(kyselina sírová, IUPAC - dihydrogénsíran, zastaraný názov - vitriolový olej)- zlúčenina síry so vzorcom H 2 SO 4. Bezfarebná olejovitá, veľmi viskózna a hygroskopická kvapalina. Kyselina sírová- jedna z najsilnejších anorganických kyselín a veľmi žieravá a nebezpečná. Táto kyselina tvorí dve série solí: sírany a hydrogénsírany, v ktorých sú v porovnaní s kyselinou sírovou jeden alebo dva atómy vodíka nahradené katiónmi kovov. Kyselina sírová je jednou z najdôležitejších technických látok na svete a je lídrom vo výrobe. Používa sa najmä vo forme vodných roztokov na výrobu hnojív a iných anorganických kyselín.
História
(alebo starý názov - vitriolový olej) je známy už od staroveku. Prvé zmienky o ňom možno nájsť v textoch alchymistu Džabir ibn Haiyan z 8. storočia. Možné metódy výroba je opísaná v spisoch Alberta Magnusa (1200-1280) a Basila Valentina (1600). Táto metóda je založená na tvorbe kyseliny s chalcanintom a kamencom. Zastaraný názov pochádza zo zastaraného názvu minerálov, z ktorých bol získaný - vitriol. Prvý vedecký výskum s použitím kyseliny sírovej uskutočnil Johann Rudolf Lauber. Uskutočnil reakciu medzi kyselinou sírovou a soľou a získal kyselinu chlorovodíkovú a soľ, ktorá bola po ňom pomenovaná - Glauberova soľ. Metódy, pri ktorých sa používali sírany, boli veľmi zložité a drahé. Na získanie veľkého množstva tejto látky v 18. storočí bol vyvinutý proces, ktorý využíval spaľovanie síry a dusičnanov v r. sklenené nádoby... Keďže sklenené nádoby boli veľmi krehké, prvú reakciu vykonal v roku 1746 John Roebuck v olovených nádobách. Kyselina sírová vytvorená metódou Johna Roebucka mala koncentráciu len 35-40%. Neskôr zdokonalenie metódy francúzskym chemikom Josephom Louisom Gay-Lussac a Angličanom Johnom Gloverom poskytlo látke výťažok 78% koncentrácie. Avšak podľa niektorých farbív a iných chemických látok vyžaduje koncentrovanejší produkt. V priebehu 18. storočia sa kyselina sírová vyrábala suchou destiláciou minerálov, procesom podobným pôvodným alchymistickým procesom. Pyrit (disulfid železa, FeS 2) sa zahrieval na vzduchu, aby sa získal síran železnatý, FeSO 4, ktorý sa ďalším zahrievaním oxiduje na síran železitý Fe 2 (SO 4) 3, ktorý sa rozkladá pri zahriatí na 480 ° C na oxid železitý a oxid sírový, ktoré možno použiť na získanie kyseliny sírovej v akejkoľvek koncentrácii. V roku 1831 si britský obchodník Peregrine Phillips patentoval kontaktný proces, ktorý bol oveľa ekonomickejší. Takmer všetka kyselina sírová na svete sa dnes vyrába touto metódou.
Byť v prírode
Zem
Voľná kyselina sírová je v prírode veľmi zriedkavá. V atmosfére vzniká z oxidu siričitého, ktorý vzniká spaľovaním látok s obsahom síry alebo sopečnými erupciami. Oxid siričitý sa oxiduje hydroxylovými radikálmi a kyslíkom za vzniku oxidu sírového, ktorý reaguje so vzdušnou vlhkosťou za vzniku kyseliny. V kyslom daždi pôsobí zriedene. Malé množstvá voľnej kyseliny sírovej možno nájsť aj v niektorých sopečných prameňoch nazývaných solfatary. Najväčšie množstvo kyseliny sírovej na svete obsahuje jazero v kráteri sopky Ijen v Indonézii. Na rozdiel od voľnej kyseliny sú jej soli, najmä sírany, v prírode oveľa bežnejšie. Existuje mnoho rôznych sulfátových minerálov. Z nich najznámejšie a najvýznamnejšie sú sadra (CaSO 4 · 2 H 2 O), baryt (BaSO 4), chalkantit (CuSO 4 · 5 H 2 O) a Glauberova soľ (Na 2 SO 4 · 10 H 2 O) .
Byť mimo zeme
Kyselina sírová sa nachádza mimo Zeme horné vrstvy atmosféra Venuše. Vzniká ako výsledok fotochemických reakcií oxidu siričitého a vody, ktoré tvoria kvapky 80-85% kyseliny. V hlbších vrstvách sa kyselina vplyvom vysokých teplôt opäť rozkladá na oxid siričitý a voda, ktorá opäť stúpa, môže vytvárať kyselinu sírovú. Infračervené spektrá Galilea ukazujú rôzne stupne absorpcie na Jupiterovom mesiaci, ktoré sa pripisujú jednému alebo viacerým typom hydrátov kyseliny sírovej.
Výroba
Surovinou na výrobu kyseliny sírovej je elementárna síra, ktorá sa získava v obrovských kýloch v ropných a plynových rafinériách zo sírovodíka procesom známym ako Clausov proces. Potom sa síra oxiduje na oxid siričitý:
Reakcia síry s kyslíkom
Ďalším zdrojom oxidu siričitého je tavenie rúd obsahujúcich síru. Príkladmi sú sulfidy medi, zinku a olova. Oxid siričitý vzniká pri výpale vzdušným kyslíkom.
Reakcia pri pražení sulfidu zinočnatéhoV roku 1999 sa v Európe spálilo asi 3 milióny ton pyritu na výrobu kyseliny sírovej. V Ázii je toto číslo vyššie, pretože jej zásoby sú väčšie. Pre krajiny chudobné na zdroje, ktoré nemajú ani sírne, ani sulfidové rudy, existuje Müller-Kuehne proces. Pri tomto procese vzniká oxid siričitý pri spaľovaní sadry a uhlia v peci. Tento proces sa môže stať ziskovým pridaním piesku a hliny do pece, aby sa ako vedľajší produkt vytvoril cement. Ďalšia výroba vyžaduje anhydrid kyseliny sírovej. Pri nízkych teplotách prebieha reakcia pomaly, pretože si vyžaduje pomerne zriedkavé trojité zrážky v plynnej fáze a pri vysokých teplotách sa rovnováha posúva smerom k rozkladu anhydridu kyseliny sírovej. Preto sú na uskutočnenie tejto reakcie potrebné katalyzátory. V začiatkoch sa používala platina, neskôr sa prešlo na anhydrid vanádu V 2 O 5 alebo vanadičnany alkalických kovov KVO 3.
