Каталог Рефератов - Властивості сірчаної кислоти, її виробництво та застосування

	Информационно-образоательный портал
	Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,



МЕНЮ\|

поиск

Властивості сірчаної кислоти, її виробництво та застосування

Міністерство освіти і науки України

Горлівський технікум Донецького національного університету

Реферат

З дісціплини: “Хімія”

На тему:

Властивості сірчаної кислоти, її виробництво та застосування

Виконав студент

групи 2 ПМ-10

Ахметов Сергій Сергійович

2010

Зміст

Вступ

I. Властивості сірчаної кислоти
1. Технологія сірчаної кислоти
2. Взаємодія з металлами
3. Взаємодія з неметалами
4. Взаємодії з основними оксидами й основами
5. Взаємодія з солями
6. Взаємодія з водою
7. Дисоціація кислоти
II. Як виробляють сірчану кислоту
1. Сировина для виробництва сірчаної кислоти
2. Отримання діоксиду сірки
3. Отримання триоксид сірки
4. Поглинання триоксид сірки
5. Прогресивні способи і перспективи розвитку виробництва сірчаної кислоти
III. Застосування сірчаної кислоти
Література

Вступ
Для чого потрібна сірчана кислота?

Не дуже часто нам доводиться мати справу безпосередньо з сірчаною кислотою. Може здатися, що не так вже вона нам і потрібна. А між тим важко знайти інший продукт, який був би так важливий, як сірчана кислота.

Подивимося уважніше навколо. Предмет першої необхідності для нас - рослинна їжа: хліб, овочі, крупа і т.п. Задовольнити цю нагальну потребу можна при гарному врожаї. Отримати ж такий урожай можливо за допомогою мінеральних добрив. На їх виготовлення витрачається близько половини всієї сірчаної кислоти, що отримується на хімічних заводах. Без неї ми не могли б отримувати поживні речовини в достатній мірі.

Наш одяг, білизна зроблені з бавовняної, вовняної або лляної тканини. Бавовна, льон, що йдуть на виготовлення відповідної тканини, теж потребують добривах, одержуваних за допомогою сірчаної кислоти.

Крім того, тканина вимагає після виходу з ткацької машини подальшої обробки - апретура, тільки тоді вона отримує свій справжній вигляд. Аппретурная обробка проводиться особливої маса, яка складається з сульфатів алюмінію і барію, одержуваних за допомогою сірчаної кислоти.

Щоб забарвити вовняну або бавовняну тканину, потрібно протруювання, тобто просочування тканини такими солями, головним чином сульфатами, які міцно з'єднуються як з самої тканиною, так і з барвниками, завдяки чому пофарбована тканина не линяє при пранні. Ці солі без сірчаної кислоти виготовити, звичайно, неможливо. Самі барвники теж не можуть бути виготовлені без сірчаної кислоти.

Ми носимо шкіряне взуття. Для отримання її з сирих шкір потрібно звільнення їх від волосу, пом'якшення, дублення, фарбування. Всі ці операції не можуть обійтися без сірчаної кислоти і ряду її солей, наприклад квасцов, виготовлених за її допомогою.

Сучасне людське суспільство жодним чином без сірчаної кислоти обійтися не може. Виявляється, помитися, бути чистим теж не можна без побічної участі сірчаної кислоти. Ми миємося милом, прання білизни без мила або прального порошку неможлива. Мило та порошки готують з соди і жирних кислот. Щоб отримати жирні кислоти з жирів і очистити їх, потрібна сірчана кислота.

Ви читаєте книгу, надруковану на проклеєного папері, пишете на такому папері. Проклейка папери проводиться за допомогою сульфату алюмінію, тобто знову за участю сірчаної кислоти. Чорнила готували за допомогою залізного купоросу, одержуваного обробкою сірчаної кислоти залізом. Значить, і поширення культури немислимо без застосування сірчаної кислоти.

Жоден двигун, жодна машина, ні один верстат не може працювати без мастильних масел, гасу та інших продуктів, одержуваних з нафти, очищення якої проводиться за допомогою сірчаної кислоти. Значить, робота наших фабрик, заводів, рух поїздів, пароплавів, політ літаків знаходяться в залежності від неї.

Лудіння, нікелювання, сріблення, міднення проводяться за допомогою сульфатів. Очищення деяких металів (срібла, міді та ін) проходить також за участю сірчаної кислоти.

Для виробництва кислот, наприклад оцтової, солей, неорганічних і органічних фарб потрібно сірчана кислота. Фармацевтична галузь промисловості, виробництво штучного волокна не можуть обійтися без сірчаної кислоти. Вибухові речовини готуються за участю концентрованої сірчаної кислоти.

I. Властивості сірчаної кислоти
Сірчана кислота - один з основних багатотоннажних продуктів хімічної промисловості. Її застосовують у різних галузях народного господарства, оскільки вона володіє комплексом особливих властивостей, які полегшують її технологічне використання. Сірчана кислота не димить, не має кольору і запаху, при звичайній температурі знаходиться в рідкому стані, в кін-центрованої вигляді не кородує чорні метали. У той же час, сірчана кислота належить до сильних мінеральних кислот, утворює багато-чисельні стійкі солі і дешева.

