Помощ за Tele2, тарифи, въпроси

Днес сярната киселина се произвежда главно по два промишлени метода: контактен и азотен. Контактният метод е по-прогресивен и в Русия се използва по-широко от азотния метод, т.е. методът на кулата.

Производството на сярна киселина започва с печене на сярни суровини, например в специални пиритни пещи се получава така нареченият газ за печене, който съдържа около 9% серен диоксид. Този етап е еднакъв както за контактния, така и за нитрозния метод.

След това е необходимо полученият серен диоксид да се окисли до серен анхидрид. Първо обаче трябва да се почисти от редица примеси, които пречат на по-нататъшния процес. Газът за печене се почиства от прах в електрически утаители или в циклонни устройства и след това се подава към устройство, съдържащо твърди контактни маси, където серен диоксид SO 2 се окислява до серен анхидрид SO 3 .

Тази екзотермична реакция е обратима - повишаването на температурата води до разлагане на получения серен анхидрид. От друга страна, когато температурата се понижи, скоростта на директната реакция е много ниска. Поради това температурата в контактния апарат се поддържа в рамките на 480 o C, като се регулира от скоростта на преминаване на газовата смес.

Впоследствие, използвайки контактния метод, той се образува чрез комбиниране на серен анхидрид с вода.

Азотистият метод се характеризира с факта, че производството на сярна киселина се задейства от образуването на сярна киселина при взаимодействие на газа за печене с вода. Впоследствие получената сярна киселина се окислява азотна киселина, което води до образуването на азотен оксид и сярна киселина.

Тази реакционна смес се подава в специална кула. В същото време, чрез регулиране на газовия поток, се гарантира, че газовата смес, влизаща в абсорбционната кула, съдържа азотен диоксид и азотен оксид в съотношение 1:1, което е необходимо за получаване на азотен анхидрид.

И накрая, взаимодействието на сярна киселина и азотен анхидрид произвежда NOHSO 4 - нитрозил сярна киселина.

Получената нитрозилсулфурна киселина се подава към производствената кула, където се разлага с вода и освобождава азотен анхидрид:

2NOHSO 4 + H 2 O = N 2 O 3 + 2H 2 SO 4,

който окислява сярната киселина, образувана в кулата.

Азотният оксид, освободен в резултат на реакцията, се връща в окислителната кула и влиза в нов цикъл.

В момента в Русия сярната киселина се произвежда главно чрез контактен метод. Азотният метод се използва рядко.

Използването на сярна киселина е много широко и разнообразно.

Повечето от тях отиват в производството химически влакнаИ минерални торове, необходимо е при производството на лекарствени вещества и багрила. Сярната киселина се използва за производството на етилов и други алкохоли, детергенти и пестициди.

Разтворите му се използват в текстилната и хранително-вкусовата промишленост, в процесите на нитриране и за производството на сярна киселина. Акумулаторната киселина служи като електролит за пълнене на оловни акумулатори, които се използват широко в транспорта.

Това е едно от най-известните и широко разпространени химически съединения. . Това се обяснява преди всичко с неговите изразени свойства. Формулата му е H2SO4. Това е двуосновна киселина с по-високо съдържание на сяра +6.

При нормални условия сярната киселина е течност без мирис и цвят с маслени свойства. Той стана доста широко разпространен в технологиите и различни индустриипроизводство.

В момента това вещество е един от най-важните и най-разпространените продукти. химическа индустрия. В природата отлаганията на естествена сяра не се срещат толкова често, като правило се срещат само в съединения с други вещества. Сега се развива извличането на сяра от различни съединения, включително от различни промишлени отпадъци. В някои случаи дори газовете могат да бъдат адаптирани да произвеждат сяра и различни съединения с нея.

Имоти

Сярната киселина има пагубен ефект върху всяка Тя отнема вода от тях много бързо, така че тъканите и различни връзкизапочват да се овъгляват. 100% киселина е една от най-силните и съединението не пуши и не разрушава

Реагира с всякакви метали, с изключение на олово. В концентрирана форма започва да окислява много елементи.

Използване на сярна киселина

Сярната киселина се използва главно в химическата промишленост, където се използва за производство на азот, включително суперфосфат, който в момента се счита за един от най-разпространените торове. Годишно се произвеждат до няколко милиона тона от това вещество.