Oxidácia oxidu siričitého na oxidOxid sírový sa okamžite zriedi vo vode: v dôsledku príliš prudkej počiatočnej reakcie sa pri kontakte s vodou vytvorí film hmly kyseliny sírovej, ktorý bráni ďalšej reakcii. Najprv sa zavedie do koncentrovanej kyseliny sírovej, tento roztok sa nazýva oleum. Oleum sa potom rozpustí vo vode za vzniku kyseliny sírovej.
Rozpustenie anhydritu sírového v koncentrovanej kyseline sírovej za vzniku kyseliny disulfátovej Rozpustenie kyseliny disulfátovej vo vodeV posledné roky výroba kyseliny sírovej vzrástla najmä v Číne, kým v r európske krajiny, výroba klesla.
Doma malé množstvá zriedenú kyselinu sírovú možno získať elektrolýzou roztoku síran meďnatý s olovenou anódou (napätie musí byť vyššie ako 2 V kvôli veľkému prepätiu vývinu kyslíka na oxid olovnatý, ktorý sa tvorí na povrchu anódy, maximálne však 5 V, aby nedošlo k prehriatiu).
Fyzikálne vlastnosti
Takmer všetka 99% kyselina sírová stráca počas varu SO 3 za vzniku 98,3% kyseliny. 98% kyselina je stabilná pri skladovaní a bežne sa označuje aj ako koncentrovaná kyselina. Iné koncentrácie sa používajú na iné účely. Údaje o rôznych koncentráciách:
Chemicky čistá kyselina sírová je ťažká, bezfarebná, olejovitá kvapalina. Spravidla predávajú 96,5 % vodný roztok s hustotou 1,84 g/cm 3 alebo takzvané „oleum“, teda roztok SO 3 v H 2 SO 4. Vo vode H 2 SO 4 sa veľmi dobre rozpúšťa (mieša sa s vodou). neobmedzené množstvá). V tomto prípade sa uvoľňuje teplo a roztok sa veľmi zahrieva (až do vriacej vody). Preto, keď sa ku koncentrovanej kyseline sírovej pridá voda, táto sa rozpráši v dôsledku rýchlej premeny vody na paru. Preto pri riedení koncentrovanej H 2 SO 4 je potrebné kyselinu prilievať do vody (a nie naopak!) tenkým prúdom za dôkladného miešania roztoku sklenenou tyčinkou. Koncentrovaná kyselina sírová ako čistá voda slabo vedie prúd v dôsledku nízkej disociácie, špecifická vodivosť 1,044 10 -2 S / cm
Chemické vlastnosti
Disociácia vo vodnom roztoku prebieha v niekoľkých fázach:
Prvá etapa disociácie; K2 = 2,4 x 6. október (silná kyselina)Táto hodnota kyslosti sa berie ako základ pre stanovenie superkyselín.
Druhá fáza disociácie; K1 = 1,0 x 10-2Kyselina sírová ničí aj mnohé organické látky, najmä sacharidy – drevo, papier, bavlnené tkaniny, cukor a pod. Zničenie týchto látok sa vysvetľuje tým, že koncentrovaná kyselina sírová im odoberá vodík a kyslík vo forme vody a uhlík zostáva vo forme pórovitého uhlia. Pôsobením zriedenej kyseliny sírovej na kovy, ktoré sa v elektrochemickom rade aktivity kovu nachádzajú vľavo od vodíka, sa uvoľňuje vodík. Koncentrovaná kyselina sírová má silný oxidačný účinok a je schopná po zahriatí reagovať aj s ušľachtilými kovmi ako je meď, ortuť a striebro, hoci neinteraguje so železom. Preto sa na prepravu koncentrovanej kyseliny sírovej používajú železné cisterny.
Reakcia medi s koncentrovanou kyselinou sírovouAplikácia
Kyselina sírová je veľmi dôležitá komodita chemický priemysel a je indikátorom jeho priemyselnej kapacity. Svetová produkcia v roku 2004 bola približne 180 miliónov ton s týmto geografickým rozložením: Ázia 35 %, Severná Amerika 24 %, Afrika 11 %, západná Európa 10%, Východná Európa a Rusko 10 %, Austrália a Oceánia 7 %, Južná Amerika 7 %. Väčšina vyrobenej kyseliny (~ 60%) sa minie na výrobu hnojív, superfosfátu, fosforečnanu amónneho, síranov, síranu amónneho. Asi 20% sa používa v chemickom priemysle na výrobu čistiace prostriedky, syntetické živice, farbivá, liečivá, insekticídy, nemrznúce zmesi, ako aj pre rôzne technické procesy. Asi 6% sa používa na výrobu pigmentov, farieb, emailov, tlačiarenských farieb. Používa sa aj ako odvlhčovač plynu.
Elektrolyt
Kyselina sírová pôsobí ako elektrolyt v olovených batériách:
Na anóde:
Pb + 3 SO2-4 ⇌ PbSO 4 + 2 e -
Na katóde:
PbO 2 + 4 H + + SO2-4 + 2 e - ⇌ PbSO 4 + 2 H 2 O
Pb + PbO 2 + 4 H + + 2 SO2-4 ⇌ 2 PbSO 4 + 2 H 2 O
Katalyzátor
Kyselina sírová sa používa aj na iné účely v chemickom priemysle. Napríklad je to kyslý katalyzátor na premenu cyklohexanónoxy na kaprolaktám, ktorý sa používa na výrobu nylonu. Používa sa na výrobu kyseliny chlorovodíkovej zo soli. Kyselina sírová sa používa v priemysle rafinácie ropy ako katalyzátor na reakciu izobutánu a izobutylénu, na tvorbu izooktánu, zlúčeniny, ktorá má referenčné oktánové číslo a je vhodná na výrobu vysokooktánového benzínu bez prísad obsahujúcich kov.
Bezpečnosť
Kyselina sírová je žieravá, hoci v dôsledku jej značnej viskozity môže dôjsť k popáleniu v čase dostatočnom na zmytie kyseliny, ktorá sa dostala na pokožku. V tomto zmysle sú nebezpečnejšie oleum a kyselina chlórsulfónová, ktoré môžu rýchlo spôsobiť ťažké popáleniny. Z hľadiska korozívnych vlastností je menej nebezpečný ako soľ resp kyselina dusičná pretože je menej prchavé a pri bežných teplotách málo aktívne oxidačné činidlo. Najnebezpečnejší je kontakt s otvorenými sliznicami. Pri pokuse o zriedenie koncentrovanej kyseliny pridaním vody do očí môže dôjsť k zasiahnutiu očí (priame porušenie pravidiel pre zaobchádzanie s koncentrovanou kyselinou sírovou), pričom voda vrie a špliecha kyselinou. Postihnuté oblasti sa umyjú veľké množstvo voda a 5% roztok sódy bikarbóny.
