Elementet kimike. Elementet kimike Formula e acidit h2so4

Formula strukturore

Formula e vërtetë, empirike ose bruto: H2SO4

Përbërja kimike e acidit sulfurik

Pesha molekulare: 98.076

Acid sulfurik H 2 SO 4 është një acid dibazik i fortë që korrespondon me gjendjen më të lartë të oksidimit të squfurit (+6). Në kushte normale, acidi sulfurik i koncentruar është një lëng i rëndë, me vaj, pa ngjyrë dhe erë, me një shije të thartë "bakri". Në teknologji, acidi sulfurik quhet përzierja e tij me ujë dhe anhidrid sulfurik SO 3. Nëse raporti molar i SO 3: H 2 O është më i vogël se 1, atëherë ai është një tretësirë ​​ujore e acidit sulfurik, nëse është më shumë se 1, është një tretësirë ​​e SO 3 në acid sulfurik (oleum).

Emri

Në shekujt 18-19, squfuri për barut prodhohej nga piriti i squfurit (piriti) në fabrikat e vitriolit. Acidi sulfurik në atë kohë quhej "vaj i vitriolit" (si rregull, ishte një hidrat kristalor, me një konsistencë që të kujton vajin), padyshim që nga origjina e emrit të kripërave të tij (ose më mirë, hidratet kristalore) - vitriol. .

Përgatitja e acidit sulfurik

Metoda industriale (kontakti).

Në industri, acidi sulfurik prodhohet nga oksidimi i dioksidit të squfurit (gazi i dioksidit të squfurit i formuar gjatë djegies së squfurit ose piriteve të squfurit) në trioksid (anhidrid sulfurik), i ndjekur nga reagimi i SO 3 me ujë. Acidi sulfurik i përftuar me këtë metodë quhet edhe acid kontakti (përqendrimi 92-94%).

Metoda e nitrozës (kullës).

Më parë, acidi sulfurik prodhohej ekskluzivisht me metodën e azotit në kulla të veçanta, dhe acidi quhej acid kullë (përqendrimi 75%). Thelbi i kësaj metode është oksidimi i dioksidit të squfurit me dioksid azoti në prani të ujit.

Menyre tjeter

Në ato raste të rralla kur sulfidi i hidrogjenit (H 2 S) zhvendos sulfatin (SO 4 -) nga kripa (me metalet Cu, Ag, Pb, Hg), nënprodukti është acidi sulfurik. Sulfidet e këtyre metaleve kanë forcën më të lartë, si dhe një ngjyrë të zezë dalluese.

Vetitë fizike dhe fiziko-kimike

Një acid shumë i fortë, në 18 o C pK a (1) = -2,8, pK a (2) = 1,92 (K z 1,2 10 -2); gjatësitë e lidhjes në molekulën S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, këndi HOSOH 104°, OSO 119°; vlon, duke formuar një përzierje azeotropike (98,3% H 2 SO 4 dhe 1,7 % H 2 O me një pikë vlimi 338,8 o C). Acidi sulfurik që korrespondon me përmbajtjen 100% H 2 SO 4 ka përbërjen (%): H 2 SO 4 99.5, HSO 4 - - 0.18, H 3 SO 4 + - 0.14, H 3 O + - 0.09, H 2 S 2 O 7, - 0,04, HS 2 O 7 - - 0,05. Përzihet me ujë dhe SO 3 në të gjitha përmasat. Në tretësirat ujore, acidi sulfurik shpërndahet pothuajse plotësisht në H 3 O +, HSO 3 + dhe 2HSO 4 -. Formon hidraton H 2 SO 4 · nH 2 O, ku n = 1, 2, 3, 4 dhe 6.5.

Oleumi

Tretësirat e anhidridit sulfurik SO 3 në acidin sulfurik quhen oleum; ato formojnë dy përbërje H 2 SO 4 · SO 3 dhe H 2 SO 4 · 2 SO 3. Oleumi gjithashtu përmban acide pirosulfurike. Pika e vlimit të tretësirave ujore të acidit sulfurik rritet me rritjen e përqendrimit të tij dhe arrin maksimumin në një përmbajtje prej 98,3% H 2 SO 4. Pika e vlimit të oleumit zvogëlohet me rritjen e përmbajtjes së SO3. Me rritjen e përqendrimit të tretësirave ujore të acidit sulfurik, presioni total i avullit mbi tretësirat zvogëlohet dhe arrin një minimum në një përmbajtje prej 98.3% H 2 SO 4. Ndërsa përqendrimi i SO 3 në oleum rritet, presioni total i avullit mbi të rritet. Presioni i avullit mbi tretësirat ujore të acidit sulfurik dhe oleumit mund të llogaritet duke përdorur ekuacionin:

