Kwas siarkowy (H2SO4)

Wyjaśniamy, jaki kwas siarkowy, jego struktura chemiczna, właściwości, jak się jego uzyskuje, zastosowania i ryzyko użytkowania

Łodzie kwasu siarkowego (H2SO4)

Co to jest kwas siarkowy?

On Kwas Siarkowy, Nazywany również siarczanem wodorowym i olejem witriolu, jest to kwas siarki do oksykcji utworzony przez reakcję bezwodnika siarkowego (więc₃) i woda. Jego wzór molekularny to h₂południowy zachód₄ I jest to zdecydowanie najczęściej wytwarzany i używany kwas mineralny.

Jest to silny i wysoce żrący kwas mineralny, który jest mieszany z wodą, dzięki czemu można go przygotować w postaci roztworów prawie dowolnego stężenia między 0 a około 18 molowymi.

Wysokie ilości produkcji i zużycia tego związku wynikają z jego wielu zastosowań w branżach tak różnorodnych jak rolnictwo, przemysł petrochemiczny, w syntezie organicznej i nieorganicznej oraz w oczyszczaniu ścieków, aby wymienić tylko niektóre tylko niektóre tylko niektóre niektóre.

Struktura kwasu siarkowego

Kwas siarkowy powstaje przez środkowy atom siarki z Walenciją VI, który jest otoczony 4 atomami tlenu, z których dwa są połączone z atomami wodoru. Jego struktura Lewisa przedstawiono poniżej:

Jak widać, siarka w tym związku jest otoczona 12 elektronów (6 par), więc reprezentuje jeden z wyjątków reguły oktetu.

Otaczana 4 atomami teoria odpychania par elektronów walencji (TREPEV) przewiduje, że ten związek musi przyjąć w przybliżeniu tetraedryczną geometrię, która pokazano na poniższym obrazie:

Ze względu na wysoką elektrocjalność tlenu i różne struktury rezonansowe, które może mieć kwas siarkowy, wiązania między tlenem i hydrogenami są silnie spolaryzowane, co czyni je bardzo kwaśnymi i łatwymi do dysocjacji hydrogenów.

Właściwości kwasu siarkowego

W wyniku jego struktury kwas siarkowy ma następujące właściwości fizyczne i chemiczne:

Może ci służyć: epoksyd: nomenklatura, uzyskiwanie, aplikacje, przykłady

Właściwości fizyczne

• Czysty kwas siarkowy to bezbarwny i toaletowy ciecz o gęstości 18302 g/ml.
• Jego temperatura topnienia wynosi 10,31 ° C, a wrzenie wynosi 337 ° C, chociaż w tej temperaturze ma tendencję do rozkładania się w celu wytwarzania wody i bezwodnika siarkowego (zwanego również tritlekiem siarki).
• Jest całkowicie mieszany z wodą, dzięki czemu możesz przygotować roztwory z dowolnym stężeniem. Jednak roztwory z ponad 98,3% masy tego kwasu są niestabilne, a kwas rozkłada się, aż jego stężenie spadnie do 98,3%. Ten roztwór jest stabilny i jest tak zwany stężony kwas siarkowy.
• W stanie czystym lub skoncentrowanym jest to bardziej lepka ciecz niż woda.

Właściwości chemiczne

• Czysty kwas siarkowy jest silnie utleniającą i korozyjną substancją. Ma zdolność utleniania, odwadniania i sulphonaru do szerokiej gamy związków organicznych i karonizowania innych.
• Jest to silny kwas diprotyczny, który całkowicie traci swój pierwszy proton poprzez rozpuszczenie w wodzie, stając się jego skoniugowaną zasadą, jonem Bisulfate (HSO (HSO₄^-). Ten jon jest również kwasem, choć słabszy niż oryginalny kwas.
• Wodne roztwory kwasu siarkowego są silnie kwaśne i są w stanie rozpuścić wiele metali, wytwarzając wodór gazowy. Są również w stanie całkowicie zneutralizować silne podstawy.
• Reaguje gwałtownie wieloma alkoholi i wodą, uwalniając w tym procesie duże ilości ciepła.

