Sülfürik asit Ulusal ekonomide en geniş uygulamayı bulur ve ana ürünün ana ürünüdür. kimyasal endüstri. Bu bağlamda sülfürik asit üretiminde sürekli bir artış söz konusudur. Böylece, 1900 yılında dünya sülfürik asit üretimi 4,2 milyon tona ulaştıysa, 1937'de 18,8 milyon ton, 1960'ta ise 47 milyon tondan fazla üretildi.
Şu anda Sovyetler Birliği Sülfürik asit üretiminde dünyada ikinci sırada yer almaktadır. 1960 yılında SSCB'de 5,4 milyon gram sülfürik asit üretildi.1965 yılında sülfürik asit üretimi 1958'e göre iki katına çıkacak.
Sülfürik asitin uygulama alanları, özelliklerinden ve düşük maliyetinden kaynaklanmaktadır. Sülfürik asit, orta sıcaklıklarda çok zayıf oksitleyici ve güçlü su giderme özelliklerine sahip, güçlü, uçucu olmayan ve dayanıklı bir asittir.

Sülfürik asidin ana tüketicisi üretimdir mineral gübreler- süperfosfat ve amonyum sülfat. Örneğin, higroskopik su içermeyen sadece bir ton süperfosfat (florapatitten) üretmek için 600 kg %65'lik sülfürik asit tüketilir. Mineral gübrelerin üretimi, üretilen tüm asitlerin yaklaşık yarısını tüketir.
İşleme sırasında önemli miktarda sülfürik asit tüketilir sıvı yakıt- kömür katranının işlenmesi sırasında gazyağı, parafin, yağlama yağlarının kükürt ve doymamış bileşiklerden saflaştırılması için. Ayrıca çeşitli mineral ve katı yağların saflaştırılmasında da kullanılır.
Sülfürik asit çeşitli organik sentezlerde, örneğin sülfonasyonda yaygın olarak kullanılır. organik bileşikler— sülfonik asitlerin, çeşitli boyaların, sakarin üretiminde. Bu amaçla hem konsantre asit hem de dumanlı asit ile klorosülfonik asit kullanılır. Sülfürik asit, nitrasyon reaksiyonlarında - nitrobenzen, nitroselüloz, nitrogliserin vb. üretiminde su giderici bir madde olarak kullanılır.
Uçucu olmayan bir asit olan sülfürik asit, hidrojen florür, hidrojen klorür ve perklorik asit üretiminde kullanılan uçucu asitleri tuzlarından uzaklaştırma yeteneğine sahiptir.
Sülfürik asit genellikle titanyum, zirkonyum, vanadyum ve bazen niyobyum, lityum ve diğer bazı metaller gibi belirli cevherlerin ve konsantrelerin işlenmesinde (ayrıştırmasında) kullanılır. Konsantre sülfürik asit oldukça yüksek sıcaklıkta kaynadığından ve dökme demir ve çeliğe neredeyse hiç etkisi olmadığından, bu ayrıştırma, bu malzemelerden yapılmış ucuz ekipmanlar kullanılarak tamamen gerçekleştirilebilir.
Seyreltik sıcak sülfürik asit, metal oksitleri iyi çözer ve metallerin aşındırılması - temizlenmesi için kullanılır.< особенно железа, от окислов.
Sülfürik asit iyi bir kurutma maddesidir ve bu amaçla laboratuvarlarda ve endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. %95 sülfürik asit kullanıldığında kalan nem, 1 litre kurutulmuş gaz başına 0,003 mg su buharına eşittir.

Asitler, hidrojen atomları ve asidik kalıntılardan oluşan kimyasal bileşiklerdir, örneğin SO4, SO3, PO4, vb. İnorganik ve organiktirler. Birincisi hidroklorik, fosforik, sülfit, nitrik ve sülfürik asidi içerir. İkincisi asetik asit, palmitik asit, formik asit, stearik asit vb.'yi içerir.

Sülfürik asit nedir

Bu asit iki hidrojen atomundan ve asidik kalıntı SO4'ten oluşur. H2SO4 formülüne sahiptir.

Sülfürik asit veya aynı zamanda sülfat asidi olarak da adlandırıldığı gibi, inorganik oksijen içeren dibazik asitleri ifade eder. Bu madde en agresif ve kimyasal olarak aktif olanlardan biri olarak kabul edilir. Çoğu kimyasal reaksiyonda oksitleyici bir madde olarak görev yapar. Bu asit konsantre veya seyreltik formda kullanılabilir, bu iki durumda biraz farklı özelliklere sahiptir. Kimyasal özellikler.

