Παρασκευή, Ιδιότητες, Δομές και Χρήσεις Θειικού Οξέος
Εισαγωγή
Mattling acid ή Oil of Vitriol είναι δύο άλλες ονομασίες για το θειικό οξύ. Είναι πολύ όξινο. Σε μεγαλύτερες συγκεντρώσεις Λειτουργεί ως οξειδωτικός και αφυδατικός παράγοντας. Είναι ένα διαυγές, σιροπιαστό υγρό χωρίς οσμή και χρώμα. Είναι υδατοδιαλυτό και παράγει θερμότητα όταν διαλύεται στο νερό. Είναι ένα κοινό συστατικό στην παραγωγή λιπασμάτων. Χρησιμοποιείται επίσης στην επεξεργασία λυμάτων και στην παραγωγή χημικών.
Το άνυδρο θειικό οξύ είναι ένα πολικό υγρό με διηλεκτρική σταθερά περίπου 100. Είναι το πιο σημαντικό βαρύ βιομηχανικό χημικό, με ευρεία χρήση σε μια ποικιλία βιομηχανιών.
Διαδικασία παραγωγής θειικού οξέος
Γενικά, υπάρχουν δύο μέθοδοι για την παραγωγή θειικού οξέος σε βιομηχανικό περιβάλλον. Είναι οι εξής:
1)Διαδικασία χρήσης θαλάμου μολύβδου
2)Η διαδικασία για την πραγματοποίηση επαφής
Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε αυτές τις διαδικασίες.
1) Η διαδικασία επικοινωνίας
Υπάρχουν τρία κύρια βήματα στη διαδικασία επαφής.
Βήμα 1:Παραγωγή διοξειδίου του θείου
Η θέρμανση θείου ή θειούχων μεταλλευμάτων παράγει διοξείδιο του θείου. Για παράδειγμα, σιδηροπυρίτες που έχουν εκτεθεί σε υπερβολική ποσότητα αέρα.
Θείο (Θείο) + Οξυγόνο (Οξυγόνο) + (Θέρμανση) SO2 (Διοξείδιο του θείου)
4FeS (σιδηροπυρίτες) + 7O2 (οξυγόνο) + (θέρμανση) 2Fe2O3 (οξείδιο του σιδήρου) + 4SO2 (διοξείδιο του θείου) (διοξείδιο του θείου)
Βήμα 2:Σχηματισμός τριοξειδίου του θείου
Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας το V2O5 ως καταλύτη, το διοξείδιο του θείου οξειδώνεται με οξυγόνο περιβάλλοντος για να παραχθεί τριοξείδιο του θείου.
SO3 =2SO2 (διοξείδιο του θείου) + O2 (οξυγόνο) + V2O5 (καταλύτης) (τριοξείδιο του θείου)
Μετατροπή τριοξειδίου του θείου σε θειικό οξύ (Στάδιο III)
Το τριοξείδιο του θείου στη συνέχεια διασπάται σε θειικό οξύ 98 τοις εκατό για την παραγωγή ελαίου. Το πυροσουλφουρικό οξύ είναι ένα άλλο όνομα για το έλαιο. Το ελαιόλαδο στη συνέχεια αραιώνεται με νερό για να επιτευχθεί η απαραίτητη συγκέντρωση θειικού οξέος.
SO3 (τριοξείδιο του θείου) + H2SO4 (98 τοις εκατό θειικό οξύ) =H2S2O7 (Πυροθειικό οξύ/ελαιούχο)
2H2SO4 =H2S2O7 (Πυροσουλφουρικό οξύ/ελαιώδες) + H2O (Αραίωση) (θειικό οξύ)
2) Η μέθοδος θαλάμου μολύβδου
Μία από τις πιο χρησιμοποιούμενες διαδικασίες κατασκευής είναι η διαδικασία lead Chamber. Αντιδρά με το οξυγόνο του αέρα, σχηματίζοντας τριοξείδιο του θείου. Αυτή η αντίδραση συμβολίζεται με
Το 2SO2 + O2 αποδίδει 2SO3.
Το τριοξείδιο του θείου στη συνέχεια αφήνεται να αντιδράσει με το νερό για να παραχθεί H2SO4. Αυτή η αντίδραση συμβολίζεται με
Το H2SO4 σχηματίζεται με συνδυασμό SO3 με H2O.
Φυσικές ιδιότητες του θειικού οξέος
Το θειικό οξύ είναι ένα παχύρρευστο, άχρωμο, λιπαρό υγρό.
Στη θερμοκρασία 298 K, έχει ειδικό βάρος 1,84.
Το σημείο βρασμού του οξέος είναι 611 Κ. Λόγω του δεσμού υδρογόνου, αυτό το μόριο έχει μεγαλύτερο σημείο βρασμού και πάχος.
