Цели на урока: учениците трябва да познават структурата, физичните и химичните свойства на H 2 SO 4; да могат, въз основа на познанията за скоростта на химичните реакции и химичното равновесие, да обосноват избора на условията за протичане на реакциите, които са в основата на производството на сярна киселина; определят на практика сулфатни и сулфидни йони.

Основни понятия: серен анхидрид, серен анхидрид, комплексно използване на суровини.

По време на часовете

I. Организационен момент; проверка на домашната работа

II. Нов материал

1. Електронни и структурни формули. Тъй като сярата е в третия период на периодичната система, правилото на октета не се спазва и серният атом може да придобие до дванадесет електрона.

(Шестте електрона на сярата са обозначени със звездичка.)

2. Получаване. Сярна киселина се образува чрез взаимодействие на серен (VI) оксид с вода (SO 3 + H 2 O H 2 SO 4). Описание на производството на сярна киселина е дадено в § 16 (стр. 37 - 42).

3. Физически свойства. Сярната киселина е безцветна, тежка (= 1,84 g / cm 3), нелетлива течност. Когато се разтвори във вода, настъпва много силно загряване. Не забравяйте да не наливате вода в концентрирана сярна киселина (фиг. 2)! Концентрираната сярна киселина абсорбира водната пара от въздуха. Това може да се види, ако отворен съд с концентрирана сярна киселина се балансира балансирано: след известно време чашата с съда ще се спусне.

Ориз. 2.

4. Химични свойства. Разредената сярна киселина има общи свойства, характерни за киселините и специфични (Таблица 7).

Таблица 7

Приложение. Сярната киселина е широко използвана (фиг. 3), тя е основният продукт на химическата промишленост.

Ориз. 3. Използването на сярна киселина: 1 - получаване на багрила; 2 - минерални торове; 3 - рафиниране на петролни продукти; 4 - електролитно производство на мед; 5 - електролит в батерии; 6 - получаване на взривни вещества; 7 - багрила; 8 - изкуствена коприна; 9 - глюкоза; 10 - соли; 11 - киселини.

Сярната киселина образува две серии соли - средна и кисела:

Na 2 SO 4 NaHSO 4

натриев сулфат натриев хидрогенсулфат

(средна сол) (кисела сол)

Солите на сярна киселина са широко използвани, например Na 2 SO 4 10H 2 O - кристален хидрат на натриев сулфат (солта на Глаубер) се използва при производството на сода, стъкло, в медицината и ветеринарната медицина. CaSO 4 2H 2 O - кристален хидрат на калциев сулфат (естествен гипс) - се използва за получаване на полуводен гипс, който е необходим в строителството, а в медицината - за нанасяне на гипсови отливки. CuSO 4 5H 2 O - кристален хидрат на меден (II) сулфат (меден сулфат) - се използва в борбата с вредителите по растенията.

III. Осигуряване на нов материал

1. През зимата между рамките на прозорците понякога се поставя съд с концентрирана сярна киселина. С каква цел се прави това, защо съдът не може да се напълни до върха с киселина?

2. Концентрираната сярна киселина, когато се нагрява, реагира с живак и сребро, по същия начин, по който реагира с мед. Напишете уравненията за тези реакции и посочете окислителя и редуктора.

3. Как да разпознаем сулфидите? Къде се използват?

4. Направете уравненията на реакцията, които са практически осъществими, като използвате следните схеми:

Hg + H 2 SO 4 (конц.)

MgCl 2 + H 2 SO 4 (конц.)

Na 2 SO 3 + H 2 SO 4

Al (OH) 3 + H2SO4

Когато съставяте уравненията на реакциите, посочете условията за тяхното изпълнение. Когато е приложимо, напишете уравненията в йонна и съкратена йонна форма.

5. Назовете окислителя в реакциите: а) разредена сярна киселина с метали; б) концентрирана сярна киселина с метали.

6. Какво знаете за сярната киселина?

7. Защо концентрираната сярна киселина е силно окислител? Какви са специалните свойства на концентрираната сярна киселина?

8. Как взаимодейства концентрираната сярна киселина с металите?

9. Къде се използва сярна киселина и нейните соли?

1. Какъв обем кислород е необходим за горенето: а) 3,4 кг сероводород; б) 6500 m 3 сероводород?

2. Каква е масата на разтвор, съдържащ 0,2 масови фракции сярна киселина, който се изразходва за реакцията с 4,5 g алуминий?

Лабораторни експерименти

Ви. Разпознаване на сулфатни йони в разтвор. Изсипете 1-2 мл разтвор на натриев сулфат в едната епруветка, същото количество цинков сулфат в другата и разреден разтвор на сярна киселина в третата. Поставете цинкова пелета във всяка епруветка и след това добавете няколко капки бариев хлорид или разтвор на бариев нитрат.

Задачи. 1. Как можете да различите сярната киселина от нейните соли? 2. Как да различим сулфатите от другите соли? Напишете уравненията за реакциите, които сте извършили в молекулна, йонна и съкратена йонна форма.

IV. Домашна работа

Нова тема: Сярна киселина -З 2 ТАКА 4

1. Електронни и структурни формули на сярна киселина

* S - сярата е в възбудено състояние 1S 2 2S 2 2P 6 3S 1 3P 3 3d 2

Електронната формула на молекулата на сярна киселина:

Структурна формула на молекулата на сярна киселина:

1Н --2О -2О

1Н --2О -2О

2. Получаване:

Химичните процеси за производство на сярна киселина могат да бъдат представени като следната диаграма:

S + O 2 + O 2 + H 2 O

FeS 2 SO 2 SO 3 H 2 SO 4

Сярна киселина се получава на три етапа:

1 -ви етап.Като суровини се използват сяра, железен пирит или сероводород.

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

2 сцена. Окисляване на SO 2 до SO 3 с кислород с помощта на V 2 O 5 катализатор

2SO 2 + O 2 = 2SO 3 + Q

3 етап. За превръщането на SO 3 в сярна киселина не се използва вода. има силно нагряване и концентриран разтвор на сярна киселина.