log p=A-B/T+2.126

vlerat e koeficientëve A dhe B varen nga përqendrimi i acidit sulfurik. Avulli mbi tretësirat ujore të acidit sulfurik përbëhet nga një përzierje e avullit të ujit, H 2 SO 4 dhe SO 3, dhe përbërja e avullit ndryshon nga përbërja e lëngut në të gjitha përqendrimet e acidit sulfurik, me përjashtim të përzierjes përkatëse azeotropike. Me rritjen e temperaturës, shpërbërja rritet. Oleumi H2SO4·SO3 ka viskozitetin maksimal; me rritjen e temperaturës, η zvogëlohet. Rezistenca elektrike e acidit sulfurik është minimale në një përqendrim SO 3 dhe 92% H 2 SO 4 dhe maksimale në një përqendrim prej 84 dhe 99.8 % H 2 SO 4. Për oleumin, minimumi ρ është në një përqendrim prej 10% SO 3. Me rritjen e temperaturës, ρ i acidit sulfurik rritet. Konstanta dielektrike e acidit sulfurik 100% 101 (298,15 K), 122 (281,15 K); konstanta krioskopike 6.12, konstanta ebulioskopike 5.33; koeficienti i difuzionit të avullit të acidit sulfurik në ajër ndryshon në varësi të temperaturës; D = 1,67·10-5T3/2 cm²/s.

Vetitë kimike

Acidi sulfurik në formë të koncentruar kur nxehet është një agjent mjaft i fortë oksidues. Oksidon HI dhe pjesërisht HBr në halogjene të lirë. Oksidon shumë metale (përjashtim: Au, Pt, Ir, Rh, Ta.). Në këtë rast, acidi sulfurik i përqendruar reduktohet në SO 2. Në të ftohtë në acidin sulfurik të koncentruar, Fe, Al, Cr, Co, Ni, Ba pasivizohen dhe reaksionet nuk ndodhin. Agjentët reduktues më të fuqishëm reduktojnë acidin sulfurik të përqendruar në S dhe H 2 S. Acidi sulfurik i koncentruar thith avujt e ujit, kështu që përdoret për tharjen e gazeve, lëngjeve dhe lëndëve të ngurta, për shembull, në tharëse. Megjithatë, H 2 SO 4 i përqendruar reduktohet pjesërisht nga hidrogjeni, për këtë arsye nuk mund të përdoret për tharjen e tij. Duke ndarë ujin nga komponimet organike dhe duke lënë pas karbonin e zi (qymyrin), acidi sulfurik i koncentruar çon në karbonizimin e drurit, sheqerit dhe substancave të tjera. Hollimi H 2 SO 4 ndërvepron me të gjitha metalet e vendosura në serinë e tensionit elektrokimik në të majtë të hidrogjenit me lëshimin e tij. Vetitë oksiduese të H 2 SO 4 të holluar janë jo karakteristike. Acidi sulfurik formon dy seri kripërash: sulfate të mesme dhe hidrosulfate acidike, si dhe estere. Njihen acidet peroksomonosulfurik (ose Karoacidi) H 2 SO 5 dhe peroksodisulfurik H 2 S 2 O 8. Acidi sulfurik gjithashtu reagon me oksidet bazë për të formuar sulfat dhe ujë. Në impiantet e përpunimit të metaleve, një zgjidhje e acidit sulfurik përdoret për të hequr një shtresë oksidi metalik nga sipërfaqja e produkteve metalike që i nënshtrohen nxehtësisë së lartë gjatë procesit të prodhimit. Kështu, oksidi i hekurit hiqet nga sipërfaqja e fletës së hekurit nga veprimi i një solucioni të nxehtë të acidit sulfurik. Një reagim cilësor ndaj acidit sulfurik dhe kripërave të tij të tretshme është ndërveprimi i tyre me kripërat e tretshme të bariumit, i cili rezulton në formimin e një precipitati të bardhë të sulfatit të bariumit, i patretshëm në ujë dhe acide, për shembull.

Aplikacion

Acidi sulfurik përdoret:

• në përpunimin e xehes, veçanërisht në nxjerrjen e elementeve të rrallë, duke përfshirë uraniumin, iridiumin, zirkonin, osmiumin, etj.;
• në prodhimin e plehrave minerale;
• si elektrolit në bateritë e plumbit;
• për marrjen e acideve dhe kripërave të ndryshme minerale;
• në prodhimin e fibrave kimike, ngjyrave, tymit dhe eksplozivëve;
• në industrinë e naftës, përpunimit të metaleve, tekstilit, lëkurës dhe industri të tjera;
• në industrinë ushqimore - i regjistruar si aditiv ushqimor E513 (emulsifikues);
• në sintezën organike industriale në reaksione:
• dehidratim (prodhimi i eterit dietil, estereve);
• hidratim (etanol nga etilen);
• sulfonimi (detergjentë sintetikë dhe ndërmjetës në prodhimin e ngjyrave);
• alkilimi (prodhimi i izooktanit, polietilenglikolit, kaprolaktamit) etj.
• Për restaurimin e rrëshirave në filtra në prodhimin e ujit të distiluar.

