Egenskaper av svavelsyra

Vattenfri svavelsyra (monohydrat) är en tung oljig vätska som blandas med vatten i alla proportioner och avger en stor mängd värme. Densiteten vid 0 °C är 1,85 g/cm3. Det kokar vid 296 °C och fryser vid -10 °C. Svavelsyra kallas inte bara monohydrat, utan också vattenlösningar av det (), såväl som lösningar av svaveltrioxid i monohydrat (), kallat oleum. Oleum "rök" i luften på grund av desorption från den. Ren svavelsyra är färglös, medan teknisk svavelsyra färgas mörkt av föroreningar.

De fysikaliska egenskaperna hos svavelsyra, såsom densitet, kristallisationstemperatur, kokpunkt, beror på dess sammansättning. I fig. Figur 1 visar ett kristallisationsdiagram av systemet. Maxima i den motsvarar sammansättningen av föreningarna eller närvaron av minima förklaras av det faktum att kristallisationstemperaturen för blandningar av två ämnen är lägre än kristallisationstemperaturen för var och en av dem.

Ris. 1

Vattenfri 100 % svavelsyra har en relativt hög kristallisationstemperatur på 10,7 °C. För att minska möjligheten att frysa en kommersiell produkt under transport och lagring, väljs koncentrationen av teknisk svavelsyra så att den har en tillräckligt låg kristallisationstemperatur. Industrin tillverkar tre typer av kommersiell svavelsyra.

Svavelsyra är mycket aktiv. Det löser upp metalloxider och de flesta rena metaller vid förhöjda temperaturer, det ersätter alla andra syror från salter. Svavelsyra kombineras särskilt girigt med vatten på grund av dess förmåga att bilda hydrater. Det tar bort vatten från andra syror, från kristallina hydrater av salter och till och med syrederivat av kolväten, som inte innehåller vatten som sådant, utan väte och syre i kombinationen H:O = 2. trä och andra växt- och djurvävnader som innehåller cellulosa, stärkelse och socker förstörs i koncentrerad svavelsyra; vattnet binder med syran och endast finfördelat kol blir kvar från vävnaden. I utspädd syra bryts cellulosa och stärkelse ner för att bilda sockerarter. Om koncentrerad svavelsyra kommer i kontakt med mänsklig hud, orsakar det brännskador.

Den höga aktiviteten av svavelsyra, i kombination med den relativt låga produktionskostnaden, förutbestämde den enorma skalan och den extrema mångfalden av dess tillämpning (Fig. 2). Det är svårt att hitta en industri där svavelsyra eller produkter framställda av den inte konsumerades i varierande mängder.

Ris. 2

Den största konsumenten av svavelsyra är produktionen av mineralgödselmedel: superfosfat, ammoniumsulfat, etc. många syror (till exempel fosforsyra, ättiksyra, saltsyra) och salter produceras till stor del med användning av svavelsyra. Svavelsyra används i stor utsträckning vid produktion av icke-järnhaltiga och sällsynta metaller. Inom metallbearbetningsindustrin används svavelsyra eller dess salter för betning av stålprodukter före målning, förtenning, förnickling, förkromning, etc. Betydande mängder svavelsyra går åt till att raffinera petroleumprodukter. Tillverkningen av ett antal färgämnen (för tyger), fernissor och färger (för byggnader och maskiner), medicinska ämnen och vissa plaster innebär också användning av svavelsyra. Med användning av svavelsyra, etyl och andra alkoholer produceras vissa estrar, syntetiska rengöringsmedel och ett antal bekämpningsmedel för att bekämpa jordbrukets skadedjur och ogräs. Utspädda lösningar av svavelsyra och dess salter används vid framställning av rayon, i textilindustrin för behandling av fibrer eller tyger före färgning, såväl som i andra lätta industrier. Inom livsmedelsindustrin används svavelsyra för att framställa stärkelse, melass och en rad andra produkter. Transport använder blysvavelsyrabatterier. Svavelsyra används för att torka gaser och för att koncentrera syror. Slutligen används svavelsyra i nitreringsprocesser och vid tillverkning av de flesta sprängämnen.

Svavelsyra är en ganska tung vätska, dess densitet är 1,84 g/cm³. Den har förmågan att dra vatten från gaser och. När svavelsyra löses i vatten frigörs en enorm mängd värme, vilket leder till eventuellt stänk av syran. Om det kommer i kontakt med mänsklig hud, även i små mängder, orsakar det allvarliga brännskador. För att undvika detta måste du tillsätta syra till vatten, och inte tvärtom.

