सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि त्याच्याशी प्रतिक्रिया. केंद्रित सल्फ्यूरिक ऍसिड: गुणधर्म, प्रतिक्रिया
नाव
हवेत ओलियम धुम्रपान
ओलियम एक चिकट, तेलकट, रंगहीन द्रव किंवा कमी वितळणारे स्फटिक आहे, जे तथापि, अशुद्धतेच्या उपस्थितीमुळे विविध प्रकारच्या छटा मिळवू शकतात. हवेत, ते "धूम्रपान करते", पाण्यावर प्रतिक्रिया देते, मोठ्या प्रमाणात उष्णता सोडते. सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइडची एकाग्रता खूप विस्तृत श्रेणीमध्ये बदलू शकते: एककांपासून ते दहापट टक्के. ओलियममध्ये पाणी काढून टाकणारा आणि ऑक्सिडायझिंग प्रभाव अधिक असतो. ओलियममध्ये पायरोसल्फ्यूरिक ऍसिड देखील असतात, जे प्रतिक्रियांद्वारे प्राप्त होतात:
H 2 S O 4 + S O 3 → H 2 S 2 O 7; (\डिस्प्लेस्टाइल (\mathsf (H_(2)SO_(4)+SO_(3)\rightarrow H_(2)S_(2)O_(7)));)
H 2 S O 4 + 2 S O 3 → H 2 S 3 O 10. (\डिस्प्लेस्टाइल (\mathsf (H_(2)SO_(4)+2SO_(3)\rightarrow H_(2)S_(3)O_(10))).)
भौतिक गुणधर्म
सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या जलीय द्रावणाचा उत्कलन बिंदू त्याच्या एकाग्रतेच्या वाढीसह वाढतो आणि 98.3% H 2 SO 4 च्या सामग्रीवर जास्तीत जास्त पोहोचतो. खालील सारणी वापरताना, आपण टक्केवारी म्हणून ओलियममधील सल्फर डायऑक्साइडच्या वस्तुमान अंशासंबंधी GOST 2184-77 (वर्तमान) आणि GOST 2184-2013 च्या सारण्यांसह स्वतःला परिचित केले पाहिजे.
| सामग्री % वस्तुमानानुसार | घनता 20 ℃, g/cm³ | हळुवार बिंदू, ℃ | उकळत्या बिंदू, ℃ | |
|---|---|---|---|---|
| H2SO4 | SO 3 (विनामूल्य) | |||
| 98 | - | 1,8365 | 0,1 | 332,4 |
| 100 | - | 1,8305 | 10,4 | 296,2 |
| 104,5 | 20 | 1,8968 | −11,0 | 166,6 |
| 109 | 40 | 1,9611 | 33,3 | 100,6 |
| 113,5 | 60 | 2,0012 | 7,1 | 69,8 |
| 118,0 | 80 | 1,9947 | 16,9 | 55,0 |
| 122,5 | 100 | 1,9203 | 16,8 | 44,7 |
वाढत्या तापमानासह, पृथक्करण वाढते:
H 2 S O 4 ⟷ H 2 O + S O 3 − Q . (\displaystyle (\mathsf (H_(2)SO_(4)\longleftrightarrow H_(2)O+SO_(3)-(\it (Q)))).)
समतोल स्थिरांकाच्या तापमान अवलंबनाचे समीकरण:
Ln K p = 14.749 65 − 6.714 64 ln 298 T − 8.101 61 ⋅ 10 4 T 2 − 9643 , 04 T − 9.457 −4 T − 9.457 ⋅ 10 320 T −20⋅ +610 (\डिस्प्लेस्टाइल \ln (\it (K_(p)))=14(,)74965-6(,)71464\ln (298 \over (\it (T)))-8(,)10161\cdot 10 ^(4)(\it ((T^(2))-((\rm (9643(,)04)) \over (\it (T)))-(\rm (9(,)4577\cdot 10^(-3)(\it ((T)+(\rm (2(,)19062\cdot 10^(-6)(\it ((T^(2))))))) ))))
सामान्य दाबाखाली, पृथक्करणाची डिग्री: 10⁻⁵ (373 के), 2.5 (473 के), 27.1 (573 के), 69.1 (673 के).
100% सल्फ्यूरिक ऍसिडची घनता समीकरणावरून निर्धारित केली जाऊ शकते:
D = 1.851 7 − 1 , 1 ⋅ 10 − 3 t + 2 ⋅ 10 − 6 t 2 . (\डिस्प्लेस्टाइल (\it ((d)=(\rm (1(,)8517-1(,)1\cdot 10^(-3))\it ((t)+(\rm (2\cdot 10) ^(-6)(\ it ((t^(2)).))))))))))
सल्फ्यूरिक ऍसिड द्रावणाच्या एकाग्रतेत वाढ झाल्यामुळे, त्यांची उष्णता क्षमता कमी होते आणि किमान 100% सल्फ्यूरिक ऍसिडपर्यंत पोहोचते; SO₃ सामग्रीच्या वाढीसह ओलियमची उष्णता क्षमता वाढते.
एकाग्रतेत वाढ आणि तापमानात घट झाल्यामुळे, थर्मल चालकता λ कमी होते:
λ = 0.518 + 0.001 6 t − (0 , 25 + t / 1293) ⋅ C / 100 , (\displaystyle (\rm (\lambda =0(,)518+0(,)0016(\it ((t)) -(\rm ((0(,)25+(\it ((t)/(\rm ((1293))\cdot (\it ((C)/(\rm (100,))))) ))))))))
कुठे पासून- सल्फ्यूरिक ऍसिडची एकाग्रता,% मध्ये.
ओलियम H₂SO₄·SO₃ कमाल स्निग्धता आहे; वाढत्या तापमानासह, η कमी होते. सल्फ्यूरिक ऍसिडचा विद्युत प्रतिकार 30 आणि 92% H 2 SO 4 च्या एकाग्रतेमध्ये कमीतकमी आणि 84 आणि 99.8% H₂SO₄ च्या एकाग्रतेमध्ये जास्तीत जास्त असतो. ओलियमसाठी, किमान ρ 10% SO₃ च्या एकाग्रतेवर आहे. जसजसे तापमान वाढते तसतसे सल्फ्यूरिक ऍसिडचे ρ वाढते. डायलेक्ट्रिक स्थिरांक 100% सल्फ्यूरिक ऍसिड 101 (298.15 के), 122 (281.15 के); क्रायोस्कोपिक स्थिरांक 6.12, इबुलिओस्कोपिक स्थिरांक 5.33; हवेतील सल्फ्यूरिक ऍसिड वाफेचा प्रसार गुणांक तापमानानुसार बदलतो; डी = 1,67⋅10 −5 ट 3/2 सेमी²/से.
सल्फ्यूरिक ऍसिड H 2 SO 4 , मोलर मास 98.082; रंगहीन तेलकट, गंधहीन. अतिशय मजबूत डायसिड, 18°C वर के ए 1 - 2.8, K 2 1.2 10 -2, pK a 2 1.92; S=O 0.143 nm, S-OH 0.154 nm, कोन HOSOH 104°, OSO 119° मधील बाँडची लांबी; विघटनासह उकळते, तयार होते (98.3% H 2 SO 4 आणि 1.7% H 2 O 338.8 ° C च्या उकळत्या बिंदूसह; टेबल देखील पहा. 1). सल्फ्यूरिक ऍसिड, 100% H 2 SO 4 सामग्रीशी संबंधित, एक रचना आहे (%): 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%. सर्व प्रमाणात आणि SO 3 सह मिसळण्यायोग्य. जलीय द्रावणात सल्फ्यूरिक ऍसिडजवळजवळ पूर्णपणे H + , HSO 4 - आणि SO 4 2- मध्ये विभक्त होते. फॉर्म H 2 SO 4 · n H 2 O, कुठे n=1, 2, 3, 4 आणि 6.5.
सल्फ्यूरिक ऍसिडमधील SO 3 च्या द्रावणांना ओलियम म्हणतात, ते H 2 SO 4 SO 3 आणि H 2 SO 4 2SO 3 अशी दोन संयुगे तयार करतात. ओलियममध्ये पायरोसल्फ्यूरिक ऍसिड देखील असते, जे प्रतिक्रियेद्वारे प्राप्त होते: H 2 SO 4 +SO 3 =H 2 S 2 O 7 .
