Schwefelsäure hat einen historischen Namen:Vitriolöl. Die Studie der Säure in der Antike begann, in seinen Schriften wird beschrieben: der griechische Arzt Dioskurides, die römische Natur Plinius der Ältere, die islamische Alchemisten Geber, Razi und Ibn Sina und andere. In Sumer gibt es eine Liste von Vitriol, die von der Farbe des Stoffes eingestuft werden. In unserer Zeit verbindet das Wort "Vitriol" kristalline Hydrate von zweiwertigen Metallsulfaten.
Im 17. Jahrhundert wurde der deutsch-niederländische Chemiker JohannGlauber erhielt Schwefelsäure durch Verbrennen von Schwefel mit Kaliumnitrat (KNO3) in Gegenwart von Wasserdampf. Im Jahr 1736 verwendete Joshua Ward (Apotheker aus London) diese Methode in der Produktion. Diese Zeit kann als Ausgangspunkt angesehen werden, als Schwefelsäure bereits in großem Umfang hergestellt wurde. Seine Formel (H2SO4), wie es allgemein angenommen wird, wurde von dem schwedischen Chemiker Berzelius (1779-1848), einem späteren Stummen, festgestellt.
Berzelius mit alphabetischen Symbolen(Designated chemischen Elemente) und unteren digitalen Codes (durch die Anzahl der Atome in einem Molekül gegebenen Spezies angegeben) festgestellt, dass in einem Molekül enthält 1 Schwefelatom (S), 2 Wasserstoffatome (H) und 4 Sauerstoffatom (O). Seit dieser Zeit wurde es qualitative und quantitative Zusammensetzung des Moleküls bekannt ist, das heißt, in der Sprache der Chemie Schwefelsäure beschrieben.
Strukturelle Formel, die in der Grafik zeigtdie gegenseitige Anordnung im Molekül der Atome und die chemischen Bindungen zwischen ihnen (sie werden normalerweise durch Linien bezeichnet), informiert, dass es ein Schwefelatom im Zentrum des Moleküls gibt, das durch Doppelbindungen an zwei Sauerstoffatome gebunden ist. Bei den anderen beiden Sauerstoffatomen, an die jeweils ein Wasserstoffatom gebunden ist, ist das gleiche Schwefelatom durch Einfachbindungen verbunden.
Eigenschaften
Schwefelsäure ist leicht gelblich oderfarblose, viskose Flüssigkeit, in beliebiger Konzentration in Wasser löslich. Es ist eine starke Mineralsäure. Säure ist sehr aggressiv gegenüber Metallen (konzentriert reagiert nicht mit Eisen ohne Erhitzen und passiviert es), Felsen, tierischen Geweben oder anderen Materialien. Gekennzeichnet durch hohe Hygroskopizität und ausgeprägte Eigenschaften eines starken Oxidationsmittels. Bei 10,4 ° C erstarrt die Säure. Wenn auf 300 ° C erhitzt wird, verliert fast 99% Säure Schwefelsäureanhydrid (SO 3).
Seine Eigenschaften variieren je nachdie Konzentration seiner wässrigen Lösung. Es gibt allgemein anerkannte Namen für Säurelösungen. Verdünnte Säure wird als bis zu 10% angesehen. Wiederaufladbar - von 29 bis 32%. Bei einer Konzentration von weniger als 75% (wie in GOST 2184 festgelegt) wird es als Turm bezeichnet. Wenn die Konzentration 98% beträgt, ist es bereits konzentrierte Schwefelsäure. Formel (chemisch oder strukturell) bleibt in allen Fällen unverändert.
Wenn in Schwefelsäure gelöstkonzentriertes Schwefelsäureanhydrid, Oleum oder rauchende Schwefelsäure wird gebildet, seine Formel kann geschrieben werden als: H2S2O7. Reine Säure (H2S2O7) ist ein Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 36 ° C. Hydrierungsreaktionen von Schwefelsäure sind durch die Freisetzung von Wärme in großen Mengen gekennzeichnet.
Verdünnte Säure reagiert mitMetalle, mit denen reagieren, zeigt die Eigenschaften eines starken Oxidationsmittels. Zur gleichen Zeit wird die Schwefelsäure wieder hergestellt, die Formel der gebildeten Substanzen, die das reduzierte (bis zu +4, 0 oder -2) Schwefelatom enthalten, kann sein: SO2, S oder H2S.
Reagiert mit Nichtmetallen, z. B. Kohlenstoff oder Schwefel:
2 H2SO4 + C → 2 SO2 + CO2 + 2 H2O
2 H2SO4 + S → 3 SO2 + 2 H2O
Reagiert mit Natriumchlorid:
H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCl
Es ist durch die Reaktion der elektrophilen Substitution eines an den Benzolring einer aromatischen Verbindung gebundenen Wasserstoffatoms mit der Gruppe -SO3H gekennzeichnet.
Empfangen
Im Jahr 1831 wurde die Kontaktmethode patentiertProduktion von H2SO4, die derzeit die wichtigste ist. Heute wird der größte Teil der Schwefelsäure mit dieser Methode hergestellt. Die Rohstoffe Sulfiderz (gewöhnlich Eisen-Pyrit FeS 2) verwendet, die in speziellen Öfen verbrannt, um dadurch ein kalziniertes Formiergas. Da die Gastemperatur 900 ° C beträgt, wird sie mit Schwefelsäure mit einer Konzentration von 70% gekühlt. Das Gas in dem Zyklon und der elektrostatischen Abscheider von Staub in Waschtürmen mit einer Säure-Konzentration von 40 und 10% der Katalysatorgifte (As2O5 und Fluor), Nasselektroabscheider von Säure Aerosol gereinigt. das kalzinierte Gas enthält 9% Schwefeldioxid (SO2), getrocknet und zu der Kontaktvorrichtung Als nächstes wird zugeführt. Beim Passieren von 3 Schichten des Vanadiumkatalysators wird SO 2 zu SO 3 oxidiert. Zur Auflösung des gebildeten Schwefelsäureanhydrids wird konzentrierte Schwefelsäure verwendet. Formula Lösung von Schwefeltrioxid (SO3) in wasserfreie Schwefelsäure ist H2S2O7. Oleum im Stahltank ist in dieser Form an den Verbraucher gefördert, wo es auf die gewünschte Konzentration verdünnt wird.
Anwendung
Aufgrund unterschiedlicher chemischer Eigenschaften, H2SO4hat eine breite Palette von Anwendungen. Bei der Herstellung von Säure selbst, als Elektrolyt in Bleibatterien, zur Herstellung von verschiedenen Reinigungsmitteln, ist auch ein wichtiges Reagenz in der chemischen Industrie. Es wird auch bei der Herstellung von Alkoholen, Kunststoffen, Farbstoffen, Gummi, Äther, Klebstoffen, Sprengstoffen, Seifen und Waschmitteln, Pharmazeutika, Zellulose und Papier, Erdölprodukten verwendet.
