Sumporna kiselina: značajke i funkcije ove tvari

Svi smo čuli za sumpornu kiselinu, čak i u prolazu. Ova izuzetno nagrizajuća i najopasnija tvar kemijski je spoj koji se najviše proizvodi na svijetu. Naročito je važan u naftnoj industriji, obradi čelika, proizvodnji eksploziva, deterdženata i plastike te u sintezi gnojiva.

Bez sumporne kiseline također ne bi bilo moguće pokretati drvnu i papirnu industriju, mnoge procese u tvornicama tekstila ili proizvodnju baterija. Ne možemo zaboraviti ni njegovu ulogu u kemijskoj industriji, jer je neophodna za sintezu drugih kiselina i sulfata vitalnih za određene procese.

Drugim riječima, društvo ne bi bilo onakvo kakvo ga poznajemo bez sumporne kiseline, jer ona igra ključni zadaci u kemijskoj industriji, u naftnoj industriji i na poljoprivrednom polju, uz mnoge druge stvari. Međutim, nisu svi sumporni spojevi jednako poznati. Ovdje obraćamo pažnju na jednu mnogo manje poznatu široj populaciji: sumpornu kiselinu..

• Povezani članak: "11 vrsta kemijskih reakcija"

Što je sumporna kiselina?

Dvosumporna kiselina, također poznata kao pirosulfurna kiselina ili oleum, oksida je sumpora

. Izraz "oksakiselina" odnosi se na bilo koju kiselinu koja u svom sastavu sadrži kisik, posebno onu koja U svojoj kemijskoj strukturi imaju najmanje jedan atom vodika (H), jedan atom kisika (O) i promjenjivi element, bio on ovaj X.

Sumporna kiselina glavna je komponenta dimne sumporne kiseline ili oleuma, čija ćemo svojstva i uporabu objasniti u sljedećim odjeljcima. Za sada nam ostaje da je njegova kemijska struktura H2SO7. To znači da se sastoji od dva atoma vodika (H2), 7 kisika (O7) i dva sumpora (S2). Sumporna kiselina koja se koristi, sa svoje strane, ima dva atoma vodika, jedan sumpor i četiri kisika (H2SO4).

Također je zanimljivo naglasiti da ova kiselina ima molarnu masu 178,13 g · mol - 1 i da joj je točka topljenja 36 stupnjeva, temperatura koja označava promjenu iz čvrstog u tekuće stanje. Postoje i druge kiseline s istom formulom "H2O · (SO3) x", iako ih danas u eksperimentalnim uvjetima nije moguće izolirati.

• Možda će vas zanimati: "15 fizikalnih i kemijskih svojstava vode"

Karakteristike Oleuma

Kao što smo rekli, sumporna kiselina je glavna komponenta dimne sumporne kiseline, također poznate kao oleum. Formula ove otopine je ySO3 · H2O, gdje je "y" ukupna molarna masa dijela sumpornog trioksida (SO3). Međutim, može se označiti i nomenklaturom "H2SO4 · xSO3", gdje se "x" odnosi na sadržaj molarnog slobodnog sumpornog trioksida. Kada je x = 1 i y = 2, dobiva se formula H2S2O7, ili jednaka formuli sumporne kiseline.

Možda zvuči složeno, ali imajte slijedeću ideju: oleumska otopina može imati različita svojstva, ovisno o postotku koncentracije sumporna kiselina i spomenuta konformacija dovodi do sumporne kiseline koja se javlja u krutom obliku do 36 stupnjeva temperature okoliša. Koliko god cijeli ovaj konglomerat kemijski zanimljivo zvučao, to je potrebno naglasiti sumporna kiselina rijetko se koristi u laboratorijskim uvjetima ili u industrijskim procesima.

