Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
Вступ
Для чого потрібна сірчана кислота?
Не дуже часто нам доводиться мати справу безпосередньо з сірчаною кислотою. Може здатися, що не так вже вона нам і потрібна. А між тим важко знайти інший продукт, який був би так важливий, як сірчана кислота.
Подивимося уважніше навколо. Предмет першої необхідності для нас - рослинна їжа: хліб, овочі, крупа і т.п. Задовольнити цю нагальну потребу можна при гарному врожаї. Отримати ж такий урожай можливо за допомогою мінеральних добрив. На їх виготовлення витрачається близько половини всієї сірчаної кислоти, що отримується на хімічних заводах. Без неї ми не могли б отримувати поживні речовини в достатній мірі.
Наш одяг, білизна зроблені з бавовняної, вовняної або лляної тканини. Бавовна, льон, що йдуть на виготовлення відповідної тканини, теж потребують добривах, одержуваних за допомогою сірчаної кислоти.
Крім того, тканина вимагає після виходу з ткацької машини подальшої обробки - апретура, тільки тоді вона отримує свій справжній вигляд. Аппретурная обробка проводиться особливої маса, яка складається з сульфатів алюмінію і барію, одержуваних за допомогою сірчаної кислоти.
Щоб забарвити вовняну або бавовняну тканину, потрібно протруювання, тобто просочування тканини такими солями, головним чином сульфатами, які міцно з'єднуються як з самої тканиною, так і з барвниками, завдяки чому пофарбована тканина не линяє при пранні. Ці солі без сірчаної кислоти виготовити, звичайно, неможливо. Самі барвники теж не можуть бути виготовлені без сірчаної кислоти.
Ми носимо шкіряне взуття. Для отримання її з сирих шкір потрібно звільнення їх від волосу, пом'якшення, дублення, фарбування. Всі ці операції не можуть обійтися без сірчаної кислоти і ряду її солей, наприклад квасцов, виготовлених за її допомогою.
Сучасне людське суспільство жодним чином без сірчаної кислоти обійтися не може. Виявляється, помитися, бути чистим теж не можна без побічної участі сірчаної кислоти. Ми миємося милом, прання білизни без мила або прального порошку неможлива. Мило та порошки готують з соди і жирних кислот. Щоб отримати жирні кислоти з жирів і очистити їх, потрібна сірчана кислота.
Ви читаєте книгу, надруковану на проклеєного папері, пишете на такому папері. Проклейка папери проводиться за допомогою сульфату алюмінію, тобто знову за участю сірчаної кислоти. Чорнила готували за допомогою залізного купоросу, одержуваного обробкою сірчаної кислоти залізом. Значить, і поширення культури немислимо без застосування сірчаної кислоти.
Жоден двигун, жодна машина, ні один верстат не може працювати без мастильних масел, гасу та інших продуктів, одержуваних з нафти, очищення якої проводиться за допомогою сірчаної кислоти. Значить, робота наших фабрик, заводів, рух поїздів, пароплавів, політ літаків знаходяться в залежності від неї.
Лудіння, нікелювання, сріблення, міднення проводяться за допомогою сульфатів. Очищення деяких металів (срібла, міді та ін) проходить також за участю сірчаної кислоти.
Для виробництва кислот, наприклад оцтової, солей, неорганічних і органічних фарб потрібно сірчана кислота. Фармацевтична галузь промисловості, виробництво штучного волокна не можуть обійтися без сірчаної кислоти. Вибухові речовини готуються за участю концентрованої сірчаної кислоти.
Технологія сірчаної кислоти
Серед мінеральних кислот, вироблених хімічною промисловістю, сірчана кислота за обсягом виробництва і споживання займає перше місце.
Пояснюється це й тим, що вона найдешевша з усіх кислот, а також її властивостями.
Сірчана кислота не димить, в концентрованому вигляді не руйнує чорні метали, в той же час є однією з найсильніших кислот, в широкому діапазоні температур (від - 40... - 20 до 260-336,5 єС) знаходиться в рідкому стані.