В металургията H2SO4 се използва за проверка на качеството на получените продукти. При валцуване на стомана могат да се появят микропукнатини, за да се открият, детайлът се поставя в оловна баня и се ецва с 25% разтвор на киселина. След това дори и най-малките пукнатини могат да се видят с просто око.

Преди да приложите галванопластика върху метал, е необходимо първо да го подготвите - почистете и обезмаслете. Когато сярната киселина реагира с метали, тя се разтваря най-тънкия слой, а заедно с това се отстраняват и всякакви следи от замърсяване. В допълнение, металната повърхност става по-груба, което е по-подходящо за нанасяне на никел, хром или медно покритие.

Сярната киселина се използва при обработката на някои руди и значително количество също е необходимо в нефтена индустрия, където се използва основно за почистване на различни продукти. Често се използва в химическата промишленост, която непрекъснато се развива. В резултат на това намираме допълнителни функциии методи на приложение. Това вещество може да се използва за производство на оловно-киселинни батерии.

Получаване на сярна киселина

Основните суровини за производството на киселина са сярата и различни съединения на нейната основа. Освен това, както вече беше споменато, сега се развива използването на промишлени отпадъци за производство на сяра. По време на окислителното печене на сулфидни руди отделящите се газове съдържат SO2. Той е адаптиран за производство на сярна киселина. Въпреки че в Русия водещите позиции все още са заети от производство, базирано на обработката на серен пирит, който се изгаря в пещи. Когато въздухът се продухва през горящи пирити, се образуват пари с високо съдържание на SO2. Електрическите утаители се използват за отстраняване на други примеси и опасни изпарения. Днес те се използват активно в производството различни начинипроизводство на киселина и много от тях са свързани с преработка на отпадъци, въпреки че делът на традиционното производство е висок.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Безводен сярна киселинае тежка, вискозна течност, която лесно се смесва с вода във всякакви пропорции: взаимодействието се характеризира с изключително голям екзотермичен ефект (~880 kJ/mol при безкрайно разреждане) и може да доведе до експлозивно кипене и пръскане на сместа, ако водата е добавя се към киселината; Ето защо е толкова важно винаги да обръщате реда при приготвяне на разтвори и да добавяте киселината към водата бавно и с разбъркване.

Някои физични свойства на сярната киселина са дадени в таблицата.

Безводният H 2 SO 4 е забележително съединение с необичайно висока диелектрична константа и много висока електрическа проводимост, която се дължи на йонна автодисоциация (автопротолиза) на съединението, както и на релеен проводящ механизъм с протонен трансфер, който осигурява потока на електрически токпрез вискозна течност с голям брой водородни връзки.

Маса 1. Физични свойствасярна киселина.

Получаване на сярна киселина

Сярната киселина е най-важният индустриален химикал и най-евтината киселина, произвеждана в големи количества навсякъде по света.

Концентрираната сярна киселина („масло от витриол“) е получена за първи път чрез нагряване на „зелен витриол“ FeSO 4 × nH 2 O и е изразходвана в големи количества за получаване на Na 2 SO 4 и NaCl.

IN модерен процесЗа производството на сярна киселина се използва катализатор, състоящ се от ванадиев (V) оксид с добавяне на калиев сулфат върху носител от силициев диоксид или кизелгур. Серен диоксид SO2 се получава чрез изгаряне на чиста сяра или чрез изпичане на сулфидна руда (предимно пирит или руди на Cu, Ni и Zn) в процеса на извличане на тези метали, след което се окислява до триоксид и след това се получава сярна киселина чрез разтваряне вода:

S + O 2 → SO 2 (ΔH 0 - 297 kJ/mol);

SO 2 + ½ O 2 → SO 3 (ΔH 0 - 9,8 kJ/mol);

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 (ΔH 0 - 130 kJ/mol).

Химични свойства на сярната киселина

Сярната киселина е силна двуосновна киселина. В първия етап, в разтвори с ниска концентрация, той се дисоциира почти напълно:

H 2 SO 4 ↔H + + HSO 4 - .

Втори етап на дисоциация

HSO 4 — ↔H + + SO 4 2-

се среща в по-малка степен. Константата на дисоциация на сярната киселина във втория етап, изразена чрез йонна активност, K 2 = 10 -2.

