Acid sulfuric găsește cea mai largă aplicație în economia națională și este principalul produs al principalului industria chimica. În acest sens, există o creștere continuă a producției de acid sulfuric. Astfel, dacă în 1900 producția mondială de acid sulfuric se ridica la 4,2 milioane de tone, atunci în 1937 s-au produs 18,8 milioane de tone, iar în 1960 - peste 47 milioane de tone.
În prezent Uniunea Sovietică Ocupă locul al doilea în lume la producția de acid sulfuric. În 1960, în URSS au fost produse 5,4 milioane de grame de acid sulfuric.În 1965, producția de acid sulfuric se va dubla față de 1958.
Domeniile de aplicare ale acidului sulfuric se datorează proprietăților sale și costului redus. Acidul sulfuric este un acid puternic, nevolatil și durabil, care la temperaturi moderate are proprietăți oxidante foarte slabe și puternice de îndepărtare a apei.

Principalul consumator de acid sulfuric este producția îngrășăminte minerale- superfosfat si sulfat de amoniu. De exemplu, pentru a produce doar o tonă de superfosfat (din fluorapatită), care nu conține apă higroscopică, se consumă 600 kg de acid sulfuric 65%. Producția de îngrășăminte minerale consumă aproximativ jumătate din tot acidul produs.
O cantitate semnificativă de acid sulfuric este consumată în timpul procesării combustibil lichid— pentru purificarea kerosenului, parafinei, uleiurilor lubrifiante din sulf și compușilor nesaturați, în timpul prelucrării gudronului de cărbune. De asemenea, este folosit în purificarea diferitelor uleiuri minerale și grăsimi.
Acidul sulfuric este utilizat pe scară largă în diverse sinteze organice, de exemplu pentru sulfonare compusi organici— în producerea de acizi sulfonici, diverși coloranți, zaharină. În acest scop, se utilizează atât acidul concentrat, cât și acidul fumant, precum și acidul clorosulfonic. Acidul sulfuric este utilizat ca agent de îndepărtare a apei în reacțiile de nitrare - în producția de nitrobenzen, nitroceluloză, nitroglicerină etc.
Fiind un acid nevolatil, acidul sulfuric este capabil să înlocuiască acizii volatili din sărurile lor, care este utilizat în producerea de acid fluorhidric, acid clorhidric și acid percloric.
Acidul sulfuric este adesea folosit în prelucrarea (descompunerea) anumitor minereuri și concentrate, cum ar fi titanul, zirconiul, vanadiul și uneori niobiul, litiul și alte metale. Deoarece acidul sulfuric concentrat fierbe la o temperatură destul de ridicată și nu are practic niciun efect asupra fontei și oțelului, această descompunere poate fi realizată complet folosind echipamente ieftine fabricate din aceste materiale.
Acidul sulfuric fierbinte diluat dizolvă bine oxizii metalici și este folosit pentru așa-numita gravare a metalelor - curățarea acestora< особенно железа, от окислов.
Acidul sulfuric este un bun agent de uscare și în acest scop este utilizat pe scară largă în laboratoare și industrie. Umiditatea reziduală la utilizarea acidului sulfuric 95% este egală cu 0,003 mg vapori de apă la 1 litru de gaz uscat.

Acizii sunt compuși chimici formați din atomi de hidrogen și reziduuri acide, de exemplu, SO4, SO3, PO4 etc. Sunt anorganici și organici. Primele includ acid clorhidric, fosforic, sulfurat, azotic și sulfuric. Cele doua includ acidul acetic, acidul palmitic, acidul formic, acidul stearic etc.

Ce este acidul sulfuric

Acest acid este format din doi atomi de hidrogen și reziduul acid SO4. Are formula H2SO4.

Acidul sulfuric sau, așa cum este numit și acidul sulfat, se referă la acizii dibazici anorganici care conțin oxigen. Această substanță este considerată una dintre cele mai agresive și active din punct de vedere chimic. În majoritatea reacțiilor chimice acționează ca un agent oxidant. Acest acid poate fi folosit sub formă concentrată sau diluată, în aceste două cazuri are puțin diferit Proprietăți chimice.