Jak uzyskuje się kwas siarkowy?

Trzy najbardziej znane procesy wytwarzania kwasu siarkowego to: proces kontaktowy, proces mokrego kwasu siarkowego i proces kamer ołowiowych.

1. Synteza kwasu siarkowego w procesie kontaktowym

Jest to najczęściej stosowana metoda do produkcji kwasu siarkowego. Proces składa się z 5 kroków, w których elementarna siarka staje się dwutlenkiem siarki (więc₂), a następnie trójtlenek siarki (więc₃), kwas disulfurowy (h₂S₂ALBO₇) i wreszcie w kwasie siarkowym. Zaangażowane reakcje to:

Może ci służyć: po co jest romb bezpieczeństwa i do czego służy?

Drugi etap procesu po prostu polega na oczyszczaniu dwutlenku siarki przed przekształceniem w siarkę lub trójokrwadło siarki. Reakcja trzeciego etapu występuje, gdy dwutlenek siarki gazowej wchodzi w kontakt z katalizatorem pentaoksydowym wanadu (v v₂ALBO₅) I dlatego metoda nazywa się procesem kontaktowym.

2.  Synteza kwasu siarkowego według procesu mokrego

Proces ten został zaprojektowany w celu oczyszczania gazów emisji szerokiej gamy branż chemicznych i roślin. Produktem ubocznym tego oczyszczania jest oprócz pary gorącej wody, który można ponownie wykorzystać w pierwotnym procesie przemysłowym, który można ponownie wykorzystać w pierwotnym procesie przemysłowym, który można ponownie wykorzystać w pierwotnym procesie przemysłowym.

W przypadku procesu mokrego reakcje są głównie. Ważne reakcje występujące na każdym etapie to:

3.  Synteza kwasu siarkowego przez proces kamer ołowiowych

Jest to starożytna metoda wytwarzania kwasu siarkowego, który jest dziś używany. Proces polegał na spalaniu elementarnej siarki w obecności tlenu powietrza w drewnianych komorach o ołowiu, a zatem jego nazwę.

Po tym spalaniu dwutlenek siarki reaguje następnie z tlenkami azotu wytwarzanymi przez rozkład azotanu sodu lub w inny sposób. Ostatecznie, po serii dodatkowych reakcji, uzyskano kwas siarkowy.

Może ci służyć: płaskie kolbę tła

Typowe zastosowania

• Główne zastosowanie kwasu siarkowego jest źródłem siarki w postaci siarczanów w produkcji nawozów. W rzeczywistości około 60% kwasu siarkowego wytwarzanego na świecie jest w tym celu przeznaczone.
• W przemyśle chemicznym jest stosowany do syntezy detergentów, pigmentów, katalizatorów dla przemysłu petrochemicznego i w przetwarzaniu minerałów w celu uzyskania różnych metali.
• Wreszcie, kwas siarkowy to elektrolit stosowany w bateriach ołowiowych stosowanych w większości samochodów.

Ryzyko związane z kwasem siarkowym

Ze względu na jego właściwości chemiczne kwas siarkowy może być bardzo niebezpieczny zarówno dla ludzi, jak i zwierząt, a ogólnie środowiska. Są to niektóre ryzyko związane z tą chemiczną:

• Jego żrące i odwodnienie powodują, że czysty kwas powoduje wielkie uszkodzenia, jeśli ma kontakt ze skórą.
• Z drugiej strony reakcja wodnych roztworów kwasu siarkowego z metali generuje wodór gazowy, który jest paliwem i substancją wybuchową.
• Sam kwas siarkowy nie cierpi na reakcję spalania, ale bycie silnym utleniaczem stymuluje spalanie innych substancji, działając jako rodzaj katalizatora, więc stanowi znaczne ryzyko pożaru.
• Ponadto, gdy wystawiono na ogień, można go podzielić na toksyczne gazy i generować opary kwasu siarkowego, które mogą łatwo zniszczyć drogi oddechowe.

Z tych powodów i więcej kwas siarkowy jest substancją, którą należy ostrożnie obsługiwać.