es ist auch ein wichtiger Reaktant in der chemischen Industrie. Alkohole, Kunststoffe, Farben, Kautschuk, Ester, Klebstoffe: Es wird auch bei der Herstellung verwendeten Sprengstoffe, Seifen und Reinigungsmittel, Pharma, Zellstoff und Papier, Öl.