Като двуосновна киселина, сярната киселина образува две серии соли: средна и кисела. Средните соли на сярната киселина се наричат ​​сулфати, а киселинните соли се наричат ​​хидросулфати.

Сярната киселина лакомо абсорбира водни пари и затова често се използва за изсушаване на газове. Способността да абсорбира вода също обяснява овъгляването на мн органична материя, особено тези, принадлежащи към класа на въглехидратите (фибри, захар и др.), когато са изложени на концентрирана сярна киселина. Сярната киселина премахва водорода и кислорода от въглехидратите, които образуват вода, а въглеродът се освобождава под формата на въглища.

Концентрираната сярна киселина, особено гореща, е силен окислител. Той окислява HI и HBr (но не и HCl) до свободни халогени, въглищата до CO2, сярата до SO2. Тези реакции се изразяват с уравненията:

8HI + H 2 SO 4 = 4I 2 + H 2 S + 4H 2 O;

2HBr + H 2 SO 4 = Br 2 + SO 2 + 2H 2 O;

C + 2H 2 SO 4 = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O;

S + 2H 2 SO 4 = 3SO 2 + 2H 2 O.

Взаимодействието на сярната киселина с металите протича по различен начин в зависимост от нейната концентрация. Разредената сярна киселина се окислява с нейния водороден йон. Следователно той взаимодейства само с тези метали, които са в серията на напрежение само до водород, например:

Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2.

Оловото обаче не се разтваря в разредена киселина, тъй като получената сол PbSO 4 е неразтворима.

Концентрираната сярна киселина е окислител поради сярата (VI). Окислява метали в диапазона на напрежение до сребро включително. Продуктите от неговата редукция могат да варират в зависимост от активността на метала и условията (киселинна концентрация, температура). При взаимодействие с нискоактивни метали, например мед, киселината се редуцира до SO 2:

Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

При взаимодействие с по-активни метали продуктите на редукция могат да бъдат както диоксид, така и свободна сяра и сероводород. Например, при взаимодействие с цинк могат да възникнат следните реакции:

Zn + 2H 2 SO 4 = ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O;

3Zn + 4H 2 SO 4 = 3ZnSO 4 + S↓ + 4H 2 O;

4Zn + 5H 2 SO 4 = 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O.

Приложение на сярна киселина

Използването на сярна киселина варира в различните страни и от десетилетие на десетилетие. Например в САЩ основната област на потребление на H 2 SO 4 в момента е производството на торове (70%), следвано от химическо производство, металургия, нефтопреработка (~5% във всяка област). В Обединеното кралство разпределението на потреблението по отрасли е различно: само 30% от произведения H 2 SO 4 се използва за производството на торове, но 18% отиват за бои, пигменти и полупродукти от производството на багрила, 16% за химикали производство, 12% към производството на сапун и перилни препарати, 10% за производство на естествени и изкуствени влакна и 2,5% се използват в металургията.

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

H2SO4, лат. Acidum sulfuricum е силна двуосновна киселина, моларна маса около 98 g/mol.

Чистата сярна киселина е безцветна, без мирис, разяждаща маслена течност с плътност 1,84 g/cm3, която се превръща в твърда кристална маса при 10,4°C. Точката на кипене на водните разтвори на сярна киселина се увеличава с увеличаване на концентрацията и достига максимум при съдържание около 98% H2SO4.

Концентрираната сярна киселина реагира много бурно с водата, тъй като се отделя голям бройтоплина (19 kcal на мол киселина) поради образуването на хидрати. Поради тази причина винаги трябва да разреждате сярната киселина, като я изливате във вода, а не обратното.

Сярната киселина е силно хигроскопична, тоест абсорбира добре водните пари от въздуха, така че може да се използва за изсушаване на газове, които не реагират с нея. Хигроскопичността също обяснява овъгляването на органични вещества, например захар или дърво, когато са изложени на концентрирана сярна киселина. В този случай се образуват хидрати на сярна киселина. Освен това, поради ниската си летливост, той се използва за изместване на други, по-летливи киселини от техните соли.

Концентрираната сярна киселина е силен окислител. Той окислява металите в волтажната серия до сребро включително, а продуктите на реакцията зависят от условията на неговото провеждане и активността на самия метал. Образува две серии соли: средни - сулфати и кисели - хидросулфати, както и етери.