Beredning av svavelsyra

Metoden med vilken svavelsyra framställs i industriell skala kallas kontakt. Först eldas våt (järnsulfid) i en speciell ugn. Som ett resultat av denna reaktion frigörs svaveldioxid (svaveldioxid), syre och vattenånga, eftersom våt pyrit användes. De frigjorda gaserna kommer in i torkfacket, där de gör sig av med vattenånga, samt in i en speciell centrifug för att avlägsna alla möjliga föroreningar av fasta partiklar.

Därefter produceras svavelgas från svavel(IV)oxid med hjälp av en oxidationsreaktion. I detta fall används femvärdigt som katalysator. Reaktionen kan gå åt båda hållen och är reversibel. För att säkerställa att det flyter endast i en riktning skapas en viss temperatur och tryck i reaktorn. Svavelgas löses i förberedd svavelsyra för att producera oleum, som sedan skickas till slutproduktlagret.

Kemiska egenskaper hos svavelsyra

Svavelsyra har förmågan att ta emot elektroner och är ett starkt oxidationsmedel. Koncentrerad och utspädd svavelsyra har olika kemiska egenskaper.

Utspädd svavelsyra kan lösa upp metaller som finns till vänster om väte i spänningsserien. Bland dem: zink, magnesium, litium och andra. Koncentrerad svavelsyra kan sönderdela vissa halogensyror (förutom saltsyra, eftersom svavelsyra inte kan reducera klorjonen).

Applicering av svavelsyra

På grund av sin unika förmåga att dra ut vatten används svavelsyra ofta för att torka gaser. Det används för att producera färgämnen, mineralgödsel (fosfor och kväve), rökbildande ämnen och olika syntetiska rengöringsmedel. Det används ofta som en elektrolyt för, eftersom svavelsyra inte kan lösa bly.

Där det inte finns några fabriker för dess utvinning är lönsam produktion av många andra ämnen av viktig teknisk betydelse otänkbar."

DI. Mendelejev

Svavelsyra används i en mängd olika kemiska industrier:

• mineralgödsel, plast, färgämnen, konstgjorda fibrer, mineralsyror, rengöringsmedel;
• inom olje- och petrokemisk industri:

• inom icke-järnmetallurgi:

• inom järnmetallurgi:

• inom massa och papper, livsmedel och lätt industri (för framställning av stärkelse, melass, tygblekning) etc.

Svavelsyraproduktion

Svavelsyra framställs industriellt på två sätt: kontakt och nitrös.

Kontaktmetod för framställning av svavelsyra

Svavelsyra framställs genom kontaktmetod i stora mängder vid svavelsyrafabriker.

För närvarande är den huvudsakliga metoden för att producera svavelsyra kontakt, eftersom denna metod har fördelar jämfört med andra:

Erhålla produkten i form av en ren koncentrerad syra som är acceptabel för alla konsumenter;

I. Råvaror som används för framställning av svavelsyra.

Huvudråvaror

svavel - S

svavelkis (pyrit) - FeS 2

icke-järnmetallsulfider - Cu2S, ZnS, PbS

vätesulfid – H 2 S

Hjälpmaterial

Katalysator - vanadinoxid - V2O5

II. Beredning av råvaror.

Låt oss titta på produktionen av svavelsyra från pyrit FeS 2.

1) Malning av pyrit. Före användning krossas stora bitar av pyrit i krossmaskiner. Du vet att när ett ämne krossas ökar reaktionshastigheten, eftersom... kontaktytan för de reagerande ämnena ökar.

2) Rening av pyrit. Efter att ha krossat pyriten, renas den från föroreningar (råberg och jord) genom flotation. För att göra detta sänks krossad pyrit ner i enorma kar med vatten, blandas, gråberget flyter till toppen, sedan avlägsnas gråberget.

III. Grundläggande kemiska processer:

4 FeS2 + 11 O2 t = 800°C→ 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2 + Q eller brinnande svavel S+O2 t ° C→ SO 2

2SO2 + O2 400-500° MED,V2O5 , sid↔ 2SO3 + Q

SO3 + H2O → H2SO4 + Q

IV . Tekniska principer:

Kontinuitetsprincipen;

Principen om integrerad användning av råvaror,användning av avfall från annan produktion;

Principen om avfallsfri produktion;

Värmeöverföringsprincip;

Motströmsprincip (”fluidiserad bädd”);

Principen för automatisering och mekanisering av produktionsprocesser.