Proprietăți fizice

Acid sulfuric în conditii normale are o stare lichidă, punctul său de fierbere este de aproximativ 279,6 grade Celsius, punctul de îngheț când se transformă în cristale solide este de aproximativ -10 grade pentru sută la sută și aproximativ -20 pentru 95 la sută.

Acidul sulfat 100% pur este un uleios substanță lichidă inodor și incolor, care are densitatea apei aproape de două ori - 1840 kg/m3.

Proprietățile chimice ale acidului sulfat

Acidul sulfuric reacționează cu metalele, oxizii, hidroxizii și sărurile acestora. Diluat cu apă în proporții diferite, se poate comporta diferit, așa că haideți să aruncăm o privire mai atentă asupra proprietăților soluțiilor concentrate și slabe de acid sulfuric separat.

Soluție concentrată de acid sulfuric

O soluție care conține cel puțin 90% acid sulfat este considerată concentrată. O astfel de soluție de acid sulfuric este capabilă să reacționeze chiar și cu metale slab active, precum și cu nemetale, hidroxizi, oxizi și săruri. Proprietățile unei astfel de soluții de acid sulfat sunt similare cu cele ale acidului azotat concentrat.

Interacțiunea cu metalele

În timpul reacției chimice a unei soluții concentrate de acid sulfat cu metale situate în dreapta hidrogenului din seria de tensiune electrochimică a metalelor (adică cu cele mai active), se formează următoarele substanțe: sulfatul metalului cu care are loc interacțiunea, apă și dioxid de sulf. Metalele, ca urmare a interacțiunii cu care se formează substanțele enumerate, includ cuprul (cuprum), mercurul, bismutul, argintul (argentum), platina și aurul (aurumul).

Interacțiunea cu metale inactive

Cu metalele care sunt la stânga hidrogenului în seria de tensiune, acidul sulfuric concentrat se comportă ușor diferit. În urma acestei reacții chimice, se formează următoarele substanțe: sulfat de un anumit metal, hidrogen sulfurat sau sulf pur și apă. Metalele cu care are loc o reacție similară includ, de asemenea, fier (fer), magneziu, mangan, beriliu, litiu, bariu, calciu și toate celelalte care se află în seria de tensiune din stânga hidrogenului, cu excepția aluminiului, cromului, nichelului și titanului - cu ele acidul sulfat concentrat nu interacționează.

Interacțiunea cu nemetale

Această substanță este un agent oxidant puternic, deci este capabilă să participe la reacții chimice redox cu nemetale, cum ar fi, de exemplu, carbonul (carbonul) și sulful. Ca urmare a unor astfel de reacții, apa este în mod necesar eliberată. Când această substanță este adăugată la carbon, se eliberează și dioxid de carbon și dioxid de sulf. Și dacă adăugați acid la sulf, obțineți doar dioxid de sulf și apă. Într-o astfel de reacție chimică, acidul sulfat joacă rolul unui agent oxidant.

Interacțiunea cu substanțele organice

Printre reacțiile acidului sulfuric cu substanțele organice se poate distinge carbonizarea. Acest proces are loc atunci când această substanță se ciocnește de hârtie, zahăr, fibre, lemn etc. În acest caz, carbonul este eliberat în orice caz. Carbonul format în timpul reacției poate reacționa parțial cu acidul sulfuric dacă este în exces. Fotografia arată reacția zahărului cu o soluție de acid sulfat de concentrație medie.

Reacții cu sărurile

De asemenea, o soluție concentrată de H2SO4 reacționează cu sărurile uscate. În acest caz, are loc o reacție de schimb standard, în care se formează sulfatul metalic care a fost prezent în structura sării și acidul cu reziduul care a fost în sare. Cu toate acestea, acidul sulfuric concentrat nu reacționează cu soluțiile sărate.

Interacțiunea cu alte substanțe

De asemenea, această substanță poate reacționa cu oxizii metalici și hidroxizii acestora, în aceste cazuri apar reacții de schimb, în primul se eliberează sulfat de metal și apă, în al doilea - la fel.

