Svovelsyre (H2SO4) er en av de sterkeste dibasiske syrene.

Hvis vi snakker om fysiske egenskaper, ser svovelsyre ut som en tykk, gjennomsiktig, luktfri oljeaktig væske. Avhengig av konsentrasjonen har svovelsyre mange forskjellige egenskaper og bruksområder:

• metall behandlingen;
• malm behandling;
• produksjon av mineralgjødsel;
• kjemisk syntese.

Historien om oppdagelsen av svovelsyre

Kontaktsvovelsyre har en konsentrasjon på 92 til 94 prosent:

2S02 + O2 = 2S02;

H2O + SO3 = H2S04.

Fysiske og fysisk-kjemiske egenskaper til svovelsyre

H2SO4 blandes med vann og SO3 i alle proporsjoner.

I vandige løsninger danner Н₂SO₄ hydrater som Н₂SO₄·nH₂O

Kokepunktet for svovelsyre avhenger av konsentrasjonsgraden til løsningen og når et maksimum ved en konsentrasjon større enn 98 prosent.

Etsende forbindelse oleum er en løsning av SO3 i svovelsyre.

Når konsentrasjonen av svoveltrioksid i oleum øker, synker kokepunktet.

Kjemiske egenskaper til svovelsyre

Ved oppvarming er konsentrert svovelsyre et kraftig oksidasjonsmiddel som kan oksidere mange metaller. De eneste unntakene er noen metaller:

• gull (Au);
• platina (Pt);
• iridium (Ir);
• rhodium (Rh);
• tantal (Ta).

Ved å oksidere metaller kan konsentrert svovelsyre reduseres til H₂S, S og SO₂.

Aktivt metall:

8Al + 15H2SO4(kons.) → 4Al2(SO4)3 + 12H2O + 3H2S

Middels aktivitet metall:

2Cr + 4 H2SO4(kons.)→ Cr2(SO4)3 + 4 H2O + S

Lavaktivt metall:

2Bi + 6H2SO4(konsentrert) → Bi2(SO4)3 + 6H2O + 3S02

Jern reagerer ikke med kald konsentrert svovelsyre fordi det er dekket med en oksidfilm. Denne prosessen kalles passivering.

Reaksjon av svovelsyre og H2O

Når H2SO4 blandes med vann, oppstår en eksoterm prosess: en så stor mengde varme frigjøres at løsningen til og med kan koke. Når du utfører kjemiske eksperimenter, bør du alltid tilsette litt svovelsyre i vannet, og ikke omvendt.

Svovelsyre er et sterkt dehydrogeneringsmiddel. Konsentrert svovelsyre fortrenger vann fra ulike forbindelser. Det brukes ofte som et tørkemiddel.

Reaksjon av svovelsyre og sukker

Grådigheten til svovelsyre for vann kan demonstreres i et klassisk eksperiment - blanding av konsentrert H₂SO4 og, som er en organisk forbindelse (karbohydrat). For å trekke ut vann fra et stoff bryter svovelsyren ned molekylene.

For å utføre eksperimentet, tilsett noen dråper vann til sukkeret og bland. Hell deretter forsiktig inn svovelsyre. Etter kort tid kan det observeres en voldsom reaksjon med dannelse av kull og frigjøring av svoveldioksid og.

Svovelsyre og sukkerbiter:

Husk at det er veldig farlig å jobbe med svovelsyre. Svovelsyre er et etsende stoff som umiddelbart etterlater alvorlige brannskader på huden.

du finner trygge sukkereksperimenter du kan gjøre hjemme.

Reaksjon av svovelsyre og sink

Denne reaksjonen er ganske populær og er en av de vanligste laboratoriemetodene for å produsere hydrogen. Hvis sinkgranulat tilsettes til fortynnet svovelsyre, vil metallet løse seg opp og frigjøre gass:

Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2.