Prodhimi botëror i acidit sulfurik është përafërsisht. 160 milionë tonë në vit. Konsumatori më i madh i acidit sulfurik është prodhimi i plehrave minerale. P 2 O 5 plehrat fosforike konsumojnë 2,2-3,4 herë më shumë masë të acidit sulfurik dhe (NH 4) 2 SO 4 acidi sulfurik konsumon 75% të masës së konsumuar (NH 4) 2 SO 4. Prandaj, ata tentojnë të ndërtojnë fabrika të acidit sulfurik në lidhje me fabrikat për prodhimin e plehrave minerale.

Informacion historik

Acidi sulfurik është i njohur që nga kohërat e lashta, i cili gjendet në natyrë në formë të lirë, për shembull, në formën e liqeneve pranë vullkaneve. Ndoshta përmendja e parë e gazeve acide të prodhuara nga kalcinimi i alumit ose sulfatit të hekurit të "gurit të gjelbër" gjendet në shkrimet që i atribuohen alkimistit arab Xhabir ibn Hajan. Në shekullin e 9-të, alkimisti persian Ar-Razi, duke kalcinuar një përzierje të sulfatit të hekurit dhe bakrit (FeSO 4 7H 2 O dhe CuSO 4 5H 2 O), gjithashtu mori një zgjidhje të acidit sulfurik. Kjo metodë u përmirësua nga alkimisti evropian Albert Magnus, i cili jetoi në shekullin e 13-të. Skema për prodhimin e acidit sulfurik nga sulfati i hekurit është zbërthimi termik i sulfatit të hekurit (II) i ndjekur nga ftohja e përzierjes. Punimet e alkimistit Valentin (shek. 13) përshkruajnë një metodë për prodhimin e acidit sulfurik duke thithur gazin (anhidridi sulfurik) i çliruar nga djegia e një përzierjeje pluhurash squfuri dhe nitratesh me ujë. Më pas, kjo metodë formoi bazën e të ashtuquajturës. Metoda e “dhomës”, e kryer në dhoma të vogla të veshura me plumb, i cili nuk tretet në acid sulfurik. Në BRSS, kjo metodë ekzistonte deri në vitin 1955. Alkimistët e shekullit të 15-të dinin gjithashtu një metodë për prodhimin e acidit sulfurik nga piriti - piriti i squfurit, një lëndë e parë më e lirë dhe më e zakonshme se squfuri. Acidi sulfurik është prodhuar në këtë mënyrë për 300 vjet, në sasi të vogla në retorte xhami. Më pas, në lidhje me zhvillimin e katalizës, kjo metodë zëvendësoi metodën e dhomës për sintezën e acidit sulfurik. Aktualisht, acidi sulfurik prodhohet nga oksidimi katalitik (në V 2 O 5) i oksidit të squfurit (IV) në oksid squfuri (VI), dhe shpërbërja pasuese e oksidit të squfurit (VI) në acid sulfurik 70% për të formuar oleum. Në Rusi, prodhimi i acidit sulfurik u organizua për herë të parë në 1805 afër Moskës në rrethin Zvenigorod. Në vitin 1913, Rusia u rendit e 13-ta në botë në prodhimin e acidit sulfurik.

informacion shtese

Pika të vogla të acidit sulfurik mund të formohen në shtresat e mesme dhe të sipërme të atmosferës si rezultat i reagimit të avullit të ujit dhe hirit vullkanik që përmban sasi të mëdha squfuri. Pezullimi që rezulton, për shkak të albedos së lartë të reve të acidit sulfurik, e bën të vështirë që rrezet e diellit të arrijnë në sipërfaqen e planetit. Prandaj (dhe gjithashtu si rezultat i numrit të madh të grimcave të vogla të hirit vullkanik në atmosferën e sipërme, të cilat gjithashtu pengojnë hyrjen e rrezeve të diellit në planet), ndryshime të rëndësishme klimatike mund të ndodhin pas shpërthimeve veçanërisht të forta vullkanike. Për shembull, si rezultat i shpërthimit të vullkanit Ksudach (Gadishulli Kamchatka, 1907), një përqendrim i shtuar i pluhurit në atmosferë mbeti për rreth 2 vjet, dhe retë karakteristike të acidit sulfurik u vërejtën edhe në Paris. Shpërthimi i malit Pinatubo në 1991, i cili lëshoi ​​3 × 10 7 ton squfur në atmosferë, rezultoi që 1992 dhe 1993 të ishin dukshëm më të ftohtë se 1991 dhe 1994.

