Les propriétés physiques de l'acide sulfurique concentré. Acide sulfurique et ses propriétés chimiques

Acide sulfurique - Il s'agit d'un acide minéral fort fortement relocalisé avec une formule moléculaire H 2 SO 4. Il s'agit d'un liquide visqueux incolore pouvant avoir une nuance légèrement jaune, soluble dans l'eau de toutes les concentrations. L'acide sulfurique peut être peint dans une couleur brun foncé pendant le processus de production industrielle pour empêcher les personnes de son danger. Nom historique de l'acide sulfurique - huile de vitriol.

L'acide sulfurique est un acide à deux axes et présente diverses propriétés en fonction de sa concentration. Son activité de corrosion pour d'autres matériaux, tels que les métaux, les tissus vivants (par exemple, le cuir et la chair) ou même des pierres, peut être principalement attribué à sa nature acide solide et à sa forme concentrée propriétés fortes Déshydratation et oxydation. L'acide sulfurique en concentration élevée peut causer des dommages très graves pendant le contact, car cela ne provoque pas seulement une brûlure chimique à travers l'hydrolyse, mais également une brûlure thermique secondaire à travers la déshydratation. L'acide sulfurique brûle la cornée et peut entraîner une cécité constante, s'ils éclaboussent les yeux. Ainsi, des mesures de sécurité graves doivent être prises lorsqu'elle est utilisée. De plus, il est hygroscopique, absorbant rapidement des vapeurs d'eau de l'air.

Avoir diverses propriétés chimiques, l'acide sulfurique comporte une large gamme d'applications, notamment en tant que nettoyant à usage d'acide intérieur, électrolyte dans des piles au plomb-acide et divers agents de nettoyage. C'est également une substance clé dans l'industrie chimique. L'utilisation principale comprend le traitement des minéraux, la production d'engrais, le traitement de l'huile, le traitement eaux usées et synthèse chimique. L'acide sulfurique est largement produit par diverses méthodes, telles que le processus de contact, le processus de catalyse humide et d'autres méthodes.

Histoire de l'acide sulfurique

L'étude du vitriol a commencé dans l'Antiquité. Stralers avait une liste d'espèces du vitriol, qui ont été classées en couleur de la substance. Certaines des discussions précoces de l'origine et des propriétés du Vitriol se trouvent dans les œuvres du docteur grecque de Dioscord (le premier siècle après JC) et du naturaliste romain de la rue senior (23-79 après JC). Galen a également discuté de son usage médical. L'utilisation de substances civiles dans la métallurgie est décrite dans les œuvres alchimiques grecques antiques. Zosimi de Panopoles, dans la thèse "Phisica et mystica.» et papyrus "x" Leiden.

Alchimistes islamiques Jabir Ibn Hayanga (721-815 N.E.), une fois (865-925 AD) et Jamal Dean al-Wanta (1318, a écrit un livre " Mabāhij al-fikar wa-manāhij al- "ibar"), ont inclus vigoureux dans leurs listes de classification des minéraux. Ibn Sina s'est concentré sur la demande médicale et les variétés de vitalité.

L'acide sulfurique a été appelé "huile vigoureuse" des alchimistes européens médiévaux. Sur ce nom, il y a des références dans les travaux de Vincent de Beauvais et dans la composition " Compossitium de compositite", Attribué Albert génial.Un extrait du travail de Pseudo-Gerbera " Somma perfectionnis"Pendant longtemps, on considère depuis longtemps la première recette d'acide sulfurique, mais c'était une interprétation incorrecte.

Au XVIIe siècle, le chimiste germano-danois Johann Glauber a préparé de l'acide sulfurique en brûlant du soufre avec la Selutyrah (nitrate de potassium, Kno 3) en présence de vapeur. Comme l'égout est en désintégration, il oxyde le soufre au composé de 3, qui est combiné à de l'eau pour la production d'acide sulfurique. En 1736, Joshua Ward, Pharmacien de Londres, a utilisé cette méthode pour démarrer une production à grande échelle d'acide sulfurique.

En 1746, à Birmingham, John Robak a adapté cette méthode pour la production d'acide sulfurique dans les caméras zavidées, plus fortes, moins chères et pourrait être plus que les conteneurs de verre utilisés. Cette processus en chambre de plomb Fourni une industrialisation effective de la production d'acide sulfurique. Après quelques améliorations, cette méthode appelée «le processus dans une chambre de plomb» ou «processus de chambre» est restée standard pour la production d'acide sulfurique au cours des deux derniers siècles.

L'acide sulfurique créé dans le processus de John Robak, a approché une concentration de 65%. Des améliorations ultérieures dans le processus dans la chambre de plomb faite par le chimiste français Jose Louis Gay Lussak et chimiste britannique John Glover, une concentration améliorée jusqu'à 78%. Cependant, la production de certains colorants et d'autres procédés chimiques nécessite un produit plus concentré. Tout au long du XVIIIe siècle, cela ne pourrait être fait que par des minéraux distillés à sec dans une technique similaire aux procédés d'alchimie d'origine. Pyrite (disulfure de fer, FES 2) chauffée dans l'air pour donner du sulfate de fer (II), Feso 4, oxydé par plus de chauffage dans l'air pour former du sulfate de fer (III), Fe 2 (SO 4) 3. Lorsqu'il a été chauffé à 480 ° C, il est décomposé sur l'oxyde de fer (III) et le trioxyde de soufre, qui pourrait être sauté à travers l'eau pour obtenir de l'acide sulfurique à toute concentration. Cependant, le débit de ce processus empêchait l'utilisation à grande échelle d'acide sulfurique concentré.

En 1831, le marchand de vignobles britannique dépassant Philips a breveté un processus de contact, qui était un processus beaucoup plus économique pour la production de trioxyde de soufre et d'acide sulfurique concentré. Aujourd'hui, presque tout le volume mondial d'acide sulfurique est effectué à l'aide de cette méthode.

