คุณสมบัติคุณสมบัติของกรดซัลฟิวริกเข้มข้น คุณสมบัติของกรดซัลฟิวริก คุณสมบัติทางเคมีของเบส

ชม 2 ดังนั้น 4 กรดเบสเข้มข้น 2 เท่า,ดูดความชื้น.

HSO 4 - - ไฮโดรซัลเฟต SO 4 2 - ซัลเฟต

Ba ไอออนบวกใช้ในการตรวจจับซัลเฟตไอออน:

ปฏิกิริยาของกรดซัลฟิวริกกับฉันแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของยาและกิจกรรมของฉัน

สารเจือจางจะทำปฏิกิริยากับฉันเท่านั้นในชุดกิจกรรมจนถึง H:

คอน กรดเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงเนื่องจาก S 6+ มันออกซิไดซ์ฉันในชุด Ag ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาอาจเป็นสารที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับกิจกรรมของฉันและสภาวะของปฏิกิริยา:

คอน

น้ำเย็นไม่ทำปฏิกิริยากับ Fe Al Cr

เมื่อมีเทนที่มีฤทธิ์ต่ำ จะถูกคืนสภาพเป็น SO 2:

ด้วยผลิตภัณฑ์ลดความอ้วนแบบแอคทีฟ Me m/b SO 2 , S, H 2 S:

คุณสมบัติออกซิเดชั่นเข้มข้น K-คุณยังปรากฏขึ้นเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับตัวรีดิวซ์อื่น ๆมันจะออกซิไดซ์ HBr, HI (แต่ไม่ใช่กรดไฮโดรคลอริก) และเกลือของพวกมันให้เป็นฮาโลเจนอิสระ เช่นเดียวกับ C, S, H 2 S, P:19. ลักษณะทั่วไปง- องค์ประกอบ

วี

กลุ่ม คุณสมบัติทางเคมี: ออกไซด์และไฮดรอกไซด์การพึ่งพาการแสดงคุณสมบัติของกรดเบสในระดับของการเกิดออกซิเดชันขององค์ประกอบ คอมเพล็กซ์และกรดที่มีโครเมียม

Cr, Mo และ W ก่อตัวเป็นกลุ่มย่อยของโครเมียม ในซีรีย์ Cr – Mo – W พลังงานไอออไนเซชันจะเพิ่มขึ้นเช่น เปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมจะมีความหนาแน่นมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งอย่างมากในช่วงการเปลี่ยนจาก Mo ไปเป็น W ประการหลังเนื่องจากมีการบีบอัดแลนทาไนด์ จึงมีรัศมีอะตอมและไอออนิกใกล้เคียงกับรัศมีของ Mo ดังนั้นโมลิบดีนัมและทังสเตนจึงมีคุณสมบัติใกล้เคียงกันมากกว่าโครเมียม สถานะออกซิเดชันโดยทั่วไปของโครเมียมคือ +3 และในระดับที่น้อยกว่าคือ +6 สำหรับ Mo และ W สถานะออกซิเดชันสูงสุดคือ +6 ในซีรีย์ Cr – Mo – W อุณหภูมิหลอมเหลวและความร้อนของการทำให้เป็นอะตอม (การระเหิด) จะเพิ่มขึ้น สิ่งนี้อธิบายได้โดยการเสริมสร้างพันธะโควาเลนต์ในผลึกโลหะซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากดีอิเล็กตรอน

Pure Mo และ W ได้มาจากการลดลงของเฮไลด์:

MoF 6 + 3 H 2 → Mo + 6 HF (1200 0 C)

ภายใต้สภาวะปกติ 3 Me ทั้งหมดจะทำปฏิกิริยากับฟลูออรีนเท่านั้น แต่เมื่อถูกความร้อนจะรวมตัวกับ HeMe อื่นๆ

พวกมันไม่ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน

จากโครเมียมถึงทังสเตน กิจกรรมจะลดลง

Cr ละลายใน HCl และ H2SO4 เจือจางเพื่อสร้าง CrCl2 และ CrSO4

เมื่อมีสารออกซิไดซ์ โลหะทั้งสามชนิดจะทำปฏิกิริยากับโลหะอัลคาไลน์ที่หลอมละลายจนเกิดเป็นโครเมต โมลิบเดต และทังสเตต ตามลำดับ

W + 8 HF + 2 HNO 3 = H 2 + 2 NO + 4 H 2 O

การเชื่อมต่อ Chrome(ครั้งที่สอง) โครเมียม (II) ออกไซด์ได้มาจากการทำปฏิกิริยาโครเมียมคลอไรด์กับด่าง โครเมียมคลอไรด์ได้มาจากการละลายโครเมียมในกรดไฮโดรคลอริก:

ไม่เสถียร ออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วด้วยออกซิเจนในบรรยากาศ และเปลี่ยนเป็นโครเมียม (III)

การเชื่อมต่อ Chrome (ที่สาม) โครเมียม (III) ออกไซด์ไม่ละลายในน้ำทั้งในสารประกอบหรือด่างธรรมชาติของแอมโฟเทอริกจะปรากฏเฉพาะเมื่อผสมกับสารประกอบที่เกี่ยวข้องเท่านั้น:

Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2 NaCrO 2 + H 2 O

เมื่ออัลคาลิสทำปฏิกิริยากับเกลือของโครเมียม (III) การตกตะกอนของไฮดรอกไซด์ของโครเมียม (III) จะตกตะกอน:

Cr 3+ + 3 OH - = Cr(OH) 3 ↓

Cr(OH) 3 – แอมโฟเทอริก

เมื่อทำปฏิกิริยากับอัลคาลิสจะเกิดไฮดรอกโซโครไมต์:

Cr(OH) 3 + 3 NaOH = นา 3

สารประกอบโครเมียม (III) เป็นตัวรีดิวซ์ที่รุนแรง

สารประกอบโครเมียม (IV) – โครเมียม (IV) ไตรออกไซด์ – โครมิกแอนไฮไดรด์ – กรดออกไซด์ เมื่อละลายในน้ำจะเกิดสารต่อไปนี้: กรดโครเมียม H 2 CrO 4, กรดไดโครมิก H 2 Cr 2 O 7

เกลือ - โครเมตและไดโครเมต การเปลี่ยนผ่านระหว่างโครเมตและไดโครเมตสามารถแสดงได้โดยสมการปฏิกิริยาย้อนกลับ:

K 2 Cr 2 O 7 + 2 KOH = 2 K 2 CrO 4 + H 2 O

2 K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

โครเมตและไดโครเมตเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง สารประกอบโครเมียม(III) และโครเมียม(IV) ในสารละลายที่เป็นกรดและด่างมีอยู่ในรูปแบบที่แตกต่างกัน:

ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด – ​​Cr 3+;

Cr2O72-

ในอัลคาไลน์ – 3-;

โคร 4 2-

การเปลี่ยนแปลงร่วมกันเกิดขึ้นแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของสารละลาย:

ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดจะเกิดความสมดุล:

ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง

เหล่านั้น. คุณสมบัติออกซิเดชันของโครเมียม 4 เด่นชัดที่สุดในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด และคุณสมบัติรีดิวซ์ของโครเมียม 3 ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง ดังนั้นการออกซิเดชันของสารประกอบโครเมียม 3+ ถึงโครเมียม 6+ จึงดำเนินการต่อหน้าอัลคาไลและสารประกอบโครเมียม 6+ ถูกใช้เป็นตัวออกซิไดซ์ในสารละลายที่เป็นกรด:

K 2 Cr 2 O 7 + 14 HCl = 2 CrCl 3 + 3 Cl 2 + 2 KCl + 7 H 2 O Cr 2 (SO 4) 3 + 3 H 2 O 2 + 10 NaOH = 2 นา 2 CrO 4 + 3 นา 2 SO 4 + 8 H 2 Oหนึ่งในความเชื่อมโยงหลักในอุตสาหกรรมคือ

สารประกอบจะเดือดที่อุณหภูมิ +296 °C และละลายที่ +10.3 °C ผลึกของมันสามารถดูดความชื้นและดูดน้ำจากทุกสิ่งที่อยู่รอบตัว ไม่ว่าจะเป็นกระดาษไหม้ ไม้ และน้ำตาล ความร้อนของความชุ่มชื้นในระหว่างการละลายจะสูงมากจนทำให้ส่วนผสมเดือดและกระเซ็น นั่นคือเหตุผลที่เติมกรดลงในน้ำเพื่อผสมและไม่ใช่ในทางกลับกัน ชื่อโบราณ "น้ำมันกรดกำมะถัน" หมายถึงศตวรรษที่ 18-19 เมื่อได้กำมะถันสำหรับทำดินปืนจากการย่อยสลายไพไรต์ในโรงงานกรดกำมะถัน จนถึงทุกวันนี้ผลึกไฮเดรตของเกลือของมันเรียกว่ากรดกำมะถัน

แพทย์และช่างก่อสร้างรู้จักกันมานานแล้วเกี่ยวกับยิปซั่มธรรมชาติ - แคลเซียมซัลเฟตคริสตัลไลน์ไฮเดรต ชาวสวนและชาวสวนชื่นชอบคอปเปอร์ซัลเฟตซึ่งเป็นผู้ช่วยอันทรงคุณค่าในการต่อสู้กับศัตรูพืชและโรคพืชต่างๆ สารส้มเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการผลิตสีย้อมและสำหรับการฟอกหนัง โซเดียมซัลเฟตคริสตัลไฮเดรตดีคาไฮเดรต - "เกลือของ Glauber" - ใช้ในอุตสาหกรรมเคมี การแปรรูปไม้ และยา (ยาระบายและสารอหิวาตกโรคสำหรับมนุษย์และสัตว์)

แบเรียมซัลเฟตหรือ "แบเรียมโคลน" มีความสามารถพิเศษในการโต้ตอบกับรังสีเอกซ์โดยปิดกั้นและนี่เป็นข้อดีอย่างมากเมื่อศึกษาอวัยวะกลวงของร่างกายมนุษย์

วิธีการผลิตทางอุตสาหกรรม

แร่ไพไรต์จากธรรมชาติ - “ซัลเฟอร์ไพไรต์” - ถูกใช้เป็นวัตถุดิบมาเป็นเวลานาน ปัจจุบันถูกแทนที่ด้วยธาตุกำมะถันหรือสารประกอบของมัน: ไฮโดรเจนซัลไฟด์, เกลือ - ซัลไฟต์และซัลเฟตรวมถึงของเสียจากก๊าซจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ใช้น้ำมันที่ไม่ผ่านการกลั่น การผลิตมีหลายขั้นตอนติดต่อกัน:

1. การผลิตซัลเฟอร์ (II) ออกไซด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ โดยการเผาวัตถุดิบที่มีซัลเฟอร์หรือย่างในออกซิเจน
2. การทำให้รีเอเจนต์ที่เป็นก๊าซบริสุทธิ์จากสิ่งเจือปนที่เป็นของแข็ง
3. ออกซิเดชันเป็นซัลเฟอร์ (III) ออกไซด์ กระบวนการนี้อธิบายได้ด้วยสมการ: 2SO2 + O2 = 2SO3
4. การดูดซึมน้ำ: H2O + SO3 = H2SO4

ในปริมาณกรดแร่ทั้งหมดที่ผลิตโดยอุตสาหกรรมเคมีในปัจจุบัน H2SO4 ได้รับรางวัลอันทรงเกียรติอันดับหนึ่ง ในขณะเดียวกันก็มีราคาถูกที่สุดมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมากที่สุดและไม่ทำลายโลหะเหล็กในสถานะเข้มข้น

วิธีการผลิตหอการค้า

ในยุคกลาง นักเล่นแร่แปรธาตุได้สังเคราะห์น้ำมันที่เรียกว่ากรดกำมะถัน วิธีห้อง เพื่อจุดประสงค์นี้ มีการใช้ห้องขนาดใหญ่พิเศษซึ่งมีขนาดเท่าทั้งห้อง โดยมีตะกั่วอยู่ด้านใน อันเป็นผลมาจากการเกิดออกซิเดชันพื้นผิวของผนังถูกปกคลุมด้วยชั้นป้องกันของตะกั่วซัลเฟต เมื่อส่วนผสมที่ประกอบด้วยซัลเฟอร์และโพแทสเซียมไนเตรตถูกเผาต่อหน้าอากาศ จะเกิดของแข็งตกค้างของไนโตรเจนออกไซด์และเกลือโพแทสเซียม และก๊าซซัลเฟอร์ (III) ออกไซด์จะถูกปล่อยออกมา

มันถูกดูดซับโดยน้ำที่อยู่ในห้องเพาะเลี้ยง และทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความแข็งแรงต่ำ ซึ่งต้องใช้ความเข้มข้นเพิ่มเติม หลังจากการค้นพบคุณสมบัติในการเร่งปฏิกิริยาของไนโตรเจนออกไซด์ วิธีการแบบแชมเบอร์ทำให้เทคโนโลยีการผลิตที่ใช้แรงงานน้อยลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

วิธีการสังเคราะห์สมัยใหม่

“ แทบจะไม่มีสารที่ผลิตขึ้นเองอื่นใดที่มักใช้ในเทคโนโลยี” - คำพูดของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้เก่งกาจ D.I. Mendeleev แสดงให้เห็นคุณค่าของกรดซัลฟิวริกอย่างชัดเจน วันนี้ในการผลิตมีการใช้วิธีออกซิเดชันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์สองวิธี:

• ติดต่อโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นของแข็ง
• หอคอย (ไนตรัส) โดยที่ก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และออกซิเจนทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์

ในวิธีการสัมผัส ส่วนผสมของรีเอเจนต์จะถูกส่งผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นของแข็งที่จัดเรียงเป็นชั้นๆ เพื่อเพิ่มพื้นผิว วิธีการไนตรัสเกี่ยวข้องกับการชลประทานวัตถุดิบด้วยน้ำหรือกรดเจือจางในเครื่องปฏิกรณ์แบบทาวเวอร์ วิธีแรกมีประสิทธิภาพการผลิตมากขึ้นและกะทัดรัด ช่วยให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความบริสุทธิ์มากขึ้นด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่า และค่อยๆ แทนที่ไนตรัสของคู่แข่ง

มีการค้นพบตัวเร่งปฏิกิริยาหลายตัวของกระบวนการออกซิเดชัน ผลกระทบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดแสดงโดยแพลตตินัม วานาเดียมออกไซด์ V2O5 และเหล็กออกไซด์ Fe2O3 แต่อย่างแรกมีราคาแพงและได้รับพิษอย่างรวดเร็วจากสารหนูเจือปนที่มีอยู่ในเฟสก๊าซ SO2 เพื่อรักษากิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาของเหล็กออกไซด์ จำเป็นต้องมีอุณหภูมิสูงกว่า 600 °C ตัวเร่งปฏิกิริยาวานาเดียมได้รับการยอมรับว่าประหยัดที่สุด - ใช้ในการผลิต

เมื่อ SO3 ถูกจับในน้ำ จะเกิดความร้อนจำนวนมากและผลิตภัณฑ์จะเดือดจนเกิดเป็นละอองลอย ดังนั้นจึงใช้กรดเข้มข้น 100% เพื่อผลิตโอเลียม ซึ่งจะถูกเจือจางตามสัดส่วนที่ต้องการ