Standardet

• Acidi sulfurik teknik GOST 2184-77
• Acidi sulfurik i baterisë. Specifikimet teknike GOST 667-73
• Acidi sulfurik me pastërti të veçantë. Specifikimet teknike GOST 1422-78
• Reagentët. Acid sulfurik. Specifikimet teknike GOST 4204-77

Karakteristikat fizike të acidit sulfurik:
Lëng i rëndë me vaj ("vaji i vitriolit");
dendësia 1,84 g/cm3; jo i paqëndrueshëm, shumë i tretshëm në ujë - me ngrohje të fortë; t°pl. = 10,3°C, t°vlim. = 296°C, shumë higroskopik, ka veti larguese të ujit (karburimi i letrës, drurit, sheqerit).

Nxehtësia e hidratimit është aq e madhe sa që përzierja mund të vlojë, të spërkasë dhe të shkaktojë djegie. Prandaj, është e nevojshme të shtoni acid në ujë, dhe jo anasjelltas, pasi kur uji i shtohet acidit, uji më i lehtë do të përfundojë në sipërfaqen e acidit, ku do të përqendrohet e gjithë nxehtësia e krijuar.

Prodhimi industrial i acidit sulfurik (metoda e kontaktit):

1) 4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2) 2SO 2 + O 2 V 2 O 5 → 2SO 3

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

Piriti i grimcuar, i pastruar, i lagësht (pirit squfuri) derdhet në furrë sipër për pjekje në " shtrat i lëngshëm". Ajri i pasuruar me oksigjen kalohet nga poshtë (parimi i kundërrrjedhjes).
Nga furra del gazi i furrës, përbërja e së cilës është: SO 2, O 2, avujt e ujit (piriti ishte i lagësht) dhe grimca të imta drithi (oksid hekuri). Gazi pastrohet nga papastërtitë e grimcave të ngurta (në një ciklon dhe precipitues elektrik) dhe avujt e ujit (në një kullë tharjeje).
Në një aparat kontakti, dioksidi i squfurit oksidohet duke përdorur një katalizator V 2 O 5 (pentoksid vanadiumi) për të rritur shpejtësinë e reagimit. Procesi i oksidimit të një oksidi në tjetrin është i kthyeshëm. Prandaj, zgjidhen kushtet optimale për reagimin e drejtpërdrejtë - presioni i rritur (pasi reaksioni i drejtpërdrejtë ndodh me një ulje të vëllimit të përgjithshëm) dhe një temperaturë jo më e lartë se 500 C (pasi reagimi është ekzotermik).

Në kullën e absorbimit, oksidi i squfurit (VI) absorbohet nga acidi sulfurik i përqendruar.
Thithja nga uji nuk përdoret, sepse oksidi i squfurit tretet në ujë me lëshimin e një sasie të madhe nxehtësie, kështu që acidi sulfurik që rezulton vlon dhe kthehet në avull. Për të parandaluar formimin e mjegullës së acidit sulfurik, përdorni acid sulfurik 98% të koncentruar. Oksidi i squfurit shpërndahet shumë mirë në një acid të tillë, duke formuar oleum: H 2 SO 4 nSO 3

Karakteristikat kimike të acidit sulfurik:

H 2 SO 4 është një acid dibazik i fortë, një nga acidet minerale më të fortë; për shkak të polaritetit të tij të lartë, lidhja H – O thyhet lehtësisht.

1) Acidi sulfurik shpërndahet në tretësirë ​​ujore , duke formuar një jon hidrogjeni dhe një mbetje acide:
H2SO4 = H + + HSO4-;
HSO 4 - = H + + SO 4 2- .
Ekuacioni përmbledhës:
H 2 SO 4 = 2H + + SO 4 2- .

2) Ndërveprimi i acidit sulfurik me metalet:
Acidi sulfurik i holluar shpërndan vetëm metalet në serinë e tensionit në të majtë të hidrogjenit:
Zn 0 + H 2 + 1 SO 4 (i holluar) → Zn +2 SO 4 + H 2

3) Reagimi i acidit sulfurikme oksidet bazë:
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O

4) Reagimi i acidit sulfurik mehidroksidet:
H 2 SO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + 2H 2 O
H 2 SO 4 + Cu(OH) 2 → CuSO 4 + 2H 2 O

5) Reaksionet e shkëmbimit me kripëra:
BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl
Formimi i një precipitati të bardhë të BaSO 4 (i patretshëm në acide) përdoret për të zbuluar acidin sulfurik dhe sulfatet e tretshme (reagimi cilësor ndaj jonit sulfat).