सल्फ्यूरिक ऍसिड मिळवणे
प्राप्त करण्यासाठी कच्चा माल गंधकयुक्त आम्ल S, मेटल सल्फाइड्स, H 2 S, थर्मल पॉवर प्लांट्समधील कचरा, Fe, Ca, इत्यादीचे सल्फेट. मिळवण्याचे मुख्य टप्पे गंधकयुक्त आम्ल: 1) SO 2 मिळविण्यासाठी कच्चा माल; 2) SO 2 ते SO 3 (रूपांतर); 3) SO3. उद्योगात, प्राप्त करण्यासाठी दोन पद्धती वापरल्या जातात गंधकयुक्त आम्ल, SO 2 च्या ऑक्सिडेशनच्या मार्गात भिन्नता - घन उत्प्रेरक (संपर्क) आणि नायट्रस - नायट्रोजन ऑक्साईडसह संपर्क. मिळविण्यासाठी गंधकयुक्त आम्लसंपर्क पद्धतीमध्ये, आधुनिक वनस्पती व्हॅनेडियम उत्प्रेरक वापरतात ज्यांनी Pt आणि Fe ऑक्साईड्स विस्थापित केले आहेत. शुद्ध V 2 O 5 मध्ये कमकुवत उत्प्रेरक क्रिया आहे, जी अल्कली धातूंच्या उपस्थितीत झपाट्याने वाढते, K क्षारांचा सर्वात जास्त परिणाम होतो. 7 V 2 O 5 आणि K 2 S 2 O 7 V 2 O 5 315-330 वर विघटित होते. , अनुक्रमे 365-380 आणि 400-405 °C). उत्प्रेरक अंतर्गत सक्रिय घटक वितळलेल्या अवस्थेत आहे.
SO 2 ते SO 3 च्या ऑक्सिडेशनची योजना खालीलप्रमाणे दर्शविली जाऊ शकते:
पहिल्या टप्प्यावर, समतोल गाठला जातो, दुसरा टप्पा मंद आहे आणि प्रक्रियेची गती निर्धारित करते.
उत्पादन गंधकयुक्त आम्लदुहेरी संपर्क आणि दुहेरी अवशोषण (चित्र 1) च्या पद्धतीद्वारे सल्फरपासून खालील टप्प्यांचा समावेश होतो. धूळ साफ केल्यानंतर हवा गॅस ब्लोअरद्वारे ड्रायिंग टॉवरला पुरवली जाते, जिथे ती 93-98% वाळवली जाते. गंधकयुक्त आम्लव्हॉल्यूमनुसार 0.01% च्या आर्द्रतेपर्यंत. संपर्क युनिटच्या उष्णता एक्सचेंजर्सपैकी एकामध्ये प्रीहीटिंग केल्यानंतर वाळलेली हवा सल्फर भट्टीत प्रवेश करते. सल्फर भट्टीत जाळले जाते, नोझलद्वारे पुरवले जाते: S + O 2 \u003d SO 2 + 297.028 kJ. SO 2 च्या व्हॉल्यूमनुसार 10-14% असलेला वायू बॉयलरमध्ये थंड केला जातो आणि SO 2 9-10% च्या प्रमाणात हवा मिसळल्यानंतर 420 डिग्री सेल्सिअस तपमानानुसार 10-14% वायू रूपांतरणाच्या पहिल्या टप्प्यासाठी संपर्क उपकरणात प्रवेश करतो. उत्प्रेरक (SO 2 + V 2 O 2 = SO 3 + 96.296 kJ) च्या तीन स्तरांवर पुढे जाते, त्यानंतर गॅस उष्णता एक्सचेंजर्समध्ये थंड केला जातो. नंतर 200°C वर 8.5-9.5% SO 3 असलेला वायू शोषक, सिंचन आणि 98% मध्ये शोषण्याच्या पहिल्या टप्प्यात प्रवेश करतो. गंधकयुक्त आम्ल: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + 130.56 kJ. नंतर गॅस विखुरला जातो. गंधकयुक्त आम्ल, 420°C पर्यंत गरम होते आणि उत्प्रेरकाच्या दोन स्तरांवर वाहते रूपांतरणाच्या दुसऱ्या टप्प्यात प्रवेश करते. दुस-या अवशोषणाच्या अवस्थेपूर्वी, वायू इकॉनॉमायझरमध्ये थंड केला जातो आणि दुसऱ्या टप्प्यातील शोषक मध्ये टाकला जातो, 98% पाणी दिले जाते. गंधकयुक्त आम्ल, आणि नंतर, स्प्लॅशमधून साफ केल्यानंतर, ते वातावरणात सोडले जाते.
1 - सल्फर भट्टी; 2 - कचरा उष्णता बॉयलर; 3 - अर्थशास्त्री; 4 - सुरुवातीची भट्टी; 5, 6 - सुरुवातीच्या भट्टीचे उष्णता एक्सचेंजर्स; 7 - संपर्क साधन; 8 - उष्णता एक्सचेंजर्स; 9 - ओलियम शोषक; 10 - कोरडे टॉवर; 11 आणि 12, अनुक्रमे, प्रथम आणि द्वितीय मोनोहायड्रेट शोषक; 13 - ऍसिड कलेक्टर्स.
1 - प्लेट फीडर; 2 - भट्टी; 3 - कचरा उष्णता बॉयलर; 4 - चक्रीवादळ; 5 - इलेक्ट्रोस्टॅटिक precipitators; 6 - वॉशिंग टॉवर; 7 - ओले इलेक्ट्रोस्टॅटिक precipitators; 8 - उडणारा टॉवर; 9 - कोरडे टॉवर; 10 - फवारणी सापळा; 11 - प्रथम मोनोहायड्रेट शोषक; 12 - उष्णता एक्सचेंजर्स; 13 - संपर्क साधन; 14 - ओलियम शोषक; 15 - दुसरा मोनोहायड्रेट शोषक; 16 - रेफ्रिजरेटर्स; 17 - संग्रह.
1 - डेनिटरेशन टॉवर; 2, 3 - पहिले आणि दुसरे उत्पादन टॉवर; 4 - ऑक्सिडेशन टॉवर; 5, 6, 7 - शोषण टॉवर; 8 - इलेक्ट्रोस्टॅटिक precipitators.
उत्पादन गंधकयुक्त आम्लमेटल सल्फाइड्सपासून (चित्र 2) अधिक क्लिष्ट आहे आणि त्यात खालील ऑपरेशन्स असतात. FeS 2 चे भाजणे एअर-ब्लास्ट फ्लुइडाइज्ड बेड फर्नेसमध्ये केले जाते: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + 13476 kJ. SO 2 13-14% असलेला भाजणारा वायू, ज्याचे तापमान 900°C आहे, बॉयलरमध्ये प्रवेश करते, जेथे ते 450°C पर्यंत थंड केले जाते. धूळ काढणे चक्रीवादळ आणि इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रीसिपिटेटरमध्ये चालते. पुढे, गॅस दोन वॉशिंग टॉवरमधून जातो, 40% आणि 10% सिंचन गंधकयुक्त आम्ल. त्याच वेळी, गॅस शेवटी धूळ, फ्लोरिन आणि आर्सेनिकपासून शुद्ध केला जातो. एरोसोलमधून गॅस साफ करण्यासाठी गंधकयुक्त आम्लवॉशिंग टॉवर्समध्ये तयार केलेले, ओले इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रीसिपिटेटरचे दोन टप्पे प्रदान केले जातात. ड्रायिंग टॉवरमध्ये कोरडे केल्यानंतर, ज्यापूर्वी गॅस 9% SO 2 च्या सामग्रीमध्ये पातळ केला जातो, तो ब्लोअरद्वारे पहिल्या रूपांतरण टप्प्यावर (3 उत्प्रेरक बेड) दिला जातो. हीट एक्सचेंजर्समध्ये, पहिल्या रूपांतरण टप्प्यापासून गॅसच्या उष्णतेमुळे गॅस 420 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत गरम केला जातो. SO 2, SO 3 मध्ये 92-95% पर्यंत ऑक्सिडाइझ केलेले, ओलियम आणि मोनोहायड्रेट शोषकांमध्ये शोषण्याच्या पहिल्या टप्प्यावर जाते, जेथे ते SO 3 मधून सोडले जाते. पुढे, SO 2 ~ 0.5% असलेला वायू दुसऱ्या रूपांतरण टप्प्यात प्रवेश करतो, जो एक किंवा दोन उत्प्रेरक स्तरांवर होतो. उत्प्रेरकांच्या दुसऱ्या टप्प्यातून येणाऱ्या वायूंच्या उष्णतेमुळे वायू प्राथमिकपणे उष्मा एक्सचेंजर्सच्या दुसऱ्या गटामध्ये ४२० डिग्री सेल्सियस पर्यंत गरम केला जातो. शोषणाच्या दुसऱ्या टप्प्यात SO 3 वेगळे केल्यानंतर, वायू वातावरणात सोडला जातो.
