اسید سولفوریک. خواص اکسید کننده اسید سولفوریک

H2SO4، لات. Acidum sulfuricum یک اسید دوبازیک قوی با جرم مولی حدود 98 گرم در مول است.

اسید سولفوریک خالص یک مایع روغنی بی رنگ، بی بو و سوزاننده با چگالی 1.84 گرم بر سانتی متر مکعب است که در دمای 10.4 درجه سانتی گراد به یک توده کریستالی جامد تبدیل می شود. نقطه جوش محلول های آبی اسید سولفوریک با افزایش غلظت آن افزایش می یابد و در محتوای حدود 98% H2SO4 به حداکثر می رسد.

اسید سولفوریک غلیظ به شدت با آب واکنش می دهد، زیرا به دلیل تشکیل هیدرات، مقدار زیادی گرما آزاد می شود (19 کیلو کالری در هر مول اسید). به همین دلیل همیشه باید اسید سولفوریک را با ریختن آن در آب رقیق کرد و نه برعکس.

اسید سولفوریکرطوبت سنجی بالایی دارد، یعنی بخار آب را به خوبی از هوا جذب می کند، بنابراین می توان از آن برای خشک کردن گازهایی که با آن واکنش نمی دهند استفاده کرد. Hygroscopicity زغال زایی را توضیح می دهد مواد آلیبه عنوان مثال، شکر یا چوب، زمانی که در معرض اسید سولفوریک غلیظ قرار می گیرند. در این حالت هیدرات های اسید سولفوریک تشکیل می شود. همچنین، به دلیل فراریت کم، برای جابجایی اسیدهای فرارتر دیگر از نمک آنها استفاده می شود.

اسید سولفوریک غلیظ یک عامل اکسید کننده قوی است. فلزات را در سری ولتاژ تا نقره و از جمله آن اکسید می کند و محصولات واکنش به شرایط اجرای آن و فعالیت خود فلز بستگی دارد. دو سری نمک تشکیل می دهد: سولفات های متوسط ​​و هیدروسولفات های اسیدی و همچنین اترها.

اسید سولفوریک رقیق با تمام فلزاتی که در سری الکتروشیمیایی ولتاژ سمت چپ هیدروژن (H) قرار دارند برهمکنش می‌کند، با آزاد شدن H2، خواص اکسیدکننده برای آن معمول نیست.

در صنعت، اسید سولفوریک به دو روش تولید می شود: روش تماس با استفاده از کاتالیزور جامد (تماس) و روش نیتروژن با اکسیدهای نیتروژن. مواد اولیه گوگرد، سولفیدهای فلزی و غیره است. بسته به خلوص و غلظت، چندین درجه اسید تولید می شود: باتری (خالص ترین)، فنی، برج، ویتریول، اولئوم (محلول انیدرید سولفوریک در اسید سولفوریک).

کاربرد اسید سولفوریک:

• تولید کودهای معدنی بزرگترین حوزه کاربرد است
• الکترولیت در باتری های سرب
• تولید مواد شوینده مصنوعی، رنگ، پلاستیک، هیدروژن فلوراید و سایر معرف ها
• غنی سازی سنگ معدن در صنعت معدن
• پالایش فرآورده های نفتی
• صنایع فلزکاری، نساجی، چرم و سایر صنایع
• تولید داروها
• AT صنایع غذاییبه عنوان افزودنی غذایی E513 ثبت شده است
• سنتز آلی صنعتی

استفاده از اسید سولفوریک در صنعت

صنایع غذایی با اسید سولفوریک به شکل افزودنی غذایی E513 آشنا هستند. اسید به عنوان یک امولسیفایر عمل می کند. از این افزودنی غذایی در تولید نوشیدنی ها استفاده می شود. به تنظیم اسیدیته کمک می کند. علاوه بر غذا، E513 بخشی از کودهای معدنی است. استفاده از اسید سولفوریک در صنعت بسیار گسترده است. سنتز آلی صنعتی از اسید سولفوریک برای انجام واکنش های زیر استفاده می کند: آلکیلاسیون، آبگیری، هیدراتاسیون. این اسید بازیابی می کند مقدار مورد نیازرزین روی فیلترهایی که در تولید آب مقطر استفاده می شود.

استفاده از اسید سولفوریک در زندگی روزمره

اسید سولفوریک در خانه در بین رانندگان مورد تقاضا است. فرآیند تهیه محلول الکترولیت برای باتری خودرو با افزودن اسید سولفوریک همراه است. هنگام کار با این اسید، باید قوانین ایمنی را به خاطر بسپارید. اگر اسید روی لباس یا پوست در معرض قرار گرفت، فوراً با آب جاری بشویید. اسید سولفوریک که روی فلز ریخته شده است را می توان با آهک یا گچ خنثی کرد. هنگام سوخت گیری باتری ماشین، باید دنباله خاصی را دنبال کنید: به تدریج اسید را به آب اضافه کنید و نه برعکس. هنگامی که آب با اسید سولفوریک واکنش می دهد، مایع بسیار داغ می شود که می تواند باعث پاشیدن آن شود. بنابراین، باید به ویژه مراقب باشید که مایع روی صورت یا چشم‌هایتان نرود. اسید باید در یک ظرف محکم در بسته نگهداری شود. مهم است که این ماده شیمیایی دور از دسترس کودکان نگهداری شود.