Разредената сярна киселина взаимодейства с всички метали, разположени в електрохимичната серия на напрежение вляво от водорода (H), освобождавайки H2; окислителните свойства са нехарактерни за нея.

В промишлеността сярната киселина се произвежда по два метода: контактен метод с помощта на твърди катализатори (контакти) и азотен метод - с азотни оксиди. Суровините са сяра, метални сулфиди и др. Произвеждат се няколко вида киселина в зависимост от чистотата и концентрацията: батерия (най-чистата), техническа, кула, масло от витриол, олеум (разтвор на серен анхидрид в сярна киселина).

Приложение на сярна киселина:

• Производството на минерални торове е най-голямата област на приложение
• Електролит в оловни батерии
• Производство на синтетични детергенти, багрила, пластмаси, флуороводород и други реактиви
• Обогатяване на руда в минната промишленост
• Пречистване на петролни продукти
• Металообработваща, текстилна, кожарска и други индустрии
• Производство на лекарствени продукти
• Регистриран в хранително-вкусовата промишленост като хранителна добавка Е513
• Промишлен органичен синтез

Приложение на сярната киселина в промишлеността

Хранително-вкусовата промишленост е запозната със сярната киселина под формата на хранителна добавка E513. Киселината действа като емулгатор. Тази хранителна добавка се използва за приготвяне на напитки. С негова помощ се регулира киселинността. В допълнение към храната, E513 е включен в минералните торове. Използването на сярна киселина в промишлеността е широко разпространено. Промишленият органичен синтез използва сярна киселина за извършване на следните реакции: алкилиране, дехидратация, хидратация. С помощта на тази киселина се възстановява необходимо количествосмоли върху филтри, които се използват при производството на дестилирана вода.

Използване на сярна киселина в ежедневието

Сярната киселина у дома е в търсенето сред автомобилните ентусиасти. Процесът на приготвяне на електролитен разтвор за автомобилна батерия е придружен от добавяне на сярна киселина. Когато работите с тази киселина, трябва да запомните правилата за безопасност. Ако киселината попадне върху дрехи или открита кожа, измийте ги незабавно течаща вода. Сярната киселина, която се е разляла върху метал, може да се неутрализира с вар или креда. Когато презареждате батерията на автомобила, трябва да се придържате към определена последователност: постепенно добавяйте киселина към водата, а не обратното. Когато водата реагира със сярна киселина, течността става много гореща, което може да доведе до пръскане. Затова трябва да бъдете особено внимателни течността да не попадне върху лицето или очите ви. Киселината трябва да се съхранява в плътно затворен съд. Важно е химикалът да се съхранява на място, недостъпно за деца.

Използване на сярна киселина в медицината

Среща се в медицината широко приложениесоли на сярна киселина. Например, магнезиев сулфат се предписва на хора за постигане на слабителен ефект. Друго производно на сярната киселина е натриевият тиосулфат. Лекарствоизползва се като антидот в случай на поглъщане на следните вещества: живак, олово, халогени, цианид. Натриев тиосулфат заедно с солна киселинаизползвани за лечение на дерматологични заболявания. Професор Демянович предложи комбинация от тези две лекарства за лечение на краста. Под формата на воден разтвор натриевият тиосулфат се прилага при хора, страдащи от алергични заболявания.

Магнезиевият сулфат има широк спектър от възможности. Поради това се използва от лекари от различни специалности. Магнезиевият сулфат се предписва на пациенти с хипертония като спазмолитик. Ако човек има заболяване на жлъчния мехур, веществото се прилага през устата, за да се подобри секрецията на жлъчката. Употребата на сярна киселина в медицината под формата на магнезиев сулфат в гинекологичната практика е често срещана. Гинеколозите помагат на родилките, като прилагат интрамускулно магнезиев сулфат, като по този начин облекчават болката по време на раждане. В допълнение към всички горни свойства, магнезиевият сулфат има антиконвулсивен ефект.

Приложение на сярна киселина в производството

Сярната киселина, чиито приложения са разнообразни, се използва и в производството на минерални торове. За по-удобно сътрудничество фабриките, които произвеждат сярна киселина и минерални торове, са разположени предимно близо една до друга. Този момент създава непрекъснато производство.