Acide sulfurique

C + 2 H 2 SO 4 → CO 2 + 2 SO 2 + 2 H 2 O

S + 2 H 2 SO 4 → 3 SO 2 + 2 H 2 O

Réaction de chlorure de sodium

Il réagit avec du chlorure de sodium et donne du gaz de chlorure d'hydrogène et du bisulfate de sodium:

NaCl + H 2 SO 4 → NAHSO 4 + HCL

Substitution d'électrophile en rangée aromatique

Le benzène est soumis à une substitution électropale sous une rangée aromatique à l'acide sulfurique pour former les acides sulfoniques correspondants.

Prévalence

L'acide sulfurique pur ne diffère pas naturellement sur la terre sous forme anhydre due à sa grande affinité avec de l'eau. L'acide sulfurique jeté est un composant de pluie acide, qui est formé par oxydation atmosphérique de dioxyde de soufre en présence d'eau, c'est-à-dire oxydation de l'acide sulfurique. Le dioxyde de soufre est le sous-produit principal formé lors de la combustion de carburant contenant du soufre, tel que le charbon ou l'huile.

L'acide sulfurique est formé naturellement par oxydation de minéraux sulfurés, tels que le sulfure de fer. L'eau résultante peut être très envisagée et s'appelle le drainage des eaux de mines acides (DCCHB) ou du drainage des roches acides (DKP). Cette eau acide est capable de dissoudre les métaux présents dans la roche sulfure, entraînant des flux toxiques colorés de couleurs vives. En oxydation de la pyrite (sulfuré en fer), le fer (II) ou Fe 2+ est formé d'oxygène moléculaire:

2 FES 2 (T.V.) + 7 O 2 + 2 H 2 O → 2 Fe 2+ (V.R.) + 4 SO 4 2- (V.R.) + 4 H +

4 Fe 2+ + O 2 + 4 H + → 4 Fe 3+ + 2 H 2 O

La FE 3+ résultante peut être tamisée comme hydroxyde ou oxyde d'eau:

Fe 3+ (V.R.) + 3 H 2 O → Fe (OH) 3 (T.V.) + 3 H +

Fer fer (III) ("Torus Iron") peut également oxyder la pyrite:

FES 2 (G.) + 14 Fe 3+ + 8 H 2 o → 15 Fe 2+ (V.R.) + 2 SO 4 2- (V.R.) + 16 H +

Lorsque l'oxydation de la pyrite avec fer (III) se produit, le processus peut accélérer. Dans la DCT, les valeurs de pH formées par ce processus ont été mesurées en dessous de zéro.

DKP peut également former de l'acide sulfurique à une vitesse inférieure, la capacité de neutralisation de l'acide (NSC) de l'aquifère peut neutraliser l'acide. Dans de tels cas, la concentration de solides dissolues courantes (RTS) d'eau peut être augmentée de la solution de minéraux de la réaction de neutralisation avec des minéraux.

L'acide sulfurique est utilisé comme protection définie espèces marines, par exemple, algues brunes. Desmarestia Munda. (Conceptions de commande pro) concentrez de l'acide sulfurique dans les vacuoles de cellules.

Acide sulfurique extraterrestre

Vénus

L'acide sulfurique est formé dans la haute atmosphère de Vénus avec une réaction photochimique au dioxyde de carbone, au dioxyde de soufre et à la vapeur d'eau. Les protons ultraviolets de longueurs d'onde inférieure à 169 nm peuvent photonissorer le dioxyde de carbone sur le monoxyde de carbone et l'oxygène atomique. L'oxygène atomique est fortement réactif. Lorsqu'il réagit avec du dioxyde de soufre, un composant, dans une quantité insignifiante existante dans l'atmosphère de Vénus, le résultat devient du trioxyde de soufre, qui peut être combiné à des vapeurs d'eau, un autre composant insignifiant de l'atmosphère de Vénus, formant de l'acide sulfurique. Dans les couches supérieures les plus cool de l'atmosphère de Vénus, l'acide sulfurique existe sous la forme d'un liquide et les nuages \u200b\u200bépais d'acide sulfurique cachent complètement la surface de la planète, si vous le regardez d'en haut. La couche principale des nuages \u200b\u200bs'étend dans 45-70 km au-dessus de la surface de la planète, moins de brouillards denses s'étendent en dessous de 30 km et plus de 90 km au-dessus de sa surface. Les nuages \u200b\u200bvénéraniens permanents forment des pluies acides concentrées, comme des nuages \u200b\u200bdans l'atmosphère terrestre, la pluie de l'eau.

L'atmosphère montre un cycle d'acide sulfurique. Lorsque des gouttes de pluie d'acide sulfurique tombent à travers le gradient de température d'une atmosphère plus chaude, ils chauffent et produisent des vapeurs d'eau, de plus en plus concentrées. Lorsqu'ils atteignent des températures supérieures à 300 ° C, l'acide sulfurique commence à désintégrer le trioxyde de soufre et l'eau dans la phase gazeuse. Le trioxyde de soufre est fortement réactif et se décompose sur du dioxyde de soufre et de l'oxygène atomique, qui oxyde les traces de monoxyde de carbone pour la formation de dioxyde de carbone. Le dioxyde de soufre et les paires aquatiques se lèvent sur des flux convectifs des couches atmosphériques médianes à plus haut, où elles sont transformées à nouveau en acide sulfurique - le cycle est répété.

L'Europe 

Le spectre infrarouge de la mission Galileo Nasa présente une absorption distincte sur la Lune de Jupiter Europe, qui a été affectée à une ou plusieurs hydrates de l'acide sulfurique. L'acide sulfurique dans la solution d'eau provoque une diminution significative de la température de congélation du point de fusion de l'eau, à -63 ° C, et cela ferait plus probablement l'existence de solutions liquides sous la croûte de glace de l'Europe. L'interprétation du spectre est quelque peu douteuse. Certains scientifiques planétaires préfèrent prescrire des propriétés spectrales d'ion sulfate, peut-être des parties d'un ou plusieurs minéraux à la surface de l'Europe.