संपर्क पद्धतीमध्ये SO 2 ते SO 3 च्या रूपांतरणाची डिग्री 99.7% आहे, SO 3 च्या शोषणाची डिग्री 99.97% आहे. उत्पादन गंधकयुक्त आम्लउत्प्रेरकांच्या एका टप्प्यात केले जाते, तर SO 2 ते SO 3 चे रूपांतर 98.5% पेक्षा जास्त नाही. वातावरणात सोडण्यापूर्वी, उर्वरित SO 2 (पहा) पासून वायू शुद्ध केला जातो. आधुनिक वनस्पतींची उत्पादकता 1500-3100 टन/दिवस आहे.
नायट्रस पद्धतीचे सार (चित्र 3) हे आहे की भाजलेल्या वायूला, थंड झाल्यावर आणि धुळीपासून स्वच्छ केल्यानंतर, तथाकथित नायट्रोजने उपचार केले जाते - गंधकयुक्त आम्लज्यामध्ये नायट्रोजन ऑक्साईड विरघळतात. SO 2 नायट्रोजद्वारे शोषले जाते, आणि नंतर ऑक्सिडाइज केले जाते: SO 2 + N 2 O 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + NO. परिणामी NO नायट्रोजमध्ये खराबपणे विरघळते आणि त्यातून सोडले जाते आणि नंतर अंशतः ऑक्सिजनद्वारे गॅस टप्प्यात NO 2 पर्यंत ऑक्सिडाइझ केले जाते. NO आणि NO 2 चे मिश्रण पुन्हा शोषले जाते गंधकयुक्त आम्लइ. नायट्रोजन ऑक्साईड्स नायट्रस प्रक्रियेत वापरल्या जात नाहीत आणि त्यांचे अपूर्ण शोषण झाल्यामुळे ते उत्पादन चक्रात परत येतात. गंधकयुक्त आम्लते अंशतः एक्झॉस्ट वायूंद्वारे वाहून जातात. नायट्रस पद्धतीचे फायदे: हार्डवेअर डिझाइनची साधेपणा, कमी किंमत (संपर्कापेक्षा 10-15% कमी), 100% SO 2 प्रक्रियेची शक्यता.
टॉवर नायट्रस प्रक्रियेचे इन्स्ट्रुमेंटेशन सोपे आहे: SO 2 ची प्रक्रिया सिरेमिक पॅकिंगसह 7-8 रेषा असलेल्या टॉवरमध्ये केली जाते, टॉवरपैकी एक (पोकळ) समायोज्य ऑक्सिडायझिंग व्हॉल्यूम आहे. टॉवर्समध्ये अॅसिड कलेक्टर्स, रेफ्रिजरेटर्स, पंप आहेत जे टॉवर्सच्या वरच्या दाब टाक्यांना अॅसिड पुरवतात. शेवटच्या दोन टॉवर्ससमोर शेपटीचा पंखा बसवला आहे. एरोसोलमधून गॅस साफ करण्यासाठी गंधकयुक्त आम्लइलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रीसिपिटेटर म्हणून काम करते. प्रक्रियेसाठी लागणारे नायट्रोजन ऑक्साईड HNO 3 मधून मिळतात. वातावरणातील नायट्रोजन ऑक्साईडचे उत्सर्जन कमी करण्यासाठी आणि 100% SO 2 प्रक्रिया करण्यासाठी, नायट्रोजन ऑक्साईडच्या खोल सापळ्यासाठी वॉटर-ऍसिड पद्धतीसह उत्पादन आणि शोषण झोन दरम्यान नायट्रस-मुक्त SO 2 प्रक्रिया चक्र स्थापित केले जाते. नायट्रस पद्धतीचा तोटा म्हणजे उत्पादनाची कमी गुणवत्ता: एकाग्रता गंधकयुक्त आम्ल 75%, नायट्रोजन ऑक्साईड, Fe आणि इतर अशुद्धींची उपस्थिती.
क्रिस्टलायझेशनची शक्यता कमी करण्यासाठी गंधकयुक्त आम्लवाहतूक आणि स्टोरेज दरम्यान, व्यावसायिक ग्रेडसाठी मानक स्थापित केले जातात गंधकयुक्त आम्ल, ज्याची एकाग्रता सर्वात कमी क्रिस्टलायझेशन तापमानाशी संबंधित आहे. सामग्री गंधकयुक्त आम्लतांत्रिक श्रेणींमध्ये (%): टॉवर (नायट्रस) 75, संपर्क 92.5-98.0, ओलियम 104.5, उच्च-टक्केवारी ओलियम 114.6, बॅटरी 92-94. गंधकयुक्त आम्ल 5000 मीटर 3 पर्यंतच्या व्हॉल्यूमसह स्टीलच्या टाक्यांमध्ये संग्रहित, गोदामातील त्यांची एकूण क्षमता दहा दिवसांच्या उत्पादनासाठी डिझाइन केलेली आहे. ओलियम आणि गंधकयुक्त आम्लस्टील रेल्वे टाक्यांमध्ये वाहतूक. केंद्रित आणि बॅटरी गंधकयुक्त आम्लआम्ल-प्रतिरोधक स्टीलच्या टाक्यांमध्ये वाहतूक केली जाते. ओलियमच्या वाहतुकीसाठी टाक्या थर्मल इन्सुलेशनने झाकल्या जातात आणि ओलियम भरण्यापूर्वी गरम केले जाते.
ठरवा गंधकयुक्त आम्लकलरमेट्रिकली आणि फोटोमेट्रिकली, बाएसओ 4 च्या निलंबनाच्या स्वरूपात - फोटोटर्बिडिमेट्रिकली, तसेच क्युलोमेट्रिक पद्धतीने.
सल्फ्यूरिक ऍसिडचा वापर
खनिज खतांच्या निर्मितीमध्ये, लीड बॅटरीमध्ये इलेक्ट्रोलाइट म्हणून, विविध खनिज आम्ल आणि क्षार, रासायनिक तंतू, रंग, धूर तयार करणारे पदार्थ आणि स्फोटके, तेल, धातूकाम, कापड, चामडे आणि इतर उद्योग. याचा उपयोग औद्योगिक सेंद्रिय संश्लेषणामध्ये निर्जलीकरण प्रतिक्रियांमध्ये (डायथिल इथर, एस्टर मिळवणे), हायड्रेशन (इथिलीनपासून इथेनॉल), सल्फोनेशन (आणि रंगांच्या उत्पादनात मध्यवर्ती उत्पादने), अल्किलेशन (आयसोक्टेन, पॉलीथिलीन ग्लायकोल, कॅप्रोलॅक्टम मिळवणे) इत्यादींमध्ये केला जातो. सर्वात मोठा ग्राहक गंधकयुक्त आम्ल- खनिज खतांचे उत्पादन. 1 टन P 2 O 5 फॉस्फेट खतांसाठी, 2.2-3.4 टन वापरले जातात. गंधकयुक्त आम्ल, आणि 1 t (NH 4) 2 SO 4 - 0.75 t साठी गंधकयुक्त आम्ल. म्हणून, सल्फ्यूरिक ऍसिड वनस्पती खनिज खतांच्या उत्पादनासाठी वनस्पतींच्या संयोगाने बांधल्या जातात. जागतिक उत्पादन गंधकयुक्त आम्ल 1987 मध्ये 152 दशलक्ष टनांवर पोहोचला.
सल्फ्यूरिक ऍसिडआणि ओलियम - श्वसनमार्गावर, त्वचा, श्लेष्मल त्वचेवर परिणाम करणारे अत्यंत आक्रमक पदार्थ, श्वास घेण्यात अडचण निर्माण करतात, खोकला, अनेकदा - स्वरयंत्राचा दाह, श्वासनलिकेचा दाह, ब्राँकायटिस इ. कार्यरत क्षेत्राच्या हवेतील सल्फ्यूरिक ऍसिड एरोसोलचे MPC 1.0 mg/m 3 आहे, वातावरणात 0.3 mg/m 3 (कमाल एकवेळ) आणि 0.1 mg/m 3 (दैनिक सरासरी). वाष्पांची धक्कादायक एकाग्रता गंधकयुक्त आम्ल 0.008 mg/l (60 मिनिट एक्सपोजर), प्राणघातक 0.18 mg/l (60 मि). धोका वर्ग 2. एरोसोल गंधकयुक्त आम्लएस चे ऑक्साईड असलेल्या रासायनिक आणि धातुकर्म उद्योगांमधून उत्सर्जनाच्या परिणामी वातावरणात तयार होऊ शकते आणि आम्ल पाऊस म्हणून बाहेर पडते.