V . Tekniska processer:

Kontinuitetsprincipen: eldning av pyrit i en ugn → tillförsel av svaveloxid ( IV ) och syre in i rengöringssystemet → in i kontaktapparaten → tillförsel av svaveloxid ( VI ) in i absorptionstornet.

VI . Miljöskydd:

1) täthet hos rörledningar och utrustning

2) gasrengöringsfilter

VII. Produktionens kemi :

FÖRSTA STEGET - bränning av pyrit i en "fluidized bed"-ugn.

För att få svavelsyra används den främst flotationspyrit- Produktionsavfall vid anrikning av kopparmalmer som innehåller blandningar av svavelföreningar av koppar och järn. Processen för anrikning av dessa malmer sker vid koncentrationsfabrikerna Norilsk och Talnakh, som är huvudleverantörerna av råvaror. Denna råvara är mer lönsam eftersom... svavelkis bryts huvudsakligen i Ural, och naturligtvis kan leveransen vara mycket dyr. Kan användas svavel, som också bildas vid anrikning av icke-järnmetallmalmer som bryts i gruvor. Leverantörer av svavel är också Tallinn Concentrator och NOF. (koncentrera fabriker).

Första stegets reaktionsekvation

4FeS 2 + 11O 2 t = 800°C → 2Fe2O3 + 8SO2 + Q

Krossad, renad, våt (efter flotation) pyrit hälls ovanifrån i en ugn för eldning i en "fluidiserad bädd". Luft berikad med syre leds underifrån (motströmsprincipen) för mer fullständig bränning av pyrit. Temperaturen i eldningsugnen når 800°C. Pyrit blir glödhett och är i ett "upphängt tillstånd" på grund av luften som blåser underifrån. Det hela ser ut som en kokande glödhet vätska. Inte ens de minsta partiklarna av pyrit kakar ihop i den "fluidiserade bädden". Därför sker bränningsprocessen mycket snabbt. Om det tidigare tog 5-6 timmar att elda pyrit, tar det nu bara några sekunder. Dessutom är det möjligt att hålla en temperatur på 800°C i den "fluidiserade bädden".

På grund av den värme som frigörs som ett resultat av reaktionen bibehålls temperaturen i ugnen. Överskottsvärme avlägsnas: rör med vatten löper längs ugnens omkrets, vilket värms upp. Varmvattnet används sedan för centralvärme av intilliggande lokaler.

Den resulterande järnoxiden Fe 2 O 3 (cinder) används inte vid framställning av svavelsyra. Men det samlas in och skickas till en metallurgisk anläggning, där järnmetall och dess legeringar med kol framställs av järnoxid - stål (2% kol C i legeringen) och gjutjärn (4% kol C i legeringen).

Därmed är det uppfyllt principen om kemisk produktion- avfallsfri produktion.

Kommer ut ur ugnen ugnsgas , vars sammansättning är: SO 2, O 2, vattenånga (pyriten var våt!) och små partiklar av aske (järnoxid). Sådan ugnsgas måste renas från föroreningar av fasta partiklar av aska och vattenånga.

Ugnsgas renas från fasta cinderpartiklar i två steg - i en cyklon (centrifugalkraft används, fasta cinderpartiklar träffar cyklonens väggar och faller ner). För att ta bort små partiklar skickas blandningen till elektriska avskiljare, där rening sker under påverkan av en högspänningsström på ~ 60 000 V (elektrostatisk attraktion används, cinderpartiklar fastnar på de elektrifierade plattorna i elektrofiltret, med tillräcklig ackumulering, de faller ner under sin egen gravitation), för att avlägsna vattenånga i ugnsgasen (ugnsgastorkning) använder de koncentrerad svavelsyra, som är ett mycket bra torkmedel eftersom det absorberar vatten.

Torkning av ugnsgas utförs i ett torktorn - ugnsgas stiger från botten till toppen, och koncentrerad svavelsyra strömmar från topp till botten. För att öka kontaktytan mellan gas och vätska är tornet fyllt med keramiska ringar.

Vid utgången från ugnstornet innehåller gasen inte längre några askepartiklar eller vattenånga. Ugnsgas är nu en blandning av svaveloxid SO 2 och syre O 2.