У техніці під сірчаної кислотою розуміють системи, що складаються з оксіда сірки (VI) та води різного складу: п SО3 т Н2О.

При п = т = 1 це моногідрат сірчаної кислоти (100% -ная сірчана кислота), при т> п - водні розчини моногідрату, при т <п - розчини оксида сірки (VI) в моногідраті (олеум).

Моногідрат сірчаної кислоти - безбарвна масляниста рідина з температурою кристалізації 10,37 оС, температурою кипіння 296,2 оС і щільністю 1,85 т/м3. З водою і оксидом сірки (VI) він змішується у всіх відносинах, утворюючи гідрати складу Н2SО4 Н2О, Н2SО4 2Н2О, Н2SО4 4Н2О і з'єднання з оксидом сірки Н2SО4 SО3 і Н2SО4 2SО3.

Ці гідрати і з'єднання з оксидом сірки мають різні температури кристалізації і утворюють ряд евтектики. Деякі з цих евтектики мають температуру кристалізації нижче нуля або близькі до нуля. Ці осості розчинів сірчаної кислоти враховуються при виборі її товарних сортів, які за умовами виробництва і зберігання повинні мати низьку температуру кристалізації.

Температура кипіння сірчаної кислоти також залежить від її концентрації, тобто складу системи "оксид сірки (VI) - вода". З підвищенням концентрації водної сірчаної кислоти температура її кипіння зростає і досягала максимуму 336,5 оС при концентрації 98,3%, що відповідає азеотропному складу, а потім знижується. Температура кипіння олеуму з збільшенням вмісту вільного оксиду сірки (VI) знижується від 296,2 оС (температуру кипіння моногідрату) до 44,7 оС, що відповідає температурі кипіння 100% -ного оксиду сірки (VI).

При нагріванні парів сірчаної кислоти вище 400 оС вона піддається термічній дисоціації за схемою:

400оС 700 оС, 2 Н2SО4 <=> 2Н2О + 2SО3 <=> 2Н2О + 2SО2 + О2.

Серед мінеральних кислот сірчана кислота за обсягом виробництва і споживання займає перше місце. Світове виробництво її за останні 25 років зросла більш ніж у три рази і складає в даний час більше 160 млн. т на рік.

1. Технологія сірчаної кислоти
Серед мінеральних кислот, вироблених хімічною промисловістю, сірчана кислота за обсягом виробництва і споживання займає перше місце.

Пояснюється це й тим, що вона найдешевша з усіх кислот, а також її властивостями.

Сірчана кислота не димить, в концентрованому вигляді не руйнує чорні метали, в той же час є однією з найсильніших кислот, в широкому діапазоні температур (від - 40... - 20 до 260-336,5 єС) знаходиться в рідкому стані.

Області застосування сірчаної кислоти надзвичайно великі.

Істотна її частина використовується як напівпродукт у різних галузях хімічної промисловості, перш за все для отримання мінеральних добрив, а також солей, кислот, вибухових речовин.

Сірчана кислота застосовується і при виробництві барвників, хімічних волокон, в металургійній, текстильній, харчовій промисловості і т.д.

Сірчана кислота може існувати як самостійне хімічна сполука H2SO4, а також у вигляді сполук з водою

H2SO4 * 2H2O, H2SO4 * H2O, H2SO4 * 4H2O і з триоксид сірки H2SO4 * SO3, H2SO4 * 2SO3.

У техніці сірчаної кислотою називають і безводну H2SO4 та її водні розчини (по суті справи, це суміш H2O, H2SO4 і з'єднань H2SO4 * nH2O), і розчини триоксид сірки в безводній H2SO4 - олеум (суміш H2SO4 і з'єднань H2SO4 * nSO3)

Безводна сірчана кислота - важка масляниста безбарвна рідина, змішується з водою і триоксид сірки в будь-якому співвідношенні. Фізичні властивості сірчаної кислоти, такі, як щільність, температура кристалізації, температура кипіння, залежать від її складу.

Безводна 100% -ная сірчана кислота має порівняно високу температуру кристалізації 10,7 єC. Щоб зменшити можливість замерзання товарного продукту при перевезенні та зберіганні, концентрацію технічної сірчаної кислоти вибирають такою, щоб вона мала досить низьку температуру кристалізації. Промисловість випускає три види товарної сірчаної кислоти (баштова кислота, контактна кислота і олеум). Розглянуті властивості сірчаної кислоти необхідно враховувати як при виборі технологічного режиму процесу, так і при проектуванні окремих апаратів, трубопроводів і т.д. Наприклад, при розміщенні цеху на відкритому майданчику необхідно передбачити теплоізоляцію трубопроводів, по яких циркулюють розчини сірчаної кислоти, мають досить високі температури кристалізації. Облік діаграми фазового рівноваги пари і рідини дозволяє правильно вибрати умови проведення стадії абсорбції триоксид сірки, що забезпечують високу ступінь абсорбції та запобіжні побічні явища, такі, наприклад, як освіта сірчанокислотного туману.