คุณสมบัติทางเคมีของผลิตภัณฑ์

กรดซัลฟูริกครองตำแหน่งพิเศษในบรรดากรดแร่ที่ทรงพลังที่สุด กิจกรรมนี้สามารถระบุลักษณะได้อย่างง่ายดายด้วยพันธะโมเลกุลไฮโดรเจน-ออกซิเจนที่มีขั้วสูง และด้วยเหตุนี้ ความง่ายในการแตกหัก สิ่งนี้ทำให้ H2SO4 ไม่เพียงแต่มีคุณสมบัติหลายประการเหมือนกันในสารประกอบทุกประเภท เช่น ปฏิกิริยาของกรดกับโลหะ แต่ยังรวมถึงคุณสมบัติเฉพาะอีกด้วย ในบรรดาคุณสมบัติทางเคมีหลัก ๆ เป็นสิ่งที่น่าสังเกต:

1. การดำเนินการกับตัวชี้วัด สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดของสารละลายในน้ำจะเปลี่ยนสีของสารสีน้ำเงินสีม่วง, เมทิลออเรนจ์ และตัวบ่งชี้สากล - กลายเป็นสีแดง
2. ปฏิกิริยาการแยกตัว ในสารละลายที่เป็นน้ำ คุณสมบัติของอิเล็กโทรไลต์เข้มข้นจะปรากฏขึ้น และจากการแยกตัวออกสองขั้นตอน สารประกอบจึงแตกตัวออกเป็นไอออนไฮโดรเจนบวกที่มีประจุเดี่ยว ๆ สองไอออนและซัลเฟตไอออนที่มีประจุลบสองเท่า
3. ปฏิสัมพันธ์กับโลหะ กรดซัลฟิวริกเจือจางสามารถทำปฏิกิริยากับโลหะที่อยู่ทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนในชุดกิจกรรมเคมีไฟฟ้า สิ่งนี้จะผลิตเกลือซัลเฟตที่เรียกว่าซัลเฟตและไฮโดรเจน ซัลเฟตไม่มีสี ละลายได้ดีในน้ำและตกผลึกได้ง่าย
4. ปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลาง อันเป็นผลมาจากอันตรกิริยากับเบสที่ละลายน้ำได้และไม่ละลายน้ำจะเกิดเกลือซัลเฟตและน้ำขึ้น โมเลกุล H2SO4 มีอะตอมไฮโดรเจน 2 อะตอม ดังนั้นจึงเป็นกรดไดบาซิก และต้องใช้โมเลกุลเบส 2 โมเลกุลเพื่อทำให้เป็นกลางโดยสมบูรณ์
5. ปฏิกิริยากับออกไซด์พื้นฐาน สารประกอบของโลหะโมโนและไดวาเลนต์ที่มีออกซิเจน (MgO, FeO, Li2O, Na2O) ก็มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางเช่นกัน ในกรณีนี้ โลหะซัลเฟตจะเกิดขึ้นจากองค์ประกอบออกไซด์และน้ำ
6. แลกเปลี่ยนปฏิกิริยากับเกลือของกรดอ่อนกว่าหรือกรดระเหยมากกว่า การกระจัดเกิดขึ้นและเป็นผลให้เกิดเกลือและกรดซัลเฟต (หรือปล่อยก๊าซระเหยออกมาและน้ำยังคงอยู่ในสารละลาย) การตกตะกอนของตะกอนสีขาวที่ไม่ละลายน้ำของ BaSO4 เป็นปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อซัลเฟตไอออน

คุณสมบัติเฉพาะของสารละลายเข้มข้น เนื่องจากคุณสมบัติเชิงโครงสร้างของสูตรกรดซัลฟิวริก: ในโมเลกุล H2SO4 อะตอมซัลเฟอร์ที่มีประจุบวกจะอยู่ในสถานะออกซิเดชันสูงสุดที่สี่ ดังนั้นจึงสามารถรับได้เฉพาะอิเล็กตรอนและให้คุณสมบัติออกซิไดซ์สูงแก่สารประกอบเท่านั้น บางส่วนมีค่าควรสังเกต:

1. ออกซิเดชันของโลหะส่วนใหญ่ รวมถึงโลหะประเภทพาสซีฟ (สังกะสีและทองแดง) ในปฏิกิริยาเหล่านี้ ไฮโดรเจนจะไม่ถูกปล่อยออกมาอีกต่อไป และ H2SO4 จะถูกรีดิวซ์เป็นไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซัลเฟอร์ หรือซัลเฟอร์ (II) ออกไซด์ สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยความเข้มข้นของส่วนประกอบเริ่มต้นและตำแหน่งที่โลหะครอบครองในชุดกิจกรรมเคมีไฟฟ้า ข้อยกเว้นคือโลหะกลุ่มทอง เหล็ก อลูมิเนียม และแพลทินัม ดังนั้นจึงใช้ถังเหล็กในการขนส่งทางถนนและทางรถไฟ
2. ออกซิเดชันของอโลหะหลายชนิด จากผลของปฏิกิริยา อโลหะจึงเกิดสารประกอบที่มีเลขออกซิเดชันสูงสุด และ H2SO4 จะถูกรีดิวซ์เป็นซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV)
3. ออกซิเดชันของสารประกอบเชิงซ้อน เมื่อทำการบำบัดเกลือโพแทสเซียมของกรดไฮโดรฮาลิก (KBr หรือ KI) จะเกิดเกลือซัลเฟตและปล่อยฮาโลเจนอิสระออกมา คลอไรด์ไอออนจะไม่ถูกออกซิไดซ์เป็นคลอรีน และทำให้เกิดกรดไฮโดรคลอริกโดยปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน
4. การคายน้ำของสารอินทรีย์ น้ำที่จับกับสารเคมีจะถูกกำจัดออกจากกลุ่มไฮดรอกซิลอย่างง่ายดายเมื่อมี H2SO4 เข้มข้น: เอทิลีนเกิดจากเอทิลแอลกอฮอล์ การไหม้คาร์โบไฮเดรตก็เกิดจากการขาดน้ำเช่นกัน

