Сірчана кислота: характеристики та функції цієї речовини

Ми всі чули про сірчану кислоту, навіть мимохідь. Ця надзвичайно корозивна та небезпечна речовина є найбільш широко виробленою хімічною сполукою у світі. Це особливо важливо в нафтовій промисловості, обробці сталі, виробництві вибухових речовин, миючих засобів та пластмас, а також у синтезі добрив.

Без сірчаної кислоти також не можна було б живити деревообробну та паперову промисловість, багато процесів на текстильних фабриках або виробництво батарей. Не можна забувати і про його роль у хімічній промисловості, оскільки вона необхідна для синтезу інших кислот та сульфатів, життєво важливих для певних процесів.

Іншими словами, суспільство не було б таким, яким ми його знаємо, без сірчаної кислоти, оскільки воно грає найважливіші завдання в хімічній промисловості, в нафтовій промисловості та в сільськогосподарській галузі, серед багатьох інших речі. Однак не всі сполуки сірки однаково добре відомі. Тут ми звертаємо увагу на одну набагато менш звичну для широких верств населення: сірчану кислоту..

• Пов’язана стаття: "11 типів хімічних реакцій"

Що таке сірчана кислота?

Сірчана кислота, також відома як піросульфатна кислота або олеум, є оксикислотою сірки. Термін "оксикислота" позначає будь-яку кислоту, яка містить кисень у своєму складі, особливо ту, що містить мати у своїй хімічній структурі принаймні один атом водню (Н), один атом кисню (О) та один змінний елемент, будь то це X.

Сірчана кислота є основним компонентом димної сірчаної кислоти або олеуму, властивості та використання яких ми пояснимо в наступних розділах. Наразі нам залишається, що його хімічна структура - H2SO7. Це означає, що він складається з двох атомів водню (H2), семи кисню (O7) і двох сірок (S2). Сірчана кислота для використання, зі свого боку, має два атоми водню, один сірку і чотири кисню (H2SO4).

Цікаво також підкреслити, що ця кислота має молярну масу 178,13 г · моль - 1 і що її температура плавлення становить 36 градусів - температура, яка знаменує собою перехід з твердого стану в рідкий. Є й інші кислоти з однаковою формулою "H2O · (SO3) x", хоча сьогодні їх неможливо виділити в експериментальних умовах.

• Вас можуть зацікавити: "15 фізико-хімічних властивостей води"

Характеристика олеуму

Як ми вже говорили, сірчана кислота є основним компонентом димної сірчаної кислоти, також відомої як олеум. Формула цього розчину - ySO3 · H2O, де «y» - загальна мольна маса частини триоксиду сірки (SO3). Однак його також можна позначити номенклатурою "H2SO4 · xSO3", де "x" відноситься до вмісту молярної вільної триоксиду сірки. Коли x = 1 та y = 2, отримують формулу H2S2O7, або те саме, що і сірчаної кислоти.

Це може звучати складно, але дотримуйтесь наступної ідеї: розчин олеуму може мати різні властивості залежно від відсотка концентрації сірчана кислота та вищезазначена конформація призводять до появи сірчаної кислоти, яка перебуває у твердому вигляді до 36 градусів температури екологічний. Як би цікаво не звучав весь цей конгломерат на хімічному рівні, у будь-якому випадку, це необхідно підкреслити сірчана кислота рідко використовується в лабораторних умовах або в промислових процесах.

Олеум синтезується за допомогою “контактного процесу”, де до сірки додають кисневі групи (S + O3, SO3), а потім його розчиняють у концентраті сірчаної кислоти (H2SO4). Можливо, хімік потягне за себе волосся, щоб побачити таке велике спрощення, але для інформаційних цілей ми беремо ліцензію, щоб показати вам поєднання обох понять:

Таким чином, типовий олеум або сірчана кислота будується із сіркою, до якої додані кисень та концентрована сірчана кислота. У світі хімії врешті-решт все також є питанням математичних знань.

Функції та корисні властивості цієї речовини

Після того, як ми розібрали хімічну природу цього складного розчину, ми можемо дослідити його використання, хоча і коротко.

1. Виробництво сірчаної кислоти

Хоча це звучить протилежно розчин, для якого для його синтезу потрібна сірчана кислота, може бути корисним для виробництва самої сірчаної кислоти.

Завдяки високій ентальпії гідратації (зміна ентальпії, коли один моль іонів розчиняється в достатній кількості води, щоб отримати розбавлений розчин), олеум можна розбавляти у воді з отриманням концентрованої сірчаної кислоти додаткові.

Навпаки, якщо SO3 додати безпосередньо до води, він утворює газоподібну плівку сірчаної кислоти, з якою дуже важко впоратися.

@image (28510)

2. Транспортний посередник

Олеум представлений у твердому стані до 36 градусів температури, може бути корисним для транспортування сірчаної кислоти в автоцистернах, між нафтопереробними заводами та різними галузями промисловості. Після досягнення місця призначення олеум може повернутися до рідкого стану. У будь-якому випадку цей процес потрібно проводити дуже обережно, оскільки перегрів матеріалу (перегрів) перевищує межі безпеки.

Крім того, олеум або сірчана кислота менш їдкі, ніж сірчана кислота, яка використовується при контакті з металами, оскільки немає вільних молекул води, які можуть атакувати ці поверхні. З цієї причини рідку сірчану кислоту іноді також вибирають для синтезу для транспортування між складними трубопроводами. Завдяки своїй здатності "повертатися" до концентрованої сірчаної кислоти та легкості переходу з твердого стану в рідкий, олеум має багато застосувань у галузі транспортування.

3. Сірчана кислота у вибуховій промисловості

Олеум також використовується для синтезу вибухових речовин, за винятком нітроцелюлози. Це пов'язано з тим, що розчини азотної кислоти (NO3) та сірчаної кислоти (H2SO4), які можуть бути отримані, а можуть і не використовуватися сірчаної кислоти) містять значну кількість води, що робить їх мало використовуваними в багатьох виробничих процесах Росії вибухові речовини.

4. Використання при вивченні органічної хімії

Олеум є агресивним і сильно корозійним реактивним агентом, корисним як проміжний продукт у деяких хімічних реакціях.

Резюме

Підводячи підсумок, сірчана кислота може розглядатися як проміжний продукт сірчаної кислоти, незважаючи на те, що вона походить від реакцій, які вимагають її спочатку. Оскільки природний процес перебуває у твердому стані, він підходить для безпечного транспортування у багатьох галузях промисловості, які природно обробляють H2SO4. Застосування цієї сполуки у рідкій формі також є дуже цікавим, оскільки, будучи менш їдким, ніж сірчана кислота, воно створює менше пошкоджень труб та інших металевих покриттів.

Знову ж таки, ми повертаємося до думки, що сірчана кислота необхідна в сільському господарстві, деревообробній, текстильній, нафтовій промисловості та багатьох інших галузях. Таким чином, хоча сірчана кислота не дуже корисна як безпосередньо застосовна сполука в галузі лабораторії, він забезпечує певну пластичність при транспортуванні, очищенні та обробці самої кислоти сірчана.