Proprietățile chimice ale unei soluții slabe de acid sulfat

Acidul sulfuric diluat reacționează cu multe substanțe și are aceleași proprietăți ca toți acizii. Acesta, spre deosebire de metalul concentrat, interacționează numai cu metalele active, adică cele care se află în stânga hidrogenului în seria de tensiune. În acest caz, are loc aceeași reacție de substituție ca și în cazul oricărui acid. Aceasta eliberează hidrogen. De asemenea, o astfel de soluție acidă interacționează cu soluțiile sărate, rezultând o reacție de schimb, deja discutată mai sus, cu oxizi - la fel ca una concentrată, și cu hidroxizi - la fel. Pe lângă sulfații obișnuiți, există și hidrosulfați, care sunt produsul interacțiunii hidroxidului și acidului sulfuric.

Cum să vă dați seama dacă o soluție conține acid sulfuric sau sulfați

Pentru a determina dacă aceste substanțe sunt prezente într-o soluție, se utilizează o reacție calitativă specială la ionii de sulfat, care face posibilă aflarea. Constă în adăugarea în soluție de bariu sau compușii acestuia. Acest lucru poate duce la precipitații alb(sulfat de bariu), care indică prezența sulfaților sau a acidului sulfuric.

Cum se produce acidul sulfuric?

Cea mai comună metodă de producție industrială a acestei substanțe este extragerea acesteia din pirita de fier. Acest proces are loc în trei etape, în fiecare dintre ele câte o anumită reactie chimica. Să ne uităm la ele. În primul rând, se adaugă oxigen la pirit, rezultând formarea de oxid de fer și dioxid de sulf, care este folosit pentru reacții ulterioare. Această interacțiune are loc la temperatură ridicată. Urmează etapa în care trioxidul de sulf se obține prin adăugarea de oxigen în prezența unui catalizator, care este oxidul de vanadiu. Acum, în ultima etapă, la substanța rezultată se adaugă apă și se obține acid sulfat. Acesta este cel mai comun proces de extracție industrială a acidului sulfat, acesta fiind folosit cel mai des deoarece pirita este cea mai accesibilă materie primă potrivită pentru sinteza substanței descrise în acest articol. Acidul sulfuric obținut prin acest proces este utilizat în domenii diverse industrie - atât în domeniul chimic, cât și în multe altele, de exemplu, în rafinarea petrolului, prelucrarea minereului etc. De asemenea, utilizarea sa este adesea prevăzută în tehnologia de fabricație a multor fibre sintetice.

H2SO4,lat. Acidum sulfuricum este un acid dibazic puternic, cu o masă molară de aproximativ 98 g/mol.

Acidul sulfuric pur este un lichid uleios caustic, incolor, inodor, cu o densitate de 1,84 g/cm3, care se transformă într-o masă cristalină solidă la 10,4°C. Punctul de fierbere al soluțiilor apoase de acid sulfuric crește odată cu creșterea concentrației sale și atinge un maxim la un conținut de aproximativ 98% H2SO4.

Acidul sulfuric concentrat reacționează foarte violent cu apa, deoarece eliberează o cantitate mare de căldură (19 kcal pe mol de acid) datorită formării hidraților. Din acest motiv, ar trebui să diluați întotdeauna acidul sulfuric turnându-l în apă, și nu invers.

Acidul sulfuric este foarte higroscopic, adică absoarbe bine vaporii de apă din aer, deci poate fi folosit pentru a usca gazele care nu reacţionează cu el. Higroscopicitatea explică, de asemenea, carbonizarea substanțelor organice, de exemplu, zahărul sau lemnul, atunci când sunt expuse la acid sulfuric concentrat. În acest caz, se formează hidrați de acid sulfuric. De asemenea, datorită volatilității sale scăzute, este folosit pentru a înlocui alți acizi, mai volatili, din sărurile lor.

Acidul sulfuric concentrat este un agent oxidant puternic. Oxidează metalele din domeniul de tensiune până la argint inclusiv, iar produșii de reacție depind de condițiile conducerii sale și de activitatea metalului însuși. Formează două serii de săruri: medii - sulfați și acide - hidrosulfați, precum și eteri.

Acidul sulfuric diluat interacționează cu toate metalele situate în seria tensiunii electrochimice la stânga hidrogenului (H), eliberând H2; proprietățile oxidante sunt necaracteristice pentru acesta.

În industrie, acidul sulfuric este produs prin două metode: metoda contactului folosind catalizatori solizi (contacte) și metoda azotoasă - cu oxizi de azot. Materiile prime sunt sulful, sulfurile metalice etc. Se produc mai multe grade de acid, în funcție de puritate și concentrație: baterie (cel mai pur), tehnic, turn, ulei de vitriol, oleum (o soluție de anhidridă sulfuric în acid sulfuric).