सल्फ्यूरिक ऍसिड, सल्फ्यूरिक ऍसिड सूत्र
सल्फ्यूरिक ऍसिड H2SO4 हे एक मजबूत डायबॅसिक ऍसिड आहे, जे सल्फरच्या (+6) सर्वोच्च ऑक्सिडेशन स्थितीशी संबंधित आहे. सामान्य परिस्थितीत, केंद्रित सल्फ्यूरिक ऍसिड एक जड तेलकट द्रव आहे, रंगहीन आणि गंधहीन, आंबट "तांबे" चव सह. सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या तंत्रात, त्याच्या मिश्रणांना पाण्यासह आणि सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड SO3 असे म्हणतात. जर SO3 चे मोलर रेशो: H2O< 1, то это водный раствор серной кислоты, если >1 - सल्फ्यूरिक ऍसिड (ओलियम) मध्ये SO3 चे द्रावण.
- 1 शीर्षक
- 2 भौतिक आणि भौतिक-रासायनिक गुणधर्म
- २.१ ओलियम
- 3 रासायनिक गुणधर्म
- 4 अर्ज
- 5 विषारी प्रभाव
- 6 ऐतिहासिक माहिती
- 7 अधिक माहिती
- 8 सल्फ्यूरिक ऍसिड मिळवणे
- 8.1 पहिला मार्ग
- 8.2 दुसरा मार्ग
- 9 मानके
- 10 नोट्स
- 11 साहित्य
- 12 दुवे
नाव
XVIII-XIX शतकांमध्ये, गनपावडरसाठी सल्फर विट्रिओल वनस्पतींमध्ये सल्फर पायराइट्स (पायराइट) पासून तयार केले गेले. त्या वेळी सल्फ्यूरिक ऍसिडला "व्हिट्रिओल ऑइल" म्हटले जात असे (नियमानुसार ते एक स्फटिकासारखे हायड्रेट होते, ते सुसंगततेत तेलासारखे दिसते), त्याच्या क्षारांच्या नावाचे मूळ (किंवा त्याऐवजी, स्फटिकासारखे हायड्रेट्स) - विट्रिओल, हे स्पष्टपणे येथून आहे.
भौतिक आणि भौतिक-रासायनिक गुणधर्म
अतिशय मजबूत आम्ल, 18°C pKa (1) = −2.8, pKa (2) = 1.92 (K₂ 1.2 10−2); रेणू S=O 0.143 nm, S-OH 0.154 nm, कोन HOSOH 104°, OSO 119°; उकळते, azeotropic मिश्रण तयार करते (98.3% H2SO4 आणि 1.7% H2O 338.8 ° C च्या उकळत्या बिंदूसह). 100% H2SO4 शी संबंधित सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये खालील रचना (%): H2SO4 99.5, HSO4− - 0.18, H3SO4+ - 0.14, H3O+ - 0.09, H2S2O7, - 0.04, HS2O7⁻ -. पाणी आणि SO3 सह मिसळण्यायोग्य, सर्व प्रमाणात. जलीय द्रावणात, सल्फ्यूरिक आम्ल जवळजवळ पूर्णपणे H3O+, HSO3+ आणि 2HSO₄− मध्ये विलग होते. फॉर्म हायड्रेट H2SO4 nH2O, जेथे n = 1, 2, 3, 4 आणि 6.5.
ओलियम
मुख्य लेख: ओलियमसल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड SO3 च्या द्रावणांना ओलियम म्हणतात, ते H2SO4 SO3 आणि H2SO4 2SO3 अशी दोन संयुगे तयार करतात.
ओलियममध्ये पायरोसल्फ्यूरिक ऍसिड देखील असतात, जे प्रतिक्रियांद्वारे प्राप्त होतात:
सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या जलीय द्रावणाचा उत्कलन बिंदू त्याच्या एकाग्रतेच्या वाढीसह वाढतो आणि 98.3% H2SO4 सामग्रीवर जास्तीत जास्त पोहोचतो.
| सामग्री % वस्तुमानानुसार | घनता 20 ℃, g/cm³ | हळुवार बिंदू, ℃ | उकळत्या बिंदू, ℃ | |
|---|---|---|---|---|
| H2SO4 | SO3 (विनामूल्य) | |||
| 10 | - | 1,0661 | −5,5 | 102,0 |
| 20 | - | 1,1394 | −19,0 | 104,4 |
| 40 | - | 1,3028 | −65,2 | 113,9 |
| 60 | - | 1,4983 | −25,8 | 141,8 |
| 80 | - | 1,7272 | −3,0 | 210,2 |
| 98 | - | 1,8365 | 0,1 | 332,4 |
| 100 | - | 1,8305 | 10,4 | 296,2 |
| 104,5 | 20 | 1,8968 | −11,0 | 166,6 |
| 109 | 40 | 1,9611 | 33,3 | 100,6 |
| 113,5 | 60 | 2,0012 | 7,1 | 69,8 |
| 118,0 | 80 | 1,9947 | 16,9 | 55,0 |
| 122,5 | 100 | 1,9203 | 16,8 | 44,7 |
वाढत्या SO3 सामग्रीसह ओलियमचा उत्कलन बिंदू कमी होतो. सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या जलीय द्रावणांच्या एकाग्रतेत वाढ झाल्यामुळे, द्रावणांवरील एकूण बाष्प दाब कमी होतो आणि 98.3% H2SO4 च्या सामग्रीवर किमान पोहोचतो. ओलियममध्ये SO3 च्या एकाग्रतेत वाढ झाल्यामुळे, वरील एकूण बाष्प दाब वाढतो. सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि ऑलिअमच्या जलीय द्रावणावरील बाष्प दाब समीकरणाद्वारे मोजला जाऊ शकतो:
गुणांक A ची मूल्ये आणि सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या एकाग्रतेवर अवलंबून असतात. सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या जलीय द्रावणावरील वाफेमध्ये पाण्याची वाफ, H2SO4 आणि SO3 यांचे मिश्रण असते, तर वाफेची रचना सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या सर्व एकाग्रतेवरील द्रवाच्या रचनेपेक्षा, संबंधित अझीओट्रॉपिक मिश्रण वगळता भिन्न असते.
वाढत्या तापमानासह, पृथक्करण वाढते:
समतोल स्थिरांकाच्या तापमान अवलंबनाचे समीकरण:
सामान्य दाबाखाली, पृथक्करणाची डिग्री: 10⁻⁵ (373 के), 2.5 (473 के), 27.1 (573 के), 69.1 (673 के).
100% सल्फ्यूरिक ऍसिडची घनता समीकरणावरून निर्धारित केली जाऊ शकते:
सल्फ्यूरिक ऍसिड सोल्यूशनच्या एकाग्रतेत वाढ झाल्यामुळे, त्यांची उष्णता क्षमता कमी होते आणि किमान 100% सल्फ्यूरिक ऍसिडपर्यंत पोहोचते; ओलियमची उष्णता क्षमता वाढत्या SO3 सामग्रीसह वाढते.
एकाग्रतेत वाढ आणि तापमानात घट झाल्यामुळे, थर्मल चालकता λ कमी होते:
जेथे C हे सल्फ्यूरिक ऍसिडचे प्रमाण आहे,% मध्ये.
ओलियम H2SO4·SO3 मध्ये कमाल स्निग्धता असते; वाढत्या तापमानासह, η कमी होते. सल्फ्यूरिक ऍसिडचा विद्युत प्रतिकार SO3 आणि 92% H2SO4 च्या एकाग्रतेमध्ये कमीतकमी आणि 84 आणि 99.8% H2SO4 च्या एकाग्रतेमध्ये जास्तीत जास्त असतो. ओलियमसाठी, किमान ρ 10% SO3 च्या एकाग्रतेवर आहे. जसजसे तापमान वाढते तसतसे सल्फ्यूरिक ऍसिडचे ρ वाढते. डायलेक्ट्रिक स्थिरांक 100% सल्फ्यूरिक ऍसिड 101 (298.15 के), 122 (281.15 के); क्रायोस्कोपिक स्थिरांक 6.12, इबुलिओस्कोपिक स्थिरांक 5.33; हवेतील सल्फ्यूरिक ऍसिड वाफेचा प्रसार गुणांक तापमानानुसार बदलतो; D = 1.67 10⁻⁵T3/2 cm²/s.
रासायनिक गुणधर्म
गरम केल्यावर सल्फ्यूरिक ऍसिड एकाग्र स्वरूपात एक बऱ्यापैकी मजबूत ऑक्सिडायझिंग एजंट आहे; HI आणि अंशतः HBr ते फ्री हॅलोजन, कार्बन ते CO2, सल्फर ते SO2, अनेक धातूंचे ऑक्सिडायझेशन करते (Cu, Hg, सोने आणि प्लॅटिनमचा अपवाद वगळता). या प्रकरणात, केंद्रित सल्फ्यूरिक ऍसिड SO2 पर्यंत कमी केले जाते, उदाहरणार्थ:
सर्वात मजबूत कमी करणारे घटक केंद्रित सल्फ्यूरिक ऍसिड S आणि H2S पर्यंत कमी करतात. केंद्रित सल्फ्यूरिक ऍसिड पाण्याची वाफ शोषून घेते, म्हणून ते वायू, द्रव आणि घन पदार्थ कोरडे करण्यासाठी वापरले जाते, उदाहरणार्थ, डेसीकेटर्समध्ये. तथापि, हायड्रोजनद्वारे केंद्रित H2SO4 अंशतः कमी होते, म्हणूनच ते कोरडे करण्यासाठी वापरले जाऊ शकत नाही. सेंद्रिय संयुगांमधून पाणी विभाजित करणे आणि त्याच वेळी काळा कार्बन (कोळसा) सोडणे, एकाग्र सल्फ्यूरिक ऍसिडमुळे लाकूड, साखर आणि इतर पदार्थांचे कार्बनीकरण होते.