Production d'acide sulfurique

L'acide sulfurique est formé de soufre, d'oxygène et d'eau à travers le processus de contact traditionnel (DKDA - doublecontacter - double absorption) ou le processus de catalyse humide d'acide sulfurique (MKV).

Processus de contact

S (G.) + O 2 (G.) → SO 2 (G.)

Il est ensuite oxydé au trioxyde de soufre en utilisant de l'oxygène en présence de catalyseur d'oxyde de vanadium (V). Cette réaction est réversible et la formation de trioxyde de soufre est une réaction exothermique.

2 SO 2 (g.) + O 2 (G.) ≡ 2 SO 3 (G.) (en présence de V 2 O 5)

Le trioxyde de soufre est absorbé par 97-98% H 2 SO 4 pour la formation d'oléum (H 2 S 2 O 7), également appelée acide sulfurique fumeur. L'oléum est ensuite divorcé par de l'eau pour la formation d'acide sulfurique concentré.

H 2 SO 4 (L) + SO 3 (G) → H 2 S 2 O 7 (L)

H 2 S 2 O 7 (L) + H 2 O (L) → 2 H 2 SO 4 (L)

Il convient de noter que la dissolution directe de 3 dans l'eau n'est pas pratique en raison de la nature exothermique forte de la réaction entre le trioxyde de soufre et l'eau. Dans la réaction au lieu d'un fluide, un aérosol corrosif est formé, ce qui est très difficile à diviser.

Donc 3 (G.) + H 2 O (L) → H 2 SO 4 (L)

Le processus de catalyse humide de l'acide sulfurique

Dans la première étape du soufre est brûlé pour former du dioxyde de soufre.

S (T.V.) + O 2 (G.) → SO 2 (G.)

Ou alternative au gaz sulfuré d'hydrogène (H 2 S) brûlé au gaz donc 2:

2 H 2 S + 3 O 2 → 2 H 2 O + 2 SO 2 (-518 kJ / mol)

Il est ensuite oxydé sur le trioxyde de soufre, en utilisant de l'oxygène avec de l'oxyde de vanadium (V) en tant que catalyseur.

2 SO 2 + O 2 → 2 SO 3 (-99 kJ / mol) (réaction réactive)

Le trioxyde de soufre est hydraté dans l'acide sulfurique H 2 SO 4:

Donc, 3 + H 2 O → H 2 SO 4 (G.) (-101 KJ / Mole)

La dernière étape est la condensation de l'acide sulfurique au liquide 97-98% H 2 SO 4:

H 2 SO 4 (G.) → H 2 SO 4 (L) (-69 KJ / MOL)

Autres méthodes

Une autre méthode est une méthode moins bien étudiée de métabisulfite, dans laquelle le métabisulfite est placé sur le fond du verre de laboratoire, l'acide chlorhydrique est ajouté à une concentration de 12,6 molaires. Le gaz résultant est une bulle à travers l'acide nitrique produisant des paires brun / rouges. L'achèvement de la réaction est marqué par la fin de la fumée. Dans cette méthode, un brouillard inséparable n'est pas formé, ce qui est tout à fait pratique.

L'acide sulfurique peut être obtenu dans le laboratoire de combustion de soufre dans l'air et la dissolution du gaz obtenu en solution de peroxyde d'hydrogène.

Donc 2 + H 2 O 2 → H 2 SO 4

Jusqu'en 1900, la majeure partie de l'acide sulfurique a été produite dans la chambre de plomb. En 1940, jusqu'à 50% de l'acide sulfurique produit aux États-Unis a été obtenu par processus dans une chambre de plomb.

Du début au milieu du XIXe siècle, il y avait des installations "vigoureuses", en plus d'autres endroits, à Prestonpans, en Écosse, au Shropshire et dans la vallée de Lengen dans le comté d'Antrim, en Irlande, où le Vitrios a été utilisé pour Linge de blanchiment. Auparavant, des sous-vêtements blanchis avec du lait, mais c'était un processus lent et l'utilisation de Vitrios a accéléré le processus de blanchiment.

Utilisation de l'acide sulfurique

L'acide sulfurique est un produit chimique très important et, en effet, la production nationale d'acide sulfurique est un bon indicateur de puissance industrielle. La production mondiale en 2004 s'est élevée à environ 180 millions de tonnes avec ce qui suit distribution géographique: Asie 35%, Amérique du Nord (y compris le Mexique) 24%, Afrique 11%, Europe occidentale 10%, Europe de l'Est et Russie 10%, Australie et Océanie 7%, Amérique du Sud 7%. La majeure partie de ce volume (environ 60%) est utilisée pour les engrais, en particulier les superphosphates, le phosphate d'ammonium et les sulfates d'ammonium. Environ 20% sont utilisés dans l'industrie chimique pour la production de détergents, de résines synthétiques, de colorants, de préparations pharmaceutiques, de catalyseurs de pétrole, d'insecticide et d'antigel, ainsi que dans divers procédés, tels que le traitement acide des puits d'huile, la récupération d'aluminium, le dimensionnement du papier , traitement de l'eau. Environ 6% des utilisations sont des pigments, y compris des peintures, des émaux, une coloration de l'encre, un tissu et un papier revêtu; La partie restante vise à de nombreuses fins, par exemple, la production d'explosifs, de tissus de cellophane, d'acétate et de viscose, de lubrifiants, de métaux non ferreux et de batteries.