Aplicarea acidului sulfuric:

Producția de îngrășăminte minerale este cel mai mare domeniu de aplicare
Electrolitul din bateriile cu plumb
Producția de detergenți sintetici, coloranți, materiale plastice, fluorură de hidrogen și alți reactivi
Valorificarea minereului în industria minieră
Purificarea produselor petroliere
Prelucrarea metalelor, textile, piele și alte industrii
Producția de medicamente
ÎN Industria alimentarăînregistrat ca aditiv alimentar E513
Sinteză organică industrială

Aplicarea acidului sulfuric în industrie

Industria alimentară este familiarizată cu acidul sulfuric sub formă de aditiv alimentar E513. Acidul acționează ca un emulgator. Acest aditiv alimentar este folosit pentru a face băuturi. Cu ajutorul lui, aciditatea este reglată. Pe lângă alimente, E513 este inclus în îngrășămintele minerale. Utilizarea acidului sulfuric în industrie este larg răspândită. Sinteza organică industrială folosește acid sulfuric pentru a efectua următoarele reacții: alchilare, deshidratare, hidratare. Cu ajutorul acestui acid se reface suma necesară rășini pe filtre care sunt utilizate la producerea apei distilate.

Utilizarea acidului sulfuric în viața de zi cu zi

Acidul sulfuric la domiciliu este solicitat în rândul pasionaților de mașini. Procesul de preparare a unei soluții de electrolit pentru o baterie de mașină este însoțit de adăugarea de acid sulfuric. Când lucrați cu acest acid, ar trebui să vă amintiți regulile de siguranță. Dacă acidul intră în contact cu îmbrăcămintea sau zone deschise piele, ar trebui să le spălați imediat apa curgatoare. Acidul sulfuric care s-a vărsat pe metal poate fi neutralizat cu var sau cretă. Când reîncărcați o baterie de mașină, trebuie să respectați o anumită secvență: adăugați treptat acid în apă și nu invers. Când apa reacționează cu acidul sulfuric, lichidul devine foarte fierbinte, ceea ce poate provoca stropirea acestuia. Prin urmare, ar trebui să fii deosebit de atent să nu ajungă lichidul pe față sau pe ochi. Acidul trebuie depozitat într-un recipient bine închis. Este important ca substanța chimică să nu fie la îndemâna copiilor.

Utilizarea acidului sulfuric în medicină

Sărurile acidului sulfuric sunt utilizate pe scară largă în medicină. De exemplu, sulfatul de magneziu este prescris oamenilor pentru a obține un efect laxativ. Un alt derivat al acidului sulfuric este tiosulfatul de sodiu. Medicament folosit ca antidot in cazul ingestiei urmatoarelor substante: mercur, plumb, halogeni, cianura. Tiosulfatul de sodiu împreună cu acidul clorhidric este utilizat pentru tratare boli dermatologice. Profesorul Demjanovich a propus o combinație a acestor două medicamente pentru tratamentul scabiei. Sub formă de soluție apoasă, tiosulfatul de sodiu se administrează persoanelor care suferă de boli alergice.

Sulfatul de magneziu are o gamă largă de capacități. Prin urmare, este folosit de medici de diferite specialități. Sulfatul de magneziu se administrează pacienților cu hipertensiune arterială ca antispastic. Dacă o persoană are boală a vezicii biliare, substanța este administrată pe cale orală pentru a îmbunătăți secreția biliară. Utilizarea acidului sulfuric în medicină sub formă de sulfat de magneziu în practica ginecologică este obișnuită. Medicii ginecologi ajută femeile aflate în travaliu prin administrarea de sulfat de magneziu pe cale intramusculară, astfel ameliorează durerile din timpul nașterii. Pe lângă toate proprietățile de mai sus, sulfatul de magneziu are un efect anticonvulsivant.

Aplicarea acidului sulfuric în producție

Acidul sulfuric, ale cărui aplicații sunt variate, este utilizat și în producția de îngrășăminte minerale. Pentru o cooperare mai convenabilă, fabricile care produc acid sulfuric și îngrășăminte minerale sunt situate în principal unele lângă altele. Acest moment creează producție continuă.