डायल्युटेड H2SO4 हायड्रोजनच्या डाव्या बाजूला असलेल्या व्होल्टेजच्या इलेक्ट्रोकेमिकल मालिकेत असलेल्या सर्व धातूंशी संवाद साधतो, उदाहरणार्थ:
सौम्य H2SO4 साठी ऑक्सिडायझिंग गुणधर्म अनैतिक आहेत. सल्फ्यूरिक ऍसिड क्षारांच्या दोन मालिका बनवते: मध्यम - सल्फेट्स आणि अम्लीय - हायड्रोसल्फेट्स, तसेच एस्टर. पेरोक्सोमोनोसल्फ्यूरिक (किंवा कॅरोचे ऍसिड) H2SO5 आणि पेरोक्सोडिसल्फ्यूरिक H2S2O8 ऍसिड ओळखले जातात.
सल्फ्यूरिक ऍसिड देखील सल्फेट आणि पाणी तयार करण्यासाठी मूलभूत ऑक्साईडसह प्रतिक्रिया देते:
मेटलवर्किंग प्लांट्समध्ये, सल्फ्यूरिक ऍसिड द्रावणाचा वापर मेटल उत्पादनांच्या पृष्ठभागावरुन मेटल ऑक्साईडचा थर काढून टाकण्यासाठी केला जातो ज्यांना उत्पादन प्रक्रियेदरम्यान जोरदार गरम केले जाते. तर, सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या गरम द्रावणाच्या कृतीद्वारे लोह ऑक्साईड शीट लोहाच्या पृष्ठभागावरून काढून टाकले जाते:
सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि त्यातील विरघळणारे क्षार यांची गुणात्मक प्रतिक्रिया म्हणजे त्यांचा विद्रव्य बेरियम क्षारांशी संवाद, ज्यामध्ये बेरियम सल्फेटचा पांढरा अवक्षेप तयार होतो, पाणी आणि ऍसिडमध्ये अघुलनशील, उदाहरणार्थ:
अर्ज
सल्फ्यूरिक ऍसिड वापरले जाते:
- धातूंच्या प्रक्रियेत, विशेषत: दुर्मिळ घटकांच्या उत्खननात, समावेश. युरेनियम, इरिडियम, झिरकोनियम, ऑस्मियम इ.;
- खनिज खतांच्या उत्पादनात;
- लीड बॅटरीमध्ये इलेक्ट्रोलाइट म्हणून;
- विविध खनिज ऍसिडस् आणि क्षार प्राप्त करण्यासाठी;
- रासायनिक तंतू, रंग, धूर तयार करणारे आणि स्फोटक पदार्थांच्या निर्मितीमध्ये;
- तेल, धातूकाम, कापड, चामडे आणि इतर उद्योगांमध्ये;
- अन्न उद्योगात - अन्न मिश्रित म्हणून नोंदणीकृत E513(इमल्सिफायर);
- प्रतिक्रियांमध्ये औद्योगिक सेंद्रीय संश्लेषणामध्ये:
- निर्जलीकरण (डायथिल इथर, एस्टर मिळवणे);
- हायड्रेशन (इथिलीनपासून इथेनॉल);
- सल्फोनेशन (सिंथेटिक डिटर्जंट्स आणि रंगांच्या निर्मितीमध्ये मध्यवर्ती);
- अल्किलेशन (आयसोक्टेन, पॉलिथिलीन ग्लायकॉल, कॅप्रोलॅक्टम मिळवणे), इ.
- डिस्टिल्ड वॉटरच्या उत्पादनात फिल्टरमध्ये रेजिनच्या पुनर्प्राप्तीसाठी.
सल्फ्यूरिक ऍसिडचे जागतिक उत्पादन अंदाजे. दर वर्षी 160 दशलक्ष टन. सल्फ्यूरिक ऍसिडचा सर्वात मोठा ग्राहक खनिज खतांचे उत्पादन आहे. फॉस्फेट खतांचा P₂O₅ वजनानुसार 2.2-3.4 पट जास्त सल्फ्यूरिक ऍसिड वापरतो आणि सल्फ्यूरिक ऍसिड (NH₄)₂SO₄ साठी वापरलेल्या वस्तुमानाच्या (NH₄)₂SO₄ 75%. म्हणून, सल्फ्यूरिक ऍसिड वनस्पती खनिज खतांच्या उत्पादनासाठी वनस्पतींच्या संयोगाने बांधल्या जातात.
विषारी क्रिया
सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि ओलियम हे अतिशय कॉस्टिक पदार्थ आहेत. ते त्वचेवर, श्लेष्मल झिल्लीवर, श्वसनमार्गावर परिणाम करतात (रासायनिक बर्न होऊ शकतात). जेव्हा या पदार्थांचे वाष्प श्वास घेतात तेव्हा त्यांना श्वास घेण्यात अडचण येते, खोकला होतो, अनेकदा - स्वरयंत्राचा दाह, श्वासनलिकेचा दाह, ब्राँकायटिस, इ. कार्यरत क्षेत्राच्या हवेमध्ये सल्फ्यूरिक ऍसिड एरोसोलची जास्तीत जास्त अनुज्ञेय एकाग्रता 1.0 mg/m³ आहे. वातावरणीय हवा 0.3 mg/m³ (कमाल एक वेळ) आणि 0.1 mg/m³ (सरासरी दररोज). सल्फ्यूरिक ऍसिड वाष्पांची हानिकारक एकाग्रता 0.008 mg/l (एक्सपोजर 60 मि), प्राणघातक 0.18 mg/l (60 मि). धोका वर्ग II. एस ऑक्साईड असलेल्या रासायनिक आणि धातुकर्म उद्योगांमधून उत्सर्जनाच्या परिणामी वातावरणात सल्फ्यूरिक ऍसिड एरोसोल तयार होऊ शकते आणि आम्ल पाऊस म्हणून पडतो.
ऐतिहासिक माहिती
सल्फ्यूरिक ऍसिड प्राचीन काळापासून ज्ञात आहे, निसर्गात मुक्त स्वरूपात आढळते, उदाहरणार्थ, ज्वालामुखीजवळील तलावांच्या स्वरूपात. तुरटी किंवा लोह सल्फेट "हिरवा दगड" कॅल्सीनिंग करून मिळविलेल्या आम्ल वायूंचा कदाचित पहिला उल्लेख अरबी किमयागार जाबीर इब्न हैयान यांच्या लिखाणात आढळतो.
9व्या शतकात, पर्शियन अल्केमिस्ट अर-राझी, लोह आणि तांबे सल्फेट (FeSO4 7H2O आणि CuSO4 5H2O) यांचे मिश्रण कॅल्सीन करून, सल्फ्यूरिक ऍसिडचे द्रावण देखील मिळवले. ही पद्धत 13 व्या शतकात राहणाऱ्या युरोपियन अल्केमिस्ट अल्बर्ट मॅग्नसने परिपूर्ण केली होती.
फेरस सल्फेटपासून सल्फ्यूरिक ऍसिड तयार करण्याची योजना - लोह (II) सल्फेटचे थर्मल विघटन, त्यानंतर मिश्रण थंड करणे
डाल्टनच्या मते सल्फ्यूरिक ऍसिड रेणू
- 2FeSO4+7H2O→Fe2O3+SO2+H2O+O2
- SO2+H2O+1/2O2 ⇆ H2SO4
अल्केमिस्ट व्हॅलेंटाईन (XIII शतक) च्या लिखाणात सल्फर आणि सॉल्टपीटर पावडर यांचे मिश्रण पाण्यात जाळून सोडलेला वायू (सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड) शोषून सल्फ्यूरिक ऍसिड तयार करण्याच्या पद्धतीचे वर्णन केले आहे. त्यानंतर, या पद्धतीने तथाकथित आधार तयार केला. "चेंबर" पद्धत, लीडसह अस्तर असलेल्या लहान चेंबरमध्ये चालते, जी सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये विरघळत नाही. यूएसएसआरमध्ये, ही पद्धत 1955 पर्यंत अस्तित्वात होती.