Използването на сярна киселина в производството на багрила и синтетични влакна е на второ място по популярност след производството на минерални торове. Много индустрии използват сярна киселина в някои производствени процеси. Използването на сярна киселина намери търсене в ежедневието. Хората използват химикала за обслужване на колите си. Можете да закупите сярна киселина в магазини, които са специализирани в продажбата химически вещества, включително нашата връзка. Сярната киселина се транспортира в съответствие с правилата за превоз на такива товари. Железопътна или автомобилен транспорттранспортира киселина в подходящи контейнери. В първия случай резервоар действа като контейнер, във втория - варел или контейнер.

Характеристики на приложение и биологична опасност

Сярната киселина и свързаните с нея продукти са изключително токсични вещества, които са класифицирани като II клас на опасност. Изпаренията им засягат дихателните пътища, кожата, лигавиците, причинявайки затруднено дишане, кашлица, а често и ларингити, трахеити и бронхити. Максимално допустима концентрация на пари на сярна киселина във въздуха работна зона производствени помещения- 1 mg/m3. Работещите с токсични киселини се осигуряват със специално облекло и лични предпазни средства. Концентрираната сярна киселина може да причини химически изгаряния, ако се борави небрежно.

Ако сярната киселина попадне вътре, веднага след поглъщането се появява остра болка в устата и навсякъде храносмилателен тракт, силно повръщане, примесено с първо алена кръв, а след това кафяви маси. Едновременно с повръщането започва силна кашлица. Развива се рязко подуване на ларинкса и гласните струни, което води до тежки затруднения в дишането. Зениците се разширяват и кожата на лицето поема тъмно син цвят. Има спад и отслабване на сърдечната дейност. Смъртта настъпва при доза от 5 милиграма. При отравяне със сярна киселина е необходима спешна стомашна промивка и прием на магнезий.

Сярна киселина, H 2 SO 4, силна двуосновна киселина, съответстваща на най-високата степен на окисление на сярата (+6). При нормални условия това е тежка маслена течност без цвят и мирис. В технологията сярна киселина се нарича смес от вода и серен анхидрид. Ако моларното съотношение на SO 3:H 2 O е по-малко от 1, тогава това е воден разтвор на сярна киселина; ако е повече от 1, това е разтвор на SO 3 в сярна киселина.

Физични и химични свойства

100% H 2 SO 4 (монохидрат, SO 3 × H 2 O) кристализира при 10,45 ° C; t кип 296,2 °С; плътност 1,9203 g/cm3; топлинна мощност 1,62 j/g(ДА СЕ. H 2 SO 4 се смесва с H 2 O и SO 3 във всяко съотношение, образувайки съединения:

H 2 SO 4 × 4H 2 O ( t pl- 28,36°C), H 2 SO 4 × 3H 2 O ( t pl- 36,31°C), H 2 SO 4 × 2H 2 O ( t pl- 39,60°C), H 2 SO 4 × H 2 O ( t pl- 8,48 °C), H 2 SO 4 × SO 3 (H 2 S 2 O 7 - дисулфурна или пиросярна киселина, t pl 35,15 °C), H 2 SO × 2SO 3 (H 2 S 3 O 10 - трисярна киселина, t pl 1,20 °C).

При нагряване и кипене на водни разтвори на въглероден диоксид, съдържащи до 70% H 2 SO 4, в парната фаза се отделят само водни пари. Над по-концентрираните разтвори се появяват и пари на въглероден диоксид 98,3% H 2 SO 4 (азеотропна смес) се дестилира напълно при кипене (336,5 ° C). S. k., съдържащ над 98,3% H 2 SO 4, освобождава SO 3 пари при нагряване.

Концентрирана сярна киселина. - силен окислител. Той окислява HI и HBr до свободни халогени; при нагряване окислява всички метали, с изключение на платиновите метали (с изключение на Pd). На студено концентрираният въглероден диоксид пасивира много метали, включително Pb, Cr, Ni, стомана и чугун. Разреден S. реагира с всички метали (с изключение на Pb), предхождащи водорода в серията на напрежението, например: Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2.

Като силна киселина, сярната киселина измества по-слабите киселини от техните соли, например борна киселинаот боракс:

Na2B 4 O 7 + H 2 SO 4 + 5H 2 O = Na 2 SO 4 + 4H 2 BO 3 и при нагряване измества повече летливи киселини, например:

NaNO 3 + H 2 SO 4 = NaHSO 4 + HNO 3.