Production industrielle de produits chimiques

L'acide sulfurique est principalement utilisé dans la "méthode humide" pour obtenir de l'acide phosphorique utilisé pour la production d'engrais phosphatés. Cette méthode utilise une race de phosphate, dont plus de 100 millions de tonnes sont traitées chaque année. Cette matière première est indiquée ci-dessous, en tant que fluoroapatite, bien que la composition précise puisse varier. Il est traité avec une acide sulfurique à 93% pour obtenir du sulfate de calcium, du fluorure d'hydrogène (HF) et de l'acide phosphorique. HF est enlevé comme un acide vitreux. L'ensemble du processus peut être représenté comme suit:

CA 5 F (PO 4) 3 + 5 H 2 SO 4 + 10 H 2 O → 5 CASO 4 · 2 H 2 O + HF + 3 H 3 PO 4

Sulfate d'ammonium, un engrais d'azote important est le plus souvent produit sous forme de sous-produit des plantes de coke fournissant des installations de production de fer et d'acier. La réponse de l'ammoniac formé dans la carie thermique du charbon, l'acide sulfurique des déchets permet à l'ammoniac cristallisé sous forme de sel (souvent brun due à la contamination du fer) à la vente dans l'industrie agrochimique.

Une autre utilisation importante de l'acide sulfurique - pour la production de sulfate d'aluminium, également connue sous le nom de fabricant de la voiture Aluns. Il peut réagir avec de petites quantités de savon sur des fibres. masses de papierPour donner des carboxylates de gélatine d'aluminium qui aident à coaguler des fibres de cellulose dans une surface en papier solide. Il est également utilisé pour la fabrication d'hydroxyde d'aluminium, qui est utilisé sur les installations de traitement de l'eau pour le filtrage impur, ainsi que pour améliorer le goût de l'eau. Le sulfate d'aluminium est obtenu par réaction de bauxite à l'acide sulfurique:

AL 2 O 3 + 3 H 2 SO 4 → AL 2 (SO 4) 3 + 3 H 2 O

L'acide sulfurique est également important dans la production de solutions de colorants.

Cycle Siera-Iodine

Le cycle de l'iode de soufre-iodine est un certain nombre de procédés thermochimiques utilisés pour produire de l'hydrogène. Il se compose de trois réactions chimiques, dont le réactif de réseau est des produits d'eau et de réseau - hydrogène et oxygène.

Les connexions de soufre et d'iode sont restaurées et réutilisées, le processus est donc considéré comme un cycle. Ce processus endothermique devrait se produire à des températures élevées, donc l'énergie sous forme de chaleur doit être fournie.

Le cycle de l'iode de soufre est proposé en tant que procédé de fourniture d'hydrogène, d'économie basée sur l'hydrogène. Il ne nécessite pas d'hydrocarbures comme méthodes modernes de réforme de la vapeur. Mais il convient de noter que toute l'énergie disponible en hydrogène, formée de la manière, est assurée par la chaleur utilisée pour sa production.

Le cycle de solder-iodine est actuellement étudié comme une méthode de préparation d'hydrogène possible, mais l'acide corrosion concentré à haute température est toujours une menace de sécurité insurmontable si le processus a été construit à grande échelle.

Purification industrielle

L'acide sulfurique est utilisé en grand nombre en métallurgie ferreuse et dans la production d'acier pour éliminer l'oxydation, la corrosion et la balance de la feuille d'étiquette et des ébauches avant de vendre pour une utilisation dans l'industrie automobile et dans la fabrication d'instruments importants. L'acide utilisé est souvent recyclé en utilisant la régénération de la régénération des déchets (roche). Ces plantes brûlent l'acide perdu avec du gaz naturel, du gaz pétrolier, du carburant pétrolier ou d'autres sources de carburant. Dans ce processus de combustion, le gaz est formé de dioxyde de soufre (SO 2) et de trioxyde de soufre (SO 3), qui sont ensuite utilisés pour la production d'acide "nouveau" soufurique. L'installation de roche est l'inclusion habituelle sur les installations de fusion des métaux, les usines d'huile et les plantes de nettoyage et dans une autre industrie, où l'acide sulfurique est consommé en grande quantité, car l'installation de roche est beaucoup moins chère par ré-dépenses pour utiliser l'acide épuisé et l'achat de nouveaux acide.

Catalyseur

L'acide sulfurique est utilisé à diverses fins dans l'industrie chimique. Par exemple, il s'agit d'un catalyseur d'acide ordinaire pour convertir la cyclohexanone oxime dans les caprolacts utilisés pour la production de nylon. Il est utilisé pour produire de l'acide chlorhydrique du sel à travers le processus de Mannheim. H 2 SO 4 est largement utilisé dans la purification de l'huile, par exemple, en tant que catalyseur pour la réaction isobutane avec isobutylène pour la formation d'isochastane, un composé qui augmente le nombre d'octane d'essence.

Électrolyte

L'acide sulfurique se tient comme un catalyseur dans des piles au plomb-acide (automobile) (batterie au plomb-acide):

Sur l'anode:

PB + SO 4 2- ⇌ PBSO 4 + 2 E -

À la cathode:

PBO 2 + 4 H + + SO 4 2- + 2 E - ⇌ PBSO 4 + 2 H 2 O

PB + PBO 2 + 4 H + + 2 SO 4 2- ⇌ 2 PBSO 4 + 2 H 2 O

Demande dans la vie quotidienne

L'acide sulfurique concentré est souvent l'ingrédient principal des nettoyeurs de tuyaux étanches acides, utilisés pour éliminer le papier gras, les cheveux, le papier d'emballage, etc. Semblables aux options alcalines, de tels nettoyeurs de tuyaux peuvent dissoudre les graisses et les protéines à travers l'hydrolyse. De plus, étant donné que l'acide sulfurique concentré a une propriété de déshydratation forte, elle peut se dissoudre papier cadeau Également à travers le processus de déshydratation. Étant donné que l'acide peut entrer vigoureusement dans une réaction avec de l'eau, de tels nettoyants acides doivent être ajoutés lentement au tuyau de nettoyage.