15 व्या शतकातील किमयाशास्त्रज्ञांना पायराइट - सल्फर पायराइट, सल्फरपेक्षा स्वस्त आणि सामान्य कच्चा माल - सल्फ्यूरिक ऍसिड मिळविण्याची एक पद्धत देखील माहित होती. 300 वर्षे अशाप्रकारे काचेच्या रीटॉर्ट्समध्ये कमी प्रमाणात सल्फ्यूरिक ऍसिड तयार केले गेले. त्यानंतर, उत्प्रेरकांच्या विकासामुळे, या पद्धतीने सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या संश्लेषणासाठी चेंबर पद्धतीची जागा घेतली. सध्या, सल्फ्यूरिक ऍसिडचे उत्प्रेरक ऑक्सिडेशन (V2O5 वर) सल्फर ऑक्साईड (IV) ते सल्फर ऑक्साईड (VI) आणि त्यानंतरच्या 70% सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये सल्फर ऑक्साइड (VI) विरघळल्याने ओलियम तयार होते.
रशियामध्ये, सल्फ्यूरिक ऍसिडचे उत्पादन प्रथम 1805 मध्ये मॉस्कोजवळ झ्वेनिगोरोड जिल्ह्यात आयोजित केले गेले. 1913 मध्ये, रशिया सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या उत्पादनात जगात 13 व्या क्रमांकावर होता.
अतिरिक्त माहिती
पाण्याची वाफ आणि मोठ्या प्रमाणात सल्फर असलेल्या ज्वालामुखीय राख यांच्या प्रतिक्रियेमुळे सल्फ्यूरिक ऍसिडचे सर्वात लहान थेंब मध्यम आणि वरच्या वातावरणात तयार होऊ शकतात. परिणामी निलंबन, सल्फ्यूरिक ऍसिड ढगांच्या उच्च अल्बेडोमुळे, सूर्यप्रकाशास ग्रहाच्या पृष्ठभागावर पोहोचणे कठीण होते. म्हणून (आणि वरच्या वातावरणात ज्वालामुखीच्या राखेच्या मोठ्या संख्येने लहान कणांचा परिणाम म्हणून, ज्यामुळे सूर्यप्रकाश ग्रहापर्यंत पोहोचणे देखील कठीण होते), विशेषतः मजबूत ज्वालामुखीच्या उद्रेकानंतर महत्त्वपूर्ण हवामान बदल होऊ शकतात. उदाहरणार्थ, क्सुडाच ज्वालामुखी (कामचटका प्रायद्वीप, 1907) च्या उद्रेकाच्या परिणामी, वातावरणात धूळची वाढलेली एकाग्रता सुमारे 2 वर्षे टिकून राहिली आणि पॅरिसमध्येही सल्फ्यूरिक ऍसिडचे वैशिष्ट्यपूर्ण चांदीचे ढग दिसून आले. 1991 मध्ये पिनाटुबो ज्वालामुखीच्या स्फोटामुळे वातावरणात 3 107 टन सल्फर पाठवले गेले, ज्यामुळे 1992 आणि 1993 हे 1991 आणि 1994 पेक्षा खूपच थंड होते.
सल्फ्यूरिक ऍसिड मिळवणे
मुख्य लेख: सल्फ्यूरिक ऍसिड उत्पादनपहिला मार्ग
दुसरा मार्ग
अशा दुर्मिळ प्रकरणांमध्ये जेव्हा हायड्रोजन सल्फाइड (H2S) सल्फेट (SO4-) मिठापासून (Cu, Ag, Pb, Hg) विस्थापित करते, तेव्हा सल्फ्यूरिक ऍसिड हे उप-उत्पादन असते.
या धातूंच्या सल्फाइड्समध्ये सर्वात जास्त ताकद असते, तसेच एक विशिष्ट काळा रंग असतो.
मानके
- सल्फ्यूरिक ऍसिड तांत्रिक GOST 2184-77
- सल्फ्यूरिक ऍसिड बॅटरी. तपशील GOST 667-73
- विशेष शुद्धतेचे सल्फ्यूरिक ऍसिड. तपशील GOST 1422-78
- अभिकर्मक. गंधकयुक्त आम्ल. तपशील GOST 4204-77
नोट्स
- उशाकोवा N. N., Figurnovsky N. A. Vasily Mikhailovich Severgin: (1765-1826) / Ed. I. I. Shafranovsky. एम.: नौका, 1981. सी. 59.
- 1 2 3 खोडाकोव्ह यु.व्ही., एपस्टाईन डी.ए., ग्लोरिओझोव्ह पी.ए. § 91. सल्फ्यूरिक ऍसिडचे रासायनिक गुणधर्म // अजैविक रसायनशास्त्र: हायस्कूलच्या ग्रेड 7-8 साठी पाठ्यपुस्तक. - 18 वी आवृत्ती. - एम.: शिक्षण, 1987. - एस. 209-211. - 240 से. - 1,630,000 प्रती.
- खोडाकोव्ह यु.व्ही., एपस्टाईन डी.ए., ग्लोरिओझोव्ह पी.ए. § 92. सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि त्याच्या क्षारांवर गुणात्मक प्रतिक्रिया // अजैविक रसायनशास्त्र: हायस्कूलच्या ग्रेड 7-8 साठी पाठ्यपुस्तक. - 18 वी आवृत्ती. - एम.: ज्ञान, 1987. - एस. 212. - 240 पी. - 1,630,000 प्रती.
- बोलशोई बॅलेच्या कलात्मक दिग्दर्शक सर्गेई फिलिनचा चेहरा सल्फ्यूरिक ऍसिडने स्प्लॅश झाला होता
- एपस्टाईन, 1979, पी. 40
- एपस्टाईन, 1979, पी. ४१
- लेख पहा "ज्वालामुखी आणि हवामान" (रशियन)
- रशियन द्वीपसमूह - जागतिक हवामान बदलासाठी मानवता दोषी आहे का? (रशियन)
साहित्य
- सल्फ्यूरिक ऍसिडचे हँडबुक, एड. के.एम. मलिना, दुसरी आवृत्ती, एम., 1971
- Epshtein D. A. सामान्य रासायनिक तंत्रज्ञान. - एम.: रसायनशास्त्र, 1979. - 312 पी.