ANDRA STEGET – katalytisk oxidation av SO 2 till SO 3 med syre i en kontaktenhet.

Reaktionsekvationen för detta steg är:

2 SO 2 + O 2 400-500°C, V 2 O 5 , sid ↔ 2 SO 3 + Q

Svårigheten med det andra steget är att processen för oxidation av en oxid till en annan är reversibel. Därför är det nödvändigt att välja optimala förhållanden för den direkta reaktionen (produktion av SO 3).

Av ekvationen följer att reaktionen är reversibel, vilket innebär att det i detta skede är nödvändigt att upprätthålla sådana förhållanden så att jämvikten skiftar mot utgången SÅ 3 , annars kommer hela processen att störas. Därför att reaktionen sker med en minskning i volym (3 V ↔2 V ), då är ökat tryck nödvändigt. Öka trycket till 7-12 atmosfärer. Reaktionen är exoterm, därför, med hänsyn till Le Chateliers princip, kan denna process inte utföras vid höga temperaturer, eftersom balansen kommer att flyttas åt vänster. Reaktionen börjar vid en temperatur på 420 grader, men tack vare flerskiktskatalysatorn (5 lager) kan vi öka den till 550 grader, vilket avsevärt påskyndar processen. Katalysatorn som används är vanadin (V 2 O 5). Det är billigt, håller länge (5-6 år), eftersom... mest motståndskraftig mot giftiga föroreningar. Dessutom bidrar det till en förskjutning av balansen åt höger.

Blandningen (SO 2 och O 2) värms upp i en värmeväxlare och rör sig genom rör, mellan vilka en kall blandning passerar i motsatt riktning för att värmas upp. Som ett resultat händer det värmeväxling: utgångsmaterialen upphettas och reaktionsprodukterna kyls till de önskade temperaturerna.

TREDJE STEGET - absorption av SO 3 av svavelsyra i absorptionstornet.

Varför svaveloxid SO 3 absorberar inte vatten? Det skulle trots allt vara möjligt att lösa upp svaveloxid i vatten: SO 3 + H2O →H2SO4 . Men faktum är att om vatten används för att absorbera svaveloxid, bildas svavelsyra i form av en dimma som består av små droppar svavelsyra (svaveloxid löser sig i vatten, frigör en stor mängd värme, svavelsyra värms upp så mycket att det kokar och förvandlas till ånga). För att förhindra bildandet av svavelsyradimma, använd 98 % koncentrerad svavelsyra. Två procent vatten är så lite att uppvärmningen av vätskan blir svag och ofarlig. Svaveloxid löser sig mycket bra i en sådan syra och bildar oleum: H 2SO4nSO3.

Reaktionsekvationen för denna process är:

NSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3

Den resulterande oleumen hälls i metalltankar och skickas till ett lager. Sedan fylls tankar med oleum, formas till tåg och skickas till konsumenten.

Svavelsyra H2SO4, molmassa 98,082; färglös, oljig, luktfri. Mycket stark tvåbasisk syra, vid 18°C ​​sid K a 1 - 2,8, K2 1,2 10-2, pK a 2 1,92; bindningslängder i S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, HOSOH-vinkel 104°, OSO 119°; kokar med sönderdelning och bildar (98,3% H2SO4 och 1,7% H2O med en kokpunkt på 338,8°C; se även tabell 1). Svavelsyra, motsvarande 100% innehåll av H2SO4, har sammansättningen (%): H2SO4 99,5%, HSO4 - 0,18%, H3SO4 + 0,14%, H3O + 0,09%, H 2S2O7 0,04%, HS2O7 0,05%. Blandar med och SO 3 i alla proportioner. I vattenlösningar svavelsyra dissocierar nästan fullständigt i H+, HSO4- och SO42-. Bildar H2SO4 n H2O, var n=1, 2, 3, 4 och 6,5.

lösningar av SO 3 i svavelsyra kallas oleum de bildar två föreningar H 2 SO 4 · SO 3 och H 2 SO 4 · 2SO 3. Oleum innehåller också pyrosvavelsyra, erhållen genom reaktionen: H 2 SO 4 + SO 3 = H 2 S 2 O 7.

