Серная кислота H 2 SO 4 при обычных условиях представляет собой бесцветную, тяжёлую, маслянистую жидкость. С водой кислота смешивается в любых соотношениях, насыщенного раствора не образует.
Получение.
В промышленности серную кислоту получают из серы или из её соединений (пирита, сероводорода и др.). Исходное вещество сжигают, а образовавшийся сернистый газ окисляют в присутствии катализатора до оксида серы((VI)), который затем превращают в серную кислоту. Например, схему получения кислоты из пирита можно записать следующим образом:
FeS 2 ⟶ + O 2 , t SO 2 ⟶ + O 2 , t , k SO 3 ⟶ + H 2 O H 2 SO 4 .
Химические свойства.
H 2 SO 4 — сильная кислота. Концентрированная серная кислота — сильный окислитель за счёт атома серы.
1. В водных растворах серная кислота полностью диссоциирует на ионы.
2. Серная кислота (разбавленная и концентрированная) проявляет общие свойства кислот в реакциях с аммиаком, основными и амфотерными оксидами, основаниями и амфотерными гидроксидами, а также с солями (если образуется газ, осадок или слабый электролит).
3. Разбавленная и концентрированная серная кислота по-разному реагирует с металлами.
- Окислителем в реакциях разбавленной кислоты с металлами выступает ион водорода, а в реакциях концентрированной кислоты — кислотный остаток.
- Из концентрированной кислоты не выделяется водород, а продуктом восстановления является сернистый газ, сера или сероводород.
- Концентрированная кислота, в отличие от разбавленной, реагирует с неактивными металлами (кроме золота и платины).
- Концентрированная серная кислота при низких температурах пассивирует железо, алюминий, хром и не реагирует с ними.
Источник: www.yaklass.ru
Сырьевые источники получения серной кислоты.
Сырьём для получения серной кислоты могут служить: сера, серный колчедан FeS2, отходящие газы печей окислительного обжига сульфидных руд Zn, Сu, РЬ и других металлов, содержащие SO2.
Рассмотрим основные виды сырья для производства серной кислоты:
1) Железный колчедан. Природный железный колчедан представляет собой сложную породу, состоящую из сульфида железа FeS2, сульфидов других металлов (меди, цинка, свинца, никеля, кобальта и др.), карбонатов металлов и пустой породы. На территории РФ существуют залежи колчедана на Урале и Кавказе, где его добывают в рудниках в виде рядового колчедана;
2) Сера. Элементарная сера может быть получена из серных руд или из газов, содержащих сероводород или оксид серы (IV). В соответствии с этим различают серу самородную и серу газовую (комовую). На территории РФ залежей самородной серы практически нет. Источниками газовой серы являются Астраханское газоконденсатное месторождение, Оренбургское и Самарское месторождения попутного газа.
Из самородных руд серу выплавляют в печах, автоклавах или непосредственно в подземных залежах (метод Фраша). В последнем случае серу расплавляют под землей, нагнетая в скважину перегретую воду, и выдавливают расплавленную серу на поверхность сжатым воздухом.
3) Сероводород. Источником сероводорода служат различные горючие газы: коксовый, генераторный, попутный, газы нефтепереработки. Извлекаемый при их очистке сероводород достаточно чист, содержит до 90 % основного вещества и не нуждается в специальной подготовке;
4) Газы цветной металлургии. В этих газах содержится от 4 до 10 % оксида серы (IV) и они могут непосредственно использоваться для производства серной кислоты.
В России основное количество серной кислоты получают из серного колчедана. Сжигают FeS2 в печах, где он находится в состоянии кипящего слоя. Это достигается быстрым продуванием воздуха через слой тонко измельченного колчедана. Получаемая газовая смесь содержит SO2, O2, N2, примеси SO3, паров Н2О, As2O3, SiO2 и другие, и несёт много огарковой пыли, от которой газы очищаются в электрофильтрах.
Способы производства серной кислоты.
Получение серной кислоты в камерных и башенных системах является нитрозным процессом.
