Застосування сульфур(vі) оксиду

Цю сполуку використовують для виробництва сульфатної кислоти та олеуму.



3Сульфатна кислота

Сульфатна кислотасполука сірки з формулою H₂SO₄.Безбарвна масляниста, дуже в'язка і гігроскопічна рідина.Сірчана кислота одна з найсильніших неорганічних кислот і є дуже їдкою та небезпечною. Ця кислота утворює два ряди солей:сульфати і гідрогенсульфати, в яких у порівнянні з сульфатною кислотою замінюються один або два атомигідрогену на катіони металів.Сірчана кислота є однією з найважливіших технічних речовин у світі і лідирує за кількістю виробництва.Вона в основному використовується для виробництва добрив і інших неорганічних кислот. В основному використовуються водні розчини цієї кислоти.

Фізичні властивості

Майже вся 99% сірчана кислота втрачає SO₃ при кипінні з утворенням 98,3% кислоти. 98% кислота є стабільнішою при зберіганні, і зазвичай також називається концентрованою. Інші концентрації використовуються для різних цілей. Дані про різні концентрації:

Масова частка H2SO4	Щільність (кг/л)	Концентрація (моль/л)	Назва
10%	1,07	~1	Розведена сульфатна кислота
29-32%	1,25-1,28	4,2-5	акумуляторна кислота (використовується в свинцево-кислотних акумуляторних батареях)
62-70%	1,52-1,60	9,6-11,5	Фотопаратна кислота Добривна кислота
78-80%	1,70-1,73	13,5-14	Вежова кислота Гловерова кислота
95-98%	1,83	~18	Концентрована сульфатна кислота

Хімічно чиста сульфатна кислота являє собою важку безбарвну маслянисту рідину. Продається звичайно її 96,5% — ий водний розчин густиною 1,84 г/см³або так званий «олеум», тобто розчин SO₃ в H₂SO₄. У воді H₂SO₄ розчиняється дуже добре (змішується з водою в необмежених кількостях). При цьому виділяється тепло, і розчин дуже сильно нагрівається (навіть до кипіння води). Тому при додаванні води до концентрованої сульфатної кислоти остання розбризкується внаслідок швидкого перетворення води в пару. Через це при розведенні концентрованої H₂SO₄ треба кислоту вливати у воду (а не навпаки!) тонким струменем при старанному розмішуванні розчину скляною паличкою. Концентрована сульфатна кислота як і чиста вода погано проводить струм внаслідок малої дисоціаціїї, питома електропровідність 1,044 · 10⁻² S/см

Хімічні властивості

Дисоціація у водному розчині йде в декілька етапів:

Перший етап дисоціації;K₂ = 2.4 x 10⁶   (сильна кислота)

Це значення кислотності взяте як основне при визначені суперкислот.

Друга стадія дисоціаціїї;K₁ = 1.0 x 10⁻²

Сульфатна кислота руйнує також багато органічних речовин, зокрема вуглеводи — дерево, папір, бавовняні тканини,цукор тощо. Руйнування цих речовин обумовлюється тим, що концентрована сульфатна кислота віднімає від них воденьі кисень у вигляді води, а вуглець залишається у вигляді пористого вугілля. При дії розведеної сульфатної кислоти наметали, які у електрохімічному ряді активності металів розташовані ліворуч водню, виділяється водень. Концентрована сірчана кислота має сильний окислювальний ефект і здатна реагувати, при нагріванні, навіть з благородними металами, такими як мідь, ртуть і срібло, хоча при цьому вона не взаємодіє з залізом. Тому для перевезення концентрованої сульфатної кислоти використовуються залізні цистерни.

Реакція міді з концентрованою сульфатною кислотою

Якісна реакція на сульфат-іон

В аналітичній хімії використовують реакцію взаємодії хлориду або нітрату Барію із утворенням барій сульфату. При цьому утворюється білий дрібнокристалічний осад, який не розчиняється в кислотах та лугах:

Отриманий осад розчиняється тільки в концентрованій сульфатній кислоті:

«Якісною реакцією на сульфатну кислоту і її солі є взаємодія їх із розчинами барій хлориду, або барій нітрату. У результаті реакції утворюється білий осад BaSO₄, який практично не розчиняється ні у воді, ні в нітратній кислоті. Таким чином, реактивом на сульфат-іони є йони барію».

Взаємодія сірчаної кислоти з металами

Розбавлена ​​і концентрована сірчані кислоти поводяться по-різному. Розбавлена ​​сірчана кислота поводиться, як звичайна кислота. Активні метали, що стоять у ряді напруг лівіше водню

Li, До, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Au

витісняють водень з розбавленої сірчаної кислоти. Ми бачимо бульбашки водню при додаванні розведеної сірчаної кислоти в пробірку з цинком.

H2SO4 + Zn = Zn SO4 + H2 ↑

Мідь стоїть у ряду напруг після водню - тому розбавлена ​​сірчана кислота не діє на мідь. Як поведуться цинк і мідь в концентрованої сірчаної кислоти?

Цинк, як активний метал, може утворювати з концентрованою сірчаною кислотою сірчистий газ, елементарну сірку, і навіть сірководень.

2H2SO4 + Zn = SO2 ↑ + ZnSO4 + 2H2O

Мідь - менш активний метал. При взаємодії з концентровано сірчаною кислотою відновлює її до сірчистого газу.