Області застосування сірчаної кислоти надзвичайно великі.
Істотна її частина використовується як напівпродукт у різних галузях хімічної промисловості, перш за все для отримання мінеральних добрив, а також солей, кислот, вибухових речовин.
Сірчана кислота застосовується і при виробництві барвників, хімічних волокон, в металургійній, текстильній, харчовій промисловості і т.д.
Сірчана кислота може існувати як самостійне хімічна сполука H2SO4, а також у вигляді сполук з водою
H2SO4 * 2H2O, H2SO4 * H2O, H2SO4 * 4H2O і з триоксид сірки H2SO4 * SO3, H2SO4 * 2SO3.
У техніці сірчаної кислотою називають і безводну H2SO4 та її водні розчини (по суті справи, це суміш H2O, H2SO4 і з'єднань H2SO4 * nH2O), і розчини триоксид сірки в безводній H2SO4 - олеум (суміш H2SO4 і з'єднань H2SO4 * nSO3)
Безводна сірчана кислота - важка масляниста безбарвна рідина, змішується з водою і триоксид сірки в будь-якому співвідношенні. Фізичні властивості сірчаної кислоти, такі, як щільність, температура кристалізації, температура кипіння, залежать від її складу.
Безводна 100% -ная сірчана кислота має порівняно високу температуру кристалізації 10,7 єC. Щоб зменшити можливість замерзання товарного продукту при перевезенні та зберіганні, концентрацію технічної сірчаної кислоти вибирають такою, щоб вона мала досить низьку температуру кристалізації. Промисловість випускає три види товарної сірчаної кислоти (баштова кислота, контактна кислота і олеум). Розглянуті властивості сірчаної кислоти необхідно враховувати як при виборі технологічного режиму процесу, так і при проектуванні окремих апаратів, трубопроводів і т.д. Наприклад, при розміщенні цеху на відкритому майданчику необхідно передбачити теплоізоляцію трубопроводів, по яких циркулюють розчини сірчаної кислоти, мають досить високі температури кристалізації. Облік діаграми фазового рівноваги пари і рідини дозволяє правильно вибрати умови проведення стадії абсорбції триоксид сірки, що забезпечують високу ступінь абсорбції та запобіжні побічні явища, такі, наприклад, як освіта сірчанокислотного туману.
Взаємодія з металлами
Розбавлена сірчана кислота взаємодіє з деякими металами, наприклад з залізом, цинком, магнієм, з виділенням водню:
Fe+H2SO4 =FeSO4 +H2
Деякі малоактивні метали, такі як мідь, срібло, золото, з розбавленою сірчаною кислотою не реагують.
Концентрована сірчана кислота є сильним окислювачем. Вона окисляє багато метали. Продуктами відновлення кислоти звичайно є оксиди сірки (IV), сірководень і сірка (Н2S і S утворюються в реакціях кислоти з активними металами - магнієм, кальцієм, натрієм, калієм і ін) Приклади реакцій:
Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2+2H2O
Mg+2H2SO4=MgSO4+SO2+2H2O или
4Mg+5H2SO4=4MgSO4+H2S+4H2O
Сірчана кислота високої концентрації (практично безводна) не взаємодіє з залізом в результаті пасивації металу. Явище пасивації пов'язане з освітою на поверхні металу міцної суцільної плівки, що складається з оксидів або інших сполук, які перешкоджають контакту металу з кислотою. Завдяки пасивації можна зберігати і перевозити концентровану сірчану кислоту в сталевій тарі. Концентрована сірчана кислота пасивує також алюміній, нікель, хром, титан.
Взаємодія з неметалами
Концентрована сірчана кислота може окислювати неметали, наприклад:
S+2H2SO4=3SO2+2H2O
Окислювальні властивості концентрованої сірчаної кислоти можуть виявлятися в реакціях з деякими складними речовинами - востановітелямі, наприклад:
2KBr+2H2SO4=Br2+SO2+K2SO4+2H2O
Al2 (SO4) 3 18Н2О Na2SО4 10Н2О
Взаємодія з солями
З деякими солями сірчана кислота вступає в реакції обміну, наприклад:
СаСО3+Н2SO4=CaSO4+СО2↑+Н2О
ВаСl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl
Остання реакція є якісною на сірчану кислоту та її солі: про їх присутності в розчині судять за освітою білого осаду ВаSO4, який практично не розчиняється у концентрування азотної кислоти.