Karakteristikat e veçanta të H 2 SO 4 të përqendruar:

1) I koncentruar acidi sulfurik është agjent i fortë oksidues ; kur ndërvepron me metale (përveç Au, Pt), ai reduktohet në S +4 O 2, S 0 ose H 2 S -2 në varësi të aktivitetit të metalit. Pa ngrohje, nuk reagon me Fe, Al, Cr - pasivizimi. Kur ndërveprojnë me metale me valencë të ndryshueshme, këto të fundit oksidohen në gjendje më të lartë oksidimi sesa në rastin e një tretësire të holluar të acidit: Fe 0→ Fe 3+, Cr 0→ Cr 3+, Mn 0→Mn 4+,Sn 0→ Sn 4+

Metal aktiv

8 Al + 15 H 2 SO 4 (konc.) → 4Al 2 (SO 4) 3 + 12H 2 O + 3 H2S
4│2Al 0 – 6 e— → 2Al 3+ — oksidimi
3│ S 6+ + 8e → S 2– rikuperim

4Mg+ 5H 2 SO 4 → 4MgSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

Metal me aktivitet mesatar

2Cr + 4 H 2 SO 4 (konc.) → Cr 2 (SO 4) 3 + 4 H 2 O + S
1│ 2Cr 0 – 6e →2Cr 3+ - oksidim
1│ S 6+ + 6e → S 0 – rikuperim

Metal me aktivitet të ulët

2Bi + 6H 2 SO 4 (konc.) → Bi 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O + 3 SO 2
1│ 2Bi 0 – 6e → 2Bi 3+ – oksidimi
3│ S 6+ + 2e →S 4+ - rikuperim

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

2) Acidi sulfurik i koncentruar oksidon disa jometale, zakonisht në gjendjen maksimale të oksidimit, dhe vetë reduktohet nëS+4O2:

C + 2H 2 SO 4 (konc) → CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

S+ 2H 2 SO 4 (konc) → 3SO 2 + 2H 2 O

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

3) Oksidimi i substancave komplekse:
Acidi sulfurik oksidon HI dhe HBr në halogjene të lirë:
2 KBr + 2H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + SO 2 + Br 2 + 2H 2 O
2 KI + 2H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + SO 2 + I 2 + 2H 2 O
Acidi sulfurik i përqendruar nuk mund të oksidojë jonet e klorurit në klor të lirë, gjë që bën të mundur marrjen e HCl nga reaksioni i shkëmbimit:
NaCl + H 2 SO 4 (konc.) = NaHSO 4 + HCl

Acidi sulfurik largon ujin e lidhur kimikisht nga komponimet organike që përmbajnë grupe hidroksil. Dehidratimi i alkoolit etilik në prani të acidit sulfurik të koncentruar prodhon etilen:
C 2 H 5 OH = C 2 H 4 + H 2 O.

Thyerja e sheqerit, celulozës, niseshtës dhe karbohidrateve të tjera në kontakt me acidin sulfurik shpjegohet gjithashtu me dehidratimin e tyre:
C 6 H 12 O 6 + 12H 2 SO 4 = 18H 2 O + 12SO 2 + 6CO 2.

Ka një emër historik: vaj i vitriolit. Studimi i acidit filloi në kohët e lashta; mjeku grek Dioscorides, natyralisti romak Plini Plaku, alkimistët islamikë Geber, Razi dhe Ibn Sina dhe të tjerë e përshkruan atë në veprat e tyre. Në sumerët ekzistonte një listë e vitrioleve, të cilat klasifikoheshin sipas ngjyrës së substancës. Në ditët e sotme, fjala "vitriol" kombinon hidratet kristalore të sulfateve të metaleve dyvalente.

Në shekullin e 17-të, kimisti gjermano-holandez Johann Glauber përgatiti acidin sulfurik duke djegur squfurin me (KNO3) në prani të Në 1736, Joshua Ward (farmacist nga Londra) përdori këtë metodë në prodhim. Kjo kohë mund të konsiderohet si pikënisja kur acidi sulfurik filloi të prodhohej në një shkallë të gjerë. Formula e saj (H2SO4), siç besohet zakonisht, u krijua nga kimisti suedez Berzelius (1779-1848) pak më vonë.