استفاده از اسید سولفوریک در پزشکی

نمک های اسید سولفوریک به طور گسترده در پزشکی استفاده می شود. به عنوان مثال، سولفات منیزیم برای افراد به منظور دستیابی به اثر ملین تجویز می شود. یکی دیگر از مشتقات اسید سولفوریک، تیوسولفات سدیم است. داروبه عنوان پادزهر در صورت تجویز مواد زیر استفاده می شود: جیوه، سرب، هالوژن ها، سیانید. تیوسولفات سدیم همراه با اسید هیدروکلریکبرای درمان بیماری های پوستی استفاده می شود. پروفسور دمیانوویچ ترکیب این دو دارو را برای درمان گال پیشنهاد کرد. به شکل محلول آبی، تیوسولفات سدیم برای افرادی که از بیماری های آلرژیک رنج می برند تجویز می شود.

سولفات منیزیم دارای طیف گسترده ای از امکانات است. بنابراین، توسط پزشکان تخصص های مختلف استفاده می شود. به عنوان یک ضد اسپاسم، سولفات منیزیم برای بیماران مبتلا به فشار خون بالا تجویز می شود. اگر فردی مبتلا به بیماری های کیسه صفرا باشد، این ماده به صورت خوراکی برای بهبود ترشح صفرا تجویز می شود. استفاده از اسید سولفوریک در پزشکی به شکل سولفات منیزیم در عمل زنان و زایمان رایج است. متخصصان زنان با تجویز سولفات منیزیم به صورت عضلانی به زنان در حال زایمان کمک می کنند، به این ترتیب زایمان را بیهوش می کنند. سولفات منیزیم علاوه بر تمام خواص فوق دارای اثر ضد تشنجی است.

استفاده از اسید سولفوریک در تولید

از اسید سولفوریک که زمینه های مصرف آن متنوع است در تولید کودهای معدنی نیز استفاده می شود. برای همکاری راحت تر، گیاهانی که اسید سولفوریک و کودهای معدنی تولید می کنند عمدتاً نزدیک به یکدیگر قرار دارند. این لحظه تولید مداوم را ایجاد می کند.

استفاده از اسید سولفوریک در ساخت رنگ‌ها و الیاف مصنوعی پس از تولید کودهای معدنی دومین مورد رایج است. بسیاری از صنایع از اسید سولفوریک در برخی فرآیندهای تولیدی استفاده می کنند. استفاده از اسید سولفوریک در زندگی روزمره تقاضا پیدا کرده است. مردم از این ماده شیمیایی برای سرویس خودروهای خود استفاده می کنند. خرید اسید سولفوریک در فروشگاه های تخصصی فروش امکان پذیر است مواد شیمیایی، از جمله پیوند ما. اسید سولفوریک مطابق با قوانین حمل و نقل چنین محموله ای حمل می شود. حمل و نقل ریلی یا جاده ای اسید را در کانتینرهای مناسب حمل می کند. در مورد اول، یک مخزن به عنوان یک ظرف عمل می کند، در مورد دوم - یک بشکه یا ظرف.

ویژگی های برنامه و خطرات زیستی

اسید سولفوریک و محصولات نزدیک به آن مواد بسیار سمی هستند که به کلاس خطر II اختصاص داده شده اند. بخارات آنها بر دستگاه تنفسی، پوست، غشاهای مخاطی تأثیر می گذارد، باعث مشکل در تنفس، سرفه، اغلب - لارنژیت، نای، برونشیت می شود. حداکثر غلظت مجاز بخارات اسید سولفوریک در هوای محل کار اماکن صنعتی 1 میلی گرم بر متر مکعب است. افرادی که با اسیدهای سمی کار می کنند، لباس و تجهیزات محافظ شخصی ارائه می کنند. اسید سولفوریک غلیظ، در صورت استفاده بی دقتی، می تواند باعث سوختگی شیمیایی شود.

اگر اسید سولفوریک خورده شود، بلافاصله پس از خوردن، دردهای شدید در دهان و کل دستگاه گوارش ظاهر می شود، استفراغ شدید که ابتدا با خون قرمز و سپس با توده های قهوه ای مخلوط می شود. همزمان با استفراغ، سرفه شدید شروع می شود. تورم شدید حنجره و تارهای صوتی ایجاد می شود که باعث مشکلات شدید تنفسی می شود. مردمک ها گشاد می شوند و پوست صورت رنگ آبی تیره به خود می گیرد. سقوط و تضعیف فعالیت قلبی وجود دارد. مرگ با دوز 5 میلی گرم اتفاق می افتد. در صورت مسمومیت با اسید سولفوریک، شستشوی فوری معده و مصرف منیزیم ضروری است.

تولید صنعتی اسید سولفوریک در قرن 15 آغاز شد - سپس این ماده "ویتریول" نامیده شد. امروزه یک ماده مورد تقاضا است که به طور گسترده در صنعت استفاده می شود. اگر در سپیده دم کشف اسید سولفوریک، کل نیاز بشر به این ماده چندین ده لیتر بود، امروز این صورت حساب به میلیون ها تن در سال می رسد.

اسید سولفوریک خالص (فرمول H2SO4) در غلظت 100% مایعی غلیظ و بی رنگ است. خاصیت اصلی آن رطوبت سنجی بالا، همراه با انتشار حرارت بالا است. محلول های غلیظ شامل محلول هایی از 40٪ هستند - آنها می توانند پالادیوم یا نقره را حل کنند. در غلظت کمتر، این ماده کمتر فعال است و به عنوان مثال با مس یا برنج واکنش نشان می دهد.