Santé

Les résines phénoliques sulfuriques et sulfonées sont les principaux ingrédients du débitterol, la substance topique liquide utilisée dans le traitement de la thomatite récurrente (ulcères gangrenes) ou pour toutes les procédures de la cavité buccale, qui nécessitent une reproduction focale contrôlée de tissus nécrotiques.

Sécurité de l'acide sulfurique

Danger de laboratoire

L'acide sulfurique est une corrosion dangereuse et peut provoquer des brûlures graves. Avec une autre corrosion acides forts Et des alcalis forts, cela conduit à une brûlure chimique, car il décompose rapidement des protéines et des graisses dans les tissus vivants à travers l'hydrolyse des amides et l'hydrolyse des esters. En outre, il présente également une propriété de déshydratation qui déshydrate les hydrocarbures, soulignant une chaleur excessive et entraînant une brûlure thermique secondaire, en plus de la brûlure chimique. Pour cette raison, les dommages causés par l'acide sulfurique sont potentiellement plus dangereux ou graves que les dommages causés par de nombreux autres acides forts comparables détectés dans des laboratoires, tels que l'acide sulfurique et l'acide nitrique. Elle attaque rapidement la cornée en entrant dans l'œil, conduisant à une cécité constante. De plus, cela peut causer des destructions irréversibles les organes internes Et cela peut être fatal lors de la déglutition. Lors de l'entretien de l'acide sulfurique, utilisez toujours des équipements de protection. En outre, il s'agit d'un agent oxydant fort dans une concentration élevée corrosive de nombreux métaux, il devrait être stocké avec prudence.

Le danger est plus élevé avec des préparations de solo plus concentrées. Les solutions égales ou plus fortes que 1,5 m sont marquées d'un raccourci «corrosif», tandis que les solutions sont supérieures à 0,5 m, mais moins de 1,5 m, marquez l'étiquette «gênante». Cependant, même le degré de "décharge" de laboratoire normal (environ 1 m, 10%) est charré de papier de déshydratation, si vous partez en contact pendant une période suffisante.

L'outil standard de premiers secours pour déverser la peau sur la peau, comme pour d'autres substances corrosives, se lavent avec une quantité abondante d'eau. Le lavage continue d'au moins dix à quinze minutes pour refroidir les tissus entourant la brûlure acide et prévenir les dommages secondaires. Les vêtements pollués sont immédiatement éliminés, la peau est complètement lavée sous celle-ci.

La préparation de l'acide de refoulement peut également être dangereuse en raison de la chaleur allouée au cours du processus d'amincissement. L'acide sulfurique concentré est toujours ajouté à l'eau et non inversement à tirer parti de la capacité de chaleur de l'eau relativement élevée. L'ajout d'eau dans l'acide sulfurique concentré conduit à la dissipation des aérosols de l'acide sulfurique ou, encore pire, à une explosion. La préparation de solutions supérieures à 6 m (35%) à une concentration est la plus dangereuse, car la chaleur générée peut être suffisante pour faire bouillir l'acide décalé: il est nécessaire d'agiter efficacement en agitation mécanique et de refroidissement externe (par exemple, un bain glacé).

Dans une échelle de laboratoire, l'acide sulfurique peut être dissous en versant de l'acide concentré dans de la glace concassée de l'eau désionisée. La glace fond dans le processus endothermique, se dissolvant en même temps d'acide. Le volume de chaleur requis pour la fusion de la glace dans ce processus, plus de chaleur générée en dissolvant l'acide, de sorte que la solution reste froide. Après la glace fondue, une amincie supplémentaire peut se produire avec de l'eau.

L'acide sulfurique pur doit être stocké de manière sécurisée dans des vaisseaux de verre ou des bouteilles.

Danger industriel

Bien que l'acide sulfurique ne soit pas inflammable, le contact avec des métaux dans le cas du déversement peut conduire à la libération d'hydrogène gazeux. La dispersion des aérosols acides et du dioxyde de soufre gazeux est une menace d'incendie supplémentaire avec l'implication de l'acide sulfurique.

Le principal risque professionnel représenté par cet acide est un contact avec la peau menant à des brûlures (voir ci-dessus) et d'inhalation d'aérosols. Les effets des aérosols à fortes concentrations conduisent à une irritation des yeux immédiate et sévère, des voies respiratoires et des muqueuses: il s'arrête rapidement après une exposition, bien qu'il y ait un risque d'œdème ultérieur des poumons si les dommages tissulaires étaient plus graves. En plus de concentrations, le plus souvent le symptôme des effets chroniques des aérosols de l'acide sulfurique est la destruction des dents, trouvée dans presque toutes les études: les signes de dommages chroniques éventuels aux voies respiratoires ne sont pas convaincants, selon 1997 aux États-Unis, la personne admissible La limite d'exposition (PEL) pour l'acide sulfurique est fixée de 1 mg / m 3: des limites dans d'autres pays sont similaires. Il existe des rapports sur l'absorption de l'acide sulfurique, ce qui entraîne la carence en vitamine B12 avec une dégénérescence combinée subaiguë. Dans de tels cas, la moelle épinière est la plus souvent souffrant, mais à des nerfs optiques, la démyélinisation, la perte d'axones et de Glyoz peuvent être découvertes.

Restrictions légales

Les ventes internationales d'acide sulfurique sont surveillées par la Convention des Nations Unies contre le rouleau illicite drogues narcotiques et des substances psychotropes de 1988, qui comprenaient du soufre dans la liste des tableaux II de la Convention, en tant que produit chimique, souvent utilisée dans la production illicite de stupéfiants et de substances psychotropes.