Fortynnet svovelsyre reagerer med metaller som er til venstre for hydrogen i aktivitetsserien:

Me + H2SO4(fortynnet) → salt + H2

Reaksjon av svovelsyre med bariumioner

En kvalitativ reaksjon på og dets salter er reaksjonen med bariumioner. Det er mye brukt i kvantitativ analyse, spesielt gravimetri:

H2S04 + BaCl2 -> BaS04 + 2HCl

ZnSO4 + BaCl2 → BaSO4 + ZnCl2

Merk følgende! Ikke prøv å gjenta disse eksperimentene selv!

Svoveltrioksid vises vanligvis som en fargeløs væske. Det kan også eksistere i form av is, fibrøse krystaller eller gass. Når svoveltrioksid utsettes for luft, begynner det å frigjøres hvit røyk. Det er en komponent av et så kjemisk aktivt stoff som konsentrert svovelsyre. Det er en klar, fargeløs, fet og veldig aggressiv væske. Det brukes i produksjon av gjødsel, eksplosiver, andre syrer, i petroleumsindustrien og i blybatterier i biler.

Konsentrert svovelsyre: egenskaper

Svovelsyre er svært løselig i vann, virker etsende på metaller og stoffer, og forkuller tre og de fleste andre organiske stoffer ved kontakt. Skadelige helseeffekter ved innånding kan oppstå som følge av langvarig eksponering for lave konsentrasjoner av stoffet eller kortvarig eksponering for høye konsentrasjoner.

Konsentrert svovelsyre brukes til å lage gjødsel og andre kjemikalier, i oljeraffinering, i jern- og stålproduksjon og til mange andre formål. Fordi det har et ganske høyt kokepunkt, kan det brukes til å frigjøre mer flyktige syrer fra deres salter. Konsentrert svovelsyre har en sterk hygroskopisk egenskap. Det brukes noen ganger som et tørkemiddel for å dehydrere (kjemisk fjerne vann) mange forbindelser, for eksempel karbohydrater.

Svovelsyrereaksjoner

Konsentrert svovelsyre reagerer med sukker på en uvanlig måte, og etterlater seg en sprø, svampaktig svart masse av karbon. En lignende reaksjon observeres når den utsettes for lær, cellulose og andre plante- og dyrefibre. Når konsentrert syre blandes med vann, frigjør den en stor mengde varme, nok til å forårsake umiddelbar koking. For å fortynne, bør den tilsettes sakte i kaldt vann under konstant omrøring for å begrense varmeoppbygging. Svovelsyre reagerer med væske og danner hydrater med uttalte egenskaper.

fysiske egenskaper

En fargeløs og luktfri væske i en fortynnet løsning har en sur smak. Svovelsyre er ekstremt aggressiv når den utsettes for huden og alle vev i kroppen, og forårsaker alvorlige brannskader ved direkte kontakt. I sin rene form er H 2 SO4 ikke en leder av elektrisitet, men situasjonen endrer seg i motsatt retning ved tilsetning av vann.

Noen egenskaper er at molekylvekten er 98,08. Kokepunktet er 327 grader Celsius, smeltepunktet er -2 grader Celsius. Svovelsyre er en sterk mineralsyre og et av hovedproduktene i den kjemiske industrien på grunn av dens brede kommersielle anvendelser. Det dannes naturlig fra oksidasjon av sulfidmaterialer som jernsulfid.

De kjemiske egenskapene til svovelsyre (H 2 SO4) manifesteres i forskjellige kjemiske reaksjoner:

1. Ved interaksjon med alkalier dannes to serier salter, inkludert sulfater.
2. Reagerer med karbonater og bikarbonater og danner salter og karbondioksid (CO 2).
3. Det påvirker metaller ulikt, avhengig av temperatur og fortynningsgrad. Kaldt og fortynnet slipper ut hydrogen, varmt og konsentrert slipper ut SO 2 .
4. En løsning av H 2 SO4 (konsentrert svovelsyre) spaltes til svoveltrioksid (SO 3) og vann (H 2 O) når den kokes. Kjemiske egenskaper inkluderer også rollen som et sterkt oksidasjonsmiddel.