दुवे
- लेख "सल्फ्यूरिक ऍसिड" (रासायनिक विश्वकोश)
- सल्फ्यूरिक ऍसिडची घनता आणि pH मूल्य t=20 °C
| सल्फेट्स | |
|---|---|
|
तुरटी (KAl(SO4)2 12H2O) अमोनियम अॅल्युमिनियम सल्फेट (NH4)Al(SO4)2) अमोनियम लोह सल्फेट (NH4Fe(SO4)2) अमोनियम लोह (II) सल्फेट (22) अमोनियम लोह (III) सल्फेट (NH4Fe) SO4)2) अमोनियम-सेरियम(IV) सल्फेट ((NH4)4Ce(SO4)4) मॅग्नेशियम सल्फेट हेप्टाहायड्रेट (MgSO4) अमोनियम हायड्रोजन सल्फेट (NH4)HSO4) पोटॅशियम हायड्रोजन सल्फेट (KHSO4) सोडियम हायड्रोजन सल्फेट (NH4)4Ce(SO4)4) सोडियम हायड्रोजन सल्फेट (NH4) (K2S2O7) सोडियम डिसल्फेट (Na2S2O7) लोह(III) मूलभूत सल्फेट (OH)2) अॅलम व्हिट्रिओल टायटॅनियम ऑक्साईड सल्फेट (TiOSO4) ऑलियम (H2SO4 xSO3) पायरोसल्फ्यूरिक ऍसिड (H2S2O7) (H2SO4) ऍक्‍टिन सॉल्ट (Tuttons III) सल्फेट (SO4)3) अॅल्युमिनियम सल्फेट (Al2(SO4)3) अॅल्युमिनियम सल्फेट (NaAl(SO4)2) अमोनियम सल्फेट (NH4)2SO4) बेरियम सल्फेट (BaSO4) बेरियम सल्फेट (BeSO4) Vanadyl सल्फेट (VOSO4) व्हॅनॅडियम सल्फेट (III ) (V2(SO4)3) बिस्मथ सल्फेट (Bi2(SO4)3) हायड्रोक्सीअमोनियम सल्फेट (NH3OH) 2SO4) लोह (II) सल्फेट (FeSO4) लोह (III) सल्फेट (Fe2(SO4)3) इंडियम (III) सल्फेट ) (In2(SO4)3) Iridium(III) सल्फेट (Ir2(SO4)3) कॅडमियम सल्फेट (CdSO4) पोटॅशियम सल्फेट ( K2SO4) कॅल्शियम सल्फेट (CaSO4) कोबाल्ट(II) सल्फेट (CoSO4) कोबाल्ट (III) सल्फेट (Co2(SO4)3) लिथियम सल्फेट (Li2SO4) मॅग्नेशियम सल्फेट (MgSO4) मॅंगनीज (II) सल्फेट (MnSO4) मॅंगनीज (III) सल्फेट (Mn2(SO4)3) तांबे (I) सल्फेट (Cu2SO4) तांबे (II) सल्फेट (CuSO4) सोडियम सल्फेट (Na2SO4) निकेल (II) सल्फेट (NiSO4) टिन (II) सल्फेट (SnSO4) प्रासोडायमियम सल्फेट (Pr2(SO4) ३) पारा(I) सल्फेट (Hg2SO4) पारा(II) सल्फेट (HgSO4) लीड(II) सल्फेट (PbSO4) सिल्व्हर सल्फेट (Ag2SO4) स्ट्रॉन्टियम सल्फेट (SrSO4) अँटिमनी सल्फेट (Sb2(SO4)3) थॅलियम(I) सल्फेट ) (Tl2SO4) थॅलियम(III) सल्फेट (Tl2(SO4)3) टेट्रामामिनकॉपर (II) सल्फेट (Cu(NH3) 4SO4) टायटॅनियम (III) सल्फेट (Ti2(SO4)3) टायटॅनियम (IV) सल्फेट (Ti(SO4) ) 2) युरेनियम सल्फेट (U(SO4)2) युरेनिल सल्फेट (UO2SO4) क्रोमियम (III) सल्फेट (Cr2(SO4)3) Chromium (III) पोटॅशियम सल्फेट (KCr(SO4)2) Cesium sulfate (Cs2SO4) सिरियम सल्फेट (IV) (Ce(SO4)2) झिंक सल्फेट (ZnSO4) झिरकोनियम सल्फेट (Zr(SO4)2) |
सल्फ्यूरिक ऍसिड, सल्फ्यूरिक ऍसिड विकिपीडिया, सल्फ्यूरिक ऍसिड हायड्रोलिसिस, सल्फ्यूरिक ऍसिड त्याचा प्रभाव 1, सल्फ्यूरिक ऍसिड धोका वर्ग, सल्फ्यूरिक ऍसिड युक्रेनमध्ये खरेदी, सल्फ्यूरिक ऍसिड ऍप्लिकेशन, सल्फ्यूरिक ऍसिड कोरोड्स, सल्फ्यूरिक ऍसिड फॉर्म्युला, सल्फ्यूरिक ऍसिड फॉर्म्युला
सल्फ्यूरिक ऍसिड बद्दल माहिती
रसायनशास्त्र वर्गातील प्रत्येक व्यक्तीने ऍसिडचा अभ्यास केला. त्यापैकी एकाला सल्फ्यूरिक ऍसिड म्हणतात आणि त्याला HSO 4 असे नाव देण्यात आले आहे. सल्फ्यूरिक ऍसिडचे गुणधर्म काय आहेत याबद्दल, आमचा लेख सांगेल.
सल्फ्यूरिक ऍसिडचे भौतिक गुणधर्म
शुद्ध सल्फ्यूरिक ऍसिड किंवा मोनोहायड्रेट हे रंगहीन तेलकट द्रव आहे जे +10 डिग्री सेल्सियस तापमानात क्रिस्टलीय वस्तुमानात घट्ट होते. प्रतिक्रियांसाठी अभिप्रेत असलेल्या सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये 95% H 2 SO 4 असते आणि त्याची घनता 1.84 g/cm 3 असते. अशा ऍसिडचे 1 लिटर वजन 2 किलो असते. आम्ल -20°C वर कडक होते. 10.37°C तापमानात फ्यूजनची उष्णता 10.5 kJ/mol आहे.
केंद्रित सल्फ्यूरिक ऍसिडचे गुणधर्म विविध आहेत. उदाहरणार्थ, हे आम्ल पाण्यात विरघळताना, हायड्रेट्सच्या निर्मितीमुळे मोठ्या प्रमाणात उष्णता (19 kcal/mol) सोडली जाईल. हे हायड्रेट्स घन स्वरूपात कमी तापमानात द्रावणापासून वेगळे केले जाऊ शकतात.
सल्फ्यूरिक ऍसिड हे रासायनिक उद्योगातील सर्वात मूलभूत उत्पादनांपैकी एक आहे. हे खनिज खते (अमोनियम सल्फेट, सुपरफॉस्फेट), विविध क्षार आणि ऍसिडस्, डिटर्जंट्स आणि औषधे, कृत्रिम तंतू, रंग, स्फोटके यांच्या उत्पादनासाठी आहे. सल्फ्यूरिक ऍसिडचा वापर धातूविज्ञानात (उदाहरणार्थ, युरेनियम धातूंचे विघटन), पेट्रोलियम पदार्थांच्या शुद्धीकरणासाठी, वायू सुकविण्यासाठी इ.
सल्फ्यूरिक ऍसिडचे रासायनिक गुणधर्म
सल्फ्यूरिक ऍसिडचे रासायनिक गुणधर्म आहेत:
- धातूंशी संवाद:
- डायल्युट अॅसिड व्होल्टेजच्या मालिकेत हायड्रोजनच्या डावीकडे असलेल्या धातूंचे विरघळते, उदाहरणार्थ H 2 +1 SO 4 + Zn 0 \u003d H 2 O + Zn + 2 SO 4;
- सल्फ्यूरिक ऍसिडचे ऑक्सिडायझिंग गुणधर्म उत्तम आहेत. विविध धातूंशी संवाद साधताना (Pt, Au वगळता), ते H 2 S -2, S +4 O 2 किंवा S 0 पर्यंत कमी केले जाऊ शकते, उदाहरणार्थ:
- 2H 2 +6 SO 4 + 2Ag 0 = S +4 O 2 + Ag 2 +1 SO 4 + 2H 2 O;
- 5H 2 +6 SO 4 + 8Na 0 \u003d H 2 S -2 + 4Na 2 +1 SO 4 + 4H 2 O;
- एकाग्र आम्ल H 2 S +6 O 4 देखील कमी ऑक्सिडेशन अवस्थेसह सल्फर संयुगे मध्ये बदलताना, काही गैर-धातूंवर (गरम झाल्यावर) प्रतिक्रिया देते, उदाहरणार्थ:
- 2H 2 S +6 O 4 + C 0 = 2S +4 O 2 + C +4 O 2 + 2H 2 O;
- 2H 2 S +6 O 4 + S 0 = 3S +4 O 2 + 2H 2 O;
- 5H 2 S +6 O 4 + 2P 0 = 2H 3 P +5 O 4 + 5S +4 O 2 + 2H 2 O;
- मूलभूत ऑक्साईडसह:
- H 2 SO 4 + CuO = CuSO 4 + H 2 O;
- हायड्रॉक्साइडसह:
- Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 = CuSO 4 + 2H 2 O;
- 2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O;
- विनिमय प्रतिक्रियांमध्ये क्षारांशी संवाद:
- H 2 SO 4 + BaCl 2 \u003d 2HCl + BaSO 4;
हे आम्ल आणि विरघळणारे सल्फेट निश्चित करण्यासाठी BaSO 4 (पांढरा अवक्षेपण, ऍसिडमध्ये अघुलनशील) ची निर्मिती वापरली जाते.
एक मोनोहायड्रेट एक ionizing सॉल्व्हेंट आहे ज्यामध्ये अम्लीय वर्ण असतो. त्यात अनेक धातूंचे सल्फेट विरघळवणे खूप चांगले आहे, उदाहरणार्थ:
- 2H 2 SO 4 + HNO 3 \u003d NO 2 + + H 3 O + + 2HSO 4 -;
- HClO 4 + H 2 SO 4 \u003d ClO 4 - + H 3 SO 4 +.
एक केंद्रित आम्ल हे एक बऱ्यापैकी मजबूत ऑक्सिडायझिंग एजंट आहे, विशेषत: जेव्हा गरम केले जाते, उदाहरणार्थ 2H 2 SO 4 + Cu = SO 2 + CuSO 4 + H 2 O.
ऑक्सिडायझिंग एजंट म्हणून काम करताना, सल्फ्यूरिक ऍसिड सामान्यतः SO 2 पर्यंत कमी केले जाते. परंतु ते S आणि अगदी H 2 S पर्यंत कमी केले जाऊ शकते, उदाहरणार्थ H 2 S + H 2 SO 4 = SO 2 + 2H 2 O + S.