H2SO4 به شکل خالص در طبیعت وجود دارد. به عنوان مثال، در دریاچه مرده در سیسیل، اسید سولفوریک از پایین تراوش می کند: در این مورد، پیریت از پوسته زمین. همچنین، قطرات کوچک اسید سولفوریک اغلب به داخل ختم می شود اتمسفر زمینپس از فوران های آتشفشانی بزرگ، که در این صورت ممکن است H2SO4 علت آن باشد تغییرات قابل توجهاقلیم.

به دست آوردن اسید سولفوریک

علیرغم وجود اسید سولفوریک در طبیعت، بیشتر آن به صورت صنعتی تولید می شود.

امروزه رایج ترین روش تولید تماس است: به شما امکان می دهد آسیب را کاهش دهید محیطو محصولی را دریافت کنید که برای همه مصرف کنندگان مناسب باشد. روش تولید نیتروژن کمتر محبوب است که شامل اکسیداسیون با اکسید نیتریک است.

مواد زیر به عنوان مواد اولیه در تولید تماس عمل می کنند:

• گوگرد؛
• پیریت (پیریت های گوگردی)؛
• اکسید وانادیوم (به عنوان کاتالیزور استفاده می شود)؛
• سولفیدهای فلزات مختلف؛
• سولفید هیدروژن.

قبل از شروع فرآیند تولید، ماده اولیه مورد آماده سازی قرار می گیرد که در طی آن ابتدا پیریت در دستگاه های خرد کن مخصوص خرد می شود. این به شما امکان می دهد به دلیل افزایش سطح تماس مواد فعال، واکنش را تسریع کنید. سپس پیریت تمیز می شود: برای این، در ظروف بزرگ آب غوطه ور می شود، در حالی که ناخالصی ها و سنگ های زائد به سطح شناور می شوند و پس از آن حذف می شوند.

خود تولید را می توان به چند مرحله تقسیم کرد:

1. پیریت تصفیه شده پس از آسیاب در کوره بارگیری می شود و در دمای 800 درجه پخت می شود. هوا از پایین طبق اصل جریان مخالف به محفظه وارد می شود که به دلیل آن پریت در حالت معلق است. قبلاً چنین شلیک در عرض چند ساعت انجام می شد، اما اکنون این روند چند ثانیه طول می کشد. ضایعات به شکل اکسید آهن که در طی فرآیند برشته کردن ایجاد می شود، حذف شده و به شرکت های متالورژی ارسال می شود. در حین شلیک گازهای SO2 و O2 و همچنین بخار آب آزاد می شود. پس از پاکسازی از کوچکترین ذرات و بخار آب، اکسیژن و اکسید گوگرد خالص به دست می آید.
2. در مرحله دوم، یک واکنش گرمازا تحت فشار انجام می شود که در آن یک کاتالیزور وانادیوم درگیر است. واکنش در دمای 420 درجه شروع می شود، اما برای کارایی بیشتر می توان آن را تا 550 درجه افزایش داد. در طی واکنش، اکسیداسیون کاتالیزوری رخ می دهد و SO2 به SO تبدیل می شود
3. مرحله سوم تولید، جذب SO3 در برج جذب است که منجر به تشکیل اولئوم H2SO4 می شود که در مخازن پر شده و برای مصرف کنندگان ارسال می شود. گرمای اضافی در طول تولید برای گرمایش استفاده می شود.

سالانه حدود 10 میلیون تن H2SO4 در روسیه تولید می شود. در عین حال، تولیدکنندگان اصلی شرکت هایی هستند که مصرف کنندگان اصلی آن نیز هستند. اساساً ، اینها شرکت هایی هستند که کودهای معدنی تولید می کنند ، به عنوان مثال ، کودهای معدنی Ammophos ، Balakovo. از آنجایی که پیریت که ماده اولیه اصلی است، ضایعات شرکت های غنی سازی است، تامین کنندگان آن کارخانه های غنی سازی Talnakh و Norilsk هستند.

در جهان، چین و آمریکا پیشرو در تولید H2SO4 هستند که سالانه به ترتیب 60 و 30 میلیون تن از این ماده را تولید می کنند.

استفاده از اسید سولفوریک

صنعت جهانی سالانه حدود 200 میلیون تن اسید سولفوریک برای تولید انواع مختلف محصولات مصرف می کند. از نظر کاربرد صنعتی در بین تمام اسیدها رتبه اول را دارد.

1. تولید کود. مصرف کننده اصلی اسید سولفوریک (حدود 40 درصد) تولید کود است. به همین دلیل است که گیاهان تولید کننده H2SO4 در نزدیکی گیاهان تولید کننده کود ساخته می شوند. گاهی اوقات آنها بخشی از یک شرکت با چرخه تولید مشترک هستند. در این تولید از اسید خالص 100 درصد استفاده می شود. برای تولید یک تن سوپر فسفات یا آموفوس که بیشتر در آن استفاده می شود کشاورزی، حدود 600 لیتر اسید سولفوریک مصرف می کند.
2. تصفیه هیدروکربن ها تولید بنزین، نفت سفید، روغن های معدنی نیز بدون اسید سولفوریک انجام نمی شود. این صنعت همچنین حدود 30 درصد کل H2SO4 تولید شده در جهان را مصرف می کند که در این مورد برای تصفیه در فرآیند پالایش نفت استفاده می شود. همچنین در حین تولید نفت چاه ها را تصفیه می کند و عدد اکتان سوخت را افزایش می دهد.
3. متالورژی. اسید سولفوریک در متالورژی برای تمیز کردن ورق فلز، سیم و انواع قطعات کار از زنگ زدگی، رسوب و همچنین برای بازیابی آلومینیوم در تولید فلزات غیرآهنی استفاده می شود. برای حکاکی سطوح فلزی قبل از پوشش دادن آنها با نیکل، کروم یا مس استفاده می شود.
4. صنایع شیمیایی. با کمک H2SO4 بسیاری از ترکیبات آلی و معدنی تولید می شود: اسیدهای فسفریک، هیدروفلوریک و سایر اسیدها، سولفات آلومینیوم که در صنعت خمیر و کاغذ استفاده می شود. بدون آن، تولید غیرممکن است. الکل اتیلیک، داروها، شوینده ها، حشره کش ها و سایر مواد.