2. Взаємодія з металлами
Розбавлена сірчана кислота взаємодіє з деякими металами, наприклад з залізом, цинком, магнієм, з виділенням водню:

Fe+H2SO4 =FeSO4 +H2

Деякі малоактивні метали, такі як мідь, срібло, золото, з розбавленою сірчаною кислотою не реагують.

Концентрована сірчана кислота є сильним окислювачем. Вона окисляє багато метали. Продуктами відновлення кислоти звичайно є оксиди сірки (IV), сірководень і сірка (Н2S і S утворюються в реакціях кислоти з активними металами - магнієм, кальцієм, натрієм, калієм і ін) Приклади реакцій:

Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2+2H2O

Mg+2H2SO4=MgSO4+SO2+2H2O или

4Mg+5H2SO4=4MgSO4+H2S+4H2O

Сірчана кислота високої концентрації (практично безводна) не взаємодіє з залізом в результаті пасивації металу. Явище пасивації пов'язане з освітою на поверхні металу міцної суцільної плівки, що складається з оксидів або інших сполук, які перешкоджають контакту металу з кислотою. Завдяки пасивації можна зберігати і перевозити концентровану сірчану кислоту в сталевій тарі. Концентрована сірчана кислота пасивує також алюміній, нікель, хром, титан.

3. Взаємодія з неметалами
Концентрована сірчана кислота може окислювати неметали, наприклад:

S+2H2SO4=3SO2+2H2O

Окислювальні властивості концентрованої сірчаної кислоти можуть виявлятися в реакціях з деякими складними речовинами - востановітелямі, наприклад:

2KBr+2H2SO4=Br2+SO2+K2SO4+2H2O

4. Взаємодії з основними оксидами й основами
Сірчана кислота виявляє всі типові властивості кислот. Так, вона реагує з основними амфотерними оксидами і гідроксидами з утворенням солей. Як двоосновна кислота H2SO4 утворює два типи солей: середні солі - сульфати і кислі солі - гідросульфат. Приклади реакцій:

Al2O3+3H2SO4=Al2 (SO4) 3+3Н2О

сульфат алюмінію

2КОН+Н2SO4=K2SO4+2H2O

сульфат калію

КОН+Н2SO+=KHSO4+H2O

гідросульфат калію

Гідросульфат утворюються, коли кислота береться у надлишку.

Багато солі сірчаної кислоти виділяються з розчинів у вигляді кристалогідратів, наприклад:

Al2 (SO4) 3 18Н2О Na2SО4 10Н2О

5. Взаємодія з солями
З деякими солями сірчана кислота вступає в реакції обміну, наприклад:

СаСО3+Н2SO4=CaSO4+СО2^+Н2О

ВаСl2+H2SO4=BaSO4v+2HCl

Остання реакція є якісною на сірчану кислоту та її солі: про їх присутності в розчині судять за освітою білого осаду ВаSO4, який практично не розчиняється у концентрування азотної кислоти.

6. Взаємодія з водою
При розчиненні у воді сірчана кислота активно взаємодіє з нею, утворюючи гідрати:

nH2O+H2SO4=H2SO4?nH2O

Завдяки здатності зв'язувати воду, сірчана кислота є хорошим осушувачем.

Багато органічних речовин, що містять водень і кисень (папір, деревина, тканини, цукру), при дії який сірчаної кислоти обвуглюються в результаті зв'язування кислотою води. Наприклад: процес обвуглювання цукру С12Н22О11 можна описати таким рівнянням:

nC12H22O11+H2SO4=12nC

7. Дисоціація кислоти
У водних розчинах сірчана кислота дисоціює на іони

У водному розчині сірчана кислота є дуже сильною-вона дисоційований практично повністю за юбоім сходами. Безводна сірчана кислота дисоціює в незначній мірі, тобто є слабкою.

II. Як виробляють сірчану кислоту
Весь процес можна розбити на три послідовні стадії: отримання діоксиду сірки, окислення його до триоксиду і поглинання триоксиду сірки.

1. Сировина для виробництва сірчаної кислоти
Сировиною у виробництві сірчаної кислоти можуть бути елементарна сірка і різні серусодержащих з'єднання, з яких може бути отримана сірка або безпосередньо оксид сірки (IV).

Природні поклади самородної сірки невеликі, хоча кларк її дорівнює 0,1%. Найчастіше сірка знаходиться в природі у формі сульфідів металів і сульфатів метало, а також входить до складу нафти, кам'яного вугілля, природно-го і попутного газів. Значні кількості сірки містяться у вигляді ок-сіда сірки в топкових газах і газах кольорової металургії і у вигляді сероводо-роду, що виділяється при очищенні горючих газів.

Страницы: 1, 2

© 2003-2013
Рефераты бесплатно, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.