Utilizarea acidului sulfuric în producția de coloranți și fibre sintetice ocupă locul al doilea ca popularitate după producția de îngrășăminte minerale. Multe industrii folosesc acid sulfuric în unele procese de fabricație. Utilizarea acidului sulfuric a găsit cerere în viața de zi cu zi. Oamenii folosesc substanța chimică pentru a-și întreține mașinile. Puteți achiziționa acid sulfuric din magazinele specializate în vânzare substanțe chimice, inclusiv linkul nostru. Acidul sulfuric este transportat în conformitate cu regulile de transport de astfel de mărfuri. Căi ferate sau transport auto transportă acidul în recipiente adecvate. În primul caz, un rezervor acționează ca un container, în al doilea - un butoi sau un container.

Caracteristici de aplicare și pericol biologic

Acidul sulfuric și produsele înrudite sunt substanțe extrem de toxice, cărora li se atribuie clasa de pericol II. Vaporii lor afectează tractul respirator, pielea, membranele mucoase, provocând dificultăți de respirație, tuse și adesea laringită, traheită și bronșită. Concentrația maximă admisă de vapori de acid sulfuric în aer zonă de muncă spațiile de producție- 1 mg/m3. Persoanele care lucrează cu acizi toxici sunt prevăzute cu îmbrăcăminte specială și echipament individual de protecție. Acidul sulfuric concentrat poate provoca arsuri chimice dacă este manipulat cu neglijență.

Dacă este ingerat acid sulfuric, simptomele apar imediat după ingestie. dureri ascuțiteîn zona gurii și a întregului tract digestiv, vărsături severe amestecate cu sânge stacojiu, apoi mase maro. Concomitent cu vărsăturile, începe o tuse severă. Se dezvoltă o umflare ascuțită a laringelui și a corzilor vocale, provocând dificultăți severe de respirație. Pupilele se dilată, iar pielea feței capătă o culoare albastru închis. Există o scădere și o slăbire a activității cardiace. Moartea are loc la o doză de 5 miligrame. În caz de otrăvire cu acid sulfuric, sunt necesare lavaj gastric urgent și aportul de magneziu.

Acid sulfuric, H2SO4, un acid dibazic puternic corespunzător celei mai înalte stări de oxidare a sulfului (+6). În condiții normale, este un lichid gras uleios, fără culoare sau miros. În tehnologie, acidul sulfuric este numit amestecul său atât cu apă, cât și cu anhidridă sulfuric. Dacă raportul molar SO3:H2O este mai mic de 1, atunci este o soluție apoasă de acid sulfuric; dacă este mai mare de 1, este o soluție de SO3 în acid sulfuric.

Depozitele naturale de sulf nativ sunt relativ mici. Conținutul total de sulf în Scoarta terestra este de 0,1%. Sulful se găsește în petrol, cărbune, combustibil și gaze de ardere. Sulful se găsește cel mai adesea în natură sub formă de compuși cu zinc, cupru și alte metale. Trebuie remarcat faptul că ponderea piritei și a sulfului în echilibrul general al materiilor prime cu acid sulfuric scade treptat, iar ponderea sulfului extras din diferite deșeuri crește treptat. Posibilitățile de obținere a acidului sulfuric din deșeuri sunt foarte semnificative. Utilizarea gazelor reziduale din metalurgia neferoasă face posibilă obținerea, fără costuri speciale în sistemele cu acid sulfuric, a prăjirii materiilor prime care conțin sulf.

Proprietățile fizice și chimice ale acidului sulfuric

H2SO4 sută la sută (SO3 x H2O) se numește monohidrat. Compusul nu fumează, iar în formă concentrată nu distruge metalele feroase, fiind în același timp unul dintre cei mai puternici acizi;

substanța are un efect dăunător asupra țesuturilor vegetale și animale, eliminându-le apa, în urma căreia se carbonizează.
cristalizează la 10,45 "C;
tkip 296,2 "C;
densitate 1,9203 g/cm3;
capacitate termică 1,62 J/g.