Fiziki ozellikleri

Sülfürik asit normal koşullar sıvı haldedir, kaynama noktası yaklaşık 279,6 santigrat derecedir, katı kristallere dönüştüğünde donma noktası yüzde yüz -10 derece, yüzde 95 ise -20 civarındadır.

Saf %100 sülfat asidi yağlı bir sıvı madde kokusuz ve renksizdir, suyun yoğunluğunun neredeyse iki katıdır - 1840 kg/m3.

Sülfat asidinin kimyasal özellikleri

Sülfürik asit metallerle, bunların oksitleriyle, hidroksitleriyle ve tuzlarıyla reaksiyona girer. Farklı oranlarda su ile seyreltildiğinde farklı davranabilir, bu nedenle konsantre ve zayıf sülfürik asit çözeltilerinin özelliklerine ayrı ayrı daha yakından bakalım.

Konsantre sülfürik asit çözeltisi

En az yüzde 90 oranında sülfat asidi içeren bir çözeltinin konsantre olduğu kabul edilir. Böyle bir sülfürik asit çözeltisi, düşük aktif metallerin yanı sıra metal olmayanlar, hidroksitler, oksitler ve tuzlarla bile reaksiyona girebilir. Böyle bir sülfat asit çözeltisinin özellikleri, konsantre nitrat asidinkine benzer.

Metallerle etkileşim

Konsantre bir sülfat asit çözeltisinin, metallerin elektrokimyasal voltaj serisinde (yani en aktif olmayanlarla) hidrojenin sağında bulunan metallerle kimyasal reaksiyonu sırasında, aşağıdaki maddeler oluşur: metalin sülfatı etkileşim meydana gelir, su ve kükürt dioksit. Listelenen maddelerin etkileşimi sonucu oluşan metaller arasında bakır (cuprum), cıva, bizmut, gümüş (argentum), platin ve altın (aurum) bulunur.

Aktif olmayan metallerle etkileşim

Gerilim serisinde hidrojenin solunda yer alan metallerde konsantre sülfürik asit biraz farklı davranır. Bu kimyasal reaksiyonun sonucunda aşağıdaki maddeler oluşur: belirli bir metalin sülfatı, hidrojen sülfür veya saf kükürt ve su. Benzer bir reaksiyonun meydana geldiği metaller aynı zamanda demir (ferum), magnezyum, manganez, berilyum, lityum, baryum, kalsiyum ve alüminyum, krom, nikel ve titanyum hariç hidrojenin solundaki voltaj serisinde bulunan diğerlerini de içerir - onlarla konsantre sülfat asidi etkileşime girmez.

Metal olmayanlarla etkileşim

Bu madde güçlü bir oksitleyici maddedir, bu nedenle örneğin karbon (karbon) ve kükürt gibi metal olmayanlarla redoks kimyasal reaksiyonlarına katılabilir. Bu tür reaksiyonlar sonucunda mutlaka su açığa çıkar. Bu madde karbona eklendiğinde karbondioksit ve kükürt dioksit de açığa çıkar. Ve eğer kükürte asit eklerseniz, yalnızca kükürt dioksit ve su elde edersiniz. Böyle bir kimyasal reaksiyonda sülfat asidi, oksitleyici bir maddenin rolünü oynar.

Organik maddelerle etkileşim

Sülfürik asidin organik maddelerle reaksiyonları arasında kömürleşme ayırt edilebilir. Bu işlem, bu maddenin kağıt, şeker, lif, tahta vb. ile çarpışması sonucu meydana gelir. Bu durumda her halükarda karbon açığa çıkar. Reaksiyon sırasında oluşan karbon, fazla olması durumunda sülfürik asitle kısmen reaksiyona girebilir. Fotoğraf, şekerin orta konsantrasyonda bir sülfat asit çözeltisi ile reaksiyonunu göstermektedir.

Tuzlarla reaksiyonlar

Ayrıca konsantre bir H2SO4 çözeltisi kuru tuzlarla reaksiyona girer. Bu durumda, tuz yapısında bulunan metal sülfatın ve tuzdaki kalıntı ile asidin oluştuğu standart bir değişim reaksiyonu meydana gelir. Ancak konsantre sülfürik asit, tuz çözeltileriyle reaksiyona girmez.

Diğer maddelerle etkileşim

Ayrıca, bu madde metal oksitler ve bunların hidroksitleri ile reaksiyona girebilir, bu durumlarda değişim reaksiyonları meydana gelir, ilkinde metal sülfat ve su salınır, ikincisinde de aynıdır.