SO 3 + H 2 O H 2 SO 4

Резултатът е разтвор на олеумТАКА 3 в сярна киселина.

Електрическа схема на устройството(вижте урок страница 105)

3. Физически свойства.

а) течност б) безцветен в) тежък (витриолово масло) г) нелетлив

г) когато се разтвори във вода, настъпва силно нагряване ( следователно със сигурност трябва да се излее сярна киселинавода, ане обратното!)

4. Химични свойства на сярна киселина.

5. Приложение: Сярна киселина е един от най -важните продукти, използвани в различни индустрии. Основните му потребители са производството на минерални торове, металургията и рафинирането на петролни продукти. Сярната киселина се използва в производството на други киселини, детергенти, експлозиви, лекарства, бои, като електролити за оловно-кисели батерии. (Урок страница 103).

6. Соли на сярна киселина

Сярната киселина дисоциира на етапи

H 2 SO 4 H + + HSO 4 -

HSO 4 - H + + SO 4 2-

следователно, той образува два вида сол - сулфати и хидросулфати

Например: Na 2 SO 4 - натриев сулфат (средна сол)

Na HSO 4 - натриев хидроген сулфат (кисела сол)

Най -широко използваните са:

Na 2 SO 4 * 10H 2 O - Глауберова сол (използва се при производството на сода, стъкло, в медицината и

ветеринарна медицина.

СaSO 4 * 2H2O - гипс

СuSO 4 * 5H 2 O - меден сулфат (използва се в селското стопанство).

Лабораторен опит

Химични свойства на сярна киселина.

Оборудване: Епруветки.

Реактиви:сярна киселина, метил оранжев, цинк, магнезиев оксид, натриев хидроксид и фенолфталеин, натриев карбонат, бариев хлорид.

б) Попълнете таблицата за наблюдение

Сярна киселина (H2SO4) е една от най -корозивните киселини и опасни реактиви, познати на човека, особено в концентрирана форма. Химически чистата сярна киселина е тежка токсична течност с мазна консистенция, без мирис и цвят. Получава се по метода на окисляване на серен диоксид (SO2) чрез контактния метод.

При температура от + 10,5 ° C сярната киселина се превръща в втвърдена стъклена кристална маса, алчно, като гъба, абсорбираща влагата от околната среда. В промишлеността и химията сярната киселина е едно от основните химични съединения и заема водеща позиция по отношение на производството в тонове. Ето защо сярната киселина се нарича „кръвта на химията“. С помощта на сярна киселина се получават торове, лекарства, други киселини, едри, торове и много други.

Основни физични и химични свойства на сярна киселина

1. Сярната киселина в чистата си форма (формула H2SO4), в концентрация 100%, е безцветна гъста течност. Най -важното свойство на H2SO4 е неговата висока хигроскопичност - това е способността да се отстранява водата от въздуха. Този процес е придружен от мащабно отделяне на топлина.
2. H2SO4 е силна киселина.
3. Сярната киселина се нарича монохидрат - тя съдържа 1 mol H2O (вода) за 1 mol SO3. Поради впечатляващите си хигроскопични свойства, той се използва за извличане на влага от газове.
4. Точката на кипене е 330 ° C. В този случай киселината се разлага на SO3 и вода. Плътност - 1,84. Точка на топене - 10.3 ° C /.
5. Концентрираната сярна киселина е мощен окислител. За да започне редокс реакцията, киселината трябва да се нагрее. Резултатът от реакцията е SO2. S + 2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O
6. В зависимост от концентрацията, сярната киселина реагира различно с металите. В разредено състояние сярната киселина е способна да окислява всички метали, които са в диапазона на напрежения до водород. Изключение е като най -устойчив на окисляване. Разредената сярна киселина реагира със соли, основи, амфотерни и основни оксиди. Концентрираната сярна киселина е способна да окислява всички метали в редица напрежения, включително сребро.
7. Сярната киселина образува два вида соли: кисела (това са хидросулфати) и средна (сулфати)
8. H2SO4 реагира активно с органични вещества и неметали, някои от които може да се превърне във въглища.
9. Сярен анхидрит се разтваря перфектно в H2SO4 и се образува олеум - разтвор на SO3 в сярна киселина. Външно изглежда така: димяща сярна киселина, отделяща серен анхидрит.
10. Сярна киселина във водни разтвори е силно двуосновно и когато се добави към вода, се отделя огромно количество топлина. Когато разредени разтвори на H2SO4 се приготвят от концентрирани разтвори, е необходимо да се добави по -тежка киселина към водата на малка струйка, а не обратното. Това се прави, за да се избегне кипене на вода и пръскане на киселина.

Концентрирани и разредени серни киселини

Концентрираните разтвори на сярна киселина включват разтвори от 40% или повече, способни да разтварят сребро или паладий.

Разредената сярна киселина включва разтвори, чиято концентрация е по -малка от 40%. Това не са толкова активни разтвори, но те са способни да реагират с месинг и мед.

Производство на сярна киселина

Производството на сярна киселина в промишлен мащаб започва през 15 век, но по това време тя се нарича „витриолово масло“. Ако по -рано човечеството е консумирало само няколко десетки литра сярна киселина, то в съвременния свят изчислението стига до милиони тонове годишно.

Сярна киселина се произвежда индустриално и има три от тях:

1. Метод на контакт.
2. Азотен начин
3. Други методи

Нека поговорим подробно за всеки от тях.

Метод за производство на контакт

Контактният метод на производство е най -често срещаният и изпълнява следните задачи:

• Резултатът е продукт, който отговаря на нуждите на максимален брой потребители.
• По време на производството се намалява вредата за околната среда.

При контактния метод следните вещества се използват като суровини:

• пирит (серен пирит);
• сяра;
• ванадиев оксид (това вещество действа като катализатор);
• водороден сулфид;
• сулфиди от различни метали.