Súvisiace obrázky
Kyseliny sú chemické zlúčeniny pozostávajúce z atómov vodíka a kyslých zvyškov, napríklad SO4, SO3, PO4 atď. Sú anorganické a organické. Medzi prvé patrí kyselina chlorovodíková, fosforečná, sulfidová, dusičná, sírová. Do druhej - octová, palmitová, mravčia, stearová atď.
Čo je kyselina sírová
Táto kyselina pozostáva z dvoch atómov vodíka a kyslého zvyšku SO4. Má vzorec H2SO4.
Kyselina sírová alebo, ako sa tiež nazýva, síran, sa týka anorganických dikyselín obsahujúcich kyslík. Táto látka je považovaná za jednu z najagresívnejších a chemicky aktívnych. Vo väčšine chemických reakcií pôsobí ako oxidačné činidlo. Táto kyselina môže byť použitá v koncentrovanej alebo zriedenej forme, v týchto dvoch prípadoch je mierne odlišná Chemické vlastnosti.
Fyzikálne vlastnosti
Kyselina sírová v normálnych podmienkach má tekuté skupenstvo, jeho bod varu je asi 279,6 stupňov Celzia, bod tuhnutia, keď sa mení na tuhé kryštály, je na sto percent asi -10 stupňov a na 95 percent asi -20.
Čistá stopercentná síranová kyselina je olejovitá tekutá látka bez zápachu a farby, ktorá má takmer dvojnásobnú hustotu ako voda – 1840 kg/m3.
Chemické vlastnosti sulfátovej kyseliny
Kyselina sírová reaguje s kovmi, ich oxidmi, hydroxidmi a soľami. Zriedený vodou v rôznych pomeroch sa môže správať rôznymi spôsobmi, preto podrobnejšie zvážime vlastnosti koncentrovaného a slabého roztoku kyseliny sírovej oddelene.
Koncentrovaný roztok kyseliny sírovej
Koncentrovaný roztok je roztok, ktorý obsahuje od 90 percent kyseliny síranovej. Takýto roztok kyseliny sírovej je schopný reagovať aj s nízkoaktívnymi kovmi, ako aj s nekovmi, hydroxidmi, oxidmi a soľami. Vlastnosti takého roztoku kyseliny síranovej sú podobné vlastnostiam koncentrovanej kyseliny dusičnanovej.
Interakcia s kovmi
Pri chemickej reakcii koncentrovaného roztoku kyseliny síranovej s kovmi umiestnenými napravo od vodíka v elektrochemickej sérii kovových napätí (teda s nie najaktívnejšími) vznikajú také látky: síran kovu, s ktorým sa interaguje, voda a oxid siričitý. Medzi kovy, ako výsledok interakcie, s ktorými sa tvoria uvedené látky, patrí meď (cuprum), ortuť, bizmut, striebro (argentum), platina a zlato (aurum).
Interakcia s neaktívnymi kovmi
S kovmi, ktoré sú v sérii napätí naľavo od vodíka, sa koncentrovaná kyselina sírová správa trochu inak. V dôsledku takejto chemickej reakcie vznikajú tieto látky: síran určitého kovu, sírovodík alebo čistá síra a voda. Medzi kovy, s ktorými prebieha podobná reakcia, patrí aj železo (ferum), horčík, mangán, berýlium, lítium, bárium, vápnik a všetky ostatné, ktoré sú v sérii napätí vľavo od vodíka, okrem hliníka, chrómu, nikel a titán - s nimi koncentrovaná síranová kyselina neinteraguje.
Interakcia s nekovmi
Táto látka je silným oxidačným činidlom, preto je schopná podieľať sa na redoxných chemických reakciách s nekovmi, ako je napríklad uhlík (uhlík) a síra. V dôsledku takýchto reakcií sa nevyhnutne uvoľňuje voda. Keď sa táto látka pridá k uhlíku, uvoľňuje sa aj oxid uhličitý a oxid siričitý. A ak k síre pridáme kyselinu, dostaneme len oxid siričitý a vodu. Pri takejto chemickej reakcii pôsobí síranová kyselina ako oxidačné činidlo.
Interakcia s organickými látkami
Karbonizáciu možno rozlíšiť medzi reakciami kyseliny sírovej s organickými látkami. Tento proces nastáva, keď sa daná látka zrazí s papierom, cukrom, vláknami, drevom atď. V tomto prípade sa uhlík v každom prípade uvoľňuje. Uhlík vytvorený počas reakcie môže čiastočne reagovať s nadbytkom kyseliny sírovej. Fotografia ukazuje reakciu cukru s roztokom síranovej kyseliny strednej koncentrácie.
Reakcie so soľami
Koncentrovaný roztok H2SO4 tiež reaguje so suchými soľami. V tomto prípade nastáva štandardná výmenná reakcia, pri ktorej vzniká síran kovu, ktorý bol prítomný v štruktúre soli, a kyselina so zvyškom, ktorý bol v zložení soli. Koncentrovaná kyselina sírová však nereaguje s roztokmi solí.
Interakcia s inými látkami
Táto látka môže tiež vstúpiť do reakcií s oxidmi kovov a ich hydroxidmi, v týchto prípadoch dochádza k výmenným reakciám, v prvom sa uvoľňuje síran kovu a voda, v druhom - to isté.
Chemické vlastnosti slabého roztoku kyseliny síranovej
Zriedená kyselina sírová reaguje s mnohými látkami a má rovnaké vlastnosti ako všetky kyseliny. Na rozdiel od koncentrovaného interaguje iba s aktívnymi kovmi, to znamená s tými, ktoré sú naľavo od vodíka v sérii napätí. V tomto prípade nastáva rovnaká substitučná reakcia ako v prípade akejkoľvek kyseliny. Takto vzniká vodík. Takýto roztok kyseliny tiež interaguje s roztokmi solí, v dôsledku čoho dochádza k výmennej reakcii, ktorá už bola diskutovaná vyššie, s oxidmi - rovnako ako koncentrované, s hydroxidmi - rovnakým spôsobom. Okrem obyčajných síranov existujú aj hydrosírany, ktoré sú produktom interakcie hydroxidu a kyseliny sírovej.