Brannfare

Svovelsyre er svært reaktiv for å antenne fint dispergerte brennbare materialer ved kontakt. Ved oppvarming begynner svært giftige gasser å bli frigjort. Det er eksplosivt og uforenlig med et stort antall stoffer. Ved høye temperaturer og trykk kan det oppstå ganske aggressive kjemiske endringer og deformasjoner. Kan reagere voldsomt med vann og andre væsker og forårsake sprut.

Helsefare

Svovelsyre korroderer alt kroppsvev. Innånding av damper kan forårsake alvorlig lungeskade. Skader på slimhinnen i øynene kan føre til fullstendig synstap. Hudkontakt kan forårsake alvorlig nekrose. Selv noen få dråper kan være dødelige hvis syren får tilgang til luftrøret. Kronisk eksponering kan forårsake trakeobronkitt, stomatitt, konjunktivitt, gastritt. Gastrisk perforasjon og peritonitt kan forekomme, ledsaget av sirkulasjonskollaps. Svovelsyre er svært etsende og bør håndteres med ekstrem forsiktighet. Tegn og symptomer på eksponering kan være alvorlige og inkluderer sikling, ekstrem tørste, svelgevansker, smerte, sjokk og brannskader. Oppkast er vanligvis fargen på malt kaffe. Akutt eksponering ved innånding kan føre til nysing, heshet, kvelning, laryngitt, kortpustethet, luftveisirritasjon og brystsmerter. Blødning fra nese og tannkjøtt, lungeødem, kronisk bronkitt og lungebetennelse kan også forekomme. Hudeksponering kan føre til alvorlige smertefulle brannskader og dermatitt.

Førstehjelp

1. Plasser ofrene i frisk luft. Nødetatene bør unngå eksponering for svovelsyre.
2. Vurder vitale tegn, inkludert puls og respirasjonsfrekvens. Hvis en puls ikke oppdages, utfør gjenopplivningstiltak avhengig av tilleggsskadene som er mottatt. Hvis pusten er vanskelig, gi pustestøtte.
3. Fjern skitne klær så snart som mulig.
4. Ved kontakt med øynene, skyll med varmt vann i minst 15 minutter på huden, vask med såpe og vann.
5. Hvis du inhalerer giftig røyk, bør du skylle munnen med mye vann, du bør ikke drikke eller fremkalle oppkast selv.
6. Transportere ofre til et medisinsk anlegg.

Fysiske egenskaper

Ren 100 % svovelsyre (monohydrat) er en fargeløs oljeaktig væske som stivner til en krystallinsk masse ved +10 °C. Reaktiv svovelsyre har vanligvis en tetthet på 1,84 g/cm 3 og inneholder ca. 95 % H 2 SO 4. Den herder bare under -20 °C.

Smeltepunktet til monohydratet er 10,37 °C med en smeltevarme på 10,5 kJ/mol. Under normale forhold er det en veldig viskøs væske med en veldig høy dielektrisk konstant (e = 100 ved 25 °C). Mindre intrinsisk elektrolytisk dissosiasjon av monohydratet fortsetter parallelt i to retninger: [H 3 SO 4 + ]·[НSO 4 - ] = 2·10 -4 og [H 3 O + ]·[НS 2 О 7 - ] = 4 ·10-5. Dens molekylære ioniske sammensetning kan karakteriseres omtrent ved følgende data (i%):

H 2 SO 4 HSO 4 - H 3 SO 4 + H 3 O + HS 2 O 7 - H 2 S 2 O 7

99,50,180,140,090,050,04

Ved tilsetning av selv små mengder vann blir dissosiasjon dominerende i henhold til skjemaet: H 2 O + H 2 SO 4<==>H 3 O + + HSO 4 -

Kjemiske egenskaper

H 2 SO 4 er en sterk dibasisk syre.