Beredning av svavelsyra

Råvaror för att få svavelsyra tjäna: S, metallsulfider, H 2 S, avfall från värmekraftverk, Fe, Ca-sulfater, etc. De viktigaste stegen i produktionen svavelsyra: 1) råvaror för att producera SO 2; 2) SO2 till SO3 (omvandling); 3) SO 3. Det finns två metoder som används inom industrin för att få svavelsyra, skiljer sig åt i metoden för SO 2-oxidation - kontakt med fasta katalysatorer (kontakter) och kväveoxider - med kväveoxider. Att ta emot svavelsyra Genom kontaktmetoden använder moderna fabriker vanadinkatalysatorer, som har ersatt Pt- och Fe-oxider. Ren V 2 O 5 har svag katalytisk aktivitet, som ökar kraftigt i närvaro av alkalimetaller, med K-salter som har störst effekt. Den främjande rollen av alkalimetaller beror på bildningen av lågsmältande pyrosulfonadat (3K 2 S 2 O). 7 V2O5, 2K2S2O7.V2O5 och K2S2O7.V2O5, sönderdelande vid 315-330, 365-380 respektive 400-405°C). Den aktiva komponenten under katalysförhållanden är i smält tillstånd.

Oxidationsschemat för SO 2 till SO 3 kan representeras enligt följande:

I det första steget uppnås jämvikt, det andra steget är långsamt och bestämmer processens hastighet.

Produktion svavelsyra från svavel med hjälp av dubbelkontakt- och dubbelabsorptionsmetoden (fig. 1) består av följande steg. Efter rengöring av dammet tillförs luften med en gasfläkt till torktornet, där den torkas till 93-98%. svavelsyra till en fukthalt av 0,01 volymprocent. Den torkade luften kommer in i svavelugnen efter förvärmning i en av kontaktenhetens värmeväxlare. Ugnen förbränner svavel som tillförs av munstycken: S + O 2 = SO 2 + 297,028 kJ. Gas innehållande 10-14 volymprocent SO 2 kyls i pannan och kommer efter utspädning med luft till en SO 2 -halt på 9-10 volymprocent vid 420°C in i kontaktapparaten för det första omvandlingssteget, vilket sker på tre lager katalysator (SO 2 + V 2 O 2 = SO 3 + 96,296 kJ), varefter gasen kyls i värmeväxlare. Sedan går gasen som innehåller 8,5-9,5 % SO 3 vid 200°C in i det första absorptionssteget i absorbatorn, bevattnas och 98 % svavelsyra: SO3 + H2O = H2SO4 + 130,56 kJ. Därefter genomgår gasen stänkrening svavelsyra 420°C och går in i det andra omvandlingssteget, vilket sker på två skikt av katalysator. Innan det andra steget av absorption kyls gasen i ekonomisatorn och tillförs andra stegets absorbator, bevattnas med 98 % svavelsyra, och släpps sedan ut i atmosfären efter att ha rensat upp stänken.

1 - svavelugn; 2 - spillvärmepanna; 3 - ekonomisator; 4 - startugn; 5, 6 - värmeväxlare i startugnen; 7 - kontaktanordning; 8 - värmeväxlare; 9 - oleumabsorbator; 10 - torkningstorn; 11 och 12 - första respektive andra monohydratabsorbatorer; 13 - syrasamlingar.

1 - skivmatare; 2 - ugn; 3 - spillvärmepanna; 4 - cykloner; 5 - elektriska avskiljare; 6 - tvätttorn; 7 - våta elektrostatiska avskiljare; 8 - avblåsningstorn; 9 - torkningstorn; 10 - stänkfälla; 11 - första monohydratabsorbent; 12 - värmeväxlare; 13 - kontaktanordning; 14 - oleumabsorbator; 15 - andra monohydratabsorbator; 16 - kylskåp; 17 - samlingar.

1 - denitrationstorn; 2, 3 - första och andra produktionstorn; 4 - oxidationstorn; 5, 6, 7 - absorptionstorn; 8 - elektriska avskiljare.