Ako zistiť, či roztok obsahuje kyselinu sírovú alebo sírany
Na určenie, či sú tieto látky prítomné v roztoku, sa používa špeciálna kvalitatívna reakcia pre síranové ióny, ktorá vám umožňuje zistiť. Spočíva v pridávaní bária alebo jeho zlúčenín do roztoku. V dôsledku toho sa môže vytvoriť zrazenina. biely(síran bárnatý), čo naznačuje prítomnosť síranov alebo kyseliny sírovej.
Ako sa ťaží kyselina sírová
Najrozšírenejším spôsobom priemyselnej výroby tejto látky je jej extrakcia z pyritu železa. Tento proces prebieha v troch etapách, pričom v každej z nich je určitá chemická reakcia... Zvážme ich. Najprv sa do pyritu pridá kyslík, v dôsledku čoho sa vytvorí oxid železitý a oxid siričitý, ktorý sa používa na ďalšie reakcie. Táto interakcia prebieha pri vysokých teplotách. Potom nasleduje stupeň, v ktorom sa oxid sírový získava pridaním kyslíka v prítomnosti katalyzátora, ktorým je oxid vanádu. Teraz, v poslednom štádiu, sa k výslednej látke pridá voda, čím sa získajú síranové kyseliny. Toto je najbežnejší proces priemyselnej výroby kyseliny síranovej, používa sa najčastejšie, pretože pyrit je cenovo najdostupnejšia surovina vhodná na syntézu látky opísanej v tomto článku. Kyselina sírová získaná týmto procesom sa používa v rôznych oblastiach priemysel - tak v chemickom, ako aj v mnohých iných, napríklad pri rafinácii ropy, úprave rúd atď. Jeho použitie sa často predpokladá aj v technológii výroby mnohých syntetických vlákien.
Kyselina sírová H2S04, molárna hmotnosť 98,082; bezfarebný, mastný, bez zápachu. Veľmi silná dvojsýtna kyselina, pri 18 ° С p K a 1 - 2,8, K2 1,2. 10-2, pK a 2 1,92; dĺžky väzieb v S = O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, uhol HOSOH 104 °, OSO 119 °; vrie za rozkladu, pričom vzniká (98,3 % H 2 SO 4 a 1,7 % H 2 O s teplotou varu 338,8 ° C; pozri tiež tabuľku 1). Kyselina sírová, čo zodpovedá 100% obsahu H2SO4, má zloženie (%): H2S04 99,5%, HSO4 - 0,18%, H3S04 + 0,14%, H30 + 0, 09%, H 2S207 0,04 %, HS207 0,05 %. Mieša sa s SO 3 vo všetkých pomeroch. Vo vodných roztokoch kyselina sírová takmer úplne disociuje na H +, HSO 4 - a SO 4 2-. Tvorí H 2 SO 4 · n H20, kde n= 1, 2, 3, 4 a 6,5.
roztoky SO 3 v kyseline sírovej sa nazývajú oleum, tvoria dve zlúčeniny H 2 SO 4 · SO 3 a H 2 SO 4 · 2SO 3. Oleum obsahuje aj kyselinu pyrosírovú, ktorá sa získava reakciou: H 2 SO 4 + SO 3 = H 2 S 2 O 7.
Výroba kyseliny sírovej
Suroviny na získanie kyselina sírová slúžia: S, sulfidy kovov, H 2 S, odpadové tepelné elektrárne, sírany Fe, Ca atď. Hlavné fázy výroby kyselina sírová: 1) suroviny so získavaním SO2; 2) S02 na S03 (konverzia); 3) TAK 3. Priemysel používa dva spôsoby získavania kyselina sírová, líšiace sa spôsobom oxidácie SO 2 - kontakt s použitím pevných katalyzátorov (kontaktov) a dusný - s oxidmi dusíka. Obdržať kyselina sírová vanádiové katalyzátory sa v moderných továrňach používajú kontaktnou metódou, pričom vytláčajú oxidy Pt a Fe. Čistý V 2 O 5 má slabú katalytickú aktivitu, ktorá sa prudko zvyšuje v prítomnosti alkalických kovov, pričom najväčší vplyv majú soli K. Podporná úloha alkalických kovov je spôsobená tvorbou pyrosulfovanadátov s nízkou teplotou topenia (3K 2S207V205, 2K2S207 · V205 a K2S207 · V205, rozkladajúce sa na 315-330, 365-380 a 400-405 °C). Aktívna zložka je za podmienok katalýzy v roztavenom stave.
Oxidačná schéma S02 na S03 môže byť znázornená nasledovne:
V prvom stupni sa dosiahne rovnováha, druhý stupeň je pomalý a určuje rýchlosť procesu.
Výroba kyselina sírová zo síry metódou dvojitého kontaktu a dvojitej absorpcie (obr. 1) pozostáva z nasledujúcich etáp. Vzduch po vyčistení od prachu je privádzaný plynovým dúchadlom do sušiacej veže, kde je odvlhčený s 93-98% kyselina sírová na obsah vlhkosti 0,01 % obj. Vysušený vzduch vstupuje do sírovej pece po predhriatí v jednom z výmenníkov tepla kontaktnej jednotky. Síra dodávaná dýzami sa spaľuje v peci: S + О 2 = SO 2 + 297,028 kJ. Plyn s obsahom 10-14 % obj. SO 2 sa ochladzuje v bojleri a po zriedení vzduchom na obsah SO 2 9-10 % obj. pri 420 °C vstupuje do kontaktného aparátu pre prvý stupeň premeny, ktorý prebieha na troch katalyzátorových lôžkach (SO 2 + V 2 O 2 = SO 3 + 96,296 kJ), po ktorých sa plyn ochladzuje vo výmenníkoch tepla. Potom plyn obsahujúci 8,5-9,5% SO 3 pri 200 °C vstupuje do prvého stupňa absorpcie do absorbéra, je zavlažovaný a 98% kyselina sírová: SO3 + H20 = H2S04 + 130,56 kJ. Potom sa plyn očistí od postriekania kyselina sírová, ohrieva sa na 420 °C a vstupuje do druhého stupňa konverzie, ktorý prebieha na dvoch lôžkach katalyzátora. Pred druhým stupňom absorpcie je plyn ochladený v ekonomizéri a privádzaný do absorbéra druhého stupňa, zavlažovaný 98% kyselina sírová a potom, po očistení od postriekania, sa uvoľní do atmosféry.
1 - sírová pec; 2 - kotol na odpadové teplo; 3 - ekonomizér; 4 - štartovacia pec; 5, 6 - výmenníky tepla štartovacej pece; 7 - kontaktné zariadenie; 8 - výmenníky tepla; 9 - absorbér olea; 10 - sušiaca veža; 11 a 12, v tomto poradí, prvý a druhý absorbér monohydrátu; 13 - zberače kyselín.