دامنه H2SO4 واقعاً عظیم است و فهرست کردن تمام راه‌های استفاده صنعتی از آن غیرممکن است. همچنین در تصفیه آب، تولید رنگ، به عنوان امولسیفایر در صنایع غذایی، در سنتز مواد منفجره و برای بسیاری از اهداف دیگر استفاده می شود.

امروزه اسید سولفوریک عمدتاً به دو روش صنعتی تماسی و نیتروژنی تولید می شود. روش تماسی پیشروتر است و در روسیه بیشتر از روش نیتروژن یعنی روش برج استفاده می شود.

تولید اسید سولفوریک با سوزاندن مواد اولیه گوگردی آغاز می شود، مثلاً در کوره های مخصوص پیریت، گاز به اصطلاح برشته به دست می آید که حاوی حدود 9 درصد دی اکسید گوگرد است. این مرحله برای هر دو روش تماسی و نیتروژنی یکسان است.

در مرحله بعد، لازم است انیدرید گوگردی حاصل را به انیدرید سولفوریک اکسید کنید. با این حال، ابتدا باید از تعدادی ناخالصی که در روند بعدی اختلال ایجاد می کند، تمیز شود. گاز برشته در رسوب‌دهنده‌های الکترواستاتیک یا دستگاه‌های سیکلون از گرد و غبار پاک می‌شود و سپس به دستگاهی حاوی توده‌های تماس جامد وارد می‌شود، جایی که دی اکسید گوگرد SO 2 به انیدرید سولفوریک SO 3 اکسید می‌شود.

این واکنش گرمازا برگشت پذیر است - افزایش دما منجر به تجزیه انیدرید سولفوریک تشکیل شده می شود. از سوی دیگر، با کاهش دما، سرعت واکنش مستقیم بسیار پایین است. بنابراین، دما در دستگاه تماس با تنظیم سرعت عبور مخلوط گاز در 480 درجه سانتیگراد حفظ می شود.

در آینده با روش تماسی از ترکیب انیدرید سولفوریک با آب تشکیل می شود.

روش نیتروژن با این واقعیت مشخص می شود که اکسیده می شود.تولید اسید سولفوریک در این روش با تشکیل اسید سولفور در هنگام برهم کنش از گاز برشته با آب آغاز می شود. متعاقباً اسید سولفوره به دست آمده اکسید می شود اسید نیتریک، که منجر به تشکیل مونوکسید نیتروژن و اسید سولفوریک می شود.

این مخلوط واکنش به یک برج مخصوص وارد می شود. ضمناً با تنظیم جریان گاز، اطمینان حاصل می شود که مخلوط گاز ورودی به برج جذب حاوی دی اکسید نیتروژن و مونوکسید به نسبت 1:1 است که برای به دست آوردن انیدرید نیتروژن لازم است.

در نهایت، برهمکنش اسید سولفوریک و انیدرید نیتروژن NOHSO 4 - اسید نیتروسیل سولفوریک تولید می کند.

اسید نیتروسیل سولفوریک حاصل به برج تولید وارد می شود، جایی که با تجزیه آب، انیدرید نیتروژن آزاد می کند:

2NOHSO 4 + H 2 O \u003d N 2 O 3 + 2H 2 SO 4،

که اکسید می شود اسید سولفوریکدر برج تشکیل شده است.

اکسید نیتریک آزاد شده در نتیجه واکنش به برج اکسید کننده باز می گردد و وارد چرخه جدیدی می شود.

در حال حاضر در روسیه اسید سولفوریک عمدتاً به روش تماسی تولید می شود. روش نیتروژن به ندرت استفاده می شود.

استفاده از اسید سولفوریک بسیار گسترده و متنوع است.

بیشتر آن به تولید الیاف شیمیایی و کودهای معدنی می رسد، در تولید دارو و رنگ ضروری است. با کمک اسید سولفوریک، اتیل و سایر الکل ها، مواد شوینده و آفت کش ها به دست می آید.

محلول های آن در صنایع نساجی و غذایی، در فرآیندهای نیتراسیون و برای تولید اسید انباشته کننده سولفوریک استفاده می شود که به عنوان یک الکترولیت برای ریختن در باتری های سرب اسید که به طور گسترده در حمل و نقل استفاده می شود، استفاده می شود.

در شهر Revda، 15 واگن حاوی اسید سولفوریک از ریل خارج شدند. این محموله متعلق به کارخانه ذوب مس سردنورالسک بود.

این حادثه در سال 2013 در ریل راه آهن دپارتمان رخ داد. اسید در منطقه ای به وسعت 1000 کیلومتر مربع ریخته شد.

این نشان دهنده مقیاس نیاز صنعتگران به معرف است. به عنوان مثال، در قرون وسطی، تنها ده ها لیتر اسید سولفوریک در سال مورد نیاز بود.

در قرن بیست و یکم، تولید جهانی یک ماده در سال ده ها میلیون تن است. حجم تولید و استفاده بر اساس توسعه قضاوت می شود صنایع شیمیاییکشورها. بنابراین، معرف ارزش توجه دارد. بیایید با خواص ماده شروع کنیم.