Berzelius, duke përdorur simbole alfabetike (që tregojnë elemente kimike) dhe indekse dixhitale më të ulëta (që tregojnë numrin e atomeve të një lloji të caktuar në një molekulë), vërtetoi se një molekulë përmban 1 atom squfuri (S), 2 atome hidrogjen (H) dhe 4 oksigjen. atomet (O ). Që nga ajo kohë, përbërja cilësore dhe sasiore e molekulës u bë e njohur, domethënë acidi sulfurik u përshkrua në gjuhën e kimisë.

Duke treguar në formë grafike renditjen relative të atomeve në molekulë dhe lidhjet kimike ndërmjet tyre (zakonisht shënohen me vija), informon se në qendër të molekulës ndodhet një atom squfuri, i cili lidhet me lidhje dyfishe me dy atomet e oksigjenit. Me dy atomet e tjera të oksigjenit, secili prej të cilëve ka një atom hidrogjeni të bashkangjitur, i njëjti atom squfuri është i lidhur me lidhje të vetme.

Vetitë

Acidi sulfurik është një lëng paksa i verdhë ose i pangjyrë, viskoz, i tretshëm në ujë në çdo përqendrim. Është një mineral i fortë dhe është shumë agresiv ndaj metaleve (i koncentruar nuk ndërvepron me hekurin pa u ngrohur, por e pasivizon), shkëmbinjtë, indet e kafshëve ose materiale të tjera. Karakterizohet nga higroskopia e lartë dhe vetitë e theksuara të një agjenti të fortë oksidues. Në një temperaturë prej 10,4 °C, acidi ngurtësohet. Kur nxehet në 300 °C, pothuajse 99% e acidit humbet anhidridin sulfurik (SO3).

Vetitë e tij ndryshojnë në varësi të përqendrimit të tretësirës ujore. Ekzistojnë emra të zakonshëm për tretësirat e acidit. Deri në 10% acid konsiderohet i holluar. Bateria - nga 29 në 32%. Kur përqendrimi është më pak se 75% (siç përcaktohet në GOST 2184), quhet kullë. Nëse përqendrimi është 98%, atëherë ai tashmë do të jetë acid sulfurik i përqendruar. Formula (kimike ose strukturore) mbetet e pandryshuar në të gjitha rastet.

Kur anhidridi sulfurik i përqendruar tretet në acid sulfurik, formohet oleumi ose acidi sulfurik i tymosur; formula e tij mund të shkruhet si më poshtë: H2S2O7. Acidi i pastër (H2S2O7) është një lëndë e ngurtë me pikë shkrirjeje 36 °C. Reaksionet e hidratimit të acidit sulfurik karakterizohen nga çlirimi i nxehtësisë në sasi të mëdha.

Acidi i holluar reagon me metalet, duke reaguar me të cilët shfaq vetitë e një agjenti të fortë oksidues. Në këtë rast, acidi sulfurik zvogëlohet; formula e substancave të formuara që përmbajnë një atom squfuri të reduktuar (në +4, 0 ose -2) mund të jetë: SO2, S ose H2S.

Reagon me jometale si karboni ose squfuri:

2 H2SO4 + C → 2 SO2 + CO2 + 2 H2O

2 H2SO4 + S → 3 SO2 + 2 H2O

Reagon me klorur natriumi:

H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCl

Karakterizohet nga reaksioni i zëvendësimit elektrofilik të një atomi hidrogjeni të lidhur në unazën e benzenit të një përbërjeje aromatike nga grupi -SO3H.

Faturë

Në 1831, metoda e kontaktit për prodhimin e H2SO4, e cila aktualisht është ajo kryesore, u patentua. Sot, shumica e acidit sulfurik prodhohet duke përdorur këtë metodë. Lënda e parë e përdorur është minerali sulfid (zakonisht piriti i hekurit FeS2), i cili piqet në furra speciale, i cili prodhon një gaz për pjekje. Meqenëse temperatura e gazit është 900 °C, ai ftohet me acid sulfurik me një përqendrim prej 70%. Më pas gazi pastrohet nga pluhuri në ciklon dhe precipitator elektrostatik, në kulla larëse me acid me përqendrim 40 dhe 10% të helmeve katalitike (As2O5 dhe fluor), dhe në precipitatorët elektrostatikë të lagësht nga aerosoli acid. Më pas, gazi i pjekjes që përmban 9% dioksid squfuri (SO2) thahet dhe futet në aparatin e kontaktit. Pasi kalon nëpër 3 shtresa të katalizatorit vanadium, SO2 oksidohet në SO3. Acidi sulfurik i koncentruar përdoret për të shpërndarë anhidridin sulfurik që rezulton. Formula për një tretësirë ​​të anhidridit sulfurik (SO3) në acidin sulfurik anhidrik është H2S2O7. Në këtë formë, oleumi transportohet në rezervuarë çeliku te konsumatori, ku hollohet në përqendrimin e dëshiruar.