Zayıf bir sülfat asit çözeltisinin kimyasal özellikleri

Seyreltik sülfürik asit birçok maddeyle reaksiyona girer ve tüm asitlerle aynı özelliklere sahiptir. Konsantre metalden farklı olarak yalnızca aktif metallerle, yani voltaj serisinde hidrojenin solunda bulunanlarla etkileşime girer. Bu durumda herhangi bir asit durumunda olduğu gibi aynı ikame reaksiyonu meydana gelir. Bu hidrojen açığa çıkarır. Ayrıca, böyle bir asit çözeltisi, tuz çözeltileri ile etkileşime girer ve yukarıda daha önce tartışıldığı gibi, oksitlerle - konsantre olanla aynı ve hidroksitlerle - aynı şekilde bir değişim reaksiyonuyla sonuçlanır. Sıradan sülfatlara ek olarak, hidroksit ve sülfürik asidin etkileşiminin ürünü olan hidrosülfatlar da vardır.

Bir çözeltinin sülfürik asit veya sülfat içerip içermediği nasıl anlaşılır?

Bu maddelerin bir çözelti içinde bulunup bulunmadığını belirlemek için, sülfat iyonlarına karşı özel bir niteliksel reaksiyon kullanılır, bu da bulmayı mümkün kılar. Çözeltiye baryum veya bileşiklerinin eklenmesinden oluşur. Bu yağışa neden olabilir beyaz(baryum sülfat), bu da sülfatların veya sülfürik asidin varlığını gösterir.

Sülfürik asit nasıl üretilir?

Bu maddenin endüstriyel üretiminin en yaygın yöntemi demir piritten çıkarılmasıdır. Bu süreç, her birinde belirli bir aşamanın yer aldığı üç aşamada gerçekleşir. Kimyasal reaksiyon. Şimdi onlara bakalım. İlk olarak pirite oksijen eklenir ve bunun sonucunda daha sonraki reaksiyonlar için kullanılan ferum oksit ve kükürt dioksit oluşur. Bu etkileşim yüksek sıcaklıkta meydana gelir. Daha sonra vanadyum oksit olan bir katalizör varlığında oksijen eklenerek kükürt trioksitin elde edildiği aşama gelir. Artık son aşamada ortaya çıkan maddeye su eklenerek sülfat asidi elde edilir. Bu, sülfat asidinin endüstriyel ekstraksiyonu için en yaygın işlemdir, en sık kullanılır çünkü pirit, bu makalede açıklanan maddenin sentezi için uygun, en erişilebilir hammaddedir. Bu işlemle elde edilen sülfürik asit, çeşitli alanlar endüstri - hem kimyada hem de diğer birçok alanda, örneğin petrol rafine etme, cevher hazırlama vb. Ayrıca, birçok sentetik elyafın üretim teknolojisinde kullanımı sıklıkla sağlanır.

H2SO4,lat. Asidum sülfürikum, molar kütlesi yaklaşık 98 g/mol olan güçlü bir dibazik asittir.

Saf sülfürik asit, 1,84 g/cm3 yoğunluğunda, 10,4°C'de katı kristal kütleye dönüşen, renksiz, kokusuz, yakıcı yağlı bir sıvıdır. Sülfürik asidin sulu çözeltilerinin kaynama noktası, konsantrasyonunun artmasıyla artar ve yaklaşık %98 H2SO4 içeriğinde maksimuma ulaşır.

Konsantre sülfürik asit, hidrat oluşumu nedeniyle büyük miktarda ısı (asit molü başına 19 kcal) açığa çıkardığı için suyla çok şiddetli reaksiyona girer. Bu nedenle sülfürik asidi her zaman suya dökerek seyreltmelisiniz, tersi mümkün değildir.

Sülfürik asit oldukça higroskopiktir, yani havadaki su buharını iyi emer, bu nedenle reaksiyona girmeyen gazları kurutmak için kullanılabilir. Higroskopisite aynı zamanda konsantre sülfürik asite maruz kaldığında şeker veya odun gibi organik maddelerin kömürleşmesini de açıklar. Bu durumda sülfürik asit hidratları oluşur. Ayrıca düşük uçuculuğu nedeniyle diğer daha uçucu asitleri tuzlarından uzaklaştırmak için kullanılır.

Konsantre sülfürik asit güçlü bir oksitleyici maddedir. Gümüş dahil olmak üzere voltaj serisindeki metalleri oksitler ve reaksiyon ürünleri, davranış koşullarına ve metalin kendisinin aktivitesine bağlıdır. İki dizi tuz oluşturur: orta - sülfatlar ve asidik - hidrosülfatların yanı sıra eterler.