เป็นที่น่าสนใจที่โดยธรรมชาติแล้วกรดกัดกร่อนนี้พบได้ในรูปแบบบริสุทธิ์ 100%: บนเกาะซิซิลีของอิตาลีมีทะเลสาบแห่งความตายที่มีเอกลักษณ์ซึ่งแม้แต่แมลงและนกก็ไม่เข้าใกล้ ในสถานที่เหล่านี้ เหล็กไดซัลไฟด์จากเปลือกโลกทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์ H2SO4 และผลิตภัณฑ์จะไหลออกมาจากด้านล่างโดยตรง! ภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นก็มีส่วนเช่นกัน - พวกมันพ่นการปล่อยกรดซัลฟิวริกสู่ชั้นบรรยากาศของโลกซึ่งก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไม่สามารถแก้ไขได้และทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างรุนแรง

การประยุกต์ในระบบเศรษฐกิจของประเทศ

ความสำเร็จของวิชาเคมีทำให้เกิดความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมาโดยตลอด ความสามารถในการออกซิไดซ์สูงทำให้ H2SO4 กลายเป็นส่วนประกอบสำคัญในหลายอุตสาหกรรม มันถูกใช้:

• การสกัดธาตุหายาก (การทำให้แร่ยูเรเนียม อิริเดียม เซอร์โคเนียม และออสเมียมบริสุทธิ์)
• การผลิตปุ๋ยแร่ เส้นด้ายโมเลกุลสูง สีและดอกไม้เพลิง
• การสังเคราะห์เกลือและกรดอนินทรีย์
• อุตสาหกรรมสิ่งทอและเครื่องหนัง
• ปิโตรเคมีและงานโลหะ
• อุตสาหกรรมอาหาร (สารเติมแต่งอิมัลซิไฟเออร์ E513);
• อุตสาหกรรมยานยนต์ (อิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่);
• การกลั่นน้ำ (รีเอเจนต์สำหรับการฟื้นฟูเรซินในตัวกรอง)

เป็นเรื่องที่ควรค่าแก่การกล่าวถึงการสังเคราะห์สารอินทรีย์ทางอุตสาหกรรมซึ่งเป็นแหล่งของเอสเทอร์และแอลกอฮอล์ผงซักฟอกสังเคราะห์และเส้นใยประดิษฐ์ ปฏิกิริยาของภาวะขาดน้ำ ภาวะขาดน้ำ ซัลโฟเนชัน และอัลคิเลชันเป็นสิ่งที่คิดไม่ถึง โรงงานแปรรูปโลหะจะทำความสะอาดพื้นผิวของผลิตภัณฑ์จากออกไซด์ที่เกิดขึ้นระหว่างการให้ความร้อนสูง แต่กลุ่มผู้บริโภคหลักคือการผลิตปุ๋ยแร่ (ส่วนใหญ่เป็นฟอสฟอรัส) ด้วยเหตุนี้ จึงแนะนำให้ตั้งโรงงานกรดซัลฟูริกใกล้กับสถานประกอบการที่ผลิตผลิตภัณฑ์เคมีอันทรงคุณค่าเหล่านี้

คุณลักษณะเชิงบวกข้างต้นทั้งหมดจะไม่สมบูรณ์หากเราจำไม่ได้ กรดซัลฟูริกและโอเลียมเป็นอันตราย, สินค้าก้าวร้าวมาก ละอองลอยของกรดในบรรยากาศเกิดขึ้นเป็นระยะๆ อันเป็นผลมาจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากโรงงานโลหะและเคมี และตกลงมาในรูปของการตกตะกอน ส่งผลต่อผิวหนังและเยื่อเมือกซึ่งทำให้หายใจลำบากกระตุ้นให้เกิดอาการไอและโรคหลอดลมและปอดบวมด้วยกล่องเสียงบวม

การเผาไหม้ของสารเคมีเกิดขึ้นเมื่อสัมผัสกับผิวหนังความรุนแรงขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและพื้นที่สัมผัสโดยตรง เมื่อกลืนกินความเจ็บปวดเฉียบพลันจะปรากฏในปากและหลอดอาหารจากนั้นอาเจียนเริ่มมีอาการไอหายใจลำบากและการทำงานของหัวใจลดลงและขนาด 5 มก. ถือว่าเป็นอันตรายถึงชีวิต การปฐมพยาบาลสำหรับพิษจากไอคือการจัดหาอากาศบริสุทธิ์และล้างเยื่อเมือกด้วยสารละลายโซดา เมื่อแพร่กระจายไปทั่วผิวหนัง พื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจะถูกล้างด้วยน้ำปริมาณมาก และการกลืนกินจะต้องล้างกระเพาะและใช้น้ำมะนาว