خواص اسید سولفوریک

در ظاهر 100 درصد اسید سولفوریک- مایع روغنی بی رنگ و سنگین است که با رطوبت سنجی شدید مشخص می شود.

این بدان معنی است که این ماده بخار آب را از جو جذب می کند. در این حالت اسید گرما آزاد می کند.

بنابراین، آب در دوزهای کم به شکل غلیظ ماده اضافه می شود. مقدار زیادی بریزید و به سرعت، پاشیده شدن اسید به پرواز در می آید.

با توجه به توانایی آن در خوردگی مواد، از جمله بافت زنده، وضعیت خطرناک است.

اسید سولفوریک غلیظمحلولی نامیده می شود که در آن معرف بیش از 40 درصد است. این می تواند حل شود،.

محلول اسید سولفوریکتا 40٪ - غلیظ نیست، از نظر شیمیایی خود را متفاوت نشان می دهد. آب را می توان با سرعت کافی به آن اضافه کرد.

پالادیوم c حل نمی شوند، اما تجزیه می شوند، و . اما هر سه فلز در معرض کنسانتره اسید نیستند.

اگر نگاه کنید اسید سولفوریک در محلولبا فلزات فعال تا هیدروژن واکنش می دهد.

یک ماده اشباع شده نیز با مواد غیرفعال تعامل دارد. استثناء فلزات نجیب است. چرا کنسانتره آهن، مس را "لمس" نمی کند؟

دلیل آن منفعل بودن آنهاست. این نامی است که به فرآیند پوشش فلزات با یک فیلم محافظ از اکسیدها داده شده است.

این اوست که از انحلال سطوح جلوگیری می کند ، اما فقط در شرایط عادی. هنگامی که گرم می شود، واکنش ممکن است.

اسید سولفوریک را رقیق کنیدبیشتر شبیه آب است تا نفت کنسانتره نه تنها از نظر شکل پذیری و چگالی، بلکه با دود ناشی از ماده موجود در هوا نیز قابل تشخیص است.

متأسفانه، در دریاچه مرده در سیسیل، محتوای اسید کمتر از 40٪ است. توسط ظاهرشما نمی توانید بگویید که مخزن خطرناک است.

با این حال، یک معرف خطرناک از پایین تراوش می کند که در سنگ های پوسته زمین تشکیل می شود. مواد خام می تواند خدمت کند، به عنوان مثال،.

به این ماده معدنی گوگرد نیز می گویند. در تماس با هوا و آب به آهن 2 و 3 ظرفیتی تجزیه می شود.

محصول دوم واکنش است اسید سولفوریک. فرمولقهرمانان به ترتیب: - H 2 SO 3. رنگ و بوی خاصی ندارد.

مردم از روی ناآگاهی دستی را برای چند دقیقه در آبهای دریاچه مرگ سیسیل پایین می آورند، مردم ضرر می کنند.

با توجه به توانایی خورندگی مخزن، مجرمان محلی متعهد شدند اجساد را در آن بریزند. چند روز، و هیچ اثری از مواد آلی وجود ندارد.

محصول واکنش اسید سولفوریک با مواد آلی اغلب است. معرف آب را از مواد آلی جدا می کند. که کربن را ترک می کند.

در نتیجه، سوخت را می توان از چوب "خام" به دست آورد. بافت انسانی نیز از این قاعده مستثنی نیست. اما، این طرح یک فیلم ترسناک است.

کیفیت سوخت به دست آمده از مواد آلی فرآوری شده پایین است. اسید موجود در واکنش یک عامل اکسید کننده است، اگرچه می تواند یک عامل کاهنده نیز باشد.

در نقش دوم، ماده عمل می کند، به عنوان مثال، در تعامل با هالوژن ها. اینها عناصر گروه هفدهم جدول تناوبی هستند.

همه این مواد به خودی خود عوامل کاهش دهنده قوی نیستند. اگر اسید با آن ها یافت شود، تنها به عنوان یک عامل اکسید کننده عمل می کند.

مثال: - واکنش با سولفید هیدروژن. و چه واکنش هایی به خود اسید سولفوریک می دهد، چگونه استخراج و تولید می شود؟

استخراج اسید سولفوریک

در قرن های گذشته، معرف نه تنها از سنگ آهن به نام پیریت، بلکه از سولفات آهن و همچنین زاج استخراج می شد.

تحت مفهوم دوم، هیدرات های کریستالی سولفات ها پنهان هستند، دو برابر.

اصولاً تمام مواد معدنی ذکر شده مواد خام گوگرد دار هستند، بنابراین می توان از آنها برای تولید اسید سولفوریکو در دوران مدرن

پایه معدنی متفاوت است، اما نتیجه پردازش آن یکسان است - انیدریت سولفوریک با فرمول SO 2. از واکنش با اکسیژن تشکیل می شود. معلوم می شود که باید پایه را بسوزانید.

انیدریت به دست آمده توسط آب جذب می شود. فرمول واکنش به شرح زیر است: SO 2 + 1 / 2O 2 + H 2) -àH 2 SO 4. همانطور که می بینید، اکسیژن در این فرآیند نقش دارد.

در شرایط عادی، دی اکسید گوگرد به آرامی با آن تعامل می کند. بنابراین، صنعتگران مواد خام را روی کاتالیزورها اکسید می کنند.

روش تماس نامیده می شود. یک رویکرد نیتروژن نیز وجود دارد. این اکسیداسیون توسط اکسیدها است.