Seyreltik sülfürik asit, hidrojenin (H) solundaki elektrokimyasal voltaj serisinde bulunan tüm metallerle etkileşime girerek H2 açığa çıkarır; oksitleyici özellikler onun için karakteristik değildir.

Endüstride sülfürik asit iki yöntemle üretilir: katı katalizörler (temaslar) kullanan temas yöntemi ve nitrojen oksitlerle nitro yöntemi. Hammaddeler kükürt, metal sülfürler vb.'dir. Saflık ve konsantrasyona bağlı olarak çeşitli derecelerde asit üretilir: pil (en saf), teknik, kule, vitriol yağı, oleum (sülfürik asitte bir sülfürik anhidrit çözeltisi).

Sülfürik asit uygulaması:

Mineral gübrelerin üretimi en geniş uygulama alanıdır
Kurşun akülerdeki elektrolit
Sentetik deterjanlar, boyalar, plastikler, hidrojen florür ve diğer reaktiflerin üretimi
Madencilik sektöründe cevher zenginleştirme
Petrol ürünleri saflaştırması
Metal işleme, tekstil, deri ve diğer endüstriler
Tıbbi ürünlerin üretimi
İÇİNDE Gıda endüstrisi gıda katkı maddesi E513 olarak kayıtlı
Endüstriyel organik sentez

Sülfürik asidin endüstride uygulanması

Gıda endüstrisi, E513 gıda katkı maddesi formundaki sülfürik asite aşinadır. Asit bir emülgatör görevi görür. Bu gıda katkı maddesi içecek yapımında kullanılır. Onun yardımıyla asitlik düzenlenir. Gıdaya ek olarak E513 mineral gübrelere de dahildir. Sülfürik asidin sanayide kullanımı yaygındır. Endüstriyel organik sentez, aşağıdaki reaksiyonları gerçekleştirmek için sülfürik asit kullanır: alkilasyon, dehidrasyon, hidrasyon. Bu asitin yardımıyla restore edilir. Gerekli miktar Damıtılmış su üretiminde kullanılan filtrelerdeki reçineler.

Sülfürik asitin günlük yaşamda kullanımı

Evde sülfürik asit, otomobil meraklıları arasında talep görüyor. Bir araba aküsü için bir elektrolit çözeltisi hazırlama işlemine sülfürik asit ilavesi eşlik eder. Bu asitle çalışırken güvenlik kurallarını hatırlamalısınız. Asitin giysilerle temas etmesi veya açık alanlar cilt, onları hemen yıkamalısınız Akar su. Metal üzerine dökülen sülfürik asit kireç veya tebeşir ile nötralize edilebilir. Bir araba aküsünü yeniden doldururken, belirli bir sıraya uymalısınız: yavaş yavaş suya asit ekleyin, tersi değil. Su, sülfürik asitle reaksiyona girdiğinde sıvı çok ısınır ve bu da sıçramasına neden olabilir. Bu nedenle sıvının yüzünüze veya gözlerinize bulaşmamasına özellikle dikkat etmelisiniz. Asit sıkıca kapatılmış bir kapta saklanmalıdır. Kimyasalın çocukların ulaşamayacağı yerde saklanması önemlidir.

Sülfürik asidin tıpta kullanımı

Sülfürik asit tuzları tıpta yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, müshil etkisi elde etmek için insanlara magnezyum sülfat reçete edilir. Sülfürik asidin başka bir türevi sodyum tiyosülfattır. İlaç Aşağıdaki maddelerin yutulması durumunda panzehir olarak kullanılır: cıva, kurşun, halojenler, siyanür. Tedavide hidroklorik asit ile birlikte sodyum tiyosülfat kullanılır. dermatolojik hastalıklar. Profesör Demjanovich uyuz tedavisi için bu iki ilacın bir kombinasyonunu önerdi. Sulu bir çözelti formunda, alerjik hastalıklardan muzdarip kişilere sodyum tiyosülfat uygulanır.

Magnezyum sülfatın geniş bir yetenek yelpazesi vardır. Bu nedenle çeşitli uzmanlık alanlarındaki doktorlar tarafından kullanılmaktadır. Magnezyum sülfat hipertansiyonu olan hastalara antispazmodik olarak uygulanır. Bir kişinin safra kesesi hastalığı varsa, safra salgısını iyileştirmek için madde ağızdan verilir. Jinekolojik pratikte sülfürik asidin tıpta magnezyum sülfat formunda kullanımı yaygındır. Jinekologlar kas içine magnezyum sülfat vererek doğum yapan kadınlara yardımcı olurlar, bu şekilde doğum sırasında ağrıyı hafifletirler. Yukarıdaki tüm özelliklere ek olarak magnezyum sülfatın antikonvülsan etkisi vardır.