Преди започване на производствения процес суровините се подготвят предварително. За начало пирит се натрошава в специални дробилни инсталации, което прави възможно, поради увеличаване на контактната площ на активните вещества, да ускори реакцията. Пиритът се пречиства: той се потапя в големи контейнери с вода, по време на които отпадъчните скали и всякакви примеси изплуват на повърхността. В края на процеса те се отстраняват.

Производствената част е разделена на няколко етапа:

1. След раздробяването, пиритът се пречиства и изпраща в пещта, където се изпича при температури до 800 ° C. Според принципа на противотока въздухът се подава в камерата отдолу и това гарантира, че пиритът е в окачено състояние. Днес този процес отнема няколко секунди, но по -рано печенето отне няколко часа. По време на процеса на печене се появяват отпадъчни продукти под формата на железен оксид, които се отстраняват и след това се прехвърлят в металургичната промишленост. При изпичане се произвеждат водни пари, газове O2 и SO2. Когато пречистването от водни пари и най -малките примеси приключи, се получава чист серен оксид и кислород.
2. Във втория етап се извършва екзотермична реакция под налягане с използване на ванадиев катализатор. Реакцията започва, когато температурата достигне 420 ° C, но може да се увеличи до 550 ° C, за да се увеличи ефективността. По време на реакцията протича каталитично окисляване и SO2 става SO3.
3. Същността на третия етап на производство е следната: абсорбция на SO3 в абсорбционната кула, по време на която се образува олеум H2SO4. В тази форма H2SO4 се излива в специални контейнери (не реагира със стомана) и е готов да се срещне с крайния потребител.

В процеса на производство, както казахме по -горе, се генерира много топлинна енергия, която се използва за отопление. Много заводи за сярна киселина инсталират парни турбини, които използват отработената пара за генериране на допълнително електричество.

Азотен метод за производство на сярна киселина

Въпреки предимствата на контактния метод на производство, при който се получават по -концентрирана и чиста сярна киселина и олеум, много H2SO4 се получава чрез азотен метод. По -специално, в суперфосфатни заводи.

За производството на H2SO4, серен диоксид действа като изходен материал, както в контактния, така и в азотния метод. Получава се специално за тези цели чрез изгаряне на сяра или чрез изгаряне на серни метали.

Преработката на серен диоксид в сярна киселина се състои в окисляване на серен диоксид и добавяне на вода. Формулата изглежда така:
SO2 + 1 | 2 O2 + H2O = H2SO4

Но серен диоксид не реагира директно с кислород, поради което при азотния метод окисляването на серен диоксид се извършва с азотни оксиди. По -високите азотни оксиди (говорим за азотен диоксид NO2, азотен триоксид NO3) в този процес се редуцират до азотен оксид NO, който впоследствие отново се окислява от кислород до по -високи оксиди.

Производството на сярна киселина по азотен метод е технически формализирано по два начина:

• Камара.
• Кула.

Азотният метод има редица предимства и недостатъци.

Недостатъци на азотния метод:

• Оказва се 75% сярна киселина.
• Качеството на продукта е лошо.
• Непълно връщане на азотни оксиди (добавяне на HNO3). Емисиите им са вредни.
• Киселината съдържа желязо, азотни оксиди и други примеси.

Предимства на азотния метод:

• Цената на процеса е по -ниска.
• 100% рециклируем SO2.
• Простота на хардуерния дизайн.

Основни руски заводи за производство на сярна киселина

Годишното производство на H2SO4 у нас се изчислява на шест цифри - това е около 10 милиона тона. Водещите производители на сярна киселина в Русия са компании, които освен това са нейните основни потребители. Става дума за компании, чиято сфера на дейност е производството на минерални торове. Например „Балаковски минерални торове“, „Амофос“.

Най -големият производител на титанов диоксид в Източна Европа, Кримски титан, работи в Армянск в Крим. В допълнение, заводът се занимава с производство на сярна киселина, минерални торове, железен сулфат и др.

Различни видове сярна киселина се произвеждат в много заводи. Например акумулаторна сярна киселина се произвежда от: Карабашмед, FKP Biysk Oleum Plant, Святогор, Славия, Северхимпром и др.

Олеумът се произвежда от UCC Щекиноазот, FKP Biysk Oleum Plant, Ural Mining and Metallurgical Company, PO Kirishinefteorgsintez и др.

Сярна киселина с висока чистота се произвежда от OHK Щекиноазот, компонент-реагент.

Отработената сярна киселина може да бъде закупена във фабриките ZSS, HaloPolymer Кирово-Чепецк.

Производители на техническа сярна киселина са Промсинтез, Кипром, Святогор, Апатит, Карабашмед, Славия, Лукойл-Пермнефтеоргсинтез, Челябинският цинков завод, Електроцинк и др.

Поради факта, че пиритът е основната суровина в производството на H2SO4, а това е отпадък от предприятията за обогатяване, негови доставчици са заводите за обогатяване в Норилск и Талнах.

Световните лидери в производството на H2SO4 са заети от САЩ и Китай, които представляват съответно 30 милиона тона и 60 милиона тона.

Обхват на приложение на сярна киселина

В света годишно се консумират около 200 милиона тона H2SO4, от които се произвеждат широка гама продукти. Сярна киселина с право държи дланта сред другите киселини по отношение на промишленото използване.