S. to отнема химически свързаната вода от органични съединения, съдържащи хидроксилни групи - OH. Дехидратацията на етилов алкохол в присъствието на концентриран въглероден диоксид води до получаването на етилен или диетилов етер. Овъгляването на захарта, целулозата, нишестето и други въглехидрати при контакт със захарта също се обяснява с тяхното обезводняване. Като двуосновна сол, той образува два вида соли: сулфати и хидросулфати.

Касова бележка

Първите описания на производството на "масло от витриол" (т.е. концентрирана сярна киселина) са дадени от италианския учен V. Biringuccio през 1540 г. и немския алхимик, чиито трудове са публикувани под името Василий Валентин в края на 16-ти и началото на 17-ти век. През 1690 г. френските химици Н. Лемери и Н. Лефевр полагат основите на първия индустриален методполучаване на селитра, въведено в Англия през 1740 г. Според този метод смес от сяра и нитрат се изгаря в черпак, окачен в стъклен съд, съдържащ определено количество вода. Освободеният SO3 реагира с вода, образувайки S. K. През 1746 г. J. Robeck в Бирмингам заменя стъклените цилиндри с камери, изработени от листово олово и бележи началото на камерното производство на S. K. Непрекъснато подобряване на процеса на получаване на S. K. във Великобритания и Франция води до появата на (1908) на първата система от кули. В СССР първата инсталация на кула е пусната през 1926 г. в Полевския металургичен завод (Урал).

Суровините за получаване на сулфидни руди могат да бъдат: сяра, серен пирит FeS2, отпадъчни газове от пещи за окислително изпичане на сулфидни руди Cu, Pb, Zn и други метали, съдържащи SO 2 . В СССР основното количество сяра се получава от серен пирит. FeS 2 се изгаря в пещи, където е в състояние на кипящ слой. Това се постига чрез бързо продухване на въздух през слой от фино смлян пирит. Получената газова смес съдържа SO 2, O 2, N 2, примеси от SO 3, H 2 O пари, As 2 O 3, SiO 2 и др. и носи много сгурен прах, от който газовете се пречистват в електрически утаители.

SK се получава от SO 2 по два начина: азотен (кула) и контактен. Преработката на SO 2 във въглероден диоксид по нитрозен метод се извършва в производствени кули - цилиндрични резервоари (15 ми повече), пълни с дюза, изработена от керамични пръстени. Отгоре, към газовия поток, се впръсква „нитроза“ - разредена сярна киселина, съдържаща нитрозил сярна киселина NOOSO 3 H, получена чрез реакцията:

N 2 O 3 + 2H 2 SO 4 = 2 NOOSO 3 H + H 2 O.

Окисляването на SO 2 от азотни оксиди става в разтвор след абсорбцията му от нитроза. Нитрозата се хидролизира от вода:

NOOSO 3 H + H 2 O = H 2 SO 4 + HNO 2.

Серният диоксид, влизащ в кулите, образува сярна киселина с вода: SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3.

Взаимодействието на HNO 2 и H 2 SO 3 води до производството на S. k.:

2 HNO 2 + H 2 SO 3 = H 2 SO 4 + 2 NO + H 2 O.

Освободеният NO се превръща в окислителната кула в N 2 O 3 (по-точно в смес от NO + NO 2). Оттам газовете навлизат в абсорбционните кули, където се подава въглероден диоксид, за да ги посрещне отгоре, образува се нитроза, която се изпомпва в производствените кули. Че. осигурява се непрекъснатост на производството и циркулацията на азотни оксиди. Техните неизбежни загуби с отработените газове се компенсират чрез добавяне на HNO 3.

S., получен по азотен метод, има недостатъчно висока концентрация и съдържа вредни примеси (например As). Производството му е придружено от отделянето на азотни оксиди в атмосферата („лисича опашка“, кръстена на цвета на NO 2).