Взаємодія з водою
При розчиненні у воді сірчана кислота активно взаємодіє з нею, утворюючи гідрати:
nH2O+H2SO4=H2SO4·nH2O
Завдяки здатності зв'язувати воду, сірчана кислота є хорошим осушувачем.
Багато органічних речовин, що містять водень і кисень (папір, деревина, тканини, цукру), при дії який сірчаної кислоти обвуглюються в результаті зв'язування кислотою води. Наприклад: процес обвуглювання цукру С12Н22О11 можна описати таким рівнянням:
nC12H22O11+H2SO4=12nC
Дисоціація кислоти
У водних розчинах сірчана кислота дисоціює на іони
У водному розчині сірчана кислота є дуже сильною-вона дисоційований практично повністю за юбоім сходами. Безводна сірчана кислота дисоціює в незначній мірі, тобто є слабкою.
Отримання діоксиду сірки
Найбільш поширеним сировиною для отримання SO2 є пірит FeS2, який піддається випалу:
4FeS2 +11 O2 = 2FeO2 +8 SO2
Випал виробляють в спеціальній печі. В піч знизу під тиском подається повітря з такою швидкістю, щоб шар роздробленого піриту розпушується, але частки твердого речовини не неслися потоком повітря і випалювальних газів. Такий спосіб випалу називається випаленням в киплячому шарі, так як шар твердої речовини схожий на киплячу рідину.
У результаті випалу піриту виходить випалювальних газ, який, крім діоксиду сірки, містить кисень, азот, пари води та інші домішки. Деякі із цих домішок шкідливі для подальших процесів виробництва сірчаної кислоти, тому випалювальних газ піддається ретельному очищенню від твердих частинок (пилу) та вологи. Осушення газу проводиться концентрованої сірчаної кислотою.
Отримання триоксид сірки
Друга стадія виробництва сірчаної кислоти - окислювання діоксиду сірки киснем повітря до триоксиду. В даний час цей процес здійснюється контактниі способом: окислення проводиться при температурі 400 - 600 ° С в присутності каталізаторів (платина, оксид ванадію (V) V2O5 або оксид заліза (III) Fe2O3). Цей процес екзотермічний. Виділяється теплота використовується для підігріву обпалювальне газу.
Поглинання триоксид сірки
Отриманий оксид сірки (VI) надходить у поглинальну башту, стінки якої зрошуються концентрованої сірчаної кислотою (масова частка H2SO4 98%). Поглинання триоксид сірки водою неефективно: утворюється "туман" з дрібних крапельок сірчаної кислоти, який довго концентрується.
Кінцевий продукт виробництва - розчин SO3 в сірчаній кислоті, званий олеумом. Він може бути розбавлений водою до сірчаної кислоти потрібної концентрації.
Література
1. Гуренко В.Д. Травлення смуг і листів в соляній кислоті / В.Д. Гуренко, В.М. Файнштейн. - М.: Металургія, 1971.
2. Травильному-регенераційні комплекси // Економіка пром Аксьонов і др. - М.: Теплотехніка, 2006.
3. Вайнштейн І.А. Очистка та використання стічних вод травильних відділень / І.А. Вайнштейн. - М.: Металургія, 1986.
4. Досвід очищення від парів соляної кислоти аспіраційного повітря травильного відділення / С.М. Колтишев и др. // Сталь. 2006. № 2. С.77-78.
5. Аксьонов В.І. Замкнуті системи водного господарства металургійних підприємств // Економіка пром Аксьонов. - М.: Металургія, 1991.
6. Кутєпов А.М. Бондарєва Т.І., Беренгартен М.Г. Загальна хімічна технологія.М. Вищ. школа. 1990.