Както вече знаете, сярната киселина е един от най -важните продукти на химическата промишленост, така че областта на приложение на сярна киселина е доста широка. Основните насоки за използване на H2SO4 са следните:

• Сярната киселина се използва в колосални обеми за производството на минерални торове и това отнема около 40% от общия тонаж. Поради тази причина до заводи за торове се изграждат инсталации H2SO4. Това са амониев сулфат, суперфосфат и др. При тяхното производство сярната киселина се приема в чист вид (100% концентрация). За да произведете тон амофос или суперфосфат, имате нужда от 600 литра H2SO4. Именно тези торове се използват в повечето случаи в селското стопанство.
• H2SO4 се използва за производството на експлозиви.
• Рафиниране на петролни продукти. За получаване на керосин, бензин, минерални масла е необходимо пречистване на въглеводороди, което става с използването на сярна киселина. В процеса на рафиниране на нефт за пречистване на въглеводороди, тази индустрия "взема" цели 30% от световния тонаж на H2SO4. В допълнение, октановото число на горивото се увеличава със сярна киселина и кладенците се обработват по време на добива на нефт.
• В металургичната индустрия. Сярната киселина в металургията се използва за отстраняване на котлен камък и ръждясване на тел, ламарина, както и за оползотворяване на алуминий при производството на цветни метали. Преди да покриете метални повърхности с мед, хром или никел, повърхността се гравира със сярна киселина.
• В производството на фармацевтични продукти.
• При производството на бои.
• В химическата промишленост. H2SO4 се използва при производството на детергенти, етилов алкохол, инсектициди и т.н., и без него тези процеси са невъзможни.
• За производството на други известни киселини, органични и неорганични съединения, използвани за промишлени цели.

Соли на сярна киселина и тяхното използване

Най -важните соли на сярна киселина:

• Глауберовата сол Na2SO4 · 10H2O (кристален натриев сулфат). Обхватът на неговото приложение е доста обширен: производството на стъкло, сода, във ветеринарната медицина и медицината.
• Бариев сулфат BaSO4 се използва в производството на каучук, хартия, бяла минерална боя. В допълнение, той е незаменим в медицината за стомашна флуороскопия. Използва се за приготвяне на "бариева каша" за тази процедура.
• Калциев сулфат CaSO4. В природата може да се намери под формата на гипс CaSO4 2H2O и анхидрит CaSO4. Гипс CaSO4 · 2H2O и калциев сулфат се използват в медицината и строителството. С гипса при нагряване до температура 150 - 170 ° C настъпва частично обезводняване, в резултат на което се получава изгорял гипс, известен ни като алабастър. Омесвайки алабастър с вода до консистенцията на тесто, масата бързо се втвърдява и се превръща в своеобразен камък. Това свойство от алабастър се използва активно в строителните работи: от него се правят отливки и отливки. При гипсовите работи алабастърът е незаменим като свързващ материал. На пациентите в травматологичните отделения се дават специални фиксиращи твърди превръзки - те са направени на базата на алабастър.
• Железният купорос FeSO4 · 7H2O се използва за приготвяне на мастило, импрегниране на дървесина, както и в селскостопански дейности за унищожаване на вредители.
• Стипца KCr (SO4) 2 · 12H2O, KAl (SO4) 2 · 12H2O и др. Се използва в производството на бои и в дъбилната промишленост (дъбене на кожа).
• Меден сулфат CuSO4 · 5H2O много от вас познават от първа ръка. Той е активен помощник в селското стопанство в борбата с болестите по растенията и вредителите - воден разтвор на CuSO4 · 5H2O се използва за мариноване на зърно и пръскане на растенията. Използва се и за приготвяне на някои минерални бои. И в ежедневието се използва за премахване на мухъл от стените.
• Алуминиев сулфат - използва се в целулозно -хартиената промишленост.

Разредената сярна киселина се използва като електролит в оловно-киселинните батерии. Освен това се използва за производство на детергенти и торове. Но в повечето случаи той идва под формата на олеум - това е разтвор на SO3 във H2SO4 (можете да намерите и други олеум формули).

Удивителен факт! Олеумът е по -химически активен от концентрираната сярна киселина, но въпреки това не реагира със стомана! Поради тази причина е по -лесно да го транспортирате, отколкото самата сярна киселина.

Полето на използване на „царицата на киселините“ е наистина голямо и е трудно да се каже за всички начини, по които се използва в промишлеността. Използва се и като емулгатор в хранително -вкусовата промишленост, за пречистване на водата, при синтеза на експлозиви и за много други цели.

Историята на появата на сярна киселина

Кой от нас никога не е чувал за меден сулфат? И така, той е изследван в древността и в някои произведения от началото на новата ера учените обсъждат произхода на витриола и техните свойства. Витриолът е изследван от гръцкия лекар Диоскорид, римския изследовател на природата Плиний Стари и в своите писания те пишат за експериментите, които се провеждат. За медицински цели различни древни куполовидни вещества са използвани от древния лечител Ибн Сина. Как се използва витриол в металургията е споменато в произведенията на алхимиците от древна Гърция Зосима от Панополис.

Първият метод за производство на сярна киселина е процесът на нагряване на калиева стипца и за това има информация в алхимичната литература от 13 век. По това време съставът на стипцата и същността на процеса не са били известни на алхимиците, но вече през 15 век те са започнали нарочно да се занимават с химически синтез на сярна киселина. Процесът беше следният: алхимиците обработиха смес от сяра и антимонов (III) сулфид Sb2S3 при нагряване с азотна киселина.

В средновековието в Европа сярната киселина се е наричала „витриолово масло“, но след това името се променя на витриолова киселина.

През 17 -ти век Йохан Глаубер получава сярна киселина в резултат на изгарянето на калиев нитрат и естествена сяра в присъствието на водни пари. В резултат на окисляването на сярата с нитрат се получава серен оксид, който реагира с водни пари и в резултат се получава течност с мазна консистенция. Това беше масло от витриол и това име за сярна киселина съществува и до днес.

Лондонският фармацевт Уорд Джошуа използва тази реакция за промишленото производство на сярна киселина през тридесетте години на 18 век, но през Средновековието консумацията й е ограничена до няколко десетки килограма. Обхватът на използване беше тесен: за алхимични експерименти, пречистване на благородни метали и във фармацията. Малки количества концентрирана сярна киселина бяха използвани за производството на специални кибрити, които съдържаха сол на бертолет.