اولین ذکر معرف و تولید آن شامل اثری است که قدمت آن به سال 940 باز می گردد.

این یادداشت های یکی از کیمیاگران ایرانی به نام ابوبکر رازی است. با این حال جعفر الصوفی درباره گازهای اسیدی که از کلسینه کردن زاج به دست می آید نیز صحبت کرد.

این کیمیاگر عرب در اوایل قرن هشتم زندگی می کرد. با این حال، با قضاوت بر اساس سوابق، او اسید سولفوریک خالص دریافت نکرد.

استفاده از اسید سولفوریک

بیش از 40 درصد اسید برای تولید کودهای معدنی مصرف می شود. در این دوره سوپر فسفات، سولفات آمونیوم، آموفوس.

همه اینها پانسمان های پیچیده ای هستند که کشاورزان و تولیدکنندگان بزرگ به آنها تکیه می کنند.

مونوهیدرات به کودها اضافه می شود. خالص و 100% اسید است. قبلاً در دمای 10 درجه سانتیگراد متبلور می شود.

اگر از محلول استفاده می کنید، 65 درصد مصرف کنید. به عنوان مثال، به سوپر فسفات به دست آمده از ماده معدنی اضافه می شود.

تولید تنها یک تن کود 600 کیلوگرم کنسانتره اسیدی نیاز دارد.

حدود 30 درصد از اسید سولفوریک صرف تصفیه هیدروکربن ها می شود. این معرف کیفیت روغن های روان کننده، نفت سفید، پارافین را بهبود می بخشد.

روغن‌ها و چربی‌های معدنی به آنها اضافه می‌شوند. آنها همچنین با کنسانتره گوگرد تمیز می شوند.

از توانایی یک معرف در حل کردن فلزات در فرآوری سنگ معدن استفاده می شود. تجزیه آنها به اندازه خود اسید مقرون به صرفه است.

بدون حل کردن آهن، حاوی آن را حل نمی کند. این بدان معنی است که شما می توانید از تجهیزات آن استفاده کنید، نه گران قیمت.

مناسب، همچنین، ارزان، همچنین بر اساس فروم ساخته شده است. در مورد فلزات محلول استخراج شده با اسید سولفوریک، می توانید دریافت کنید،

توانایی اسید در جذب آب از جو آن را به یک خشک کننده عالی تبدیل می کند.

اگر هوا در معرض محلول 95% قرار گیرد، رطوبت باقیمانده تنها 0.003 میلی گرم بخار آب در هر لیتر گاز خشک خواهد بود. این روش در آزمایشگاه ها و تولیدات صنعتی کاربرد دارد.

شایان ذکر است نقش نه تنها ماده خالص، بلکه ترکیبات آن است. آنها عمدتاً در پزشکی مفید هستند.

به عنوان مثال، فرنی باریم، اشعه ایکس را به تاخیر می اندازد. پزشکان اندام های توخالی را با این ماده پر می کنند و معاینه رادیولوژیست ها را تسهیل می کنند. فرمول فرنی باریم: - BaSO 4.

طبیعی، به هر حال، همچنین حاوی اسید سولفوریک است، و همچنین توسط پزشکان مورد نیاز است، اما در حال حاضر هنگام تعمیر شکستگی.

این ماده معدنی همچنین برای سازندگانی که از آن به عنوان ماده چسباننده، چسباننده و همچنین برای پرداخت های تزئینی استفاده می کنند، ضروری است.

قیمت اسید سولفوریک

قیمتروی معرف یکی از دلایل محبوبیت آن است. یک کیلوگرم اسید سولفوریک فنی را می توان تنها با 7 روبل خریداری کرد.

به عنوان مثال، مدیران یکی از شرکت های روستوف-آن-دون، در مورد محصولات آنها بسیار می پرسند. ریخته شده در قوطی های 37 کیلویی.

این اندازه ظرف استاندارد است. قوطی های 35 و 36 کیلوگرمی نیز وجود دارد.

خرید اسید سولفوریکیک طرح تخصصی، به عنوان مثال، یک باتری، کمی گران تر است.

برای یک قوطی 36 کیلوگرمی معمولاً از 2000 روبل درخواست می کنند. در اینجا، به هر حال، منطقه دیگری از استفاده از معرف است.

بر کسی پوشیده نیست که اسید رقیق شده با آب مقطر یک الکترولیت است. این نه تنها برای باتری های معمولی، بلکه برای باتری های ماشین نیز مورد نیاز است.

آنها با مصرف اسید سولفوریک تخلیه می شوند و آب سبک تری آزاد می شود. چگالی الکترولیت کاهش می یابد و در نتیجه کارایی آن کاهش می یابد.

در جایی که کارخانه ای برای استخراج آن وجود ندارد، تولید سودآور بسیاری از مواد دیگر که از اهمیت فنی بالایی برخوردار هستند غیرقابل تصور است.

DI. مندلیف

اسید سولفوریک در انواع صنایع شیمیایی استفاده می شود:

• کودهای معدنی، پلاستیک، رنگ، الیاف مصنوعی، اسیدهای معدنی، مواد شوینده؛
• در صنعت نفت و پتروشیمی:

• در متالورژی غیر آهنی:

• در متالورژی آهنی:

• در صنایع خمیر و کاغذ، صنایع غذایی و سبک (برای تولید نشاسته، ملاس، سفیدکننده پارچه) و غیره.

تولید اسید سولفوریک

اسید سولفوریک در صنعت به دو صورت تماسی و نیتروژنی تولید می شود.