मोनोहायड्रेट जवळजवळ वीज चालवू शकत नाही. याउलट, जलीय ऍसिड द्रावण चांगले कंडक्टर आहेत. सल्फ्यूरिक ऍसिड जोरदारपणे आर्द्रता शोषून घेते, म्हणून ते विविध वायू सुकविण्यासाठी वापरले जाते. डेसिकेंट म्हणून, सल्फ्यूरिक ऍसिड जोपर्यंत त्याच्या द्रावणावरील पाण्याच्या वाफेचा दाब वाळलेल्या वायूच्या दाबापेक्षा कमी असतो तोपर्यंत कार्य करते.
जर सल्फ्यूरिक ऍसिडचे पातळ द्रावण उकडलेले असेल तर त्यातून पाणी काढून टाकले जाईल, तर उकळत्या बिंदू 337 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत वाढेल, उदाहरणार्थ, जेव्हा 98.3% च्या एकाग्रतेमध्ये सल्फ्यूरिक ऍसिड डिस्टिल्ड करणे सुरू केले जाते. याउलट, अधिक केंद्रित असलेल्या द्रावणांमधून, अतिरिक्त सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड बाष्पीभवन होते. ३३७ डिग्री सेल्सिअस तपमानावर उकळणारी वाफेचे आम्ल अंशतः SO 3 आणि H 2 O मध्ये विघटित होते, जे थंड झाल्यावर पुन्हा एकत्र केले जाईल. या आम्लाचा उच्च उत्कलन बिंदू गरम झाल्यावर वाष्पशील आम्लांना त्यांच्या क्षारांपासून वेगळे करण्यासाठी वापरण्यासाठी योग्य आहे.
ऍसिड हाताळणी खबरदारी
सल्फ्यूरिक ऍसिड हाताळताना, अत्यंत काळजी घेणे आवश्यक आहे. जेव्हा हे ऍसिड त्वचेच्या संपर्कात येते तेव्हा त्वचा पांढरी होते, नंतर तपकिरी आणि लालसरपणा दिसून येतो. सभोवतालच्या ऊतींना सूज येते. जर हे ऍसिड शरीराच्या कोणत्याही भागाच्या संपर्कात आले तर ते त्वरीत पाण्याने धुवावे आणि जळलेल्या भागाला सोडाच्या द्रावणाने वंगण घालावे.
आता तुम्हाला माहित आहे की सल्फ्यूरिक ऍसिड, ज्याचे गुणधर्म चांगले अभ्यासले गेले आहेत, ते विविध प्रकारचे उत्पादन आणि खाणकामासाठी अपरिहार्य आहे.
सल्फ्यूरिक ऍसिड (H₂SO₄) हे सर्वात मजबूत डायबॅसिक ऍसिडपैकी एक आहे.
भौतिक गुणधर्मांच्या बाबतीत, सल्फ्यूरिक ऍसिड जाड, गंधहीन, पारदर्शक तेलकट द्रवासारखे दिसते. एकाग्रतेवर अवलंबून, सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये बरेच भिन्न गुणधर्म आणि अनुप्रयोग आहेत:
- धातू प्रक्रिया;
- धातूची प्रक्रिया;
- खनिज खतांचे उत्पादन;
- रासायनिक संश्लेषण.
सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या शोधाचा इतिहास
संपर्क सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये 92 ते 94 टक्के एकाग्रता असते:
2SO₂ + O₂ = 2SO₂;
H₂O + SO₃ = H₂SO₄.
सल्फ्यूरिक ऍसिडचे भौतिक आणि भौतिक-रासायनिक गुणधर्म
H₂SO₄ हे पाण्याने मिसळता येते आणि SO₃ सर्व प्रमाणात.
जलीय द्रावणात H₂SO₄ H₂SO₄ nH₂O प्रकाराचे हायड्रेट्स तयार करतात.
सल्फ्यूरिक ऍसिडचा उकळत्या बिंदू द्रावणाच्या एकाग्रतेच्या डिग्रीवर अवलंबून असतो आणि 98 टक्क्यांपेक्षा जास्त एकाग्रतेवर जास्तीत जास्त पोहोचतो.
कॉस्टिक कंपाऊंड ओलियमसल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये SO₃ चे द्रावण आहे.
ओलियममध्ये सल्फर ट्रायऑक्साइडच्या एकाग्रतेत वाढ झाल्यामुळे, उकळत्या बिंदू कमी होतो.
सल्फ्यूरिक ऍसिडचे रासायनिक गुणधर्म
गरम केल्यावर, केंद्रित सल्फ्यूरिक ऍसिड हे सर्वात मजबूत ऑक्सिडायझिंग एजंट आहे जे अनेक धातूंचे ऑक्सीकरण करू शकते. अपवाद फक्त काही धातू आहेत:
- सोने (Au);
- प्लॅटिनम (पं.);
- इरिडियम (आयआर);
- रोडियम (आरएच);
- टॅंटलम (टा).
धातूंचे ऑक्सिडायझेशन करून, केंद्रित सल्फ्यूरिक ऍसिड H₂S, S आणि SO₂ पर्यंत कमी केले जाऊ शकते.
सक्रिय धातू:
8Al + 15H₂SO₄(conc.) → 4Al₂(SO₄)₃ + 12H₂O + 3H₂S
मध्यम क्रियाकलाप धातू:
2Cr + 4 H₂SO₄(conc.) → Cr₂(SO₄)₃ + 4 H₂O + S
निष्क्रिय धातू:
2Bi + 6H₂SO₄(conc.) → Bi₂(SO₄)₃ + 6H₂O + 3SO₂
लोह थंड केंद्रित सल्फ्यूरिक ऍसिडवर प्रतिक्रिया देत नाही, कारण ते ऑक्साईड फिल्मने झाकलेले असते. या प्रक्रियेला म्हणतात निष्क्रियता.
सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि H₂O ची प्रतिक्रिया
जेव्हा H₂SO₄ पाण्यात मिसळले जाते, तेव्हा एक एक्झोथर्मिक प्रक्रिया होते: एवढ्या मोठ्या प्रमाणात उष्णता सोडली जाते की द्रावण अगदी उकळू शकते. रासायनिक प्रयोग करताना, एखाद्याने नेहमी पाण्यात थोडे-थोडे सल्फ्यूरिक ऍसिड मिसळावे, उलट नाही.
सल्फ्यूरिक ऍसिड एक मजबूत निर्जलीकरण एजंट आहे. एकाग्र सल्फ्यूरिक ऍसिड विविध संयुगांमधून पाणी विस्थापित करते. हे बर्याचदा डेसिकेंट म्हणून वापरले जाते.
सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि साखरेची प्रतिक्रिया
पाण्यासाठी सल्फ्यूरिक ऍसिडचा लोभ क्लासिक प्रयोगात दर्शविला जाऊ शकतो - केंद्रित H₂SO₄ मिसळणे आणि जे एक सेंद्रिय संयुग (कार्बोहायड्रेट) आहे. पदार्थातून पाणी काढण्यासाठी, सल्फ्यूरिक ऍसिड रेणू नष्ट करते.
प्रयोग करण्यासाठी, साखरेत पाण्याचे काही थेंब घाला आणि मिक्स करा. नंतर काळजीपूर्वक सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये घाला. थोड्या कालावधीनंतर, कोळशाच्या निर्मितीसह आणि सल्फर आणि सोडण्यासह हिंसक प्रतिक्रिया दिसून येते.
सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि साखर घन:
लक्षात ठेवा की सल्फ्यूरिक ऍसिडसह काम करणे खूप धोकादायक आहे. सल्फ्यूरिक ऍसिड हा एक कॉस्टिक पदार्थ आहे जो त्वचेवर गंभीर जळजळ त्वरित सोडतो.
साखरेचे सुरक्षित प्रयोग तुम्ही घरी करू शकता.
सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि जस्तची प्रतिक्रिया
ही प्रतिक्रिया खूप लोकप्रिय आहे आणि हायड्रोजन तयार करण्यासाठी सर्वात सामान्य प्रयोगशाळा पद्धतींपैकी एक आहे. जर झिंक ग्रॅन्युलस सल्फ्यूरिक ऍसिड पातळ करण्यासाठी जोडले गेले तर वायू बाहेर पडल्यास धातू विरघळेल:
Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂.
डायल्युट सल्फ्यूरिक ऍसिड क्रियाकलाप मालिकेत हायड्रोजनच्या डावीकडे असलेल्या धातूंवर प्रतिक्रिया देते:
मी + H₂SO₄(डिसे.) → मीठ + H₂
बेरियम आयनांसह सल्फ्यूरिक ऍसिडची प्रतिक्रिया
बेरियम आयनांसह त्याच्या क्षारांची गुणात्मक प्रतिक्रिया. हे प्रमाणात्मक विश्लेषणामध्ये, विशेषत: गुरुत्वाकर्षणामध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते:
H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2HCl
ZnSO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + ZnCl₂
लक्ष द्या! हे प्रयोग स्वतः पुन्हा करण्याचा प्रयत्न करू नका!