В Русия витриоловата киселина се появява едва през 17 век.

В Бирмингам, Англия, Джон Роубак през 1746 г. адаптира горния метод за производство на сярна киселина и започва производство. При това той използва здрави, големи оловни камери, които са по -евтини от стъклени съдове.

В промишлеността този метод запазва позициите си в продължение на почти 200 години и в камерите се получава 65% сярна киселина.

С течение на времето английският Glover и френският химик Gay-Lussac подобриха самия процес и започна да се получава сярна киселина с концентрация 78%. Но за производството на например багрила такава киселина не е подходяща.

В началото на 19 век са открити нови начини за окисляване на серен диоксид до серен анхидрид.

Първоначално това беше направено с азотни оксиди, а след това платината беше използвана като катализатор. Тези два метода за окисляване на серен диоксид са доразвити. Окисляването на серен диоксид върху платина и други катализатори се нарича метод на контакт. Окисляването на този газ с азотни оксиди се нарича азотен метод за производство на сярна киселина.

Британският търговец на оцетна киселина Перегрин Филипс патентова икономичен процес за производство на серен (VI) оксид и концентрирана сярна киселина едва през 1831 г. и именно той е известен на света днес като метод за контакт за неговото производство.

Производството на суперфосфати започва през 1864 г.

През осемдесетте години на деветнадесети век в Европа производството на сярна киселина достига 1 милион тона. Основните производители са Германия и Англия, произвеждащи 72% от общия обем на сярна киселина в света.

Транспортирането на сярна киселина е трудоемко и отговорно начинание.

Сярната киселина принадлежи към клас опасни химикали и при контакт с кожата причинява тежки изгаряния. Освен това може да причини химическо отравяне при хората. Ако по време на транспортирането не се спазват определени правила, сярната киселина поради своята експлозивност може да причини много вреди както на хората, така и на околната среда.

Сярната киселина е определена за клас на опасност 8 и трябва да се транспортира от специално обучени и обучени професионалисти. Важно условие за доставката на сярна киселина е спазването на специално разработените Правила за превоз на опасни товари.

Транспортът по шосе се извършва в съответствие със следните правила:

1. За транспортиране се правят специални контейнери от специална стоманена сплав, която не реагира със сярна киселина или титан. Такива контейнери не се окисляват. Опасна сярна киселина се транспортира в специални химически резервоари за сярна киселина. Те се различават по дизайн и се избират по време на транспортиране в зависимост от вида на сярната киселина.
2. При транспортиране на димяща киселина се използват специализирани изотермични термос резервоари, в които се поддържа необходимия температурен режим за запазване на химичните свойства на киселината.
3. Ако се транспортира обикновена киселина, тогава се избира резервоар със сярна киселина.
4. Транспортирането на сярна киселина по шосе, като димяща, безводна, концентрирана, за батерии, ръкавици, се извършва в специални контейнери: резервоари, бъчви, контейнери.
5. Транспортирането на опасни товари може да се извършва само от водачи, които имат сертификат за ADR в ръцете си.
6. Времето за пътуване няма ограничения, тъй като по време на транспортиране трябва стриктно да се придържате към допустимата скорост.
7. По време на транспортирането се изгражда специален маршрут, който трябва да се движи, заобикаляйки многолюдните места и производствените съоръжения.
8. Транспортът трябва да има специални маркировки и знаци за опасност.

Опасни свойства на сярна киселина за хората

Сярната киселина представлява повишена опасност за човешкото тяло. Токсичният му ефект се проявява не само при директен контакт с кожата, но и при вдишване на нейните пари, когато се отделя серен диоксид. Опасната експозиция се простира до:

• Дихателната система;
• Кожни покриви;
• Лигавици.

Интоксикацията на организма може да бъде засилена от арсен, който често е част от сярна киселина.

Важно! Както знаете, тежки изгаряния възникват, когато киселината влезе в контакт с кожата. Отравянето с изпарения на сярна киселина е не по -малко опасно. Безопасна доза сярна киселина във въздуха е само 0,3 mg на 1 квадратен метър.

Ако сярна киселина попадне върху лигавиците или върху кожата, се появява тежко изгаряне, което не се лекува добре. Ако изгарянето е с впечатляващи мащаби, жертвата развива болест на изгаряне, която дори може да доведе до смърт, ако не се предостави своевременно квалифицирана медицинска помощ.

Важно! За възрастен смъртоносната доза сярна киселина е само 0,18 cm3 на литър.

Разбира се, проблематично е да се „изпита“ токсичният ефект на киселината в ежедневието. Най -често киселинното отравяне възниква поради пренебрегване на индустриалната безопасност при работа с разтвор.

Масово отравяне с изпарения на сярна киселина може да възникне поради технически неизправности при производството или невнимание и настъпва масово изпускане в атмосферата. За да се предотвратят подобни ситуации, работят специални служби, чиято задача е да контролират функционирането на производството, където се използва опасна киселина.

Какви симптоми се наблюдават при интоксикация със сярна киселина

Ако киселината е погълната:

• Болка в областта на храносмилателните органи.
• Гадене и повръщане.
• Разстройство на изпражненията, в резултат на тежки чревни нарушения.
• Силно отделяне на слюнка.
• Поради токсичните ефекти върху бъбреците, урината става червеникава.
• Подуване на ларинкса и гърлото. Има хрипове, дрезгавост. Може да бъде фатално от задушаване.
• По венците се появяват кафяви петна.
• Кожата става синя.

При изгаряне на кожата могат да възникнат всички усложнения, присъщи на изгарянето.

При отравяне с пари се наблюдава следната картина:

• Изгаряния на лигавицата на очите.
• Кървене от носа
• Изгаряния на лигавиците на дихателните пътища. В този случай жертвата изпитва силен симптом на болка.
• Подуване на ларинкса със симптоми на задушаване (липса на кислород, кожата посинява).
• Ако отравянето е тежко, може да има гадене и повръщане.