Sülfürik asidin üretimde uygulanması

Uygulama alanları çeşitlilik gösteren sülfürik asit aynı zamanda mineral gübrelerin üretiminde de kullanılmaktadır. Daha uygun işbirliği için sülfürik asit ve mineral gübre üreten fabrikalar çoğunlukla birbirine yakın konumlandırılmıştır. Bu an sürekli üretim yaratır.

Sülfürik asidin boya ve sentetik elyaf üretiminde kullanımı, mineral gübre üretiminden sonra ikinci sırada yer almaktadır. Birçok endüstri, bazı üretim süreçlerinde sülfürik asit kullanır. Sülfürik asit kullanımı günlük yaşamda talep bulmuştur. İnsanlar kimyasalı arabalarının bakımını yapmak için kullanıyor. Sülfürik asidi satış konusunda uzmanlaşmış mağazalardan satın alabilirsiniz. kimyasal maddeler bağlantımız dahil. Sülfürik asit, bu tür kargoların taşınması kurallarına uygun olarak taşınır. Demiryolu veya Otomobil taşımacılığı Asidi uygun kaplarda taşır. İlk durumda, bir tank bir konteyner görevi görür, ikincisinde ise bir varil veya konteyner.

Uygulama özellikleri ve biyolojik tehlike

Sülfürik asit ve ilgili ürünler, tehlike sınıfı II'ye atanan son derece toksik maddelerdir. Buharları solunum yollarını, cildi, mukoza zarlarını etkileyerek nefes alma zorluğuna, öksürüğe ve sıklıkla larenjit, soluk borusu iltihabı ve bronşite neden olur. Havada izin verilen maksimum sülfürik asit buharı konsantrasyonu çalışma alanı üretim tesisleri- 1 mg/m3. Toksik asitlerle çalışan kişilere özel kıyafet ve kişisel koruyucu ekipmanlar sağlanmaktadır. Konsantre sülfürik asit dikkatsizce kullanıldığında kimyasal yanıklara neden olabilir.

Sülfürik asit yutulursa belirtiler yutulduktan hemen sonra ortaya çıkar. keskin ağrılar ağız bölgesinde ve tüm sindirim sisteminde, önce kırmızı kan ve ardından kahverengi kitlelerle karıştırılan şiddetli kusma. Kusmayla eş zamanlı olarak şiddetli öksürük başlar. Gırtlak ve ses tellerinde keskin bir şişlik gelişerek ciddi nefes alma zorluklarına neden olur. Gözbebekleri genişler ve yüz derisi koyu mavi bir renk alır. Kalp aktivitesinde bir düşüş ve zayıflama var. Ölüm 5 miligramlık bir dozda meydana gelir. Sülfürik asit zehirlenmesi durumunda acil mide yıkama ve magnezyum alımı gereklidir.

Sülfürik asit, H2SO4, kükürdün en yüksek oksidasyon durumuna (+6) karşılık gelen güçlü bir dibazik asit. Normal şartlarda rengi ve kokusu olmayan, ağır yağlı bir sıvıdır. Teknolojide sülfürik asit, hem su hem de sülfürik anhidrit ile karışımı olarak adlandırılır. SO3:H2O'nun molar oranı 1'den küçükse, sulu bir sülfürik asit çözeltisidir; 1'den büyükse, sülfürik asit içindeki bir SO3 çözeltisidir.

Doğal kükürt yatakları nispeten küçüktür. Toplam kükürt içeriği yerkabuğu%0,1'dir. Kükürt petrolde, kömürde, yanıcı maddelerde ve baca gazlarında bulunur. Kükürt doğada çoğunlukla çinko, bakır ve diğer metallerle bileşikler halinde bulunur. Sülfürik asit hammaddelerinin genel dengesinde pirit ve kükürtün payının giderek azaldığını, çeşitli atıklardan elde edilen kükürtün payının ise giderek arttığını belirtmek gerekir. Atıklardan sülfürik asit elde etme olanakları çok önemlidir. Demir dışı metalurjiden kaynaklanan atık gazların kullanılması, sülfürik asit sistemlerinde özel maliyetler olmaksızın sülfür içeren hammaddelerin kavrulmasını mümkün kılar.

Sülfürik asidin fiziksel ve kimyasal özellikleri

Yüzde yüz H2SO4'e (SO3 x H2O) monohidrat denir. Bileşik duman çıkarmaz ve konsantre formda en güçlü asitlerden biri olmasına rağmen demirli metalleri tahrip etmez;

Maddenin bitki ve hayvan dokuları üzerinde zararlı etkisi vardır, sularını alır ve bunun sonucunda kömürleşirler.
10.45 "C'de kristalleşir;
tkip 296.2 "C;
yoğunluk 1,9203 g/cm3;
ısı kapasitesi 1,62 J/g.

