Сярна киселина: характеристики и функции на това вещество

Всички сме чували за сярна киселина, дори мимоходом. Това изключително корозивно и опасно вещество е най-широко произвежданото химично съединение в света. Това е особено важно в петролната промишленост, обработката на стомана, производството на експлозиви, детергенти и пластмаси и при синтеза на торове.

Без сярна киселина също не би било възможно захранването на дървообработващата и хартиената промишленост, много процеси в текстилните фабрики или производството на батерии. Не можем да забравим и ролята му в химическата промишленост, тъй като тя е необходима за синтеза на други киселини и сулфати, жизненоважни за определени процеси.

С други думи, обществото не би било такова, каквото го познаваме, без сярна киселина, тъй като играе основни задачи в химическата промишленост, в петролната индустрия и в селскостопанската област, наред с много други нещата. Не всички сярни съединения обаче са еднакво добре известни. Тук обръщаме внимание на едно много по-малко познато за населението: дисулфурна киселина..

• Свързана статия: "11-те типа химически реакции"

Какво е сярна киселина?

Сярната киселина, известна също като пиросерна киселина или олеум, е оксакисела на сярата. Терминът "оксацид" се отнася до всяка киселина, която съдържа кислород в състава си, особено тези, които Те имат в химическата си структура поне един водороден атом (Н), един кислороден атом (О) и променлив елемент, било то този X.

Сярната киселина е основният компонент на димящата сярна киселина или олеум, чиито свойства и употреба ще обясним в следващите раздели. Засега ни остава, че химическата му структура е H2SO7. Това означава, че се състои от два водородни атома (H2), 7 кислород (O7) и два сяра (S2). Сярната киселина, която се използва, от своя страна, има два водородни атома, един сяра и четири кислорода (H2SO4).

Също така е интересно да се подчертае, че тази киселина има моларна маса 178,13 g · mol - 1 и че нейната точка на топене е 36 градуса, температура, която отбелязва преминаването от твърдо в течно състояние. Съществуват и други киселини със същата формула "H2O · (SO3) x", въпреки че днес те не могат да бъдат изолирани при експериментални условия.

• Може да се интересувате от: "15-те физични и химични свойства на водата"

Характеристики на олеума

Както казахме, сярна киселина е основният компонент на димящата сярна киселина, известна още като олеум. Формулата на този разтвор е ySO3 · H2O, където „y“ е общата моларна маса на частта от серен триоксид (SO3). Той обаче може да бъде обозначен и от номенклатурата "H2SO4 · xSO3", където "x" се отнася до съдържанието на моларен свободен серен триоксид. Когато x = 1 и y = 2, се получава формулата H2S2O7, или каквато е същата, тази на дисулфирната киселина.

Може да звучи сложно, но запазете следната идея: разтвор на олеум може да има различни свойства в зависимост от процента на концентрация на сярна киселина и гореспоменатата конформация поражда сярна киселина, която се среща в твърда форма до 36 градуса температура околната среда. Колкото и интересно да звучи целият този конгломерат на химично ниво, във всеки случай е необходимо да се подчертае това сярна киселина рядко се използва в лабораторни условия или промишлени процеси.

Олеумът се синтезира чрез „процес на контакт“, където към сярата се добавят кислородни групи (S + O3, SO3) и след това той се разтваря в концентрат на сярна киселина (H2SO4). Може би един химик би си дръпнал косата, за да види такова голямо опростяване, но за информационни цели вземаме лиценза, за да ви покажем обединението на двете концепции:

По този начин типичният олеум или сярна киселина се изгражда със сяра, към която са добавени кислород и концентрирана сярна киселина. В света на химията в крайна сметка всичко е въпрос и на математически знания.

Функции и полезни функции на това вещество

След като разделим химичната природа на това сложно решение, можем да проучим неговото използване, макар и за кратко.

1. Производство на сярна киселина

Въпреки че звучи неинтуитивно, разтвор, който изисква синтезна сярна киселина, може да бъде полезен за производството на самата сярна киселина.

Поради високата си енталпия на хидратация (промяна в енталпията, когато един мол йони се разтвори достатъчно вода, за да се получи разреден разтвор), олеумът може да се разрежда във вода, за да се получи концентрирана сярна киселина допълнителен.

Напротив, ако SO3 се добави директно към водата, той ще образува газообразен филм от сярна киселина, който е много труден за работа.

@image (28510)

2. Транспортен посредник

Тъй като олеумът е представен в твърдо състояние до 36 градуса температура, може да бъде полезен за транспортиране на сярна киселина в цистерни, между нефтопреработвателните предприятия и различните индустрии. След като достигне дестинацията си, олеумът може да се върне в течно състояние. Във всеки случай този процес трябва да се извършва много внимателно, тъй като прегряването на материала (прегряване) надвишава границите на безопасност.

Освен това олеумът или дисулфирната киселина са по-малко корозивни от сярната киселина, когато се използват при контакт с метали, тъй като няма свободни водни молекули, които могат да атакуват тези повърхности. Поради тази причина понякога се избира и течна дисулфурна киселина, която да се синтезира за транспорт между сложни тръбопроводи. Поради способността си да се "връща" към концентрирана сярна киселина и лесното преминаване от твърдо в течно състояние, олеумът има много приложения в областта на транспорта.

3. Сярна киселина в експлозивната индустрия

Олеумът също използва се в синтеза на експлозиви, с изключение на нитроцелулозата. Това се дължи на факта, че разтвори на азотна киселина (NO3) и сярна киселина (H2SO4), които могат или не могат да бъдат получени с помощта на дисулфурна киселина) съдържат значителни количества вода, което ги прави малко използвани в много производствени процеси на експлозиви.

4. Използване при изучаване на органична химия

Олеумът е агресивен и силно корозивен реактивен агент, полезен като междинен продукт при определени химични реакции.

Продължи

В обобщение, сярната киселина може да се разглежда като междинен продукт на сярната киселина, въпреки че е получена от реакции, които я изискват на първо място. Тъй като се среща естествено в твърдо състояние, той е подходящ за безопасен транспорт в много сектори от индустрията, които боравят с H2SO4 по естествен път. Използването на това съединение в течна форма също е много интересно, тъй като е по-малко корозивно от сярната киселина, то генерира по-малко щети по тръбите и други метални покрития.

Отново се връщаме към идеята, че сярната киселина е от съществено значение в селскостопанската, дървообработващата, текстилната, петролната индустрия и много други отрасли. По този начин, въпреки че сярната киселина не е много полезна като директно приложимо съединение в тази област лаборатория, той осигурява известна пластичност при транспортиране, рафиниране и обработка на самата киселина сярна.