H2SO4<-->H + + H SO 4 -<-->2H + + SO 4 2-

Det første trinnet (for gjennomsnittlige konsentrasjoner) fører til 100 % dissosiasjon:

K2 = ( ) / = 1,2 10-2

1) Interaksjon med metaller:

a) fortynnet svovelsyre løser bare metaller som er i spenningsserien til venstre for hydrogen:

Zn 0 + H 2 + 1 SO 4 (fortynnet) --> Zn + 2 SO 4 + H 2 O

b) konsentrert H2+6SO4 - et sterkt oksidasjonsmiddel; ved interaksjon med metaller (unntatt Au, Pt) kan den reduseres til S +4 O 2, S 0 eller H 2 S -2 (Fe, Al, Cr reagerer heller ikke uten oppvarming - de passiveres):

• 2Ag 0 + 2H 2 +6 SO 4 --> Ag 2 +1 SO 4 + S +4 O 2 + 2H 2 O
• 8Na 0 + 5H 2 + 6 SO 4 --> 4Na 2 + 1 SO 4 + H 2 S -2 + 4H 2 O
• 2) konsentrert H 2 S +6 O 4 reagerer ved oppvarming med noen ikke-metaller på grunn av dets sterke oksidasjonsegenskaper, og blir til svovelforbindelser med lavere oksidasjonstilstand (for eksempel S +4 O 2):

C 0 + 2H 2 S + 6 O 4 (kons.) --> C + 4 O 2 + 2S + 4 O 2 + 2H 2 O

S 0 + 2H 2 S + 6 O 4 (kons.) --> 3S + 4 O 2 + 2H 2 O

• 2P 0 + 5H 2S +6 O 4 (kons.) --> 5S +4 O 2 + 2H 3 P +5 O 4 + 2H 2 O
• 3) med basiske oksider:

CuO + H 2 SO 4 --> CuSO4 + H2O

CuO + 2H + --> Cu 2+ + H 2 O

4) med hydroksyder:

H 2 SO 4 + 2 NaOH --> Na 2 SO 4 + 2H 2 O

H + + OH - --> H 2 O

H 2 SO 4 + Cu(OH) 2 --> CuSO 4 + 2H 2 O

• 2H+ + Cu(OH)2 --> Cu2+ + 2H2O
• 5) utvekslingsreaksjoner med salter:

BaCl2 + H2SO4 --> BaSO4 + 2HCl

Ba 2+ + SO 4 2- --> BaSO 4

Dannelsen av et hvitt bunnfall av BaSO 4 (uløselig i syrer) brukes til å identifisere svovelsyre og løselige sulfater.

MgCO 3 + H 2 SO 4 --> MgSO 4 + H 2 O + CO 2 H 2 CO 3

Monohydrat (ren, 100 % svovelsyre) er et ioniserende løsningsmiddel som er surt i naturen. Sulfater av mange metaller oppløses godt i den (omdannes til bisulfater), mens salter av andre syrer løses som regel bare hvis de kan solvolyseres (omdannes til bisulfater). Salpetersyre oppfører seg i monohydrat som en svak baseHNO 3 + 2 H 2 SO 4<==>H 3 O + + NO 2 + + 2 HSO 4 - perklorsyre - som en svært svak syre H 2 SO 4 + HClO 4 = H 3 SO 4 + + ClO 4 - Fluorsulfonsyre og klorsulfonsyre er noe sterkere syrer (HSO 3 F > HSO 3 Cl > HClO 4). Monohydrat løser godt opp mange organiske stoffer som inneholder atomer med ensomme elektronpar (i stand til å feste et proton). Noen av dem kan deretter isoleres tilbake uendret ved ganske enkelt å fortynne løsningen med vann. Monohydratet har en høy kryoskopisk konstant (6,12°) og brukes noen ganger som et medium for å bestemme molekylvekter.