Принципът на контактния метод на производство на S. k. е открит през 1831 г. от P. Philips (Великобритания). Първият катализатор беше платина. В края на 19 - началото на 20 век. беше открито ускоряването на окислението на SO 2 до SO 3 от ванадиев анхидрид V 2 O 5 . Особено важна роля в изучаването на действието на ванадиевите катализатори и техния избор изиграха изследванията на съветските учени А. Е. Ададуров, Г. К. Боресков, Ф. Н. Юшкевич и др. Ванадиеви оксиди с добавки SiO 2, Al 2 O 3, K 2 O, CaO, BaO в различни съотношения се използват като основа на катализатора. Всички ванадиеви контактни маси проявяват своята активност само при температури не по-ниски от ~420 °C. В контактен апарат газът обикновено преминава през 4 или 5 слоя контактна маса. При производството на синтетични катализатори, използвайки контактния метод, газът за печене първо се пречиства от примеси, които отравят катализатора. As, Se и останалият прах се отстраняват в промивни кули, напоявани от S. k. H 2 SO 4 мъгла (образувана от SO 3 и H 2 O, налични в газовата смес) се отстранява в мокри електрически утаители. H 2 O парите се абсорбират от концентриран въглероден диоксид в сушилни кули. След това сместа от SO 2 с въздух преминава през катализатора (контактна маса) и се окислява до SO 3:

SO 2 + 1/2O 2 = SO3.

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4.

В зависимост от количеството вода, постъпващо в процеса, се получава разтвор на въглероден диоксид във вода или олеум.

През 1973 г. обемът на производството на сярна киселина (в монохидрат) е (млн. тона): СССР - 14,9, САЩ - 28,7, Япония - 7,1, Германия - 5,5, Франция - 4,4, Великобритания - 3,9, Италия - 3,0, Полша - 2,9, Чехословакия - 1,2, ГДР - 1,1, Югославия - 0,9.

Приложение

Сярната киселина е един от най-важните продукти на основната химическа промишленост. За технически цели се произвеждат следните разновидности на S. K.: кула (не по-малко от 75% H 2 SO 4), масло от витриол (не по-малко от 92,5%) и олеум, или димящ S. K. (разтвор 18,5-20% SO 3 в H 2 SO 4), както и особено чиста акумулаторна киселина (92-94%; разредена с вода до 26-31% служи като електролит в оловни батерии). Освен това се получава реактивен въглероден диоксид (92-94%), получен чрез контакт в оборудване, изработено от кварц или Pt. Силата на водата се определя от нейната плътност, измерена с хидрометър. Повечето от произведените въглеводороди от кулата се изразходват за производството на минерални торове. Способността да се изместват киселините от техните соли е в основата на използването на киселини при производството на фосфорна, солна, борна, флуороводородна и други киселини. Концентрираният серен диоксид се използва за пречистване на нефтопродукти от сяра и ненаситени органични съединения. Разреден S. K. се използва за отстраняване на котлен камък от тел и листове преди калайдисване и поцинковане, за ецване метални повърхностипреди покриване с хром, никел, мед и др. Използва се в металургията - използва се за разлагане на сложни руди (по-специално уран). В органичния синтез концентрираният натриев карбонат е необходим компонент на нитриращи смеси и сулфониращ агент при получаването на много багрила и лекарствени вещества. Поради високата си хигроскопичност, азотната киселина се използва за изсушаване на газове и концентриране на азотна киселина.

Мерки за безопасност

При производството на сярна киселина токсичните газове (SO 2 и NO 2), както и парите SO 3 и H 2 SO 4 представляват опасност. Следователно е задължително добра вентилация, пълно запечатване на оборудването. S. причинява тежки изгаряния на кожата, поради което при работа с него е необходимо изключително внимание и предпазни средства (очила, гумени ръкавици, престилки, ботуши). При разреждане се изсипва С. във вода на тънка струйка при разбъркване. Добавянето на вода към S. причинява пръскане (поради голямото отделяне на топлина).

Литература:

• Наръчник по сярна киселина, изд. Малина К.М., 2-ро изд., М., 1971;
• Малин К. М., Аркин Н. Л., Боресков Г. К., Слинко М. Г., Технология на сярната киселина, М., 1950;
• Боресков G.K., Катализа в производството на сярна киселина, М. - Л., 1954;
• Амелин А.Г., Яшке Е.В., Производство на сярна киселина, М., 1974;
• Лукянов П. М., РазказХимическата промишленост на СССР, М., 1959 г.

И. К. Малина.