روش تماس برای تولید اسید سولفوریک

اسید سولفوریک به روش تماسی تولید می شود مقادیر زیاددر کارخانه های اسید سولفوریک

در حال حاضر روش اصلی برای تولید اسید سولفوریک تماسی است، زیرا. این روش نسبت به سایرین مزایایی دارد:

تهیه محصول به شکل اسید غلیظ خالص و قابل قبول برای همه مصرف کنندگان.

I. مواد اولیه مورد استفاده برای تولید اسید سولفوریک.

مواد اولیه اصلی

گوگرد - S

گوگرد پیریت (پیریت) - FeS 2

سولفیدهای فلزات غیر آهنی - Cu2S، ZnS، PbS

سولفید هیدروژن - H 2 S

مواد کمکی

کاتالیزور - اکسید وانادیوم - V 2 O 5

II. تهیه مواد اولیه.

بیایید تولید اسید سولفوریک از پیریت FeS 2 را تجزیه و تحلیل کنیم.

1) آسیاب پیریت. قبل از استفاده، قطعات بزرگ پیریت در سنگ شکن خرد می شود. می دانید که وقتی یک ماده خرد می شود، سرعت واکنش افزایش می یابد، زیرا. سطح تماس واکنش دهنده ها افزایش می یابد.

2) تصفیه پیریت. پس از خرد کردن پیریت، با شناورسازی از ناخالصی ها (سنگ زائد و زمین) پاکسازی می شود. برای انجام این کار، پیریت خرد شده را در مخزن‌های بزرگی از آب فرو می‌برند، مخلوط می‌کنند، سنگ زباله شناور می‌شود، سپس سنگ زائد خارج می‌شود.

III. فرآیندهای شیمیایی پایه:

4 FeS 2 + 11 O 2 تی = 800 درجهسی→ 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2 + Q یا سوزاندن گوگرد S+O2 تی ° سی→ SO2

2SO2 + O2 400-500 درجه از جانب، V2O5 , پ↔ 2SO 3 + Q

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 + Q

IV . اصول تکنولوژیکی:

اصل تداوم؛

اصل استفاده یکپارچه از مواد خام،استفاده از زباله های تولیدی دیگر؛

اصل تولید غیر ضایعاتی؛

اصل انتقال حرارت؛

اصل جریان متقابل ("تخت سیال")؛

اصل اتوماسیون و مکانیزاسیون فرآیندهای تولید.

V . فرآیندهای تکنولوژیکی:

اصل تداوم: برشته کردن پیریت در کوره ← تامین اکسید گوگرد ( IV ) و اکسیژن به سیستم تصفیه → به دستگاه تماس → تامین اکسید گوگرد ( VI ) به برج جذب.

VI . حفاظت از محیط زیست:

1) تنگی خطوط لوله و تجهیزات

2) فیلترهای تمیز کننده گاز

VII. شیمی تولید :

مرحله اول - برشته کردن پیریت در کوره برای برشته کردن در "تخت سیال".

اسید سولفوریک عمدتا استفاده می شود پیریت های فلوتاسیون- ضایعات تولید در هنگام غنی سازی سنگ معدن مس حاوی مخلوطی از ترکیبات گوگردی مس و آهن. فرآیند غنی‌سازی این سنگ‌ها در کارخانه‌های غنی‌سازی نوریلسک و تالناخ که تامین‌کنندگان اصلی مواد خام هستند، انجام می‌شود. این ماده خام سود بیشتری دارد، زیرا. گوگرد پیریت عمدتاً در اورال استخراج می شود و طبیعتاً تحویل آن می تواند بسیار گران باشد. استفاده ممکن گوگردکه در جریان غنی سازی کانی های فلزی غیرآهنی استخراج شده در معادن نیز تشکیل می شود.گوگرد همچنین توسط ناوگان اقیانوس آرام و NOF تامین می شود. (کارخانه های متمرکز).

معادله واکنش مرحله اول

4FeS2 + 11O2 t = 800 درجه سانتیگراد → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q

پیریت خرد شده، تمیز، مرطوب (پس از شناورسازی) از بالا به یک کوره برای پخت در یک "بستر سیال" ریخته می شود. از پایین (اصل ضد جریان) هوای غنی شده با اکسیژن برای شلیک کاملتر پیریت از آن عبور می کند. درجه حرارت در کوره به 800 درجه سانتیگراد می رسد. پیریت به رنگ قرمز گرم می شود و به دلیل هوای دمیده شده از پایین در حالت "معلق" قرار می گیرد. همه اینها شبیه یک مایع داغ قرمز در حال جوش است. حتی کوچکترین ذرات پیریت در "بستر سیال" کیک نمی شوند. بنابراین، فرآیند شلیک بسیار سریع است. اگر قبلاً 5-6 ساعت برای سوزاندن پیریت طول می کشید، اکنون فقط چند ثانیه طول می کشد. علاوه بر این، در "تخت سیال" امکان حفظ دمای 800 درجه سانتیگراد وجود دارد.

به دلیل گرمای آزاد شده در نتیجه واکنش، درجه حرارت در کوره حفظ می شود. گرمای اضافی حذف می شود: لوله هایی با آب در امتداد محیط کوره اجرا می شود که گرم می شود. آب گرمبیشتر برای گرمایش مرکزی محل های مجاور استفاده می شود.

اکسید آهن به دست آمده Fe 2 O 3 (سیدر) در تولید اسید سولفوریک استفاده نمی شود. اما جمع آوری و به یک کارخانه متالورژی فرستاده می شود، جایی که فلز آهن و آلیاژهای آن با کربن از اکسید آهن - فولاد (2٪ کربن C در آلیاژ) و چدن (4٪ کربن C در آلیاژ) به دست می آید.