Acid sulfuric se amestecă cu H2O și SO3 în orice raport, formând compuși:

H2SO4 x 4 H2O (p.t. - 28,36 "C),
H2SO4 x 3 H2O (p.t. - 36,31 "C),
H2SO4 x 2 H2O (p.t. - 39,60 "C),
H2SO4 x H2O (topitură - 8,48 "C),
H2SO4 x SO3 (H2S2O7 - acid disulfuric sau pirosulfuric, punct de topire 35,15 "C) - oleum,
H2SO x 2 SO3 (H2S3O10 - acid trisulfuric, punct de topire 1,20"C).

Când soluțiile apoase de acid sulfuric care conțin până la 70% H2SO4 sunt încălzite și fierte, numai vaporii de apă sunt eliberați în faza de vapori. Vaporii de acid sulfuric apar și deasupra soluțiilor mai concentrate. O soluție de 98,3% H2SO4 (amestec azeotrop) la fierbere (336,5 "C) este complet distilată. Acidul sulfuric care conține peste 98,3% H2SO4 eliberează vapori de SO3 când este încălzit.
Acidul sulfuric concentrat este un agent oxidant puternic. oxidează HI și HBr pentru a elibera halogeni. Când este încălzit, oxidează toate metalele, cu excepția metalelor Au și platină (cu excepția Pd). La rece, acidul sulfuric concentrat pasivează multe metale, inclusiv Pb, Cr, Ni, oțel și fontă. Acidul sulfuric diluat reacționează cu toate metalele (cu excepția Pb) precedând hidrogenul din seria de tensiune, de exemplu: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2.

Cum acidul puternic H2SO4 înlocuiește acizii mai slabi din sărurile lor, de ex. acid boric din borax:

Na2B4O7 + H2SO4 + 5 H2O = Na2SO4 + 4 H2BO3,

iar atunci când este încălzit, înlocuiește mai mulți acizi volatili, de exemplu:

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3.

Acid sulfuric elimină apa legată chimic din compușii organici care conțin grupări hidroxil- EL. Deshidratarea alcoolului etilic în prezența acidului sulfuric concentrat produce etilenă sau dietil eter. Carbonizarea zahărului, celulozei, amidonului și altor carbohidrați la contactul cu acidul sulfuric se datorează și deshidratării acestora. Ca acid dibazic, acidul sulfuric formează două tipuri de săruri: sulfați și hidrosulfați.

Punctul de îngheț al acidului sulfuric:
concentrație, %	temperatura de îngheț, „C
74,7	-20
76,4	-20
78,1	-20
79,5	-7,5
80,1	-8,5
81,5	-0,2
83,5	1,6
84,3	8,5
85,7	4,6
87,9	-9
90,4	-20
92,1	-35
95,6	-20

Materii prime pentru producerea acidului sulfuric

Materiile prime pentru producerea acidului sulfuric pot fi: sulf, pirita de sulf FeS2, gazele de eșapament din cuptoare pentru prăjirea oxidativă a minereurilor sulfurate de Zn, Cu, Pb și alte metale care conțin SO2. În Rusia, cantitatea principală de acid sulfuric este obținută din pirite de sulf. FeS2 este ars în cuptoare, unde este în stare de pat fluidizat. Acest lucru se realizează prin suflarea rapidă a aerului printr-un strat de pirită fin măcinată. Amestecul de gaz rezultat conține impurități SO2, O2, N2, SO3, vapori de H2O, As2O3, SiO2 și altele și poartă mult praf de cenuşă, din care gazele sunt purificate în precipitatoare electrice.

Metode de producere a acidului sulfuric

Acidul sulfuric se obține din SO2 în două moduri: azot (turn) și de contact.

Metoda nitrozei

Prelucrarea SO2 în acid sulfuric prin metoda azotoasă se realizează în turnuri de producție - rezervoare cilindrice (15 m sau mai mult în înălțime) umplute cu un ambalaj de inele ceramice. „Nitroză” este pulverizată de sus către fluxul de gaz - acid sulfuric diluat care conține acid nitrosil sulfuric NOOSO3H, obținut prin reacția:

N2O3 + 2 H2SO4 = 2 NOOSO3H + H2O.

Oxidarea SO2 de către oxizii de azot are loc în soluție după absorbția acestuia de către nitroză. Nitroza este hidrolizată de apă:

NOOSO3H + H2O = H2SO4 + HNO2.