Oleum se sintetizira "kontaktnim postupkom", gdje se sumporu dodaju skupine kisika (S + O3, SO3), a zatim se otapa u koncentratu sumporne kiseline (H2SO4). Možda bi ga kemičar povukao za kosu da vidi tako veliko pojednostavljenje, ali u informativne svrhe uzimamo licencu da vam pokažemo objedinjavanje oba koncepta:

Dakle, tipični oleum ili sumporna kiselina grade se sumporom kojem su dodani kisik i koncentrirana sumporna kiselina. U svijetu kemije na kraju je sve također stvar matematičkog znanja.

Funkcije i korisnosti ove tvari

Nakon što smo secirali kemijsku prirodu ove složene otopine, možemo istražiti njezinu upotrebu, iako nakratko.

1. Proizvodnja sumporne kiseline

Iako zvuči kontraintuitivno, otopina koja za svoju sintezu zahtijeva sumpornu kiselinu može biti korisna za proizvodnju same sumporne kiseline.

Zbog visoke entalpije hidratacije (promjena entalpije kad se jedan mol iona dovoljno otopi vode dajući razrijeđenu otopinu), oleum se može razrijediti u vodi dajući koncentriranu sumpornu kiselinu dodatni.

Suprotno tome, ako se SO3 doda izravno u vodu, nastao bi plinoviti film sumporne kiseline s kojim je vrlo teško rukovati.

@slika (28510)

2. Transportni posrednik

Kako se oleum nalazi u čvrstom stanju do 36 stupnjeva temperature, može biti koristan za prijevoz sumporne kiseline u kamionima cisternama, između rafinerija nafte i raznih industrija. Jednom kad stigne na odredište, oleum se može vratiti u svoje tekuće stanje. U svakom slučaju, ovaj se postupak mora provoditi vrlo pažljivo, jer pregrijavanje materijala (pregrijavanje) premašuje sigurnosne granice.

Uz to, oleum ili sumporna kiselina manje su korozivne od sumporne kiseline koja se koristi kada dođe u kontakt s metalima, jer nema slobodnih molekula vode koje mogu napadati ove površine. Iz tog se razloga ponekad bira i tekuća sumporna kiselina koja će se sintetizirati za transport između složenih cjevovoda. Zbog svoje sposobnosti da se "vrati" u koncentriranu sumpornu kiselinu i lakoće prelaska iz čvrstog u tekuće stanje, oleum ima mnogo primjena u transportnom poprištu.

3. Sumporna kiselina u industriji eksploziva

Oleum također koristi se u sintezi eksploziva, uz značajnu iznimku nitroceluloze. To je zbog činjenice da se otopine dušične kiseline (NO3) i sumporne kiseline (H2SO4), koje se mogu ili ne moraju dobiti pomoću sumporna kiselina) sadrže značajne količine vode, što ih čini malo korisnima u mnogim proizvodnim procesima ( eksploziva.

4. Upotreba u proučavanju organske kemije

Oleum je agresivno i vrlo korozivno reaktivno sredstvo, korisno kao međuprodukt u određenim kemijskim reakcijama.

Nastavi

Ukratko, na sumpornu kiselinu može se gledati kao na međuprodukt sumporne kiseline, unatoč tome što je u prvom redu izvedena iz reakcija koje je zahtijevaju. Kako se prirodno javlja u krutom stanju, prikladan je za siguran transport u mnogim sektorima industrije koji prirodno rukuju H2SO4. Upotreba ovog spoja u tekućem obliku također je vrlo zanimljiva, budući da je manje korozivan od sumporne kiseline, generira manje oštećenja na cijevima i drugim metalnim oblogama.

Opet se vraćamo ideji da je sumporna kiselina esencijalna u poljoprivredi, drvnoj, tekstilnoj, naftnoj industriji i mnogim drugim granama. Prema tome, iako sumporna kiselina nije previše korisna kao izravno primjenjiv spoj na terenu laboratorij, pruža određenu plastičnost prilikom transporta, pročišćavanja i obrade same kiseline sumporna.