Aux États-Unis, l'acide sulfurique est inclus dans la liste des produits chimiques de base ou de base des produits chimiques établis conformément à l'acte de sabotage chimique et au chiffre d'affaires de marchandises interdites. Par conséquent, les transactions avec de l'acide sulfurique, telles que les ventes, les mouvements, les exportations des États-Unis et des importations aux États-Unis sont soumises à une réglementation et à la surveillance de la lutte antidrogue américaine.

L'acide sulfurique dilué et concentré est de très importants produits chimiques que dans le monde, ils sont produits plus que toute autre substance. La richesse économique du pays peut être estimée par le volume d'acide sulfurique produit en elle.

Processus de dissociation

L'acide sulfurique trouve une utilisation sous forme de solutions aqueuses de différentes concentrations. Il est soumis à une réaction de dissociation en deux étapes, produisant des monuments H + en solution.

H 2 SO 4 \u003d H + + HSO 4 -;

HSO 4 - \u003d H + + SO 4 -2.

L'acide sulfurique est fort et la première étape de sa dissociation se produit si intensivement que presque toutes les molécules initiales sont désintégrées par H + Yions et HSO 4 -1 -INES (Hydrosulfate) en solution. Ce dernier se désintègre partiellement, soulignant l'autre zone H + et quittant le sulfate ion (SO 4 -2) en solution. Cependant, l'hydrosulfate, étant faible acide, prévaut toujours en solution sur H + et 4 -2. La dissociation complète ne se produit que lorsque la densité de la solution d'acide sulfurique s'approche de. E avec une forte dilution.

Propriétés de l'acide sulfurique

Il est spécial dans le sens qui peut agir en acide ordinaire ou en tant qu'agent oxydant fort - en fonction de sa température et de sa concentration. Une solution d'acide sulfurique diluée à froid réagit avec des métaux actifs pour obtenir des sels (sulfate) et une libération de gaz d'hydrogène. Par exemple, la réaction entre le diluau froid H 2 SO 4 (comme une hypothèse de sa dissociation complète à deux étages) et le zinc métallique ressemble à ceci:

Zn + H 2 SO 4 \u003d ZNSO 4 + H 2.

Acide sulfurique chaud concentré, dont la densité est d'environ 1,8 g / cm 3, peut agir en tant qu'agent oxydant, réagissant avec des matériaux généralement inertes aux acides, tels que le cuivre métallique. Dans le processus de réaction, le cuivre est oxydé et la masse acide diminue, une solution (II) dans l'eau et le dioxyde de soufre gazeux (SO 2) est formée à la place de l'hydrogène, qui pourrait être attendu dans l'interaction de l'acide avec du métal.

Cu + 2N 2 SO 4 \u003d CUSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

Comme généralement exprimé la concentration de solutions

En fait, la concentration de toute solution peut être exprimée de différentes manières, mais la concentration de poids la plus utilisée. Il montre le nombre de grammes dans une certaine masse ou volume de la solution ou du solvant (généralement de 1000 g, 1000 cm 3, 100 cm 3 et 1 dm 3). Au lieu de la masse de la substance en grammes, il est possible de prendre sa quantité exprimée en moles - puis une concentration molaire de 1000 g ou 1 solution DM 3 est obtenue.

Si la concentration molaire est déterminée par rapport à la quantité de solution, mais uniquement au solvant, elle s'appelle la molaire de la solution. Il est caractérisé par l'indépendance de la température.

Souvent, la concentration en poids est indiquée dans les grammes pour 100 g de solvant. Multiplier ce chiffre est de 100%, on obtient en poids de poids (concentration en pourcentage). Cette méthode est la plus fréquemment utilisée dans l'utilisation de l'acide sulfurique aux solutions.

Chaque valeur de la concentration de la solution déterminée à une température donnée correspond à une densité complètement spécifique (par exemple, une densité de solution d'acide sulfurique). Par conséquent, parfois, la solution est caractérisée par elle. Par exemple, une solution H 2 SO 4, caractérisée par une concentration en pourcentage de 95,72%, a une densité de 1,835 g / cm 3 à T \u003d 20 ° C. Comment déterminer la concentration d'une telle solution si seule la densité d'acide sulfurique est donnée? Une table qui donne une telle correspondance est une affiliation intégrale de tout manuel sur la chimie générale ou analytique.

Un exemple de recalcul de la concentration

Essayons de passer d'une méthode d'exprimer la concentration de la solution à une autre. Supposons que nous ayons une solution de H 2 SO 4 dans l'eau avec une concentration en pourcentage de 60%. Tout d'abord, nous définissons la densité correspondante d'acide sulfurique. Table contenant des concentrations de pourcentage (première colonne) et la densité correspondante solution aquatique H 2 SO 4 (quatrième colonne) est indiqué ci-dessous.

Selon cela, nous déterminons la valeur souhaitée, qui est égale à 1,4987 g / cm 3. Calculez maintenant la molarité de cette solution. Pour ce faire, il est nécessaire de déterminer la masse H 2 SO 4 dans 1 litre de la solution et le nombre correspondant de pôles de l'acide.

Le volume qui occupe 100 g de la solution initiale:

100/14987 \u003d 66,7 ml.

Depuis 66,7 millilitres de la solution 60% contiennent 60 g d'acide, alors il le contiendra:

(60/66.7) x 1000 \u003d 899, 55 g

Le poids molaire de l'acide sulfurique est de 98. Par conséquent, le nombre de taupes contenues dans 899,55 g de ses grammes sera la suivante:

899.55 / 98 \u003d 9.18 mol.

La dépendance de la densité de la concentration est illustrée à la Fig. au dessous de.

