Sērskābe ir vēsturiska nosaukuma:vitriola eļļa. Skābes pētījums sākās senajos laikos, viņa rakstiem, tas ir aprakstīts: grieķu ārsts Dioscorides, romiešu dabaszinātnieks Plīnijs Vecākais, islāma alķīmiķi Geber, Razi un Ibn Sina un citi. Šumerā bija vitriola saraksts, kas tika klasificēts pēc vielas krāsas. Mūsdienās vārds "vitriol" apvieno divvērtīgo metālu sulfātu kristāliskos hidrātus.
17. gs. Vācu-holandiešu ķīmiķis JohansGlauber iegūst sērskābi, sadedzinot sēru ar kālija nitrātu (KNO3) ūdens tvaiku klātbūtnē. 1736. gadā Joshua Ward (farmaceits no Londonas) šo metodi izmantoja ražošanā. Šo laiku var uzskatīt par sākumpunktu, kad sērskābi jau saražoja lielā mērogā. Tās formulu (H2SO4), kā tas parasti tiek uzskatīts, noteica zviedru ķīmiķis Berzelius (1779-1848), vēlāk izklāsts.
Берцелиус при помощи буквенных символов (norādot ķīmiskos elementus) un zemākos ciparu indeksus (norāda konkrēto sugu molekulas atomu skaitu) konstatēja, ka vienā molekulā ir 1 sēra atoms (S), 2 ūdeņraža atomi (H) un 4 skābekļa atomi (O). Kopš tā laika molekulas kvalitatīvais un kvantitatīvais sastāvs ir kļuvis zināms, tas ir, sērskābe ir aprakstīta ķīmijas valodā.
Strukturālā formula, kas attēlota grafikāsavstarpēju vienošanos formā starp atomu molekulām un ķīmiskajām saitēm starp tām (tos parasti apzīmē ar līnijām), informē, ka molekulas centrā ir sēra atoms, kas savienots ar dubultajām saitēm ar diviem skābekļa atomiem. Ar pārējiem diviem skābekļa atomiem, no kuriem katram ir pievienots ūdeņraža atoms, viens un tas pats sēra atoms ir savienots ar vienu saiti.
Īpašības
Sērskābe - nedaudz dzeltena vaibezkrāsains, viskozs šķidrums, šķīst ūdenī jebkurā koncentrācijā. Tā ir spēcīga minerālskābe. Skābe ir ļoti agresīva pret metāliem (koncentrēta nesadarbojas ar dzelzi bez apkures, bet pasivēda to), akmeņiem, dzīvnieku audiem vai citiem materiāliem. Tam raksturīgs spēcīgs oksidējošs aģents ar augstu higroskopiskumu un izteiktām īpašībām. 10,4 ° C temperatūrā skābe cietina. Sildot līdz 300 ° C, gandrīz 99% skābes zaudē sērskābes anhidrīdu (SO3).
Tās īpašības mainās atkarībā notās ūdens šķīduma koncentrācija. Skābie šķīdumi ir vispārēji nosaukumi. Atšķaidītā skābe tiek uzskatīta par 10%. Uzlādējams - no 29 līdz 32%. Koncentrācijā, kas ir mazāka par 75% (kā noteikts GOST 2184), to sauc par torņa torni. Ja koncentrācija ir 98%, tad tā būs koncentrēta sērskābe. Formula (ķīmiska vai strukturāla) visos gadījumos nemainās.
Izšķīdinot sērskābēar koncentrētu sērskābes anhidrīdu tiek veidots oleums vai kvēls skābeļskābe, tās formulu var rakstīt šādi: H2S2O7. Tīra skābe (H2S2O7) ir cieta viela, kuras kušanas temperatūra ir 36 ° C. Sērskābes hidratācijas reakcijas raksturo siltuma izdalīšanās lielos daudzumos.
Разбавленная кислота вступает в реакцию с metāli, ar kuriem reaģē, parāda spēcīga oksidētāja īpašības. Šādā gadījumā sērskābe tiek samazināta, veidojas veidnes, kas satur samazinātu (līdz +4, 0 vai -2) sēra atomu, var būt: SO2, S vai H2S.
Reaģē ar nemetāliem, piemēram, oglekli vai sēru:
2 H2SO4 + C → 2 SO2 + CO2 + 2 H2O
2 H2SO4 + S → 3 SO2 + 2 H2O
Reaģē ar nātrija hlorīdu:
H2SO4 + NaCl → NaHS04 + HCl
To raksturo aromātiskā savienojuma benzola gredzenam piesaistītā ūdeņraža atoma elektrofilās aizvietošanas reakcija -SO3H grupai.
Saņemšana
1831. gadā kontaktu metode tika patentēta.H2SO4 ražošana, kas pašlaik ir galvenā. Šodien lielākā daļa sērskābes tiek ražota, izmantojot šo metodi. Sulfīda rūdu izmanto kā izejvielu (biežāk dzelzs pirītus FeS2), ko kalcinē īpašās krāsnīs, tādējādi veidojoties degošai gāzei. Tā kā gāzes temperatūra ir 900 ° C, to atdzesē ar sērskābi ar koncentrāciju 70%. Tad gāzi ciklonā un elektrostatiskajā nogulsnētājā attīra no putekļiem, mazgāšanas torņos ar skābi ar koncentrāciju 40 un 10% no katalītiskām indēm (As2O5 un fluors), uz mitriem elektrostatiskajiem nogulsnētājiem no skābes aerosola. Pēc tam grauzdēšanas gāzi, kas satur 9% sēra dioksīdu, žāvē un padod kontaktligzdā. Pēc tam, kad ir nokļuvis 3 kārtās vanādija katalizatora, SO2 oksidējas līdz SO3. Lai izšķīdinātu izveidoto sērskābes anhidrīdu, tiek izmantota koncentrēta sērskābe. Sērskābes anhidrīda (SO3) šķīduma bezūdens sērskābē formula ir H2S2O7. Tādā veidā tērauda tvertnēs esošais oleums tiek nogādāts patērētājam, kur tas tiek atšķaidīts līdz vēlamajai koncentrācijai.
Pieteikums
Sakarā ar dažādām ķīmiskām īpašībām H2SO4ir plašs lietojumu klāsts. Ražojot pašu skābi kā elektrolītu svina skābes baterijās, dažādu tīrīšanas līdzekļu ražošanā tas ir arī svarīgs reaģents ķīmijas rūpniecībā. To izmanto arī: spirtu, plastmasu, krāsvielu, gumijas, ētera, līmvielu, sprāgstvielu, ziepju un mazgāšanas līdzekļu, farmaceitisko produktu, celulozes un papīra un naftas produktu ražošanā.