Produktion svavelsyra från metallsulfider (fig. 2) är mycket mer komplicerat och består av följande operationer. FeS 2 eldas i en virvelbäddsugn med luftblästring: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + 13476 kJ. Rostgasen med en SO 2 -halt på 13-14 %, med en temperatur på 900°C, kommer in i pannan, där den kyls till 450°C. Dammborttagning utförs i en cyklon och en elektrisk avskiljare. Därefter passerar gasen genom två tvätttorn, bevattnade med 40 % och 10 % svavelsyra. I detta fall renas gasen slutligen från damm, fluor och arsenik. För gasrening från aerosol svavelsyra som genereras i tvätttornen, tillhandahålls två steg av våta elektrostatiska filter. Efter torkning i ett torktorn, innan gasen späds ut till en halt av 9 % SO 2, tillförs den med en gasfläkt till det första omvandlingssteget (3 lager katalysator). I värmeväxlare värms gasen upp till 420°C tack vare värmen från gasen som kommer från det första omvandlingssteget. SO 2, oxiderad med 92-95 % i SO 3, går till det första steget av absorption i oleum- och monohydratabsorbatorer, där det befrias från SO 3. Därefter går gasen som innehåller SO 2 ~ 0,5 % in i det andra omvandlingssteget, vilket sker på ett eller två skikt av katalysator. Gasen förvärms i en annan grupp värmeväxlare till 420 °C tack vare värmen från gaserna som kommer från det andra steget av katalys. Efter att SO 3 separerats i det andra absorptionssteget släpps gasen ut i atmosfären.

Graden av omvandling av SO 2 till SO 3 med användning av kontaktmetoden är 99,7 %, graden av absorption av SO 3 är 99,97 %. Produktion svavelsyra utförs i ett steg av katalys, och graden av omvandling av SO 2 till SO 3 överstiger inte 98,5 %. Innan gasen släpps ut i atmosfären renas den från kvarvarande SO 2 (se). Produktiviteten för moderna installationer är 1500-3100 ton/dag.

Kärnan i nitrosmetoden (fig. 3) är att rostgasen, efter kylning och rengöring från damm, behandlas med så kallad nitros - svavelsyra, i vilken kväveoxider är lösta. SO 2 absorberas av nitros och oxideras sedan: SO 2 + N 2 O 3 + H 2 O = H 2 SO 4 + NO. Det resulterande NO är dåligt lösligt i nitros och frigörs från det och oxideras sedan delvis av syre i gasfasen till NO 2. Blandningen av NO och NO 2 reabsorberas svavelsyra etc. Kväveoxider förbrukas inte i dikväveprocessen och återförs till produktionscykeln på grund av deras ofullständiga absorption svavelsyra de förs delvis bort av avgaserna. Fördelar med nitrosmetoden: enkel instrumentering, lägre kostnad (10-15% lägre än kontakt), möjligheten till 100% återvinning av SO 2.

Hårdvarudesignen för tornnitrosprocessen är enkel: SO 2 bearbetas i 7-8 fodrade torn med keramisk packning, ett av tornen (ihåligt) är en justerbar oxidationsvolym. Tornen har syrasamlare, kylskåp och pumpar som levererar syra till trycktankar ovanför tornen. En bakfläkt är installerad framför de två sista tornen. För gasrening från aerosol svavelsyra fungerar som en elektrisk avskiljare. De kväveoxider som krävs för processen erhålls från HNO 3 . För att minska utsläppen av kväveoxider till atmosfären och 100 % återvinning av SO 2 installeras en nitrösfri SO 2 processcykel mellan produktions- och absorptionszonerna i kombination med vattensyrametoden för djupfångning av kväveoxider. Nackdelen med nitrosmetoden är låg produktkvalitet: koncentration svavelsyra 75%, närvaro av kväveoxider, Fe och andra föroreningar.

För att minska risken för kristallisation svavelsyra standarder för kommersiella kvaliteter fastställs under transport och lagring svavelsyra vars koncentration motsvarar de lägsta kristallisationstemperaturerna. Innehåll svavelsyra i tekniska kvaliteter (%): torn (nitrösa) 75, kontakt 92,5-98,0, oleum 104,5, högprocentig oleum 114,6, batteri 92-94. Svavelsyra lagras i ståltankar med en volym på upp till 5000 m 3, är deras totala kapacitet i lagret utformad för en tio dagars produktionsproduktion. Oleum och svavelsyra transporteras i järnvägstankar av stål. Koncentrerad och batteri svavelsyra transporteras i tankar av syrafast stål. Tankar för transport av oleum är täckta med värmeisolering och oleumet värms upp före fyllning.

Definiera svavelsyra kolorimetriskt och fotometriskt, i form av en suspension av BaSO 4 - fototurbidimetriskt, såväl som med den coulometriska metoden.