В 1831 г. англичанином П. Филипсом был предложен метод непосредственного окисления сернистого ангидрида кислородом на платиновом катализаторе. Это и положило начало контактному способу получения серной кислоты. Однако широкое распространение нового способа долгие годы тормозилось главным образом из-за того, что не были установлены причины отравления платинового катализатора. В начале XX в. эта проблема была решена Р. Книтчем (в Германии), он же разработал метод очистки обжигового сернистого газа от вредных примесей в промышленных условиях. В результате этих работ контактный способ производства серной кислоты получил широкое распространение.
(Контактным способом получают концентрированную серную кислоту и олеум (раствор трсхокиси серы в серной кислоте), необходимые для многих потребителей. Другое важное достоинство этого способа — в возможности получения очень чистой кислоты, требующейся, в частности, для текстильной промышленности!Так как башенная кислота содержит около 75% H2S04, примеси окислов азота и значительный твердый остаток, она не может конкурировать с контактной серной кислотой. Поэтому в настоящее время около 80% всей получаемой в мире серной кислоты производят контактным способом.
В нитрозном способе для окисления S02 применяют эквимолекулярную смесь N0 и N02 (N203 — азотистый ангидрид).
Существенным недостатком башенной системы являются потери окислов азота из-за неполного возвращения их в процесс. Чтобы восполнить эти потери, в башенную систему вводят азотную кислоту HN03, которая при разложении дает окислы азота. Расход 100%-ной азотной кислоты составляет 10—15 кг на 1 т получаемой башенной кислоты, что существенно увеличивает ее себестоимость. Выброс в атмосферу окислов азота, происходящий при работе башенной системы, загрязняет окружающую среду, и поэтому недопустим. Присутствие в отходящих газах двуокиси азота придает газу рыжевато-бурую окраску, поэтому отходящие газы башенных систем называют «лисий хвост».
Источник: cyberpedia.su
Введение
Начну реферат со слов Д.И. Менделеева “Едва ли найдется другое, искусственно добываемое вещество, столь часто применяемое в технике, как серная кислота. Где нет заводов для ее добывания — немыслимо выгодное производство из многих других веществ, имеющих важное технические значение”.
И действительно, по масштабам производства и разнообразию областей применения серная кислота занимает одно из ведущих мест среди продуктов химической промышленности. Трудно назвать какое либо современное производство, в котором не применялась бы серная кислота, ее соли или вещества, полученные с ее использованием.
Последние десятилетия во всех странах наблюдается непрерывное развитие промышленности, и, в первую очередь, химической. Поэтому возрастает, соответственно, и производство серной кислоты.
Немного истории
До XIX века из всех химических продуктов только серную кислоту производили фабричным методом, остальные получали в рамках ремесленного производства.
В 1879 г. известный немецкий ученый-химик Г. Лунге писал “Производство серной кислоты является тем фундаментом, на котором поставлена вся химическая промышленность нашей эпохи вообще…”
Серная кислота известна очень давно. Первое упоминание о серной кислоте принадлежит арабскому алхимику Джабир Ибн Хайяну, живущему в VIII—IX вв. В его трактате “Итог совершенства магистерии” описывается методика получения серной кислоты: “Перегони фунт кипрского купороса, полтора фунта селитры, четверть фунта квасцов и получишь воду. Эта вода очень хорошо растворяет металлы”.
В XVI веке серную кислоту получали сухой перегонкой железного купороса, и с тех пор концентрированную серную кислоту стали называть “купоросным маслом”.
Первый сернокислотный завод был построен в Англии в 1740 г. Серную кислоту там получали сжиганием смеси серы и селитры в металлических сосудах. Образующиеся при этом газы направляли в специальные стеклянные сосуды, где происходило поглощение их водой с образованием серной кислоты. Получали кислоту низкой концентрации: (до 50-60%).
В России серная кислота была впервые получена на заводе князя Голицына, а в 1897 г. был построен первый контактный сернокислый завод.
Источник: vuzlit.com