Sülfürik asit H2O ve SO3 ile herhangi bir oranda karışarak bileşikler oluşturur:

H2SO4 x 4 H2O (en - 28,36 "C),
H2SO4 x 3 H2O (en - 36,31 "C),
H2SO4 x 2 H2O (en - 39,60 "C),
H2SO4 x H2O (eriyik - 8,48 "C),
H2SO4 x SO3 (H2S2O7 - disülfürik veya pirosülfürik asit, erime noktası 35.15 "C) - oleum,
H2SO x 2 SO3 (H2S3O10 - trisülfürik asit, erime noktası 1,20 "C).

%70'e kadar H2SO4 içeren sulu sülfürik asit çözeltileri ısıtılıp kaynatıldığında, buhar fazına yalnızca su buharı salınır. Sülfürik asit buharı daha konsantre çözeltilerin üzerinde de görülür. Kaynama noktasındaki (336,5 "C) %98,3'lük H2SO4 (azeotropik karışım) çözeltisi tamamen damıtılır. %98,3'ün üzerinde H2SO4 içeren sülfürik asit, ısıtıldığında SO3 buharı açığa çıkarır.
Konsantre sülfürik asit güçlü bir oksitleyici maddedir. HI ve HBr'yi serbest halojenlere oksitler. Isıtıldığında Au ve platin metalleri (Pd hariç) dışındaki tüm metalleri oksitler. Soğukta konsantre sülfürik asit, aralarında Pb, Cr, Ni, çelik ve dökme demirin de bulunduğu birçok metali pasifleştirir. Seyreltik sülfürik asit, voltaj serisinde hidrojenden önce gelen tüm metallerle (Pb hariç) reaksiyona girer, örneğin: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2.

Güçlü asit H2SO4, zayıf asitleri tuzlarından nasıl uzaklaştırır? borik asit borakstan:

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

ve ısıtıldığında daha fazla uçucu asitin yerini alır, örneğin:

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3.

Sülfürik asit içeren organik bileşiklerden kimyasal olarak bağlı suyu uzaklaştırır. hidroksil grupları- O. Etil alkolün konsantre sülfürik asit varlığında dehidrasyonu, etilen veya dietil eter üretir. Şeker, selüloz, nişasta ve diğer karbonhidratların sülfürik asitle temas ettiğinde kömürleşmesi de dehidrasyondan kaynaklanmaktadır. Bir dibazik asit olarak sülfürik asit iki tür tuz oluşturur: sülfatlar ve hidrosülfatlar.

Sülfürik asidin donma noktası:
konsantrasyon, %	donma sıcaklığı, "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

Sülfürik asit üretimi için hammaddeler

Sülfürik asit üretimi için hammaddeler şunlar olabilir: kükürt, kükürt pirit FeS2, Zn, Cu, Pb ve SO2 içeren diğer metallerin sülfür cevherlerinin oksidatif kavrulması için fırınlardan çıkan egzoz gazları. Rusya'da sülfürik asidin büyük bir kısmı sülfür piritlerden elde edilmektedir. FeS2 akışkan yatak halinde olduğu fırınlarda yakılır. Bu, ince öğütülmüş pirit tabakasından hızlı bir şekilde hava üflenerek elde edilir. Ortaya çıkan gaz karışımı, SO2, O2, N2, SO3 safsızlıklarını, H2O buharlarını, As2O3, SiO2 ve diğerlerini içerir ve gazların elektrikli çökelticilerde saflaştırıldığı çok miktarda kül tozu taşır.

Sülfürik asit üretme yöntemleri

Sülfürik asit SO2'den iki yolla elde edilir: nitro (kule) ve temas.

Nitroz yöntemi

SO2'nin nitro yöntemi kullanılarak sülfürik asit halinde işlenmesi, seramik halkalardan oluşan bir paketle doldurulmuş silindirik tanklar (15 m veya daha fazla yükseklik) olan üretim kulelerinde gerçekleştirilir. "Nitroz" yukarıdan gaz akışına doğru püskürtülür - nitrosil sülfürik asit NOOSO3H içeren seyreltik sülfürik asit, reaksiyonla elde edilir:

N2O3 + 2 H2SO4 = 2 NOOSO3H + H2O.

SO2'nin nitrojen oksitler tarafından oksidasyonu, nitroz tarafından emildikten sonra çözeltide meydana gelir. Nitroz su ile hidrolize edilir:

NOOSO3H + H2O = H2SO4 + HNO2.