Dioxidul de sulf care intră în turnuri formează acid sulfuros cu apa:

SO2 + H2O = H2SO3.

Interacțiunea dintre HNO2 și H2SO3 duce la producerea de acid sulfuric:

2 HNO2 + H2SO3 = H2SO4 + 2 NO + H2O.

NO eliberat este transformat în turnul de oxidare în N2O3 (mai precis, într-un amestec de NO + NO2). De acolo, gazele intră în turnuri de absorbție, unde acid sulfuric este furnizat de sus pentru a le întâlni. Se formează nitroză, care este pompată în turnurile de producție. Aceasta asigură continuitatea producției și circulației oxizilor de azot. Pierderile lor inevitabile cu gazele de eșapament sunt compensate prin adăugarea de HNO3.

Acidul sulfuric produs prin metoda azotoasă are o concentrație insuficient de mare și conține impurități nocive (de exemplu, As). Producția sa este însoțită de eliberarea de oxizi de azot în atmosferă („coada de vulpe”, numită după culoarea NO2).

Metoda de contact

Principiul metodei de contact pentru producerea acidului sulfuric a fost descoperit în 1831 de P. Philips (Marea Britanie). Primul catalizator a fost platina. La sfârşitul secolului al XIX-lea - începutul secolului al XX-lea. s-a descoperit accelerarea oxidării SO2 la SO3 de către anhidrida de vanadiu V2O5. Un rol deosebit de important în studierea acțiunii catalizatorilor de vanadiu și selecția lor l-au jucat studiile oamenilor de știință sovietici A. E. Adadurov, G. K. Boreskov, F. N. Yushkevich.

Instalațiile moderne de acid sulfuric sunt construite pentru a funcționa folosind metoda contactului. Ca bază de catalizator se folosesc oxizii de vanadiu cu aditivi SiO2, Al2O3, K2O, CaO, BaO în diferite proporții. Toate masele de contact de vanadiu își manifestă activitatea numai la o temperatură nu mai mică de ~420 "C. În aparatul de contact, gazul trece de obicei prin 4 sau 5 straturi de masă de contact. La producerea acidului sulfuric prin metoda de contact, gazul de prăjire. se purifică preliminar de impuritățile care otrăvesc catalizatorul.Aș, Se și praful rezidual se îndepărtează în turnuri de spălat irigate cu acid sulfuric.Din ceață se eliberează acid sulfuric (format din SO3 și H2O prezent în amestecul gazos) în precipitatoare electrostatice umede . Vaporii de H2O sunt absorbiți de acidul sulfuric concentrat în turnuri de uscare.Apoi amestecul de SO2 cu aer trece printr-un catalizator (masă de contact) și se oxidează la SO3:

SO2 + 1/2 O2 = SO3.

SO3 + H2O = H2SO4.

În funcție de cantitatea de apă care intră în proces, se obține o soluție de acid sulfuric în apă sau oleum.
Aproximativ 80% din H2SO4 din lume este acum produs prin această metodă.

Aplicarea acidului sulfuric

Acidul sulfuric poate fi folosit pentru purificarea produselor petroliere din compuși organici sulfurați, nesaturați.

În metalurgie, acidul sulfuric este folosit pentru îndepărtarea depunerilor de pe sârmă, precum și a foilor înainte de cositorire și galvanizare (diluată), pentru decaparea diverselor suprafete metaliceînainte de a le acoperi cu crom, cupru, nichel etc. Minereurile complexe (în special, uraniul) sunt de asemenea descompuse folosind acid sulfuric.

În sinteza organică, acidul sulfuric concentrat este o componentă necesară a amestecurilor de nitrare, precum și un agent de sulfonare în prepararea multor coloranți și substanțe medicinale.

Acidul sulfuric este utilizat pe scară largă pentru producerea de îngrășăminte, alcool etilic, fibre artificiale, caprolactamă, dioxid de titan, coloranți cu anilină și o serie de alți compuși chimici.

Acidul sulfuric uzat (deșeuri) este utilizat în industria chimică, metalurgică, prelucrarea lemnului și în alte industrii.Acidul sulfuric de baterii este utilizat în producția de surse de energie plumb-acid.