Aplikacion

Për shkak të vetive të ndryshme kimike, H2SO4 ka një gamë të gjerë aplikimesh. Në prodhimin e vetë acidit, si elektrolit në bateritë e plumbit-acid, për prodhimin e produkteve të ndryshme pastrimi, është gjithashtu një reagent i rëndësishëm në industrinë kimike. Përdoret gjithashtu në prodhimin e: alkooleve, plastikës, ngjyrave, gomës, eterit, ngjitësve, sapunëve dhe detergjenteve, produkteve farmaceutike, pulpës dhe letrës, produkteve të naftës.

Acidet janë komponime kimike që përbëhen nga atome hidrogjeni dhe mbetje acide, për shembull, SO4, SO3, PO4, etj. Ato janë inorganike dhe organike. Të parat përfshijnë acid klorhidrik, fosforik, sulfid, nitrik dhe sulfurik. Të dytat përfshijnë acidin acetik, acidin palmitik, acidin formik, acidin stearik, etj.

Çfarë është acidi sulfurik

Ky acid përbëhet nga dy atome hidrogjeni dhe mbetja acidike SO4. Ka formulën H2SO4.

Acidi sulfurik ose, siç quhet edhe ai, acidi sulfat, i referohet acideve dibazike inorganike që përmbajnë oksigjen. Kjo substancë konsiderohet si një nga më agresive dhe kimikisht aktive. Në shumicën e reaksioneve kimike vepron si një agjent oksidues. Ky acid mund të përdoret në formë të koncentruar ose të holluar, me ç'rast ka veti kimike paksa të ndryshme.

Vetitë fizike

Acidi sulfurik në kushte normale është i lëngshëm, pika e tij e vlimit është afërsisht 279,6 gradë Celsius, pika e ngrirjes kur shndërrohet në kristale të ngurta është rreth -10 gradë për njëqind për qind dhe rreth -20 për 95 për qind.

Acidi i pastër njëqind për qind sulfat është një substancë e lëngshme me vaj, pa erë, pa ngjyrë, që ka pothuajse dyfishin e densitetit të ujit - 1840 kg/m3.

Vetitë kimike të acidit sulfat

Acidi sulfurik reagon me metalet, oksidet e tyre, hidroksidet dhe kripërat. I holluar me ujë në përmasa të ndryshme, mund të sillet ndryshe, kështu që le të hedhim një vështrim më të afërt në vetitë e zgjidhjeve të koncentruara dhe të dobëta të acidit sulfurik veç e veç.

Tretësirë ​​e përqendruar e acidit sulfurik

Një tretësirë ​​që përmban të paktën 90 për qind acid sulfate konsiderohet e koncentruar. Një zgjidhje e tillë e acidit sulfurik është e aftë të reagojë edhe me metale me aktivitet të ulët, si dhe me jometale, hidrokside, okside dhe kripëra. Vetitë e një solucioni të tillë të acidit sulfat janë të ngjashme me ato të acidit nitrat të koncentruar.

Ndërveprimi me metalet

Gjatë reaksionit kimik të një tretësire të përqendruar të acidit sulfat me metale të vendosura në të djathtë të hidrogjenit në serinë e tensionit elektrokimik të metaleve (d.m.th., me ato jo më aktivet), formohen këto substanca: sulfati i metalit me të cilin ndodh ndërveprimi, uji dhe dioksidi i squfurit. Metalet, si rezultat i ndërveprimit me të cilin formohen substancat e listuara, përfshijnë bakër (cuprum), merkur, bismut, argjend (argentum), platin dhe arin (aurum).

Ndërveprimi me metalet joaktive

Me metalet që janë në të majtë të hidrogjenit në serinë e tensionit, acidi sulfurik i përqendruar sillet paksa ndryshe. Si rezultat i këtij reaksioni kimik, formohen këto substanca: sulfat i një metali të caktuar, sulfur hidrogjeni ose squfur i pastër dhe ujë. Metalet me të cilat ndodh një reaksion i ngjashëm përfshijnë gjithashtu hekurin (ferum), magnezin, manganin, beriliumin, litiumin, bariumin, kalciumin dhe të gjithë të tjerët që janë në serinë e tensionit në të majtë të hidrogjenit, përveç aluminit, kromit, nikelit dhe titanit - me to acidi sulfat i koncentruar nuk ndërvepron.