กรดซัลฟูริกชม 2 ดังนั้น 4 - ของเหลวหนักไม่ระเหย ละลายได้สูงในน้ำ (เมื่อถูกความร้อน) กรุณา = 10.3°C จุดเดือด = 296°ซ,

ดูดซับความชื้นได้ดีจึงมักทำหน้าที่เป็นสารดูดความชื้น

การผลิตกรดซัลฟิวริก H 2 SO 4

การผลิต กรดซัลฟิวริกเป็นกระบวนการติดต่อ สามารถแบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอน:

1. ใบเสร็จรับเงิน ดังนั้น 2โดยการเผากำมะถันหรือการเผาซัลไฟด์

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q,

สังกะสี + ชม 2 ดังนั้น 4 = สังกะสีโซ 4 + ชม 2 ,

เมื่อทำปฏิกิริยากับอัลคาลิสหรือออกไซด์พื้นฐานจะเกิดซัลเฟตหรือไฮโดรฟิลเฟต:

แคลเซียมคาร์บอเนต + H2SO4(ราซบ) = กับเช่นSO 4 + H 2 O,

นา 2 โอ + เอช 2 SO 4(ราซบ) = NaHSO 4 + NaOH

ควรสังเกตว่าแบเรียมซัลเฟตเป็นซัลเฟตที่ไม่ละลายน้ำดังนั้นจึงใช้เป็นตัวบ่งชี้การมีอยู่ของซัลเฟตไอออน

เข้มข้นชม 2 ดังนั้น 4 ออกซิไดซ์ทองแดง เงิน คาร์บอน และฟอสฟอรัส:

2Ag + 2H 2 SO 4 = Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O,

2P + 5H 2 SO 4 = 2H 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O,

เข้มข้น ชม 2 ดังนั้น 4 ภายใต้สภาวะปกติจะไม่โต้ตอบกับ อัล, Cr, เฟแต่จะเกิดปฏิกิริยาเมื่อถูกความร้อน

เข้มข้น ชม 2 ดังนั้น 4 ทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างรวดเร็วทำให้เกิดความร้อนจำนวนมหาศาล

เป็นสารประกอบเคมีที่มีชื่อเสียงและแพร่หลายที่สุดชนิดหนึ่ง . สิ่งนี้อธิบายได้จากคุณสมบัติที่เด่นชัดเป็นหลัก สูตรของมันคือ H2SO4 เป็นกรด dibasic ที่มีปริมาณกำมะถันสูงกว่า +6

ภายใต้สภาวะปกติ กรดซัลฟูริกเป็นของเหลวไม่มีกลิ่นและไม่มีสีที่มีคุณสมบัติเป็นน้ำมัน แพร่หลายไปมากในด้านเทคโนโลยีและอุตสาหกรรมต่างๆ

ในขณะนี้สารนี้เป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่สำคัญและแพร่หลายที่สุดของอุตสาหกรรมเคมี ในธรรมชาติไม่พบการสะสมของกำมะถันพื้นเมืองบ่อยนัก ตามกฎแล้วจะพบได้เฉพาะเมื่อรวมกับสารอื่นเท่านั้น การสกัดกำมะถันจากสารประกอบต่างๆ รวมถึงจากของเสียทางอุตสาหกรรมหลายชนิด อยู่ระหว่างการพัฒนา ในบางกรณีแม้แต่ก๊าซก็สามารถปรับให้ผลิตกำมะถันและสารประกอบต่าง ๆ ได้

คุณสมบัติ

กรดซัลฟิวริกมีผลเสียต่อสารใด ๆ มันจะดึงน้ำออกมาอย่างรวดเร็วดังนั้นเนื้อเยื่อและสารประกอบต่าง ๆ ก็เริ่มกลายเป็นถ่าน กรด 100% เป็นหนึ่งในกรดที่เข้มข้นที่สุด และสารประกอบนี้ไม่ควันหรือทำลาย

ทำปฏิกิริยากับโลหะใดๆ ยกเว้นตะกั่ว ในรูปแบบเข้มข้นจะเริ่มออกซิไดซ์องค์ประกอบหลายอย่าง

การใช้กรดซัลฟิวริก

กรดซัลฟิวริกส่วนใหญ่ใช้ในอุตสาหกรรมเคมีซึ่งใช้ในการผลิตไนโตรเจน รวมถึงซูเปอร์ฟอสเฟต ซึ่งปัจจุบันถือว่าเป็นหนึ่งในปุ๋ยที่พบมากที่สุด มีการผลิตสารนี้มากถึงหลายล้านตันต่อปี

ในทางโลหะวิทยา H2SO4 ใช้เพื่อตรวจสอบคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้น เมื่อเหล็กรีด อาจเกิดรอยแตกขนาดเล็ก เพื่อตรวจจับ ชิ้นส่วนนั้นจะถูกวางในอ่างตะกั่วและแกะสลักด้วยสารละลายกรด 25% หลังจากนี้แม้แต่รอยแตกที่เล็กที่สุดก็สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