Αυτή η ισχυρή χημική ουσία συνδυάζεται βίαια με το νερό, δημιουργώντας πολλή θερμότητα. Ως αποτέλεσμα, δεν πρέπει ποτέ να αναμιγνύετε H2SO4 με νερό.
Χημικές ιδιότητες του θειικού οξέος
Το θειικό οξύ είναι ένα διβασικό οξύ με υψηλό μοριακό βάρος.
Είναι επίσης διπρωτικό, ιονίζοντας σε δύο στάδια σε υδατικό διάλυμα. Έχει υψηλή οξειδωτική ισχύ, καθιστώντας το ισχυρό οξειδωτικό παράγοντα.
Έχει χαμηλό επίπεδο μεταβλητότητας.
Το θειικό οξύ σε συμπυκνωμένη μορφή είναι ένας ισχυρός αφυδατωτής. Ως αποτέλεσμα, αυτή η χημική ουσία χρησιμοποιείται για την ξήρανση μιας ποικιλίας υγρών αερίων που δεν αντιδρούν με οξύ.
Μπορεί να οξειδώσει τόσο τα αμέταλλα όσο και τα μέταλλα επειδή είναι καλός οξειδωτικός παράγοντας. Επιπλέον, αποσυντίθεται σε διοξείδιο του θείου.
Αντιδράσεις θειικού οξέος που είναι συχνές
- Ο χαλκός οξειδώνεται σε θειικό χαλκό σε θερμό πυκνό θειικό οξύ.
CuSO4 + SO2 + H2O =CuSO4 + SO2 + H2O =CuSO4 + SO2 + H2O =CuSO4 + SO2 + H2O =Cu
- Από το χλωριούχο νάτριο, το πυκνό θειικό οξύ παράγει υδροχλώριο. Επιπλέον, το φθοριούχο ασβέστιο παράγει υδροφθόριο.
CaSO4 + 2HF CaF2 + H2SO4 CaF2 + H2SO4 CaF2 + H2SO4 Ca
- Η γλυκόζη, η ζάχαρη και το άμυλο μετατρέπονται όλα σε άνθρακα.
12C + 11H2O =C12H22O11 + (H2SO4) =C12H22O11 + (H2SO4) =C12H22O11 + (H2SO4) =C12
- Το θειικό οξύ έχει τον χημικό τύπο H2SO4 και έχει μοριακό βάρος 98,079 γραμμάρια ανά mol. Το άτομο θείου έχει διπλούς δεσμούς με δύο άτομα οξυγόνου και απλούς δεσμούς με δύο υδροξυλομάδες (ΟΗ). Είναι διπρωτικό οξύ αφού έχει την ικανότητα να απελευθερώνει δύο πρωτόνια.
Χρήσεις H2SO4 (θειικό οξύ)
1)Χρησιμοποιείται στην παραγωγή λιπασμάτων.
2) Χρησιμοποιείται στις βιομηχανίες χάλυβα και σιδήρου.
3) Χρησιμοποιείται ευρέως στη χημική βιομηχανία.
4) Χρησιμοποιείται στη διαδικασία διύλισης πετρελαίου.
5) Το φωσφορικό οξύ παράγεται από αυτό.
6) Χρησιμοποιείται στις βιομηχανίες ως διάλυμα καθαρισμού για την εξάλειψη της σκουριάς από τον χάλυβα και τον σίδηρο.
7) Χρησιμοποιείται για τη μετατροπή της οξίμης κυκλοεξανόνης σε καπρολακτάμη, η οποία χρησιμοποιείται για την παραγωγή νάιλον.
8) Χρησιμοποιείται ως ηλεκτρολύτης σε μπαταρίες μολύβδου-οξέος.
9) Χρησιμοποιείται στην παραγωγή θειικού αμμωνίου.
10) Αποτελεί στοιχείο των μπαταριών αποθήκευσης.
Συμπέρασμα-
Το H2SO4 σε συμπυκνωμένη μορφή είναι εξαιρετικά διαβρωτικό και μπορεί να προκαλέσει σοβαρή βλάβη στους ιστούς όταν έρθει σε επαφή με αυτό. Είναι πιο επιβλαβές από άλλα μεταλλικά οξέα, καθώς είναι ισχυρό οξύ, οξειδωτικό, διαβρωτικό και αφυδατωτικό παράγοντα. Όταν έρχεται σε επαφή με το δέρμα, προκαλεί σοβαρά χημικά εγκαύματα. Η επαφή με τα μάτια μπορεί να προκαλέσει ισόβια βλάβη και τύφλωση. Το οξύ μπορεί ενδεχομένως να σας σκοτώσει εάν το φάτε.