Kulelere giren kükürt dioksit su ile sülfürik asit oluşturur:

SO2 + H2O = H2SO3.

HNO2 ve H2SO3'ün etkileşimi sülfürik asit üretimine yol açar:

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

Açığa çıkan NO, oksidasyon kulesinde N2O3'e (daha kesin olarak NO + NO2 karışımına) dönüştürülür. Buradan gazlar, onları karşılamak için yukarıdan sülfürik asidin sağlandığı emme kulelerine girer. Üretim kulelerine pompalanan nitroz oluşur. Bu, nitrojen oksitlerin üretiminin ve dolaşımının sürekliliğini sağlar. Egzoz gazlarından kaynaklanan kaçınılmaz kayıpları HNO3 ilavesiyle telafi edilir.

Azot yöntemiyle üretilen sülfürik asit, yeterince yüksek bir konsantrasyona sahip değildir ve zararlı yabancı maddeler (örneğin As) içerir. Üretimine nitrojen oksitlerin atmosfere salınması eşlik ediyor (adını NO2'nin renginden alan "tilki kuyruğu").

Iletişim yöntemi

Sülfürik asit üretimi için temas yönteminin prensibi 1831'de P. Philips (Büyük Britanya) tarafından keşfedildi. İlk katalizör platindi. 19. yüzyılın sonu - 20. yüzyılın başı. SO2'nin SO3'e oksidasyonunun vanadyum anhidrit V2O5 tarafından hızlandırıldığı keşfedildi. Vanadyum katalizörlerinin etkisinin ve bunların seçiminin incelenmesinde özellikle önemli bir rol, Sovyet bilim adamları A. E. Adadurov, G. K. Boreskov, F. N. Yushkevich'in çalışmaları tarafından oynandı.

Modern sülfürik asit tesisleri kontak yöntemiyle çalışacak şekilde inşa edilmiştir. Katalizör bazı olarak çeşitli oranlarda SiO2, Al2O3, K2O, CaO, BaO katkı maddeleri içeren vanadyum oksitler kullanılır. Tüm vanadyum temas kütleleri, yalnızca ~420 "C'den düşük olmayan bir sıcaklıkta aktivite gösterir. Temas aparatında, gaz genellikle 4 veya 5 katman temas kütlesinden geçer. Temas yöntemiyle sülfürik asit üretiminde, kavurma gazı, Katalizörü zehirleyen yabancı maddelerden ön saflaştırma yapılır.Sülfürik asitle sulanan yıkama kulelerinde Se ve kalıntı toz uzaklaştırılır.Sisten, ıslak elektrostatik çökelticilerde (gaz karışımında bulunan SO3 ve H2O'dan oluşan) sülfürik asit açığa çıkar. H2O buharları kurutma kulelerinde konsantre sülfürik asit tarafından emilir.Daha sonra SO2'nin hava ile karışımı bir katalizörden (temas kütlesi) geçer ve SO3'e oksitlenir:

SO2 + 1/2 O2 = SO3.

SO3 + H2O = H2SO4.

Prosese giren su miktarına bağlı olarak su veya oleum içinde sülfürik asit çözeltisi elde edilir.
Dünyadaki H2SO4'ün yaklaşık %80'i artık bu yöntemle üretilmektedir.

Sülfürik asit uygulaması

Sülfürik asit, petrol ürünlerini kükürtlü, doymamış organik bileşiklerden saflaştırmak için kullanılabilir.

Metalurjide, sülfürik asit, kalaylama ve galvanizlemeden (seyreltilmiş) önce tellerden ve ayrıca levhalardan kireci çıkarmak için, çeşitli dekapaj için kullanılır. metal yüzeyler ile kaplanmadan önce. Kompleks cevherler (özellikle uranyum) ayrıca sülfürik asit kullanılarak ayrıştırılır.

Organik sentezde, konsantre sülfürik asit, birçok boya ve tıbbi maddenin hazırlanmasında bir sülfonlama maddesinin yanı sıra, nitratlama karışımlarının gerekli bir bileşenidir.

Sülfürik asit, gübre, etil alkol, suni elyaf, kaprolaktam, titanyum dioksit, anilin boyaları ve bir dizi başka kimyasal bileşiğin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Harcanan sülfürik asit (atık) kimya, metalurji, ağaç işleme ve diğer endüstrilerde kullanılır.Akü sülfürik asit, kurşun-asit güç kaynaklarının üretiminde kullanılır.