1 - podávač diskov; 2 - rúra; 3 - kotol na odpadové teplo; 4 - cyklóny; 5 - elektrostatické odlučovače; 6 - umývacie veže; 7 - mokré elektrostatické odlučovače; 8 - fúkacia veža; 9 - sušiaca veža; 10 - lapač postreku; 11 - prvý absorbér monohydrátu; 12 - výmenníky tepla; 13 - kontaktné zariadenie; 14 - absorbér olea; 15 - druhý absorbér monohydrátu; 16 - chladničky; 17 - zbierky.
1 - denitračná veža; 2, 3 - prvá a druhá výrobná veža; 4 - oxidačná veža; 5, 6, 7 - absorpčné veže; 8 - elektrostatické odlučovače.
Výroba kyselina sírová zo sulfidov kovov (obr. 2) je oveľa komplikovanejšia a pozostáva z nasledujúcich operácií. Praženie FeS 2 sa uskutočňuje vo fluidnej peci na prúde vzduchu: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + 13476 kJ. Spaľovací plyn s obsahom S02 13-14% s teplotou 900°C vstupuje do kotla, kde sa ochladí na 450°C. Odstraňovanie prachu sa vykonáva v cyklóne a elektrostatickom odlučovači. Potom plyn prechádza cez dve pracie veže, zavlažované 40% a 10% kyselina sírová... V tomto prípade sa plyn nakoniec očistí od prachu, fluóru a arzénu. Na čistenie plynu z aerosólu kyselina sírová V premývacích vežiach vznikajú dva stupne mokrých elektrostatických odlučovačov. Po vysušení v sušiacej veži, pred ktorou je plyn zriedený na obsah 9 % SO 2, sa plyn fúkaním privádza do prvého konverzného stupňa (3 lôžka katalyzátora). Vo výmenníkoch tepla sa plyn zohrieva až na 420 °C v dôsledku tepla plynu pochádzajúceho z prvého stupňa premeny. SO 2, oxidovaný z 92-95% v SO 3, prechádza do prvého stupňa absorpcie v absorbéroch olea a monohydrátov, kde sa uvoľňuje z SO 3. Ďalej plyn s obsahom S02 ~ 0,5 % vstupuje do druhého stupňa konverzie, ktorý prebieha na jednom alebo dvoch lôžkach katalyzátora. Plyn je predbežne ohrievaný v ďalšej skupine výmenníkov tepla na 420 °C vplyvom tepla plynov prichádzajúceho z druhého stupňa katalýzy. Po oddelení S03 v druhom absorpčnom stupni je plyn vypustený do atmosféry.
Stupeň premeny SO 2 na SO 3 pri kontaktnej metóde je 99,7 %, stupeň absorpcie SO 3 je 99,97 %. Výroba kyselina sírová uskutočnené v jednom stupni katalýzy, pričom stupeň konverzie S02 na S03 nepresahuje 98,5 %. Pred vypustením do atmosféry sa plyn čistí od zvyšného SO 2 (pozri). Výkon moderné inštalácie 1500-3100 t/den
Podstata nitróznej metódy (obr. 3) spočíva v tom, že spaľovací plyn sa po ochladení a vyčistení od prachu upraví nitrózou tzv. kyselina sírová, v ktorom sú rozpustené oxidy dusíka. SO 2 je absorbovaný nitrózou a potom oxidovaný: SO 2 + N 2 O 3 + H 2 O = H 2 SO 4 + NO. Výsledný NO je slabo rozpustný v nitróze a uvoľňuje sa z nej a potom čiastočne oxiduje kyslíkom v plynnej fáze na NO 2. Zmes NO a NO 2 sa reabsorbuje kyselina sírová atď. Oxidy dusíka sa v procese dusíka nespotrebúvajú a v dôsledku ich neúplnej absorpcie sa vracajú do výrobného cyklu kyselina sírová sú čiastočne unášané odpadovými plynmi. Výhody nitróznej metódy: jednoduchosť konštrukcie hardvéru, nižšia cena (o 10-15% nižšia ako kontaktná), možnosť 100% spracovania SO 2.
Vybavenie vežového nitrózneho procesu nie je zložité: SO 2 sa spracováva v 7-8 vyložených vežiach s keramickou náplňou, jedna z veží (dutá) má nastaviteľný oxidačný objem. Veže majú zberače kyseliny, chladničky, čerpadlá, ktoré dodávajú kyselinu tlakové nádoby nad vežami. Pred poslednými dvoma vežami je nainštalovaný zadný ventilátor. Na čistenie plynu z aerosólu kyselina sírová slúži ako elektrostatický odlučovač. Oxidy dusíka potrebné pre proces sa získavajú z HNO 3. Pre zníženie emisií oxidov dusíka do ovzdušia a 100 % recykláciu SO 2 je medzi výrobnou a absorpčnou zónou zavedený bezdusíkový recyklačný cyklus SO 2 v kombinácii s vodno-kyslým spôsobom hĺbkového zachytávania oxidov dusíka. Nevýhodou nitróznej metódy je nízka kvalita produktu: koncentrácia kyselina sírová 75%, prítomnosť oxidov dusíka, Fe a iných nečistôt.
Na zníženie možnosti kryštalizácie kyselina sírová počas prepravy a skladovania sa stanovujú normy pre komerčné odrody kyselina sírová, ktorej koncentrácia zodpovedá najviac nízke teploty kryštalizácia. Obsah kyselina sírová v technické stupne(%): veža (dusík) 75, kontakt 92,5-98,0, oleum 104,5, vysokopercentné oleum 114,6, batéria 92-94. Kyselina sírová skladované v oceľových nádržiach s objemom do 5000 m 3, ich celková skladovacia kapacita je dimenzovaná na desaťdňovú výrobu. Oleum a kyselina sírová prepravované v oceľových cisternových vozňoch. Koncentrovaný a dobíjateľný kyselina sírová prepravované v kyselinovzdorných oceľových nádržiach. Nádrže na prepravu olea sú pred naliatím olea pokryté tepelnou izoláciou a vyhrievané.
Definujte kyselina sírová kolorimetricky a fotometricky, vo forme suspenzie BaSO 4 - fototurbidimetrická, ako aj coulometrická metóda.