Utilisation d'acide sulfurique

Il est utilisé dans divers secteurs. Dans la production de fonte et d'acier, il est utilisé pour nettoyer la surface métallique, avant qu'elle ne soit couverte par une autre substance, est impliquée dans la création de colorants synthétiques, ainsi que d'autres types d'acides, tels que l'hydrochlore et l'azote. Il est également utilisé dans la production de produits pharmaceutiques, d'engrais et d'explosifs, et reste un réactif important lors de l'élimination des impuretés pétrolières dans l'industrie du raffinage du pétrole.

il substance chimique Il est incroyablement utile à la fois dans la vie quotidienne et facilement accessible en tant que solution d'acide sulfurique utilisé dans les batteries au plomb-acide (par exemple, celles qui coûtent dans les voitures). Un tel acide, en règle générale, a une concentration d'environ 30% à 35% de H 2 donc 4 en poids, le reste est de l'eau.

Pour de nombreuses applications de ménage, 30% H 2 SO 4 seront plus que suffisantes pour satisfaire leurs besoins. Cependant, l'industrie nécessite une concentration significativement plus élevée d'acide sulfurique. Habituellement dans le processus de production, il est d'abord obtenu suffisamment dilué et contaminé par des inclusions organiques. Acide concentré Ils reçoivent en deux étapes: il est d'abord ajusté à 70%, puis à la deuxième étape - augmenter jusqu'à 96-98%, ce qui est un indicateur existant pour une production économiquement rentable.

Densité d'acide sulfurique et ses variétés

Bien que presque 99% d'acide sulfurique puisse être obtenu brièvement lors de l'ébullition, mais la perte ultérieure de SO 3 au point d'ébullition entraîne une diminution de la concentration à 98,3%. En général, une variété d'indicateur est de 98% plus stockée dans le stockage.

Les acides acides de produits de base diffèrent dans sa concentration en pourcentage et celles de ses valeurs dans lesquelles les températures minimales de cristallisation sont sélectionnées. Ceci est fait pour réduire la perte de cristaux d'acide sulfurique pendant le transport et le stockage. Les principales variétés sont les suivantes:

• Tour (nitrose) - 75%. La densité d'acide sulfurique de cette variété est égale à 1670 kg / m 3. Obtenez-le tremper. La méthode de nitrosique, dans laquelle le gaz de friture contenant du dioxyde de soufre, donc 2, obtenue dans la cuisson des matières premières primaires, est traitée avec de la nitrose (ceci est également H 2 SO 4, mais avec des oxydes d'azote dissous dedans). En conséquence, les oxydes d'acide et d'azote sont isolés, qui ne sont pas passés dans le processus et revenir au cycle de production.
• Contact - 92.5-98,0%. La densité d'acide sulfurique 98% de cette variété est de 1836,5 kg / m 3. Il est également obtenu à partir du gaz de torréfaction contenant donc 2, et le procédé comprend l'oxydation du dioxyde vers 3 anhydride pendant son contact (d'où le nom de la variété) avec plusieurs couches d'un catalyseur de vanadium solide.
• Oleum est de 104,5%. Sa densité est de 1896,8 kg / m 3. Cette solution donc 3 dans H 2 SO 4, dans laquelle le premier composant contient 20% et l'acide est précisément de 104,5%.
• Oleum à intérêt élevé - 114,6%. Sa densité est de 2002 kg / m 3.
• Rechargeable - 92-94%.

Comment est la batterie de la voiture

Le travail de celui-ci de la plupart des appareils électriques de masse est entièrement basé sur des procédés électrochimiques survenant en présence d'une solution aqueuse d'acide sulfurique.

La batterie de la voiture contient un électrolyte d'acide sulfurique dilué, ainsi que des électrodes positives et négatives sous forme de plusieurs plaques. Les plaques positives sont constituées de matériau brun rougeâtre - Dioxyde de plomb (PBO 2) et négatif - de l'avance "spongieuse" grise (PB).

Étant donné que les électrodes sont constituées de matériau contenant du plomb ou de plomb, ce type de batterie est souvent appelé ses performances, c'est-à-dire que la magnitude de la tension de sortie est directement déterminée par ce qui est dans ce moment Densité de temps d'acide sulfurique (kg / m3 ou g / cm 3), remplie dans la batterie comme électrolyte.

Qu'advient-il de l'électrolyte lorsque la décharge de la batterie

L'électrolyte de la batterie-acide plomb est une solution d'acide sulfurique rechargeable dans de l'eau distillée chimiquement pure avec une concentration en pourcentage de 30% avec une charge complète. L'acide propre a une densité de 1,835 g / cm 3, l'électrolyte est d'environ 1 300 g / cm 3. Lorsque la batterie est déchargée, des réactions électrochimiques se produisent, à la suite de laquelle l'acide sulfurique est choisi parmi l'électrolyte. La densité sur la concentration de la solution dépend de manière pratiquement proportionnellement, elle devrait donc diminuer en raison d'une diminution de la concentration d'électrolyte.

Jusqu'à ce que le courant de refoulement circule dans la batterie, l'acide près de ses électrodes est activement utilisé et l'électrolyte est de plus en plus dilué. La diffusion de l'acide du volume de l'ensemble de l'électrolyte et des plaques d'électrode est supportée par une intensité constante des réactions chimiques et, par conséquent, la tension de sortie.

Au début du processus de décharge, la diffusion de l'acide de l'électrolyte dans la plaque est rapidement car le sulfate formé à la fois n'a pas encore marqué des pores dans le matériau actif des électrodes. Lorsque le sulfate commence à se former et à remplir les pores des électrodes, la diffusion se produit plus lentement.

Théoriquement, vous pouvez continuer la catégorie jusqu'à ce que tous les acides soient utilisés et que l'électrolyte se compose de eau propre. Cependant, l'expérience montre que les décharges ne doivent pas continuer après la densité de l'électrolyte à 1,150 g / cm 3.