Важно е да знаете! Отравянето с киселини след поглъщане е много по -опасно от интоксикацията от вдишване на пари.

Първа помощ и терапевтични процедури за поражение на сярна киселина

При контакт със сярна киселина действайте както следва:

• Първата стъпка е да се обадите на линейка. Ако течността попадне вътре, измийте стомаха с топла вода. След това на малки глътки ще трябва да изпиете 100 грама слънчогледово или зехтин. Освен това трябва да погълнете парче лед, да пиете мляко или изгоряла магнезия. Това трябва да се направи, за да се намали концентрацията на сярна киселина и да се облекчи човешкото състояние.
• Ако киселина попадне в очите ви, трябва да ги изплакнете с течаща вода и след това да капете с разтвор на дикаин и новокаин.
• Ако киселина попадне върху кожата, изплакнете добре изгорялото място под течаща вода и нанесете превръзка със сода. Изплакването отнема около 10-15 минути.
• В случай на отравяне с пари, трябва да излезете на чист въздух и също така да изплакнете засегнатите лигавици с вода, доколкото е възможно.

В болнични условия лечението ще зависи от зоната на изгаряне и степента на отравяне. Анестезията се извършва само с новокаин. За да се избегне развитието на инфекция в областта на инфекцията, пациентът се избира курс на антибиотична терапия.

При стомашно кървене се инжектира плазма или се прелива кръв. Източникът на кървене може да бъде елиминиран чрез операция.

1. Сярна киселина в чиста 100% форма се среща в природата. Например в Италия, Сицилия, в Мъртво море можете да видите уникален феномен - сярната киселина прониква точно от дъното! Ето какво се случва: пиритът от земната кора служи в този случай като суровина за неговото образуване. Това място се нарича още езерото на смъртта и дори насекомите се страхуват да долетят до него!
2. След големи изригвания на вулкани, капчици сярна киселина често могат да бъдат открити в земната атмосфера и в такива случаи „виновникът“ може да донесе негативни последици за околната среда и да причини сериозни промени в климата.
3. Сярната киселина е активен абсорбатор на вода, поради което се използва като изсушител на газ. В старите времена, за да не се замъгляват прозорците в стаите, тази киселина се излива в буркани и се поставя между стъклото на прозорците.
4. Именно сярната киселина е основната причина за киселинните дъждове. Основната причина за киселинните дъждове е замърсяването на въздуха със серен диоксид, който при разтваряне във вода образува сярна киселина. От своя страна серен диоксид се отделя при изгаряне на изкопаеми горива. При киселинни дъждове, изследвани през последните години, се е увеличило съдържанието на азотна киселина. Причината за това е намаляването на емисиите на серен диоксид. Въпреки този факт, сярната киселина остава основната причина за киселинните дъждове.

Предлагаме ви видео селекция от интересни експерименти със сярна киселина.

Помислете за реакцията на сярна киселина, когато се излее в захар. В първите секунди, когато сярната киселина влезе в колбата със захар, сместа потъмнява. След няколко секунди веществото става черно. Следва забавната част. Масата започва да расте бързо и да се изкачва от колбата. На изхода получаваме гордо вещество, подобно на порест въглен, надвишаващо първоначалния обем с 3-4 пъти.

Авторът на видеото предлага сравнение на реакцията на Coca-Cola със солна киселина и сярна киселина. При смесване на Coca-Cola със солна киселина не се наблюдават визуални промени, но когато се смеси със сярна киселина, Coca-Cola започва да кипи.

Интересно взаимодействие може да се наблюдава, когато сярна киселина попадне върху тоалетна хартия. Тоалетната хартия е съставена от целулоза. Когато киселина удари, целулозната молекула се разрушава незабавно с освобождаването на свободен въглерод. Подобно овъгляване може да се наблюдава, когато киселина попадне върху дървото.

Добавям малко парче калий в колбата с концентрирана киселина. През първата секунда се отделя дим, след което металът моментално се разпалва, запалва се и експлодира, разчупвайки се на парчета.

В следващия експеримент, когато сярна киселина удари кибрит, тя се разпалва. Във втората част на експеримента се потапя алуминиево фолио с ацетон и кибрит вътре. Фолиото се загрява незабавно с отделянето на огромно количество дим и пълното му разтваряне.

Интересен ефект се наблюдава при добавяне на сода за хляб към сярна киселина. Содата веднага пожълтява. Реакцията протича с бурно кипене и увеличаване на обема.

Силно препоръчваме да не извършвате всички горепосочени експерименти у дома. Сярната киселина е много корозивно и токсично вещество. Такива експерименти трябва да се извършват в специални помещения, оборудвани с принудителна вентилация. Газовете, отделяни при реакции със сярна киселина, са много токсични и могат да причинят увреждане на дихателните пътища и отравяне на организма. В допълнение, подобни експерименти се провеждат в лични предпазни средства за кожата и дихателните органи. Пази се!

Киселините са химични съединения, състоящи се от водородни атоми и киселинни остатъци, например SO4, SO3, PO4 и др. Те са неорганични и органични. Първите включват солна, фосфорна, сулфидна, азотна, сярна киселина. Към втория - оцетна, палмитинова, мравчена, стеаринова и др.

Какво е сярна киселина

Тази киселина се състои от два водородни атома и кисел остатък от SO4. Той има формулата H2SO4.

Сярна киселина или, както я наричат ​​също, сулфат, се отнася до неорганични кислородсъдържащи кисели киселини. Това вещество се счита за едно от най -агресивните и химически активни. В повечето химични реакции той действа като окислител. Тази киселина може да се използва в концентрирана или разредена форма, като в тези два случая има малко по -различни химични свойства.

Физически свойства

Сярната киселина при нормални условия има течно състояние, точката й на кипене е около 279,6 градуса по Целзий, точката на замръзване, когато се превърне в твърди кристали, е около -10 градуса за сто процента и около -20 за 95 процента.