Použitie kyseliny sírovej
Pri výrobe sa používa kyselina sírová minerálne hnojivá ako elektrolyt v olovené batérie na získavanie rôznych minerálnych kyselín a solí, chemických vlákien, farbív, látky vytvárajúce dym a výbušniny, v ropnom, kovospracujúcom, textilnom, kožiarskom a iných odvetviach. Používa sa v priemyselnej organickej syntéze pri dehydratačných reakciách (získanie dietyléteru, estery), hydratácia (etanol z etylénu), sulfonácia (a medziprodukty pri výrobe farbív), alkylácia (získanie izooktánu, polyetylénglykolu, kaprolaktámu) atď. kyselina sírová- výroba minerálnych hnojív. Na 1 tonu fosforečných hnojív P 2 O 5 sa spotrebuje 2,2 – 3,4 t kyselina sírová a na 1 t (NH4)2S04 - 0,75 t kyselina sírová... Preto sa snažia budovať závody na výrobu kyseliny sírovej v spojení so závodmi na výrobu minerálnych hnojív. Svetová produkcia kyselina sírová v roku 1987 dosiahol 152 miliónov ton.
Kyselina sírová a oleum - mimoriadne agresívne látky, ktoré postihujú dýchacie cesty, kožu, sliznice, spôsobujú ťažkosti s dýchaním, kašeľ, často - laryngitída, tracheitída, bronchitída atď. Maximálny limit koncentrácie aerosólu kyseliny sírovej vo vzduchu pracovisko 1,0 mg / m 3, v atmosfére 0,3 mg / m 3 (maximálne jednorazovo) a 0,1 mg / m 3 (denný priemer). Úžasná koncentrácia pár kyselina sírová 0,008 mg / l (expozícia 60 min), smrteľná 0,18 mg / l (60 min). Trieda nebezpečnosti 2. Aerosól kyselina sírová sa môže tvoriť v atmosfére v dôsledku emisií z chemického a hutníckeho priemyslu s obsahom oxidov S a vypadávať vo forme kyslých dažďov.
V meste Revda zišlo z koľajníc 15 vagónov s kyselinou sírovou. Náklad patril sredneuralskej medenej huti.
Mimoriadna situácia sa stala na rezortných železniciach v roku 2013. Kyselina sa rozliala na ploche 1000 kilometrov štvorcových.
To naznačuje rozsah potreby činidla zo strany priemyselníkov. V stredoveku boli napríklad potrebné len desiatky litrov kyseliny sírovej ročne.
V 21. storočí je svetová produkcia hmoty ročne v desiatkach miliónov ton. Rozvoj chemického priemyslu krajín sa posudzuje podľa objemu výroby a aplikácie. Takže činidlo si zaslúži pozornosť. Opis začíname vlastnosťami látky.
Vlastnosti kyseliny sírovej
Navonok 100 percent kyselina sírová- olejovitá kvapalina. Je bezfarebný a ťažký, extrémne hygroskopický.
To znamená, že látka absorbuje vodnú paru z atmosféry. Zároveň kyselina vytvára teplo.
Preto sa voda pridáva do koncentrovanej formy látky v malých dávkach. Nalejte veľa a rýchlo, budú lietať striekance kyseliny.
Vzhľadom na jeho vlastnosť korodovať hmotu, vrátane živých tkanív, je situácia nebezpečná.
Koncentrovaná kyselina sírová sa nazýva roztok, v ktorom je činidlo viac ako 40%. Takýto je schopný rozpustiť,.
Roztok kyseliny sírovej do 40% - nekoncentrovaný, chemicky sa prejavuje rôzne. Môžete do nej dostatočne rýchlo pridať vodu.
Paládium c sa nerozpustí, ale bude sa rozkladať a. Ale všetky tri kovy nepodliehajú kyslému koncentrátu.
Ak sa pozriete, kyselina sírová v roztoku reaguje s aktívnymi kovmi až na vodík.
Nasýtená látka tiež interaguje s neaktívnymi. Výnimkou sú drahé kovy. Prečo sa koncentrát „nedotýka“ železa a medi?
Dôvodom je ich pasivácia. Toto je názov procesu pokovovania ochranný film oxidy.
Je to ona, ktorá zabraňuje rozpúšťaniu povrchov, avšak len za normálnych podmienok. Pri zahrievaní je možná reakcia.
Zriedená kyselina sírová vyzerá skôr ako voda ako olej. Koncentrát sa však odlišuje nielen svojou viskozitou a hustotou, ale aj dymom vychádzajúcim z látky vo vzduchu.
Bohužiaľ, Mŕtve jazero na Sicílii má menej ako 40% obsah kyselín. Autor: vonkajší vzhľad o nádrži nemožno povedať, že je nebezpečná.
Z dna však vyteká nebezpečné činidlo, ktoré sa tvorí v skalách. kôra... Surovina môže slúžiť napr.
Tento minerál sa tiež nazýva sírový. Pri kontakte so vzduchom a vodou sa rozkladá na 2 a 3 valenčné železo.
Druhým reakčným produktom je kyselina sírová. Vzorec hrdinky, resp.: - H2SO3. Neexistuje žiadna špecifická farba alebo vôňa.
Tým, že ľudia na pár minút nevedomky ponoria ruku do vôd sicílskeho jazera smrti, prídu oň.
Vzhľadom na korozívnu kapacitu nádrže do nej miestni zločinci začali vyhadzovať mŕtvoly. Pár dní a po organickej hmote niet ani stopy.
Produktom reakcie kyseliny sírovej s organickou hmotou je často. Činidlo oddeľuje vodu od organických látok. Zostáva uhlík.
Výsledkom je, že palivo možno získať zo „surového“ dreva. Ľudské tkanivo nie je výnimkou. Ale toto je už zápletka pre horor.
Kvalita paliva získaného zo spracovanej organickej hmoty je nízka. Kyselina v reakcii je oxidačným činidlom, hoci môže byť aj redukčným činidlom.
V druhej úlohe látka pôsobí napríklad interakciou s halogénmi. Ide o prvky 17. skupiny periodickej tabuľky.
Všetky tieto látky nie sú samy osebe silnými redukčnými činidlami. Ak ich kyselina spĺňa, pôsobí len ako oxidačné činidlo.
Príklad: - reakcia so sírovodíkom. A aké reakcie poskytujú samotnú kyselinu sírovú, ako sa extrahuje a vyrába?
Extrakcia kyseliny sírovej
V minulých storočiach sa činidlo ťažilo nielen zo železnej rudy nazývanej pyrit, ale aj zo síranu železnatého, ako aj kamenca.
Posledný koncept v sebe skrýva kryštálové hydráty síranov, dvojité.
V zásade sú všetky uvedené minerály surovinami obsahujúcimi síru, preto ich možno použiť na produkcia kyseliny sírovej a v modernej dobe.
Minerálny základ môže byť rôzny, ale výsledok jeho spracovania je rovnaký - anhydrit sírový so vzorcom SO 2. Vzniká reakciou s kyslíkom. Ukazuje sa, že musíte spáliť základňu.