7. Соколов Р.С. Хімічна технологія. - М: Гуманит. вид. Центр БЛАДОС, 2000.
8. Розрахунки хіміко-технологічних процесів // За заг. ред. І.П. Мухленова. - Л.: Хімія, 1976
9. Бєсков В.С., Сафронов В.С. Загальна хімічна технологія і основи промислової екології. - М.: Хімія, 1999.
10. Загальна хімічна технологія та основи промислової екології. // Під ред. В.І. Ксьонзенко. - М.: "Колос", 2003.
Вступ
Для чого потрібна сірчана кислота?
Не дуже часто нам доводиться мати справу безпосередньо з сірчаною кислотою. Може здатися, що не так вже вона нам і потрібна. А між тим важко знайти інший продукт, який був би так важливий, як сірчана кислота.
Подивимося уважніше навколо. Предмет першої необхідності для нас - рослинна їжа: хліб, овочі, крупа і т.п. Задовольнити цю нагальну потребу можна при гарному врожаї. Отримати ж такий урожай можливо за допомогою мінеральних добрив. На їх виготовлення витрачається близько половини всієї сірчаної кислоти, що отримується на хімічних заводах. Без неї ми не могли б отримувати поживні речовини в достатній мірі.
Наш одяг, білизна зроблені з бавовняної, вовняної або лляної тканини. Бавовна, льон, що йдуть на виготовлення відповідної тканини, теж потребують добривах, одержуваних за допомогою сірчаної кислоти.
Крім того, тканина вимагає після виходу з ткацької машини подальшої обробки - апретура, тільки тоді вона отримує свій справжній вигляд. Аппретурная обробка проводиться особливої маса, яка складається з сульфатів алюмінію і барію, одержуваних за допомогою сірчаної кислоти.
Щоб забарвити вовняну або бавовняну тканину, потрібно протруювання, тобто просочування тканини такими солями, головним чином сульфатами, які міцно з'єднуються як з самої тканиною, так і з барвниками, завдяки чому пофарбована тканина не линяє при пранні. Ці солі без сірчаної кислоти виготовити, звичайно, неможливо. Самі барвники теж не можуть бути виготовлені без сірчаної кислоти.
Ми носимо шкіряне взуття. Для отримання її з сирих шкір потрібно звільнення їх від волосу, пом'якшення, дублення, фарбування. Всі ці операції не можуть обійтися без сірчаної кислоти і ряду її солей, наприклад квасцов, виготовлених за її допомогою.
Сучасне людське суспільство жодним чином без сірчаної кислоти обійтися не може. Виявляється, помитися, бути чистим теж не можна без побічної участі сірчаної кислоти. Ми миємося милом, прання білизни без мила або прального порошку неможлива. Мило та порошки готують з соди і жирних кислот. Щоб отримати жирні кислоти з жирів і очистити їх, потрібна сірчана кислота.
Ви читаєте книгу, надруковану на проклеєного папері, пишете на такому папері. Проклейка папери проводиться за допомогою сульфату алюмінію, тобто знову за участю сірчаної кислоти. Чорнила готували за допомогою залізного купоросу, одержуваного обробкою сірчаної кислоти залізом. Значить, і поширення культури немислимо без застосування сірчаної кислоти.
Жоден двигун, жодна машина, ні один верстат не може працювати без мастильних масел, гасу та інших продуктів, одержуваних з нафти, очищення якої проводиться за допомогою сірчаної кислоти. Значить, робота наших фабрик, заводів, рух поїздів, пароплавів, політ літаків знаходяться в залежності від неї.
Лудіння, нікелювання, сріблення, міднення проводяться за допомогою сульфатів. Очищення деяких металів (срібла, міді та ін) проходить також за участю сірчаної кислоти.
Для виробництва кислот, наприклад оцтової, солей, неорганічних і органічних фарб потрібно сірчана кислота. Фармацевтична галузь промисловості, виробництво штучного волокна не можуть обійтися без сірчаної кислоти. Вибухові речовини готуються за участю концентрованої сірчаної кислоти.
Дата: 2019-05-29, просмотров: 205.