2H2SO4 конц. + Cu = SO2 ↑ + CuSO4 + 2H2O

Отже, в пробірках з концентрованою сірчаною кислотою ми спостерігаємо виділення сірчистого газу.

 Значення сульфатної кислоти і сульфатів у народному господарстві

Сульфатна кислота є важливим продуктом хімічної промисловості, яка займається виробництвом кислот, лугів, солей, мінеральних добрив, хлору.

За різноманітністю застосування сульфатна кислота посідає перше місце. Найбільша її кількість витрачається для добування фосфатних і нітратних добрив. Як нелетка кислота, вона використовується для добування інших кислот - соляної, плавікової, ортофосфатної, оцтової та інших. Багато її витрачається на очищення нафтопродуктів - бензину, гасу і мастил - від шкідливих домішок. У машинобудуванні сульфатною кислотою очищають поверхню металу від оксидів, барвників, пластмас. Її використовують для заряджання акумуляторів. У сільському господарстві вона використовується як гербіцид.

Сульфатна кислота як двохосновна утворює дві групи солей: середні, що називаються сульфатами, і кислі, що називаєтьсягідроген сульфатами. Сульфати утворюються при повній нейтралізації кислоти лугом, коли луг береться у надлишку. Гідроген сульфати утворюються при недостачі лугу.

Багато солей сульфатної кислоти мають велике практичне значення. Наведемо найважливіші з них.

Натрій сульфат Na₂SO₄. З водних розчинів кристалізується їїNa₂SO₄ · 10H₂O, який називається глауберовою сіллю. Глауберова сіль застосовується в медицині. Безводний натрій сульфат використовується у виробництві соди і скла.

Сульфат калію і амонію використовуються як добрива.

Сульфат барію BaSO₄ застосовують у виробництві паперу, гуми та білої мінеральної фарби, а також у медицині для рентгеноскопії шлунку.

Серед сульфатів велике практичне значення мають купороси.Купороси - це технічна назва кристалогідратів сульфатів деяких важких металів (міді, заліза, цинку, магнію), тобто це солі, кристали яких містять кристалізаційну воду. Купороси використовуються в сільському господарстві для боротьби зі шкідниками рослин, у виробництві фарб, для просочення деревини як антисептичний засіб

4)Виробництво сульфатноъ кислоти

Сировиною для виробництва сірчаної кислоти є елементарна сірка яку отримують в величезних кільскостях на нафто- тагазовопереробних заводах, з сірководню, за допомогою процесу, який відомий як процес Клауса. Потім сірку оксилюють до діоксиду сірки:

Реакція сірки з киснем

Ще одним джерелом діоксиду сірки є виплавлення руд, що містять сірку. Прикладами є мідні, цинкові і свинцові сульфіди. Діоксид сірки утворюється при випаленні з киснем повітря.

Реакція під час випалу сульфіду цинку

У 1999 році в Європі було випалено близько 3 млн тонн піриту для виробництва сульфатної кислоти. В Азії ця цифра більша, оскільки і запаси його більші.^[4] Для бідних ресурсами країнах, які не мають ні сірки, ні сульфідних руд, існує процес Мюллера-Кюне. В цьому процесі діоксид сірки утворюється при випаленні гіпсу і вугілля в печі. Цей процес можна зробити прибутковішим, якщо в піч додавати пісок і глину для утворення цементу як побічного продукту. Для подальшого виробництва потребується сірчаний ангідрид. Прямої реакції діоксиду сірки і кисню в триоксид сірки не існує, так як рівновага лежить на стороні триоксида сірки. Тому для проведення цієї реакції потрібні каталізатори.

Окиснення діоксиду сірки до триоксиду

Триоксид сірки не розбавляється у воді відразу ж. Спочатку його вводять у концентровану сірчану кислоту, цей розчин називають — олеумом. Потім олеум розчиняють у воді до утворення сірчаної кислоти.

Розчинення сірчаного ангідриту в концентрованій сірчаній кислоті з утворення дисульфатної кислоти

Розчинення дисульфатної кислоти у воді

В останні роки виробництво сірчаної кислоти зросло в основному в Китаї, у той час як в європейських країнах, виробництво скоротилося.

5)Будова молекули аміаку

Аміа́к, амоніа́к, NH₃ — неорганічна сполука, безбарвний газ із різким задушливим запахом, легший за повітря, добре розчинний у воді. Одержують каталітичним синтезом з азоту і водню під тиском. Використовують переважно для виробництва азотних добрив, вибухових речовин і азотної кислоти. Рідкий аміак використовується в холодильних установках. Водний розчин аміаку (нашатирний спирт) застосовується в медицині.

Фізичні властивості[ред. • ред. код]

Аміак — безбарвний газ з характерним різким запахом і їдким смаком. Він майже у два рази легший від повітря. При −33,35°С і звичайному тиску аміак скраплюється в безбарвну рідину, а при −77,75 °C замерзає, перетворюючись у безбарвну кристалічну масу. Його зберігають і транспортують у рідкому стані в стальних балонах під тиском 6—7 атм.

У воді аміак розчиняється дуже добре: при 0°С і звичайному тиску в 1 об'ємі води розчиняється близько 1200 об'ємів NH₃, а при 20°С — 700 об'ємів. Концентрований розчин містить 25% NH₃ і має густину 0,91 г/см³. Розчин аміаку у воді називають аміачною водою або нашатирним спиртом. Звичайний медичний нашатирний спирт містить до 10%: NH₃, амічна вода від 10% і більше. При нагріванні розчину аміак легко випаровується.