Výsledný anhydrit je absorbovaný vodou. Reakčný vzorec je nasledujúci: SO 2 + 1 / 2O 2 + H 2) -aH 2 SO 4. Ako vidíte, do procesu je zapojený kyslík.
Za normálnych podmienok s ním oxid siričitý reaguje pomaly. Priemyselníci preto oxidujú suroviny na katalyzátoroch.
Metóda sa nazýva kontakt. Existuje aj dusíkatý prístup. Ide o oxidáciu oxidmi.
Prvá zmienka o činidle a jeho extrakcii obsahuje prácu z roku 940.
Toto sú záznamy jedného z perzských alchymistov menom Abubeker al-Razi. Džafar al-Sufi však hovoril aj o kyslých plynoch získaných kalcináciou kamenca.
Tento arabský alchymista žil už v 8. storočí. Súdiac však podľa záznamov, v čistej forme Kyselinu sírovú som nedostal.
Použitie kyseliny sírovej
Viac ako 40% kyseliny sa používa na výrobu minerálnych hnojív. Používa sa superfosfát, síran amónny, ammofos.
Všetko sú to komplexné hnojenia, na ktoré vsádzajú farmári a veľkovýrobcovia.
Monohydrát sa pridáva do hnojív. Je čistá, 100 percentná kyselina. Kryštalizuje už pri 10 stupňoch Celzia.
Ak sa použije roztok, vezmite 65%. Ten sa napríklad pridáva do superfosfátu získaného z minerálu.
Na výrobu len jednej tony hnojiva je potrebných 600 kilogramov kyslého koncentrátu.
Asi 30 % kyseliny sírovej sa spotrebuje na čistenie uhľovodíkov. Činidlo zlepšuje kvalitu mazacích olejov, petroleja, parafínu.
Susedia s nimi minerálne oleje a tuky. Čistia sa tiež sírovým koncentrátom.
Schopnosť činidla rozpúšťať kovy sa využíva pri spracovaní rúd. Ich rozklad je rovnako lacný ako samotná kyselina.
Bez rozpúšťania železa sa nerozpúšťa a obsahuje ho. To znamená, že môžete použiť zariadenie vyrobené z neho, a nie drahé.
Vhodný je aj lacný vyrobený aj na báze ferrum. Pokiaľ ide o rozpustné kovy extrahované kyselinou sírovou, môžete získať,
Schopnosť kyseliny absorbovať vodu z atmosféry robí z činidla vynikajúce desikant.
Ak je vzduch vystavený 95% roztoku, zvyšková vlhkosť je len 0,003 miligramu vodnej pary na liter vysušeného plynu. Metóda sa používa v laboratóriách a v priemyselnej výrobe.
Stojí za zmienku úloha nielen čistá substancia ale aj jeho zlúčeniny. Hodia sa hlavne v medicíne.
Báriová kaša napríklad inhibuje röntgenové žiarenie. Lekári naplnia duté orgány látkou, čo uľahčí rádiografom vyšetrenie. Vzorec báryovej kaše: - BaSO 4.
Prírodné, mimochodom, obsahuje aj kyselinu sírovú a potrebujú ho aj lekári, ale už pri fixácii zlomenín.
Minerál je potrebný aj pre staviteľov, ktorí ho používajú ako spojivo, spojovací materiál, ako aj na dekoratívnu úpravu.
Cena kyseliny sírovej
cena k činidlu je jedným z dôvodov jeho popularity. Kilogram technickej kyseliny sírovej je možné zakúpiť len za 7 rubľov.
Toľko žiadajú napríklad manažéri jedného z podnikov v Rostove na Done za svoje produkty. Naliate do plechoviek s hmotnosťou 37 kg.
Toto je štandardná veľkosť nádoby. Existujú aj plechovky s hmotnosťou 35 a 36 kilogramov.
Kúpte si kyselinu sírovúšpecializovaný plán, napríklad batéria, je o niečo drahší.
Za 36-kilogramovú nádobu si spravidla pýtajú 2 000 rubľov. Tu je mimochodom ďalšia oblasť použitia činidla.
Nie je žiadnym tajomstvom, že kyselina zriedená destilovanou vodou je elektrolyt. Je potrebný nielen pre klasické batérie, ale aj pre strojové batérie.
Vypúšťajú sa, pretože sa spotrebúva kyselina sírová, zatiaľ čo sa uvoľňuje ľahšia voda. Hustota elektrolytu klesá, a tým aj jeho účinnosť.
DEFINÍCIA
Bezvodý kyselina sírová je ťažká, viskózna kvapalina, ktorá sa ľahko mieša s vodou v akomkoľvek pomere: interakcia sa vyznačuje extrémne vysokým exotermickým účinkom (~ 880 kJ / mol s nekonečným riedením) a môže viesť k explozívnemu varu a striekaniu zmesi, ak sa pridá voda na kyselinu; preto je také dôležité vždy používať opačné poradie pri príprave roztokov a pomaly a za miešania pridávajte do vody kyselinu.
Niektoré fyzikálne vlastnosti kyseliny sírovej sú uvedené v tabuľke.
Bezvodá H2SO4 je pozoruhodná zlúčenina s nezvyčajne vysokou dielektrickou konštantou a veľmi vysokou elektrickou vodivosťou, ktorá je spôsobená iónovou autodisociáciou (autoprotolýzou) zlúčeniny, ako aj relé elektrický prúd cez viskóznu kvapalinu s Vysoké číslo vodíkové väzby.
Stôl 1. Fyzikálne vlastnosti kyselina sírová.
Výroba kyseliny sírovej
Najdôležitejšia je kyselina sírová priemyselná chemikália a najlacnejšia veľkoobjemová kyselina vyrábaná v ktorejkoľvek krajine na svete.
Koncentrovaná kyselina sírová ("vitriolový olej") sa najskôr získala zahrievaním "zeleného vitriolu" FeSO4 x nH20 a spotrebovala sa vo veľkých množstvách na získanie Na2S04 a NaCl.
V modernom procese výroby kyseliny sírovej sa používa katalyzátor pozostávajúci z oxidu vanadičného (V) s prídavkom síranu draselného na nosiči z oxidu kremičitého alebo kremeliny. Oxid siričitý SO 2 sa získava spaľovaním čistej síry alebo pražením sulfidovej rudy (predovšetkým pyritu alebo rúd Cu, Ni a Zn) v procese extrakcie týchto kovov, potom sa SO 2 oxiduje na oxid a následne sa získava kyselina sírová rozpustenie vo vode:
S + 02 -> S02 (AH0 - 297 kJ/mol);
S02 + 1/2 O2 -> S03 (AH0 - 9,8 kJ/mol);
SO3 + H20 → H2S04 (AH0 - 130 kJ/mol).