Proprietățile acidului sulfuric

Acidul sulfuric anhidru (monohidrat) este un lichid uleios greu care se amestecă cu apa în toate proporțiile, eliberând o cantitate mare de căldură. Densitatea la 0 °C este de 1,85 g/cm3. Se fierbe la 296 °C și se îngheață la - 10 °C. Acidul sulfuric este numit nu numai monohidrat, ci și soluții apoase ale acestuia (), precum și soluții de trioxid de sulf în monohidrat (), numit oleum. Oleum „fum” în aer datorită desorbției sale. Acidul sulfuric pur este incolor, în timp ce acidul sulfuric tehnic este colorat întuneric de impurități.

Proprietățile fizice ale acidului sulfuric, cum ar fi densitatea, temperatura de cristalizare, punctul de fierbere, depind de compoziția sa. În fig. Figura 1 prezintă o diagramă de cristalizare a sistemului. Maximele din acesta corespund compoziției compușilor sau prezența minimelor se explică prin faptul că temperatura de cristalizare a amestecurilor a două substanțe este mai mică decât temperatura de cristalizare a fiecăreia dintre ele.

Orez. 1

Acidul sulfuric 100% anhidru are o temperatură de cristalizare relativ ridicată de 10,7 °C. Pentru a reduce posibilitatea de congelare a unui produs comercial în timpul transportului și depozitării, concentrația de acid sulfuric tehnic este aleasă astfel încât să aibă suficientă temperatura scazuta cristalizare. Industria produce trei tipuri de acid sulfuric comercial.

Acidul sulfuric este foarte activ. Dizolvă oxizii metalici și majoritatea metalelor pure; înlocuiește temperatură ridicată toți ceilalți acizi provin din săruri. Acidul sulfuric se combină mai ales lacom cu apa datorită capacității sale de a forma hidrați. Preia apa de la alți acizi, de la hidrații cristalini de săruri și chiar de derivații de oxigen ai hidrocarburilor, care nu conțin apă ca atare, ci hidrogen și oxigen în combinația H:O = 2. lemn și alte țesuturi vegetale și animale care conțin celuloză, amidonul și zahărul sunt distruse în acid sulfuric concentrat; apa se leagă de acid și din țesut rămâne doar carbon fin dispersat. În acid diluat, celuloza și amidonul se descompun pentru a forma zaharuri. Dacă acidul sulfuric concentrat intră în contact cu pielea umană, provoacă arsuri.

Activitatea ridicată a acidului sulfuric, combinată cu costul relativ scăzut de producție, a predeterminat dimensiunea enormă și diversitatea extremă a aplicării acestuia (Fig. 2). Este greu de găsit o industrie în care acidul sulfuric sau produsele obținute din acesta să nu fie consumate în cantități variate.

Orez. 2

Cel mai mare consumator de acid sulfuric este producerea de îngrășăminte minerale: superfosfat, sulfat de amoniu etc. mulți acizi (de exemplu, fosforic, acetic, clorhidric) și săruri sunt produse în mare parte folosind acid sulfuric. Acidul sulfuric este utilizat pe scară largă în producția de metale neferoase și rare. În industria metalurgică, acidul sulfuric sau sărurile sale sunt folosite pentru decaparea produselor din oțel înainte de vopsire, cositorire, nichelare, cromare etc. Cantități semnificative de acid sulfuric sunt cheltuite pentru rafinarea produselor petroliere. Producerea unui număr de coloranți (pentru țesături), lacuri și vopsele (pentru clădiri și mașini), substanțe medicinale și unele materiale plastice implică și utilizarea acidului sulfuric. Folosind acid sulfuric, etilic și alți alcooli, unii eteri, sintetici detergenti, o gamă de pesticide pentru combaterea dăunătorilor AgriculturăȘi buruieni. Soluțiile diluate de acid sulfuric și sărurile sale sunt utilizate în producția de mătase artificială, în industria textila pentru prelucrarea fibrelor sau a țesăturilor înainte de vopsirea acestora, precum și în alte industrii ușoare. În industria alimentară, acidul sulfuric este folosit pentru a produce amidon, melasă și o serie de alte produse. Transportul utilizează baterii cu plumb acid sulfuric. Acidul sulfuric este folosit pentru uscarea gazelor și pentru concentrarea acizilor. În cele din urmă, acidul sulfuric este utilizat în procesele de nitrare și în producția majorității explozivilor.