Konsentrert H 2 SO 4 er et ganske sterkt oksidasjonsmiddel, spesielt ved oppvarming (det reduseres vanligvis til SO 2). For eksempel oksiderer det HI og delvis HBr (men ikke HCl) til frie halogener. Mange metaller oksideres også av det - Cu, Hg, etc. (mens gull og platina er stabile med hensyn til H 2 SO 4). Så interaksjonen med kobber følger ligningen:

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

Fungerer som et oksidasjonsmiddel, svovelsyre reduseres vanligvis til SO 2 . Men med de kraftigste reduksjonsmidlene kan den reduseres til S og til og med H 2 S. Konsentrert svovelsyre reagerer med hydrogensulfid i henhold til ligningen:

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

Det skal bemerkes at det også er delvis redusert av hydrogengass og derfor ikke kan brukes til tørking.

Ris. 1. 3.

Oppløsningen av konsentrert svovelsyre i vann er ledsaget av en betydelig frigjøring av varme (og en liten reduksjon i systemets totale volum). Monohydrat leder nesten ikke elektrisk strøm. Tvert imot er vandige løsninger av svovelsyre gode ledere. Som man kan se på fig. 13, har omtrent 30 % syre maksimal elektrisk ledningsevne. Kurvens minimum tilsvarer et hydrat med sammensetningen H 2 SO 4 · H 2 O.

Varmefrigjøringen ved oppløsning av monohydratet i vann er (avhengig av sluttkonsentrasjonen av løsningen) opptil 84 kJ/mol H 2 SO 4. Tvert imot, ved å blande 66 % svovelsyre, forhåndskjølt til 0 °C, med snø (1:1 etter vekt), kan en temperaturreduksjon til -37 °C oppnås.

Endringen i tettheten til vandige løsninger av H 2 SO 4 med dens konsentrasjon (vekt%) er gitt nedenfor:

Som man kan se fra disse dataene, bestemmes ved tetthet av konsentrasjonen av svovelsyre over 90 vekt-vekt. % blir veldig unøyaktig. Vanndamptrykket over løsninger av H 2 SO 4 av forskjellige konsentrasjoner ved forskjellige temperaturer er vist i fig. 15. Svovelsyre kan virke som et tørkemiddel bare så lenge trykket av vanndamp over løsningen er mindre enn dets partialtrykk i gassen som tørkes.

Ris. 15.

Ris. 16. Kokepunkter over løsninger av H 2 SO 4. H 2 SO 4 løsninger.

Når en fortynnet løsning av svovelsyre kokes, destilleres vann fra den, og kokepunktet stiger til 337 ° C, når 98,3 % av H 2 SO 4 begynner å destillere (fig. 16). Tvert imot fordamper overskudd av svovelsyreanhydrid fra mer konsentrerte løsninger. Dampen av svovelsyre som koker ved 337 °C dissosieres delvis til H 2 O og SO 3, som rekombinerer ved avkjøling. Det høye kokepunktet til svovelsyre gjør at den kan brukes til å skille svært flyktige syrer fra deres salter når de varmes opp (for eksempel HCl fra NaCl).

Kvittering

Monohydratet kan oppnås ved krystallisering av konsentrert svovelsyre ved -10 °C.

Produksjon av svovelsyre.

• 1. trinn. Ovn for fyring av pyritt.
• 4FeS 2 + 11O 2 --> 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q

Prosessen er heterogen:

• 1) maling av jernkis (pyritt)
• 2) "fluidisert seng" metode
• 3) 800°C; fjerning av overflødig varme
• 4) økning i oksygenkonsentrasjon i luften
• 2. trinn. Etter rengjøring, tørking og varmeveksling kommer svoveldioksid inn i kontaktapparatet, hvor det oksideres til svovelsyreanhydrid (450°C - 500°C; katalysator V 2 O 5):
• 2SO2 + O2
• 3. trinn. Absorpsjonstårn:

nSO 3 + H 2 SO 4 (konsentrert) --> (H 2 SO 4 nSO 3) (oleum)

Vann kan ikke brukes på grunn av tåkedannelse. Keramiske dyser og motstrømsprinsippet brukes.