ก่อนที่จะทำการชุบด้วยไฟฟ้ากับโลหะจำเป็นต้องเตรียมการก่อน - ทำความสะอาดและขจัดคราบมัน เมื่อกรดซัลฟิวริกทำปฏิกิริยากับโลหะ ชั้นบางๆ ก็จะละลาย และขจัดสิ่งปนเปื้อนใดๆ ไปด้วย นอกจากนี้พื้นผิวโลหะจะหยาบขึ้นซึ่งเหมาะสำหรับการชุบนิเกิล โครเมียม หรือทองแดงมากกว่า

กรดซัลฟิวริกถูกนำมาใช้ในการแปรรูปแร่บางชนิด และในอุตสาหกรรมปิโตรเลียมก็จำเป็นต้องใช้กรดซัลฟิวริกในปริมาณมากเช่นกัน โดยส่วนใหญ่จะใช้เพื่อการทำให้ผลิตภัณฑ์ต่างๆ บริสุทธิ์ให้บริสุทธิ์ มักใช้ในอุตสาหกรรมเคมีซึ่งมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เป็นผลให้มีการค้นพบความเป็นไปได้และการใช้งานเพิ่มเติม สารนี้สามารถนำไปใช้ในการผลิตแบตเตอรี่ตะกั่วกรดได้

การเตรียมกรดซัลฟิวริก

วัตถุดิบหลักในการผลิตกรดคือซัลเฟอร์และสารประกอบต่างๆ นอกจากนี้ ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว การใช้ขยะอุตสาหกรรมเพื่อผลิตกำมะถันกำลังได้รับการพัฒนา ในระหว่างการคั่วแร่ซัลไฟด์แบบออกซิเดชัน ก๊าซนอกจะมี SO2 มันถูกดัดแปลงเพื่อผลิตกรดซัลฟิวริก แม้ว่าในรัสเซียตำแหน่งผู้นำยังคงถูกครอบครองโดยการผลิตโดยอาศัยการแปรรูปซัลเฟอร์ไพไรต์ซึ่งถูกเผาในเตาเผา เมื่ออากาศถูกเป่าผ่านไพไรต์ที่ลุกไหม้ จะเกิดไอที่มีปริมาณ SO2 สูง เครื่องตกตะกอนแบบไฟฟ้าใช้เพื่อขจัดสิ่งสกปรกและไอระเหยที่เป็นอันตรายอื่นๆ ปัจจุบันมีการใช้วิธีต่างๆ ในการผลิตกรดอย่างแข็งขันในการผลิต และหลายวิธีเกี่ยวข้องกับการแปรรูปของเสีย แม้ว่าส่วนแบ่งของการผลิตแบบดั้งเดิมจะสูงก็ตาม

กรดใดๆ ก็ตามที่เป็นสารเชิงซ้อนซึ่งมีโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมขึ้นไปและกรดตกค้าง

สูตรของกรดซัลฟิวริกคือ H2SO4 ดังนั้นโมเลกุลของกรดซัลฟิวริกจึงประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมและ SO4 ที่เป็นกรด

กรดซัลฟิวริกเกิดขึ้นเมื่อซัลเฟอร์ออกไซด์ทำปฏิกิริยากับน้ำ

SO3+H2O -> H2SO4

กรดซัลฟิวริกบริสุทธิ์ 100% (โมโนไฮเดรต) เป็นของเหลวหนัก มีความหนืดคล้ายน้ำมัน ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น มีรสเปรี้ยว "ทองแดง" ที่อุณหภูมิ +10 ° C มันจะแข็งตัวและกลายเป็นมวลผลึก

กรดซัลฟิวริกเข้มข้นประกอบด้วย H2SO4 ประมาณ 95% และจะแข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่า –20°C

ปฏิสัมพันธ์กับน้ำ

กรดซัลฟิวริกละลายได้ดีในน้ำโดยผสมกับมันในสัดส่วนใดก็ได้ สิ่งนี้จะปล่อยความร้อนออกมาจำนวนมาก

กรดซัลฟูริกสามารถดูดซับไอน้ำจากอากาศได้ คุณสมบัตินี้ใช้ในอุตสาหกรรมสำหรับการอบแห้งก๊าซ ก๊าซจะถูกทำให้แห้งโดยการส่งผ่านภาชนะพิเศษที่มีกรดซัลฟิวริก แน่นอนว่าวิธีนี้ใช้ได้กับก๊าซที่ไม่ทำปฏิกิริยาเท่านั้น

เป็นที่ทราบกันว่าเมื่อกรดซัลฟิวริกสัมผัสกับสารอินทรีย์หลายชนิด โดยเฉพาะคาร์โบไฮเดรต สารเหล่านี้จะไหม้เกรียม ความจริงก็คือคาร์โบไฮเดรตก็เหมือนกับน้ำมีทั้งไฮโดรเจนและออกซิเจน กรดซัลฟิวริกจะนำองค์ประกอบเหล่านี้ออกไปจากพวกมัน สิ่งที่เหลืออยู่คือถ่านหิน

ในสารละลายที่เป็นน้ำของ H2SO4 ตัวบ่งชี้สารสีน้ำเงินและเมทิลออเรนจ์จะเปลี่ยนเป็นสีแดง ซึ่งบ่งชี้ว่าสารละลายนี้มีรสเปรี้ยว