بدین ترتیب، اصل تولید مواد شیمیایی- تولید غیر ضایعاتی

در حال بیرون آمدن از فر گاز کوره ، که ترکیب آن: SO 2، O 2، بخار آب (پیریت مرطوب بود!) و کوچکترین ذرات خاکستر (اکسید آهن).چنین گاز کوره باید از ناخالصی های ذرات جامد سیدر و بخار آب تمیز شود.

تصفیه گاز کوره از ذرات جامد سیندر در دو مرحله انجام می شود - در یک سیکلون (نیروی گریز از مرکز استفاده می شود، ذرات جامد خاکستر به دیواره های سیکلون برخورد می کنند و سقوط می کنند). برای حذف ذرات کوچک، مخلوط به رسوب‌دهنده‌های الکترواستاتیک فرستاده می‌شود، جایی که تصفیه تحت تأثیر جریان انجام می‌شود. ولتاژ بالا~ 60000 ولت (جذب الکترواستاتیک استفاده می شود، ذرات خاکستر به صفحات برق دار رسوب دهنده الکترواستاتیک می چسبند، با تجمع کافی تحت وزن خود پایین می افتند)، برای حذف بخار آب در گاز کوره (خشک کردن گاز کوره)، سولفوریک غلیظ اسید استفاده می شود که خشک کننده بسیار خوبی است، زیرا آب را جذب می کند.

خشک کردن گاز کوره در یک برج خشک کن انجام می شود - گاز کوره از پایین به بالا بالا می رود و اسید سولفوریک غلیظ از بالا به پایین جریان می یابد. برای افزایش سطح تماس گاز و مایع، برج را با حلقه های سرامیکی پر می کنند.

در خروجی برج خشک کن، گاز کوره دیگر حاوی ذرات خاکستر یا بخار آب نیست. گاز کوره اکنون مخلوطی از اکسید گوگرد SO 2 و اکسیژن O 2 است.

مرحله دوم - اکسیداسیون کاتالیزوری SO 2 به SO 3 با اکسیژن در یک دستگاه تماس

معادله واکنش برای این مرحله به صورت زیر است:

2SO2 + O2 400-500 درجه سانتیگراد، V 2 O 5 ،پ ↔ 2 SO 3 + Q

پیچیدگی مرحله دوم در این واقعیت نهفته است که فرآیند اکسیداسیون یک اکسید به اکسید دیگر برگشت پذیر است. بنابراین لازم است شرایط بهینه برای جریان واکنش مستقیم (به دست آوردن SO 3) انتخاب شود.

از معادله نتیجه می شود که واکنش برگشت پذیر است، به این معنی که در این مرحله باید چنین شرایطی حفظ شود که تعادل به سمت خروجی تغییر کند. SO 3 در غیر این صورت کل فرآیند شکسته خواهد شد. زیرا واکنش با کاهش حجم ادامه می یابد (3 V↔2V ) افزایش فشار لازم است. فشار را به 7-12 اتمسفر افزایش دهید. واکنش گرمازا است، بنابراین، با در نظر گرفتن اصل Le Chatelier، این فرآیند نمی تواند در دمای بالا انجام شود، زیرا. تعادل به سمت چپ تغییر خواهد کرد. واکنش در دمای = 420 درجه شروع می شود، اما به دلیل وجود کاتالیزور چند لایه (5 لایه)، می توانیم آن را تا 550 درجه افزایش دهیم که سرعت عمل را بسیار افزایش می دهد. کاتالیزور مورد استفاده وانادیوم (V 2 O 5 ) است. ارزان است و برای مدت طولانی (5-6 سال) دوام می آورد. مقاوم ترین در برابر عمل ناخالصی های سمی است. علاوه بر این، به تغییر تعادل به سمت راست کمک می کند.

مخلوط (SO 2 و O 2) در یک مبدل حرارتی گرم می شود و از طریق لوله هایی حرکت می کند که مخلوط سردی از بین آنها در جهت مخالف عبور می کند که باید گرم شود. در نتیجه وجود دارد تبادل حرارت: مواد اولیه گرم می شوند و محصولات واکنش تا دمای مورد نظر خنک می شوند.

مرحله سوم - جذب SO 3 توسط اسید سولفوریک در برج جذب

چرا اکسید گوگرد SO 3 آب را جذب نمی کند؟ از این گذشته، می توان اکسید گوگرد را در آب حل کرد: SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 . اما واقعیت این است که اگر از آب برای جذب اکسید گوگرد استفاده شود، اسید سولفوریک به شکل یک غبار متشکل از قطرات ریز اسید سولفوریک تشکیل می شود (اکسید گوگرد با آزاد شدن مقدار زیادی گرما در آب حل می شود، اسید سولفوریک آنقدر داغ که بجوشد و تبدیل به بخار شود). برای جلوگیری از تشکیل غبار اسید سولفوریک، از اسید سولفوریک غلیظ 98٪ استفاده کنید. دو درصد آب آنقدر کم است که حرارت دادن مایع ضعیف و بی ضرر خواهد بود. اکسید گوگرد به خوبی در چنین اسیدی حل می شود و اولئوم را تشکیل می دهد: H 2 SO 4 nSO 3 .

معادله واکنش این فرآیند به صورت زیر است:

NSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3

اولئوم حاصل در مخازن فلزی ریخته شده و به انبار فرستاده می شود. سپس مخازن با اولئوم پر می شوند، قطارها شکل می گیرند و برای مصرف کننده ارسال می شوند.