Chemické vlastnosti kyseliny sírovej
Kyselina sírová je silná dvojsýtna kyselina. V prvom štádiu sa v roztokoch s nízkou koncentráciou takmer úplne disociuje:
H2SO4↔H++ HSO4-.
Disociácia v druhom štádiu
HSO 4 - ↔H + + SO 4 2-
prebieha v menšej miere. Disociačná konštanta kyseliny sírovej v druhom stupni, vyjadrená aktivitou iónov, K 2 = 10 -2.
Ako dvojsýtna kyselina tvorí kyselina sírová dve série solí: stredné a kyslé. Priemerné soli kyseliny sírovej sa nazývajú sírany a kyslé sa nazývajú hydrosírany.
Kyselina sírová nenásytne absorbuje vodnú paru, a preto sa často používa na sušenie plynov. Schopnosť absorbovať vodu tiež vysvetľuje zuhoľnatenie mnohých organických látok, najmä tých, ktoré patria do triedy uhľohydrátov (vláknina, cukor atď.), keď sú vystavené koncentrovanej kyseline sírovej. Kyselina sírová odstraňuje vodík a kyslík zo sacharidov, ktoré tvoria vodu a uhlík sa uvoľňuje vo forme uhlia.
Koncentrovaná kyselina sírová, najmä za tepla, je energetické oxidačné činidlo. Oxiduje HI a HBr (ale nie HCl) na voľné halogény, uhlie na CO2, síru na SO2. Tieto reakcie sú vyjadrené rovnicami:
8HI + H2S04 = 4I2 + H2S + 4H20;
2HBr + H2S04 = Br2 + S02 + 2H20;
C + 2H2S04 = C02 + 2S02 + 2H20;
S + 2H2S04 = 3S02 + 2H20.
Interakcia kyseliny sírovej s kovmi prebieha odlišne v závislosti od jej koncentrácie. Zriedená kyselina sírová oxiduje svojim vodíkovým iónom. Preto interaguje iba s tými kovmi, ktoré stoja v sérii napätí len po vodík, napríklad:
Zn + H2S04 = ZnS04 + H2.
Olovo sa však v zriedenej kyseline nerozpúšťa, pretože výsledná soľ PbS04 je nerozpustná.
Koncentrovaná kyselina sírová je oxidačné činidlo spôsobené sírou (VI). Oxiduje kovy až po striebro vrátane. Produkty jeho redukcie môžu byť rôzne v závislosti od aktivity kovu a od podmienok (koncentrácia kyseliny, teplota). Pri interakcii s nízkoaktívnymi kovmi, napríklad s meďou, sa kyselina redukuje na SO2:
Cu + 2H2S04 = CuS04 + S02 + 2H20.
Pri interakcii s aktívnejšími kovmi môžu byť produkty redukcie tak oxid, ako aj voľná síra a sírovodík. Napríklad pri interakcii so zinkom môžu nastať reakcie:
Zn + 2H2S04 = ZnS04 + S02 + 2H20;
3Zn + 4H2S04 = 3ZnS04 + S↓ + 4H20;
4Zn + 5H2S04 = 4ZnS04 + H2S + 4H20.
Použitie kyseliny sírovej
Použitie kyseliny sírovej sa líši od krajiny ku krajine a od desaťročia k desaťročiu. Takže napríklad v Spojených štátoch je v súčasnosti hlavnou oblasťou spotreby H 2 SO 4 výroba hnojív (70 %), po ktorej nasleduje chemická výroba, metalurgia, rafinácia ropy (~ 5 % v každej oblasti). V Spojenom kráľovstve je rozloženie spotreby podľa priemyslu odlišné: len 30 % vyprodukovanej H 2 SO 4 sa používa na výrobu hnojív, ale 18 % ide na farby, pigmenty a medziprodukty na výrobu farbív, 16 % na chemický priemysel, 12 % na výrobu mydla a pracích prostriedkov, 10 % na výrobu prírodných a umelých vlákien a 2,5 % sa používa v hutníctve.
Príklady riešenia problémov
PRÍKLAD 1
| Cvičenie | Určte hmotnosť kyseliny sírovej, ktorú možno získať z jednej tony pyritu, ak je výťažok oxidu sírového (IV) pri pražiacej reakcii 90% a oxidu sírového (VI) pri katalytickej oxidácii síry (IV) - 95% z teoretického. |
| Riešenie | Napíšme reakčnú rovnicu pre praženie pyritu: 4FeS2 + 1102 = 2Fe203 + 8SO2. Vypočítajme množstvo pyritovej látky: n (FeS2) = m (FeS2) / M (FeS2); M (FeS2) = Ar (Fe) + 2 x Ar (S) = 56 + 2 x 32 = 120 g/mol; n (FeS 2) = 1000 kg / 120 = 8,33 kmol. Pretože v reakčnej rovnici je koeficient pre oxid siričitý dvakrát väčší ako koeficient pre FeS 2, teoreticky možné množstvo látky oxidu sírového (IV) je: n (SO 2) teor = 2 × n (FeS 2) = 2 × 8,33 = 16,66 kmol. A prakticky získané množstvo mólov oxidu sírového (IV) je: n (SO 2) pract = η × n (SO 2) teor = 0,9 × 16,66 = 15 kmol. Napíšme reakčnú rovnicu pre oxidáciu oxidu sírového (IV) na oxid sírový (VI): 2S02 + 02 = 2S03. Teoreticky možné množstvo látky oxidu sírového (VI) je: n (SO 3) teor = n (SO 2) prakt = 15 kmol. A prakticky získané množstvo mólov oxidu sírového (VI) je: n (SO 3) pract = η × n (SO 3) teor = 0,5 × 15 = 14,25 kmol. Napíšme rovnicu pre reakciu získania kyseliny sírovej: S03 + H20 = H2S04. Poďme zistiť množstvo látky kyseliny sírovej: n (H 2 SO 4) = n (SO 3) prakt = 14,25 kmol. Výťažok reakcie je 100 %. Hmotnosť kyseliny sírovej je: m (H2S04) = n (H2S04) x M (H2S04); M (H2S04) = 2 x Ar (H) + Ar (S) + 4 x Ar (0) = 2 x 1 + 32 + 4 x 16 = 98 g/mol; m (H2S04) = 14,25 x 98 = 1397 kg. |
| Odpoveď | Hmotnosť kyseliny sírovej je 1397 kg |