Applicering av svavelsyra

Svavelsyra används vid tillverkning av mineralgödsel, som elektrolyt i blybatterier, för framställning av olika mineralsyror och salter, kemiska fibrer, färgämnen, rökbildande ämnen och sprängämnen, i olja, metallbearbetning, textil, läder och andra industrier. Det används i industriell organisk syntes i reaktioner av uttorkning (produktion av dietyleter, estrar), hydratisering (etanol från eten), sulfonering (och mellanprodukter vid tillverkning av färgämnen), alkylering (produktion av isooktan, polyetylenglykol, kaprolaktam) , etc. Den största konsumenten svavelsyra- produktion av mineralgödsel. För 1 t P 2 O 5 fosforgödselmedel förbrukas 2,2-3,4 ton svavelsyra och för 1 t (NH4)2S04 - 0,75 t svavelsyra. Därför tenderar de att bygga svavelsyraanläggningar i samband med fabriker för produktion av mineralgödsel. Världsproduktion svavelsyra 1987 nådde den 152 miljoner ton.

Svavelsyra och oleum är extremt aggressiva ämnen som påverkar luftvägarna, huden, slemhinnorna, orsakar andningssvårigheter, hosta och ofta laryngit, trakeit, bronkit m.m. Den högsta tillåtna koncentrationen av svavelsyraaerosol i luften i arbetsområdet är 1,0 mg/m 3, i atmosfären 0,3 mg/m 3 (högst en gång) och 0,1 mg/m 3 (genomsnittligt dagligt). Otrolig ångkoncentration svavelsyra 0,008 mg/l (exponering 60 min), dödlig 0,18 mg/l (60 min). Faroklass 2. Aerosol svavelsyra kan bildas i atmosfären till följd av utsläpp från kemisk och metallurgisk industri innehållande S-oxider och falla i form av surt regn.

Svavelsyra H 2 SO 4 är en av de starka tvåbasiska syrorna. I utspätt tillstånd oxiderar det nästan alla metaller utom guld och platina. Reagerar intensivt med icke-metaller och organiska ämnen och förvandlar en del av dem till kol. När du förbereder en lösning av svavelsyra bör du alltid tillsätta den till vatten, och inte tvärtom, för att undvika stänk av syran och kokning av vattnet.

Vid 10 °C stelnar den och bildar en genomskinlig glasartad massa. Vid upphettning förlorar 100 % svavelsyra lätt svavelsyraanhydrid (svaveltrioxid SO3) tills dess koncentration är 98 %. Det är i detta tillstånd som det vanligtvis används i laboratorier.

H2SO4 + Fe → FeSO4 + H2;

2H 2 SO 4 + Cu → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O - i detta fall koncentreras syran.

H2SO4 + CuO → CuSO4 + H2O

Den resulterande blå lösningen är CuSO 4 - en lösning av kopparsulfat. Svavelsyra kallas också olja av vitriol, eftersom reaktioner med metaller och deras oxider bildar vitriol. Till exempel, under en kemisk reaktion med järn (Fe), bildas en ljusgrön lösning av järnsulfat.

Kemisk reaktion med baser och alkalier (eller neutralisationsreaktion)

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

Svavelsyra(eller mer korrekt, en lösning av svaveldioxid i vatten) bildar två typer av salter: sulfiter Och hydrosulfiter. Dessa salter är reduktionsmedel.

H 2 SO 4 + NaOH → NaHSO 3 + H 2 O - denna reaktion sker i överskott svavelsyra

H 2 SO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 3 + 2H 2 O - och denna reaktion sker med ett överskott av natriumhydroxid

Svavelsyra har en blekande effekt. Alla vet att klorvatten har en liknande effekt. Men skillnaden är att, till skillnad från klor, förstör inte svaveldioxid färgämnen, utan bildar ofärgade kemiska föreningar med dem!

Förutom de viktigaste egenskaper hos syror svavelsyra kan missfärga en lösning av kaliumpermanganat enligt följande ekvation:

5H2SO3 +2KMnO4 → 2H2SO4 +2MnSO4 +K2SO4 +H2O

Denna reaktion ger en ljusrosa lösning bestående av kalium- och mangansulfater. Färgen beror på mangansulfat.

Svavelsyra kan avfärga brom

H2SO3 + Br2 + H2O → H2SO4 + 2HBr

Denna reaktion ger en lösning som består av två starka syror: svavelsyra och bromsyra.

Om svavelsyra lagras i närvaro av luft oxiderar denna lösning och förvandlas till svavelsyra

2H2SO3 + O2 → 2H2SO2