Sülfürik asidin özellikleri

Susuz sülfürik asit (monohidrat), suyla her oranda karışarak büyük miktarda ısı açığa çıkaran ağır yağlı bir sıvıdır. 0 °C'deki yoğunluk 1,85 g/cm3'tür. 296°C'de kaynar ve -10°C'de donar. Sülfürik asit sadece monohidrat değil, aynı zamanda sulu çözeltileri () ve ayrıca oleum adı verilen monohidrattaki () kükürt trioksit çözeltileri olarak da adlandırılır. Oleum, desorpsiyonu nedeniyle havada “duman” çıkarır. Saf sülfürik asit renksizdir, teknik sülfürik asit ise safsızlıklar nedeniyle koyu renktedir.

Sülfürik asidin yoğunluk, kristalleşme sıcaklığı, kaynama noktası gibi fiziksel özellikleri bileşimine bağlıdır. İncirde. Şekil 1 sistemin kristalleşme diyagramını göstermektedir. İçindeki maksimumlar, bileşiklerin bileşimine karşılık gelir veya minimumların varlığı, iki maddeden oluşan karışımların kristalleşme sıcaklığının, her birinin kristalleşme sıcaklığından daha düşük olmasıyla açıklanır.

Pirinç. 1

Susuz %100 sülfürik asit, 10,7 °C gibi nispeten yüksek bir kristalleşme sıcaklığına sahiptir. Ticari bir ürünün taşıma ve depolama sırasında donma olasılığını azaltmak için teknik sülfürik asit konsantrasyonu, yeterli miktarda olacak şekilde seçilir. düşük sıcaklık kristalleşme. Endüstri üç tip ticari sülfürik asit üretmektedir.

Sülfürik asit çok aktiftir. Metal oksitleri ve çoğu saf metali çözer; yükselmiş sıcaklık diğer tüm asitler tuzlardandır. Sülfürik asit, hidrat oluşturma özelliğinden dolayı özellikle su ile açgözlülükle birleşir. Suyu diğer asitlerden, tuzların kristal hidratlarından ve hatta kendi başına su değil, H:O = 2 kombinasyonunda hidrojen ve oksijen içeren hidrokarbonların oksijen türevlerinden alır. Selüloz içeren ahşap ve diğer bitki ve hayvan dokuları, konsantre sülfürik asitte nişasta ve şeker yok edilir; su asitle bağlanır ve dokudan yalnızca ince bir şekilde dağılmış karbon kalır. Seyreltik asitte selüloz ve nişasta parçalanarak şekerler oluşur. Konsantre sülfürik asit insan cildiyle temas ederse yanıklara neden olur.

Nispeten düşük üretim maliyetiyle birleşen sülfürik asidin yüksek aktivitesi, uygulamasının muazzam ölçeğini ve aşırı çeşitliliğini önceden belirlemiştir (Şekil 2). Sülfürik asit veya ondan yapılan ürünlerin değişen miktarlarda tüketilmediği bir endüstri bulmak zordur.

Pirinç. 2

Sülfürik asidin en büyük tüketicisi mineral gübrelerin üretimidir: süperfosfat, amonyum sülfat vb. Birçok asit (örneğin fosforik, asetik, hidroklorik) ve tuzlar büyük ölçüde sülfürik asit kullanılarak üretilir. Sülfürik asit, demir dışı ve nadir metallerin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Metal işleme endüstrisinde, sülfürik asit veya tuzları, çelik ürünlerin boyama, kalaylama, nikel kaplama, krom kaplama vb. öncesinde dekapajı için kullanılır. Petrol ürünlerinin rafine edilmesi için önemli miktarda sülfürik asit harcanmaktadır. Bir dizi boyanın (kumaşlar için), verniklerin ve boyaların (binalar ve makineler için), tıbbi maddelerin ve bazı plastiklerin üretimi aynı zamanda sülfürik asit kullanımını da içerir. Sülfürik asit, etil ve diğer alkoller, bazı eterler, sentetik kullanımı deterjanlar, haşere kontrolü için çeşitli pestisitler Tarım Ve yabani otlar. Suni ipek üretiminde sülfürik asit ve tuzlarının seyreltik çözeltileri kullanılır. Tekstil endüstrisi elyafların veya kumaşların boyanmadan önce işlenmesinde ve diğer hafif endüstrilerde. Gıda endüstrisinde sülfürik asit, nişasta, melas ve diğer birçok ürünün üretiminde kullanılır. Taşımacılıkta kurşun sülfürik asit aküleri kullanılır. Sülfürik asit gazları kurutmak ve asitleri konsantre etmek için kullanılır. Son olarak, nitrasyon işlemlerinde ve çoğu patlayıcının üretiminde sülfürik asit kullanılır.