حامض الكبريتيك. صيغة والممتلكات، وإعداد واستخدام

حامض الكبريتيك هو الاسم التاريخي: زيت الزاج. بدأت دراسة الحمض الموجود في العصور القديمة، في كتاباته، وصفته: الطبيب اليوناني ديسقوريدس، والطبيعة الروماني Pliniy Starshy، الكيميائيون الإسلامية جابر بن حيان، الرازي وابن سينا وغيرهم. في سومر كانت هناك قائمة من النقد اللاذع، والتي تصنف حسب لون هذه المادة. في عصرنا هذا، كلمة "النقد اللاذع" توحد هيدرات كبريتات البلورية للمعادن ثنائي التكافؤ.

في القرن ال17، الهولندي، الكيميائي الألماني يوهان جلوبر حامض الكبريتيك الحصول عليها عن طريق حرق الكبريت مع نترات البوتاسيوم (KNO3) في وجود بخار الماء. في 1736، Dzhoshua Uord (صيدلي من لندن)، ويستخدم هذا الأسلوب في الإنتاج. هذه المرة يمكن اعتبارها نقطة مرجعية، عندما بدأ بالفعل على نطاق واسع إلى أن تنتج حامض الكبريتيك. انها صيغة (H2SO4)، يفترض عموما أن تكون مثبتة الكيميائي السويدي برزليوس (1779-1848) الصمت في وقت لاحق.

برزليوس باستخدام الأحرف الأبجدية (عناصر كيميائية معينة)، وانخفاض رموز رقمية (المشار إليها الرقم في الجزيء، الذرات من نوع معين) وجدت أنه في جزيء واحد يحتوي على 1 ذرة الكبريت (S)، واثنين من ذرات الهيدروجين (H) و 4 ذرة الأكسجين (O ). ومنذ ذلك الوقت، أصبح من المعروف تكوين نوعي وكمي لجزيء، وهذا هو، في لغة الكيمياء وصفت حامض الكبريتيك.

والصيغة البنائية، تظهر بوضوح الترتيب المتبادل من الذرات في جزيء والروابط الكيميائية بينهما (يتم الرمز أنها عادة بخطوط) بإعلام أن مركز الجزيء هو ذرة الكبريت وهو ضعف المستعبدين لاثنين من ذرات الأكسجين. مع ذرات الأكسجين الأخريين لكل منها ويرد ذرة الهيدروجين، وذرة الكبريت أيضا متصلة بواسطة الروابط الأحادية.

خصائص

حمض الكبريتيك - عديم اللون أو أصفر قليلا، سائل لزج، قابل للذوبان في الماء عند جميع التركيزات. ومن معدن قوي حامض. حمض غير ضارة للغاية على المعادن (يتفاعل تتركز مع الحديد دون تدفئة، وpassivates) الصخور، الأنسجة الحيوانية أو غيرها من المواد. لديها استرطابية عالية وضوحا خصائص أكسدة قوية. عند درجة حرارة 10.4 درجة يتصلب حمض C. عند تسخينها إلى 300 ° C حمض ما يقرب من 99٪ يفقد ثالث أكسيد الكبريت (SO3).

تغيير خصائصه تبعا لتركيز محلول مائي. هناك أسماء مشتركة وحلول الحمضية. يعتبر تمييع حامض أن يكون 10٪. القابلة لإعادة الشحن - 29-32٪. بتركيزات أقل من 75٪ (على النحو المحدد في ISO 2184) ويسمى البرج. إذا كان تركيز 98٪، بعد ذلك سوف يكون حامض الكبريتيك المركز. صيغة (الكيميائية أو البنيوية) في جميع الحالات يبقى دون تغيير.

عندما يذوب في حامض الكبريتيك المركز، ويتم تشكيل ثالث أكسيد الكبريت أو زيت دخن حامض الكبريتيك، قد تتم كتابة صيغته على النحو التالي: H2S2O7. صافي حمض (H2S2O7) هو الصلبة وجود درجة حرارة انصهار 36 درجة مئوية. حمض الكبريتيك ترطيب رد فعل تتميز الافراج عن الحرارة بكميات كبيرة.

وكان رد فعل حمض مخفف مع معدن رد فعل الذي يسلك خصائص أكسدة قوية. هذا يعيد حامض الكبريتيك، والمواد صيغة شكلت تحتوي على انخفاض (4، 0 أو -2) ذرة الكبريت، يمكن أن يكون: SO2، S أو H2S.

يتفاعل مع المعادن غير، على سبيل المثال، الكربون أو الكبريت:

2 H2SO4 + C → 2 SO2 + CO2 + 2 H2O

2 H2SO4 + S → 3 SO2 + 2 H2O

يتفاعل مع كلوريد الصوديوم:

H2SO4 + كلوريد الصوديوم → NaHSO4 + حمض الهيدروكلوريك

ويتميز هذا عن طريق تفاعل استبدال إلكترونات من ذرة الهيدروجين التي تعلق على حلقة البنزين من المركبات العطرية لمجموعة -SO3H.

استقبال

في عام 1831، كان على براءة اختراع دبوس طريقة للحصول على H2SO4، الذي يشغل حاليا منصب الرئيسي. اليوم أكثر من حامض الكبريتيك ينتج باستخدام هذا الأسلوب. المواد الخام المستخدمة خام كبريتيد (عادة بيريت الحديد FeS2)، الذي يتم حرق في الأفران الخاصة، وبالتالي تشكيل الغاز المكلس. لأن درجة الحرارة الغاز تساوي 900 ° C، ثم تم تبريده حامض الكبريتيك بتركيز 70٪. يتم تنظيف الغاز في الإعصار ومرسب من الغبار في أبراج الغسيل مع تركيز الحمض بين 40 و 10٪ من السموم محفز (As2O5 والفلور)، المرسبات الكهروستاتيكية الرطب من الهباء الجوي الحمضية. بعد ذلك، الغاز المكلس التي تحتوي على ثاني أكسيد الكبريت بنسبة 9٪ (SO2) والمجففة وتغذية الجهاز للإتصال به. مرورا 3 طبقات من محفز الفاناديوم، يتأكسد SO2 إلى SO3. حل ثالث أكسيد الكبريت شكلت، يتم استخدام حمض الكبريتيك المركز. حل معادلة من ثالث أكسيد الكبريت (SO3) في حامض الكبريتيك اللامائي هو H2S2O7. في هذا النموذج يتم نقل زيت في صهاريج من الصلب للمستهلك حيث يتم تخفيفه إلى التركيز المطلوب.

تطبيق

بسبب الخصائص الكيميائية المختلفة، H2SO4 لديها مجموعة واسعة من التطبيقات. في إنتاج الحامض نفسه، كما المنحل بالكهرباء في بطاريات الرصاص الحمضية لتصنيع مختلف عمال النظافة، بل هو أيضا متفاعل مهم في الصناعة الكيميائية. كما أنها تستخدم في الإنتاج: الكحول، والمواد البلاستيكية، والأصباغ والمطاط واستر والمواد اللاصقة و المتفجرات، الصابون والمنظفات والأدوية واللب والورق، والنفط.