Applikasjon.

Huske! Svovelsyre bør helles i vann i små porsjoner, og ikke omvendt. Ellers kan det oppstå en voldsom kjemisk reaksjon som kan føre til alvorlige brannskader.

Svovelsyre er et av hovedproduktene i den kjemiske industrien. Det brukes til produksjon av mineralgjødsel (superfosfat, ammoniumsulfat), forskjellige syrer og salter, medisiner og vaskemidler, fargestoffer, kunstige fibre og eksplosiver. Det brukes i metallurgi (dekomponering av malm, for eksempel uran), for rensing av petroleumsprodukter, som tørkemiddel, etc.

Det er praktisk talt viktig at veldig sterk (over 75%) svovelsyre ikke har noen effekt på jern. Dette gjør at den kan lagres og transporteres i ståltanker. Tvert imot, fortynnet H 2 SO 4 løser lett opp jern med frigjøring av hydrogen. Oksiderende egenskaper er ikke i det hele tatt karakteristiske for den.

Sterk svovelsyre absorberer fuktighet kraftig og brukes derfor ofte til å tørke gasser. Den fjerner vann fra mange organiske stoffer som inneholder hydrogen og oksygen, som ofte brukes i teknologi. Dette (så vel som de oksiderende egenskapene til sterk H 2 SO 4) er assosiert med dens ødeleggende effekt på plante- og dyrevev. Hvis svovelsyre ved et uhell kommer på huden din eller kjolen mens du arbeider, bør du umiddelbart vaske den av med mye vann, deretter fukte det berørte området med en fortynnet ammoniakkløsning og skylle igjen med vann.

Egenskaper til svovelsyre

Vannfri svovelsyre (monohydrat) er en tung oljeaktig væske som blandes med vann i alle proporsjoner, og frigjør en stor mengde varme. Tetthet ved 0 °C er 1,85 g/cm3. Det koker ved 296 °C og fryser ved -10 °C. Svovelsyre kalles ikke bare monohydrat, men også vandige løsninger av det (), samt løsninger av svoveltrioksid i monohydrat (), kalt oleum. Oleum "røyker" i luft på grunn av desorpsjon fra den. Ren svovelsyre er fargeløs, mens teknisk svovelsyre farges mørkt av urenheter.

De fysiske egenskapene til svovelsyre, som tetthet, krystalliseringstemperatur, kokepunkt, avhenger av sammensetningen. I fig. Figur 1 viser et krystalliseringsdiagram av systemet. Maksimaene i den tilsvarer sammensetningen av forbindelsene eller tilstedeværelsen av minima forklares av det faktum at krystalliseringstemperaturen til blandinger av to stoffer er lavere enn krystalliseringstemperaturen til hver av dem.

Ris. 1

Vannfri 100 % svovelsyre har en relativt høy krystalliseringstemperatur på 10,7 °C. For å redusere muligheten for frysing av et kommersielt produkt under transport og lagring, velges konsentrasjonen av teknisk svovelsyre slik at den har en tilstrekkelig lav krystalliseringstemperatur. Industrien produserer tre typer kommersiell svovelsyre.

Svovelsyre er veldig aktiv. Den løser opp metalloksider og de fleste rene metaller ved høye temperaturer, den fortrenger alle andre syrer fra salter. Svovelsyre kombineres spesielt grådig med vann på grunn av dens evne til å danne hydrater. Det tar vann bort fra andre syrer, fra krystallinske hydrater av salter og til og med oksygenderivater av hydrokarboner, som ikke inneholder vann som sådan, men hydrogen og oksygen i kombinasjonen H:O = 2. tre og annet plante- og dyrevev som inneholder cellulose, stivelse og sukker blir ødelagt i konsentrert svovelsyre; vannet binder seg med syren og det er bare fint spredt karbon igjen fra vevet. I fortynnet syre brytes cellulose og stivelse ned til sukker. Hvis konsentrert svovelsyre kommer i kontakt med menneskelig hud, forårsaker det brannskader.