Ndërveprimi me jometalet

Kjo substancë është një agjent i fortë oksidues, kështu që është i aftë të marrë pjesë në reaksionet kimike redoks me jometale, të tilla si, për shembull, karboni (karboni) dhe squfuri. Si rezultat i reagimeve të tilla, uji lirohet domosdoshmërisht. Kur kjo substancë i shtohet karbonit, lirohet edhe dioksidi i karbonit dhe dioksidi i squfurit. Dhe nëse i shtoni acid squfurit, merrni vetëm dioksid squfuri dhe ujë. Në një reaksion të tillë kimik, acidi sulfat luan rolin e një agjenti oksidues.

Ndërveprimi me substancat organike

Ndër reaksionet e acidit sulfurik me substanca organike, dallohet karbonizimi. Ky proces ndodh kur kjo substancë përplaset me letër, sheqer, fibra, dru etj. Në këtë rast, karboni lirohet në çdo rast. Karboni i formuar gjatë reaksionit mund të reagojë pjesërisht me acidin sulfurik nëse është i tepërt. Fotografia tregon reagimin e sheqerit me një zgjidhje të acidit sulfat me përqendrim mesatar.

Reaksionet me kripërat

Gjithashtu, një tretësirë ​​e koncentruar e H2SO4 reagon me kripërat e thata. Në këtë rast, ndodh një reaksion standard i shkëmbimit, në të cilin formohet sulfati i metalit që ishte i pranishëm në strukturën e kripës dhe acidi me mbetjen që ishte në kripë. Megjithatë, acidi sulfurik i koncentruar nuk reagon me tretësirat e kripës.

Ndërveprimi me substanca të tjera

Gjithashtu, kjo substancë mund të reagojë me oksidet metalike dhe hidroksidet e tyre, në këto raste ndodhin reaksione shkëmbimi, në të parën, lirohet sulfati i metalit dhe uji, në të dytën - i njëjtë.

Vetitë kimike të një tretësire të dobët të acidit sulfat

Acidi sulfurik i holluar reagon me shumë substanca dhe ka të njëjtat veti si të gjitha acidet. Ai, ndryshe nga metali i përqendruar, ndërvepron vetëm me metale aktive, domethënë ato që janë në të majtë të hidrogjenit në serinë e tensionit. Në këtë rast, ndodh i njëjti reaksion zëvendësimi si në rastin e çdo acidi. Kjo çliron hidrogjen. Gjithashtu, një zgjidhje e tillë acidi ndërvepron me tretësirat e kripës, duke rezultuar në një reaksion shkëmbimi, të diskutuar tashmë më lart, me okside - të njëjta me një të koncentruar, dhe me hidrokside - gjithashtu të njëjta. Përveç sulfateve të zakonshme, ka edhe hidrosulfate, të cilat janë produkt i bashkëveprimit të hidroksidit dhe acidit sulfurik.

Si të dalloni nëse një tretësirë ​​përmban acid sulfurik ose sulfate

Për të përcaktuar nëse këto substanca janë të pranishme në një zgjidhje, përdoret një reagim i veçantë cilësor ndaj joneve sulfate, gjë që bën të mundur zbulimin. Ai konsiston në shtimin e bariumit ose përbërjeve të tij në tretësirë. Kjo mund të rezultojë në një precipitat të bardhë (sulfat bariumi), që tregon praninë e sulfateve ose acidit sulfurik.

Si prodhohet acidi sulfurik?

Metoda më e zakonshme e prodhimit industrial të kësaj substance është nxjerrja e saj nga piriti i hekurit. Ky proces ndodh në tre faza, secila prej të cilave përfshin një reaksion kimik specifik. Le t'i shikojmë ato. Së pari, piritit i shtohet oksigjen, duke rezultuar në formimin e oksidit të ferumit dhe dioksidit të squfurit, i cili përdoret për reaksione të mëtejshme. Ky ndërveprim ndodh në temperatura të larta. Më pas vjen faza në të cilën trioksidi i squfurit përftohet duke shtuar oksigjen në prani të një katalizatori, i cili është oksid vanadiumi. Tani, në fazën e fundit, uji i shtohet substancës që rezulton dhe përftohet acidi sulfat. Ky është procesi më i zakonshëm për nxjerrjen industriale të acidit sulfat, ai përdoret më shpesh sepse piriti është lënda e parë më e arritshme e përshtatshme për sintezën e substancës së përshkruar në këtë artikull. Acidi sulfurik i përftuar përmes këtij procesi përdoret në fusha të ndryshme të industrisë - si në kimikate ashtu edhe në shumë të tjera, për shembull, në rafinimin e vajit, përpunimin e mineralit, etj. Përdorimi i tij gjithashtu parashikohet shpesh në teknologjinë e prodhimit të shumë fibrave sintetike .