Sulfuric acid. Pormula, kabtangan, produksyon ug aplikasyon

Ang sulphuric acid adunay usa ka makasaysayanong ngalan: vitriolic oil. Ang pagtuon sa acid nagsugod sa karaang mga panahon, sa mga sinulat niini gihulagway: ang Gregong mananambal nga Dioscorides, ang Romanong naturalista nga Pliny the Elder, ang mga alchemist sa Islam nga Geber, Razi ug Ibn Sina, ang uban. Sa Sumer, adunay usa ka listahan sa vitriol, nga giklasipikar sa kolor sa substansiya. Karong panahona ang pulong nga "vitriol" nagkombinar sa kristal nga hydrates nga sulfate sa divalent metals.

Sa ika-17 nga siglo, ang German-Dutch nga chemist nga si Johann Glauber nakakuha og sulfuric acid pinaagi sa pagsunog sa sulfur nga potassium nitrate (KNO3) sa presensya sa alisngaw sa tubig. Niadtong 1736, gigamit ni Joshua Ward (usa ka pharmacist gikan sa London) kini nga pamaagi sa produksyon. Kini nga panahon mahimong giisip nga usa ka reference point, sa diha nga ang sulud acid nga gihimo sa usa ka dako nga scale. Ang pormula (H2SO4), ingon sa gituohan sa kadaghanan, gitukod sa Swedish nga chemist nga si Berzelius (1779-1848), nga sa wala madugay nahimong amang.

Si Berzelius natukod pinaagi sa tabang sa mga simbolo sa letra (gitudlo nga elemento sa kemikal) ug ubos nga mga indeks sa numero (nagpakita sa gidaghanon sa mga atomo sa usa ka espisye) nga ang usa ka molekula adunay 1 ka sulfur atom (S), 2 atom sa hydrogen (H) ug 4 atom oxygen ). Gikan niini nga panahon, nahibal-an ang komposisyon sa kwalititibo ug quantitative sa molekula, nga ang sulfuric acid gihulagway sa pinulongan sa chemistry.

Ang structural formula, nga nagpakita sa nagkalainlain nga paghan-ay sa mga atomo ug mga kemikal nga mga gapos tali niini sa molekula (kini kasagaran gipaila sa mga linya), nagpahibalo nga adunay atomo nga azufre sa sentro sa molekula, nga gikonektar sa doble nga mga gapos ngadto sa duha ka atomo sa oksiheno. Uban sa laing duha ka atomo sa oksiheno, nga ang matag usa niini adunay atom nga hydrogen, ang sama nga atomo nga sulfur konektado sa usa ka bugkos.

Mga Properties

Ang sulphuric acid usa ka gamay nga yellowish o walay kolor, viscous liquid nga matunaw sa tubig sa bisan unsang konsentrasyon. Kini usa ka lig-on nga asido sa mineral . Ang asido agresibo kaayo ngadto sa mga metal (ang gikonsentra dili makig-uban sa puthaw nga walay pagpainit, ug makapasa niini), mga bato, mga tisyu sa hayop o ubang mga materyales. Gihulagway sa taas nga hygroscopicity ug gipahayag nga mga kabtangan sa usa ka lig-on nga oxidizer. Sa usa ka temperatura nga 10.4 ° C, ang asido magpalig-on. Sa dihang nainit ngadto sa 300оС, halos 99% ang acid nga mawad-an sa sulfuric anhydride (SO3).

Ang mga kabtangan niini managlahi depende sa konsentrasyon sa tubigon nga solusyon niini. Adunay kasagaran nga gidawat nga mga ngalan alang sa mga solusyon sa acid. Ang pagtunaw sa acid gikonsiderar nga hangtod sa 10%. Rechargeable - gikan sa 29 ngadto sa 32%. Sa konsentrasyon nga dili moabot sa 75% (sumala sa gitakda sa GOST 2184), kini gitawag nga usa ka torre. Kon ang konsentrasyon mao ang 98%, nan kini nga gikonsentrahan nga sulfuric acid. Pormula (Chemical o structural) sa tanan nga mga kaso nagpabilin nga wala mausab.

Kung ang sulfuric acid dissolved sa concentrated sulfuric anhydride, naporma ang oleum o fuming sulfuric acid, ang pormula niini gisulat ingon: H2S2O7. Ang purong acid (H2S2O7) usa ka solido nga may tunaw nga 36 ° C. Ang mga reaksyon sa hydration sa sulfuric acid gihulagway pinaagi sa pagpagawas sa kainit sa daghang gidaghanon.

Ang sinagol nga asido moresulta sa mga metal, nga ang pagtubag niini, nagpakita sa mga kabtangan sa usa ka lig-on nga oxidizer. Sa samang higayon ang sulfuric acid gipahiuli, ang pormula sa naporma nga mga substansiya nga naglangkob sa pagkunhod (hangtod sa +4, 0 o -2) sulfur atom, mahimong: SO2, S o H2S.

Ang reaksyon sa non-metal, pananglitan, carbon o sulfur:

2 H2SO4 + C → 2 SO2 + CO2 + 2 H2O

2 H2SO4 + S → 3 SO2 + 2 H2O

Mokabat sa sodium chloride:

H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCl

Gipaila kini sa reaksyon sa electrophilic substitution sa usa ka hydrogen atom nga gilakip sa benzene ring sa usa ka aromatic compound sa grupo -SO3H.

Pagdawat

Sa 1831, ang paagi sa pagkontak sa pag-angkon sa H2SO4 gipatuman, nga karon mao ang nag-una. Karon, kadaghanan sa sulfuric acid ang gigamit nga gigamit niini nga pamaagi. Ingon nga hilaw nga materyales, ang sulfide ore gigamit (kasagaran ang iron pyrite, FeS2), nga gipabuto sa mga espesyal nga hurno, samtang ang calcining gas naporma. Tungod kay ang temperatura sa gas mao ang 900 ° C, kini gipabugnawan sa sulfuric acid sa konsentrasyon nga 70%. Dayon, ang gas sa usa ka bagyo ug usa ka elektrostatic precipitator nga gilimpyohan sa abug, sa paghugas sa mga tore nga may acid sa usa ka konsentrasyon nga 40 ug 10% sa catalytic poisons (As2O5 ug fluorine), sa basa nga electrostatic precipitators gikan sa acid aerosol. Sunod, ang usa ka calcined gas nga adunay 9% nga sulfur dioxide (SO2) mamala ug gipakaon sa aparatong kontak. Ang pag-agi sa 3 ka mga layer sa vanadium nga katalista, ang SO2 ma-oxidized ngadto sa SO3. Aron sa pag-dissolve sa sulfuric anhydride nga naporma, gigamit nga concentrated sulfuric acid. Ang pormula sa solusyon sa sulfuric anhydride (SO3) sa anhydrous sulfuric acid mao ang H2S2O7. Niini nga porma, ang oleum sa mga tangke sa bakal gidala ngadto sa konsyumer, diin kini lasaw sa gusto nga konsentrasyon.

Paggamit

Tungod sa nagkalainlaing kemikal nga mga kabtangan, ang H2SO4 adunay daghang mga aplikasyon. Sa produksyon sa acid mismo, ingon nga usa ka electrolyte sa lead-acid nga mga baterya, alang sa paghimo sa nagkalainlain nga mga ahente sa pagpanglimpyo, usa usab ka importante nga reagent sa industriya sa kemikal. Gigamit usab kini sa pagprodyus sa: alcohols, plastics, tina, goma, ether, adhesives, eksplosibo, sabon ug detergents, mga tambal, selulusa ug papel, mga produktong petrolyo.