Чистата стопроцентна сулфатна киселина е течно вещество без мирис и безцветно масло, което има почти двойна плътност на водата - 1840 кг / м3.

Химични свойства на сулфатната киселина

Сярната киселина реагира с метали, техните оксиди, хидроксиди и соли. Разреден с вода в различни пропорции, той може да се държи по различни начини, затова ще разгледаме по -подробно свойствата на концентриран и слаб разтвор на сярна киселина поотделно.

Концентриран разтвор на сярна киселина

Концентриран разтвор е разтвор, който съдържа 90 % сулфатна киселина. Такъв разтвор на сярна киселина може да реагира дори с ниско активни метали, както и с неметали, хидроксиди, оксиди и соли. Свойствата на такъв разтвор на сулфатна киселина са подобни на тези на концентрираната нитратна киселина.

Взаимодействие с метали

По време на химическата реакция на концентриран разтвор на сулфатна киселина с метали, разположени вдясно от водорода в електрохимичния ред метални напрежения (тоест с не най -активните), се образуват такива вещества: сулфат на метала, с който взаимодейства, вода и серен диоксид. Металите, в резултат на взаимодействие, с което се образуват изброените вещества, включват мед (купрум), живак, бисмут, сребро (аргентум), платина и злато (аурум).

Взаимодействие с неактивни метали

С металите, които са вляво от водорода в серията напрежения, концентрираната сярна киселина се държи малко по -различно. В резултат на такава химическа реакция се образуват следните вещества: сулфат от определен метал, сероводород или чиста сяра и вода. Металите, с които протича такава реакция, включват също желязо (ферум), магнезий, манган, берилий, литий, барий, калций и всички останали, които са в серията напрежения вляво от водорода, с изключение на алуминий, хром, никел и титан - с тях концентрираната сулфатна киселина не взаимодейства.

Взаимодействие с неметали

Това вещество е силно окислител, поради което може да участва в окислително-възстановителни химични реакции с неметали, като например въглерод (въглерод) и сяра. В резултат на такива реакции водата непременно се освобождава. Когато това вещество се добави към въглерода, се отделят също въглероден диоксид и серен диоксид. И ако добавим киселина към сярата, получаваме само серен диоксид и вода. При такава химическа реакция сулфатната киселина действа като окислител.

Взаимодействие с органични вещества

Карбонизацията може да бъде разграничена сред реакциите на сярна киселина с органични вещества. Този процес възниква, когато дадено вещество се сблъска с хартия, захар, влакна, дърво и т.н. В този случай въглеродът се отделя във всеки случай. Образуваният по време на реакцията въглерод може частично да реагира със сярна киселина в излишък от него. Снимката показва реакцията на захарта с разтвор на сулфатна киселина със средна концентрация.

Реакции със соли

Също така, концентриран разтвор на H2SO4 реагира със сухи соли. В този случай възниква стандартна обменна реакция, при която се образуват метален сулфат, който присъства в структурата на солта, и киселина с остатък, който е бил в състава на солта. Концентрираната сярна киселина обаче не реагира със солеви разтвори.

Взаимодействие с други вещества

Също така, това вещество може да влезе в реакции с метални оксиди и техните хидроксиди, в тези случаи възникват реакции на обмен, в първия се отделят метален сулфат и вода, във втория - същото.

Химични свойства на слаб разтвор на сулфатна киселина

Разредената сярна киселина реагира с много вещества и има същите свойства като всички киселини. Той, за разлика от концентрирания, взаимодейства само с активни метали, тоест тези, които са вляво от водорода в поредица от напрежения. В този случай протича същата реакция на заместване, както при всяка киселина. Това произвежда водород. Също така, такъв киселинен разтвор взаимодейства със солеви разтвори, в резултат на което протича обменна реакция, вече обсъдена по -горе, с оксиди - точно като концентрирани, с хидроксиди - по същия начин. В допълнение към обикновените сулфати има и хидросулфати, които са продукт на взаимодействието на хидроксид и сярна киселина.

Как да разберете дали разтворът съдържа сярна киселина или сулфати

За да се определи дали тези вещества присъстват в разтвора, се използва специална качествена реакция за сулфатни йони, която ви позволява да разберете. Състои се в добавяне на барий или негови съединения към разтвора. Това може да доведе до бяла утайка (бариев сулфат), която показва наличието на сулфати или сярна киселина.

Как се добива сярна киселина

Най -разпространеният метод за промишлено производство на това вещество е извличането му от железен пирит. Този процес протича на три етапа, на всеки от които протича определена химическа реакция. Нека ги разгледаме. Първо, към пирита се добавя кислород, в резултат на което се образуват ферумен оксид и серен диоксид, който се използва за по -нататъшни реакции. Това взаимодействие се осъществява при високи температури. Следва етап, в който се получава серен триоксид чрез добавяне на кислород в присъствието на катализатор, който е ванадиев оксид. Сега, на последния етап, към полученото вещество се добавя вода, чрез което се получават сулфатни киселини. Това е най -често срещаният процес за промишлено производство на сулфатна киселина, той се използва най -често, тъй като пиритът е най -достъпната суровина, подходяща за синтеза на веществото, описано в тази статия. Сярна киселина, получена по този процес, се използва в различни индустрии - както в химическата, така и в много други, например, при рафинирането на нефт, добив на руда и др. Също така, нейното използване често се предвижда в технологията за производство на много синтетични влакна. ..

Физични свойства на сярна киселина:
Тежка мазна течност ("витриолово масло");
плътност 1,84 g / cm3; нелетливи, добре разтворими във вода - със силно нагряване; t ° pl. = 10,3 ° C, bp t ° = 296 ° С, много хигроскопичен, има дехидратиращи свойства (овъгляване на хартия, дърво, захар).