Den høye aktiviteten til svovelsyre, kombinert med de relativt lave produksjonskostnadene, bestemte det enorme omfanget og det ekstreme mangfoldet av dens anvendelse (fig. 2). Det er vanskelig å finne en industri der svovelsyre eller produkter laget av den ikke ble konsumert i varierende mengder.

Ris. 2

Den største forbrukeren av svovelsyre er produksjon av mineralgjødsel: superfosfat, ammoniumsulfat, etc. mange syrer (for eksempel fosforsyre, eddiksyre, saltsyre) og salter produseres i stor grad ved hjelp av svovelsyre. Svovelsyre er mye brukt i produksjon av ikke-jernholdige og sjeldne metaller. I metallbearbeidingsindustrien brukes svovelsyre eller dens salter til beising av stålprodukter før maling, fortinning, fornikling, forkromning, etc. Betydelige mengder svovelsyre brukes på raffinering av petroleumsprodukter. Produksjon av en rekke fargestoffer (til tekstiler), lakk og maling (for bygninger og maskiner), medisinske stoffer og en del plast innebærer også bruk av svovelsyre. Ved å bruke svovelsyre, etyl og andre alkoholer produseres noen estere, syntetiske vaskemidler og en rekke plantevernmidler for å kontrollere skadedyr og ugress i landbruket. Fortynnede løsninger av svovelsyre og dens salter brukes i produksjon av rayon, i tekstilindustrien for behandling av fibre eller stoffer før farging, så vel som i annen lett industri. I næringsmiddelindustrien brukes svovelsyre til å produsere stivelse, melasse og en rekke andre produkter. Transport bruker blysvovelsyrebatterier. Svovelsyre brukes til tørking av gasser og til å konsentrere syrer. Til slutt brukes svovelsyre i nitreringsprosesser og i produksjon av de fleste eksplosiver.

Fysiske og fysisk-kjemiske egenskaper

Oleum

Løsninger av SO 3 i svovelsyre kalles, de danner to forbindelser H 2 SO 4 · SO 3 og H 2 SO 4 · 2SO 3. Oleum inneholder også pyrosulfuric acid, oppnådd ved reaksjonen:

H 2 SO 4 + SO 3 → H 2 S 2 O 7.

Kokepunktet for vandige løsninger av svovelsyre øker med økende konsentrasjon og når et maksimum ved et innhold på 98,3% H 2 SO 4.

Egenskaper til vandige løsninger av svovelsyre og oleum

Innhold % etter vekt		Tetthet ved 20 °C, g/cm³	Krystallisasjonstemperatur, °C	Kokepunkt, °C
H2SO4	SO 3 (gratis)
10	-	1,0661	−5,5	102,0
20	-	1,1394	−19,0	104,4
40	-	1,3028	−65,2	113,9
60	-	1,4983	−25,8	141,8
80	-	1,7272	−3,0	210,2
98	-	1,8365	0,1	332,4
100	-	1,8305	10,4	296,2
104,5	20	1,8968	−11,0	166,6
109	40	1,9611	33,3	100,6
113,5	60	2,0012	7,1	69,8
118,0	80	1,9947	16,9	55,0
122,5	100	1,9203	16,8	44,7

Kokepunktet til oleum synker med økende SO 3-innhold. Når konsentrasjonen av vandige løsninger av svovelsyre øker, synker det totale damptrykket over løsningene og når et minimum ved et innhold på 98,3 % H 2 SO 4. Med økende konsentrasjon av SO 3 i oleum øker det totale damptrykket over det. Damptrykket over vandige løsninger av svovelsyre og oleum kan beregnes ved å bruke ligningen:

Lg s(Pa) = A - B/ T + 2,126,

Verdiene til koeffisientene A og B avhenger av konsentrasjonen av svovelsyre. Damp over vandige løsninger av svovelsyre består av en blanding av vanndamp, H 2 SO 4 og SO 3, og sammensetningen av dampen er forskjellig fra sammensetningen av væsken ved alle konsentrasjoner av svovelsyre, bortsett fra den tilsvarende.