ปฏิสัมพันธ์กับโลหะ

เช่นเดียวกับกรดอื่นๆ กรดซัลฟิวริกสามารถแทนที่อะตอมไฮโดรเจนด้วยอะตอมของโลหะในโมเลกุลของมันได้ มันมีปฏิกิริยากับโลหะเกือบทั้งหมด

กรดซัลฟิวริกเจือจางทำปฏิกิริยากับโลหะเหมือนกรดธรรมดา จากผลของปฏิกิริยาจะเกิดเกลือที่มีสารตกค้างที่เป็นกรด SO4 และไฮโดรเจนเกิดขึ้น

สังกะสี + H2SO4 = สังกะสี SO4 + H2

ก กรดซัลฟิวริกเข้มข้นเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงมาก มันจะออกซิไดซ์โลหะทั้งหมด โดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งในชุดแรงดันไฟฟ้า และเมื่อทำปฏิกิริยากับโลหะ ตัวมันเองจะลดลงเหลือ SO2 ไฮโดรเจนจะไม่ถูกปล่อยออกมา

Сu + 2 H2SO4 (กระชับ) = CuSO4 + SO2 + 2H2O

สังกะสี + 2 H2SO4 (กระชับ) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O

แต่โลหะกลุ่มทอง เหล็ก อะลูมิเนียม และแพลตตินัมจะไม่ออกซิไดซ์ในกรดซัลฟิวริก ดังนั้นกรดซัลฟูริกจึงถูกขนส่งในถังเหล็ก

เกลือของกรดซัลฟิวริกที่ได้รับจากปฏิกิริยาดังกล่าวเรียกว่าซัลเฟต ไม่มีสีและตกผลึกได้ง่าย บางส่วนสามารถละลายน้ำได้สูง มีเพียง CaSO4 และ PbSO4 เท่านั้นที่ละลายน้ำได้เล็กน้อย BaSO4 แทบไม่ละลายในน้ำ

การโต้ตอบกับฐาน

ปฏิกิริยาระหว่างกรดและเบสเรียกว่าปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลาง จากปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางของกรดซัลฟิวริก ทำให้เกิดเกลือที่มีกรดตกค้าง SO4 และ H2O ของน้ำ

ตัวอย่างของปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางของกรดซัลฟิวริก:

H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O

H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O

กรดซัลฟิวริกทำปฏิกิริยากับการทำให้เป็นกลางกับทั้งเบสที่ละลายน้ำได้และไม่ละลายน้ำ

เนื่องจากโมเลกุลของกรดซัลฟิวริกมีอะตอมไฮโดรเจน 2 อะตอม และต้องใช้ 2 เบสในการทำให้เป็นกลาง จึงจัดเป็นกรดไดบาซิก

ปฏิกิริยากับออกไซด์พื้นฐาน

จากหลักสูตรเคมีของโรงเรียน เรารู้ว่าออกไซด์เป็นสารเชิงซ้อนที่มีองค์ประกอบทางเคมีสององค์ประกอบ โดยหนึ่งในนั้นคือออกซิเจนในสถานะออกซิเดชัน -2 ออกไซด์พื้นฐานเรียกว่าออกไซด์ของโลหะวาเลนซ์ 1, 2 และ 3 บางชนิด ตัวอย่างของออกไซด์พื้นฐาน: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO

กรดซัลฟูริกทำปฏิกิริยากับออกไซด์พื้นฐานในปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลาง จากปฏิกิริยานี้เกลือและน้ำจึงเกิดขึ้นเช่นเดียวกับปฏิกิริยากับเบส เกลือมีกรดตกค้าง SO4

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

ปฏิสัมพันธ์กับเกลือ

กรดซัลฟิวริกทำปฏิกิริยากับเกลือของกรดอ่อนกว่าหรือกรดระเหย โดยแทนที่กรดเหล่านี้ จากปฏิกิริยานี้ทำให้เกิดเกลือที่มีสารตกค้างที่เป็นกรด SO4 และกรดเกิดขึ้น

H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl

การใช้กรดซัลฟูริกและสารประกอบของมัน

โจ๊กแบเรียม BaSO4 สามารถปิดกั้นรังสีเอกซ์ได้ นักรังสีวิทยาจะตรวจสอบอวัยวะเหล่านั้นโดยการเติมอวัยวะกลวงของร่างกายมนุษย์ลงไป

ในทางการแพทย์และการก่อสร้าง ยิปซั่มธรรมชาติ CaSO4 * 2H2O และแคลเซียมซัลเฟตคริสตัลไฮเดรตถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย เกลือ Na2SO4 * 10H2O ของ Glauber ใช้ในยาและสัตวแพทยศาสตร์ในอุตสาหกรรมเคมี - เพื่อผลิตโซดาและแก้ว คอปเปอร์ซัลเฟต CuSO4 * 5H2O เป็นที่รู้จักของชาวสวนและนักปฐพีวิทยาซึ่งใช้เพื่อต่อสู้กับศัตรูพืชและโรคพืช

กรดซัลฟิวริกมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ: เคมี งานโลหะ น้ำมัน สิ่งทอ หนัง และอื่นๆ