Топлината на хидратация е толкова висока, че сместа може да заври, да се пръсне и да причини изгаряния. Следователно е необходимо да се добави киселина към водата, а не обратното, тъй като когато водата се добави към киселина, по -лека вода ще бъде на повърхността на киселината, където ще се концентрира цялата освободена топлина.

Промишлено производство на сярна киселина (метод на контакт):

1) 4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2) 2SO 2 + O 2 V 2 O 5 → 2SO 3

3) nSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3 (олеум)

Натрошен пречистен мокър пирит (пирит) се изсипва отгоре в пещта за печене в " кипящ слой". Обогатен с кислород въздух се пропуска отдолу (принцип на противотока).
Пещният газ излиза от пещта, чийто състав е: SO 2, O 2, водни пари (пиритът е бил мокър) и най -малките частици от шлака (железен оксид). Газът се пречиства от примеси от твърди частици (в циклон и електрофилтър) и водни пари (в сушилна кула).
В контактния апарат серен диоксид се окислява с помощта на катализатор V 2 O 5 (ванадиев пентоксид), за да се увеличи скоростта на реакцията. Процесът на окисляване на един оксид в друг е обратим. Следователно се избират оптималните условия за директната реакция - повишено налягане (тъй като директната реакция протича с намаляване на общия обем) и температурата не е по -висока от 500 C (тъй като реакцията е екзотермична).

В абсорбционната кула серен (VI) оксид се абсорбира от концентрирана сярна киселина.
Абсорбцията от вода не се използва, тъй като серен оксид се разтваря във вода с отделянето на голямо количество топлина, така че получената сярна киселина кипи и се превръща в пара. За да избегнете образуването на мъгла със сярна киселина, използвайте 98% концентрирана сярна киселина. Серен оксид се разтваря много добре в такава киселина, образувайки олеум: H 2 SO 4 nSO 3

Химични свойства на сярна киселина:

H 2 SO 4 е силна двуосновна киселина, една от най -силните минерални киселини, поради високата полярност, H - O връзката лесно се разрушава.

1) Във воден разтвор сярната киселина се дисоциира , образувайки водороден йон и киселинен остатък:
H 2 SO 4 = H + + HSO 4 -;
HSO 4 - = H + + SO 4 2-.
Обобщено уравнение:
H 2 SO 4 = 2H + + SO 4 2-.

2) Взаимодействие на сярна киселина с метали:
Разредената сярна киселина разтваря само метали в серията напрежения вляво от водорода:
Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (разделен) → Zn +2 SO 4 + H 2

3) Реакция между сярна киселинас основни оксиди:
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O

4) Взаимодействие на сярна киселина схидроксиди:
H 2 SO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + 2H 2 O
H 2 SO 4 + Cu (OH) 2 → CuSO 4 + 2H 2 O

5) Обменни реакции със соли:
BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl
Образуването на бяла утайка BaSO 4 (неразтворим в киселини) се използва за откриване на сярна киселина и разтворими сулфати (качествена реакция за сулфатен йон).

Специални свойства на концентрирания H 2 SO 4:

1) Концентриран сярна киселина е силен окислител ; при взаимодействие с метали (с изключение на Au, Pt), намалете до S +4 O 2, S 0 или H 2 S -2, в зависимост от активността на метала. Не реагира с Fe, Al, Cr без нагряване - пасивиране. При взаимодействие с метали с променлива валентност последните се окисляват до по -високи степени на окисление отколкото в случай на разреден киселинен разтвор: Fe 0→ Fe 3+, Cr 0→ Cr 3+, Mn 0→Mn 4+,Sn 0→ Sn 4+

Активен метал

8 Al + 15 H 2 SO 4 (конц.) → 4Al 2 (SO 4) 3 + 12H 2 O + 3 H 2 S
4│2Al 0 - 6 д- → 2Al 3+ - окисляване
3│ S 6+ + 8e → S 2– възстановяване

4Mg + 5H2SO4 → 4MgSO4 + H2S + 4H2O

Метал със средна активност

2Cr + 4 H 2 SO 4 (конц.) → Cr 2 (SO 4) 3 + 4 H 2 O + С
1│ 2Cr 0 - 6e → 2Cr 3+ - окисляване
1│ S 6+ + 6e → S 0 - възстановяване

Неактивен метал

2Bi + 6H 2 SO 4 (конц.) → Bi 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O + 3 SO 2
1│ 2Bi 0 - 6e → 2Bi 3+ - окисляване
3│ S 6++ 2e → S 4+ - възстановяване

2Ag + 2H 2 SO 4 → Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

2) Концентрираната сярна киселина окислява някои неметали, като правило, до максималното окислително състояние, самото се редуцира доS +4O 2:

С + 2Н 2 SO 4 (конц) → CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

S + 2H 2 SO 4 (конц) → 3SO 2 + 2H 2 O

2P + 5H 2 SO 4 (конц.) → 5SO 2 + 2H 3 PO 4 + 2H 2 O

3) Окисляване на сложни вещества:
Сярната киселина окислява HI и HBr до свободни халогени:
2 КВr + 2Н 2 SO 4 = К 2 SO 4 + SO 2 + Вr 2 + 2Н 2 О
2 КI + 2Н 2 SO 4 = К 2 SO 4 + SO 2 + I 2 + 2Н 2 О
Концентрираната сярна киселина не може да окисли хлоридните йони до свободен хлор, което прави възможно получаването на HCl чрез реакцията на обмен:
NaCl + H 2 SO 4 (конц.) = NaHSO 4 + HCl

Сярната киселина премахва химически свързаната вода от органични съединения, съдържащи хидроксилни групи. Дехидратацията на етилов алкохол в присъствието на концентрирана сярна киселина води до производството на етилен:
C 2 H 5 OH = C 2 H 4 + H 2 O.

Овъгляването на захар, целулоза, нишесте и други въглехидрати в контакт със сярна киселина се обяснява и с тяхната дехидратация:
C 6 H 12 O 6 + 12H 2 SO 4 = 18H 2 O + 12SO 2 + 6CO 2.