Med økende temperatur øker dissosiasjonen av H 2 SO 4 ↔ H 2 O + SO 3 - Q, ligning for temperaturavhengigheten til likevektskonstanten ln K p = 14,74965 − 6,71464ln(298/ T) - 8.10161 10 4 T² - 9643,04/ T- 9,4577·10 -3 T+ 2,19062·10 -6 T². Ved normalt trykk er dissosiasjonsgraden: 10 -5 (373 K), 2,5 (473 K), 27,1 (573 K), 69,1 (673 K). Tettheten til 100 % svovelsyre kan bestemmes ved ligningen: d= 1,8517 - 1,1·10 -3 t+ 2·10 -6 t² g/cm³. Med økende konsentrasjon av svovelsyreløsninger reduseres deres varmekapasitet og når et minimum for 100 % svovelsyre, øker varmekapasiteten til oleum med økende SO³-innhold.

Med økende konsentrasjon og synkende temperatur synker varmeledningsevnen λ: λ = 0,518 + 0,0016 t - (0,25 + t/1293)· MED/100, hvor MED-konsentrasjon av svovelsyre, i %. Oleum H 2 SO 4 · SO 3 har maksimal viskositet med økende temperatur, η synker. Den elektriske motstanden til svovelsyre er minimal ved konsentrasjoner på 30 og 92 % H2SO4 og maksimal ved konsentrasjoner på 84 og 99,8 % H2SO4. For oleum er minimum ρ ved en konsentrasjon på 10 % SO 3. Med økende temperatur øker ρ av svovelsyre. Dielektrisk konstant av 100 % svovelsyre 101 (298,15 K), 122 (281,15 K); 6,12, 5,33; diffusjonskoeffisienten til svovelsyredamp i luft varierer avhengig av temperatur; D= 1,67·10 -5 T 3/2 cm²/s.

Kjemiske egenskaper

Svovelsyre er et ganske sterkt oksidasjonsmiddel, spesielt ved oppvarming; oksiderer HI og delvis HBr til fri, til CO 2, - til SO 2, oksiderer mange metaller (osv.). I dette tilfellet reduseres svovelsyre til SO 2, og av de kraftigste reduksjonsmidlene - til S og H 2 S. Konsentrert H 2 SO 4 reduseres delvis med H 2. På grunn av dette kan den ikke brukes til å tørke den. Fortynnet H 2 SO 4 interagerer med alle metaller som befinner seg i den elektrokjemiske spenningsserien til venstre for hydrogen, og frigjør H 2 . De oksiderende egenskapene til fortynnet H 2 SO 4 er ukarakteristiske. Svovelsyre gir to serier med salter: medium - sulfater og sure - hydrosulfater, samt estere. Kjent peroxomonosulfur (eller) H 2 SO 5; og peroksodisvovelsyre H2S2O8.

applikasjon

Svovelsyre brukes:

• I produksjon av mineralgjødsel;
• Som elektrolytt i blybatterier;
• For å oppnå ulike mineralsyrer og salter,
• Ved produksjon av kjemiske fibre, fargestoffer, røykdannende stoffer og eksplosiver,
• I olje-, metall-, tekstil-, lær- og annen industri.
• I næringsmiddelindustrien brukes det som ( E513).
• I industriell organisk syntese i reaksjoner:
  • dehydrering (produksjon av estere);
  • hydrering (