Lorsque la densité tombe de 1 300 à 1 550, cela signifie que tant de sulfate a été formée dans le processus de réaction, et il remplit tous les pores de matériaux actifs sur les plaques, c'est-à-dire que presque tous l'acide sulfurique a déjà été choisi parmi la solution. La densité de la concentration dépend proportionnellement et la charge de la batterie dépend de la densité. En figue. Ce qui suit est la dépendance de la charge de la batterie de la densité d'électrolyte.

Le changement de densité d'électrolyte est meilleur outil Déterminer l'état de la décharge de la batterie, à condition qu'il soit utilisé correctement.

Le degré de décharge de la batterie automobile en fonction de la densité de l'électrolyte

Sa densité doit être mesurée toutes les deux semaines et les enregistrements continueront d'être enregistrés pour une utilisation à l'avenir.

Le denseur de l'électrolyte, plus l'acide contient est grand et plus la batterie est chargée. La densité de 1 300-1,280 g / cm 3 indique une charge complète. En règle générale, les prochains degrés de la décharge de la batterie sont différents selon la densité d'électrolyte:

• 1 300-1 280 - Entièrement chargé:
• 1 280-1 200 - plus de la moitié déchargé;
• 1 200-1150 - moins de la moitié;
• 1 150 - presque déchargé.

Dans une batterie complètement chargée avant de connecter son réseau automobile, la tension de chaque cellule est de 2,5 à 2,7 V. Dès que la charge est connectée, la tension tombe rapidement à environ 2,1 V pendant trois ou quatre minutes. Cela est dû à la formation d'une fine couche de sulfate de plomb sur la surface des plaques d'électrode négatives et entre la couche de peroxyde de plomb et le métal de plaques positives. La valeur finale de la tension de cellule après connexion au réseau automobile est d'environ 2,15-2,18 volts.

Lorsque le courant commence à traverser la batterie pendant la première heure de fonctionnement, la tension tombe jusqu'à 2 V, qui s'explique par la croissance de la résistance interne des cellules dues à la formation. suite Sulfate, qui remplit les pores des plaques et l'extraction de l'acide de l'électrolyte. Peu de temps avant le début du flux électrolytique est maximal et égal à 1 300 g / cm 3. Au début, son aspirateur se produit rapidement, mais un état équilibré est établi entre la densité acide près des plaques et principalement le volume d'électrolyte, la sélection d'acide par électrodes est maintenue à la réception de nouvelles parties de l'acide de la partie principale de la partie principale de l'électrolyte. Dans ce cas, la densité moyenne de l'électrolyte continue d'être progressivement diminuée par la dépendance représentée à la Fig. dessus. Après l'automne initiale, la tension diminue plus lentement, son taux de réduction dépend de la charge de la batterie. Le calendrier du processus de décharge est illustré à la Fig. au dessous de.

Surveiller l'état d'électrolyte dans la batterie

Un paquebot est utilisé pour déterminer la densité. Il se compose d'un petit tube de verre méchant avec une extension à l'extrémité inférieure, remplie d'un tir ou d'un mercure et d'une échelle graduée à l'extrémité supérieure. Cette échelle est marquée de 1 100 à 1 300 à 1 300 valeurs intermédiaires, comme illustré à la Fig. au dessous de. Si cette zone est placée dans l'électrolyte, elle descendra à une certaine profondeur. Dans le même temps, il présentera une certaine quantité d'électrolyte et lorsqu'une position d'équilibre est obtenue, le poids du volume déplacé sera simplement égal au poids de la zone. Étant donné que la densité de l'électrolyte est égale au rapport de son poids au volume et que le poids de la zone est connu, chaque niveau de son immersion dans la solution correspond à une certaine densité.

Certaines gammes n'ont pas d'échelle avec des valeurs de densité, mais marquées d'inscriptions: «facturées», «demi-rang», «décharge complète» ou similaire.

Définition

Anhydre acide sulfurique Il s'agit d'un liquide lourd et visqueux facilement mélangé à de l'eau dans n'importe quelle proportion: l'interaction est caractérisée par un effet exothermique extrêmement grand (~ 880 kJ / mol avec une dilution infinie) et peut entraîner une ébullition explosive et la pulvérisation du mélange si l'eau est ajouté à l'acide; Par conséquent, il est si important de toujours utiliser l'ordre inverse dans la préparation de solutions et ajoutez de l'acide dans l'eau, lentement et sous agitation.

Certaines propriétés physiques d'acide sulfurique sont montrées dans la table.

Anhydre H 2 SO 4 est un composé remarquable avec une constante diélectrique inhabituellement élevée et une conductivité électrique très élevée, qui est due à l'auto-hydro-hydrocédratation d'ion (production automatique) du composé, ainsi que le mécanisme de renforcement avec un transfert de proton, qui Assure le flux de courant électrique à travers un liquide visqueux avec un grand nombre de liaisons d'hydrogène.

Tableau 1. Propriétés physiques Acide sulfurique.

Obtention de l'acide sulfurique

L'acide sulfurique est le produit chimique industriel le plus important et le pays le moins cher du monde produit dans un volume important.

L'acide sulfurique concentré ("huile vigoureuse") a été obtenu pour la première fois en chauffant le Feso 4 × NH 2 O et passé en grande quantité pour recevoir Na 2 SO 4 et NaCl.

Dans le processus moderne d'obtention de l'acide sulfurique, un catalyseur constitué d'oxyde de vanadium (V) est utilisé avec l'addition de sulfate de potassium sur un dioxyde de silicium ou un sizelur. Le soufre donc est devenu incinération de nettoyants ou sous le minerai sulfure de tir (premier de la pyrite ou des minerais, ni et zn) dans le processus d'extraction de ces courriels. SO 2 est oxydé au trioxyde, puis en dissolvant dans de l'eau obtenu de l'acide sulfurique:

S + O 2 → SO 2 (ΔH 0 - 297 kJ / mol);

Donc 2 + ½ o 2 → donc 3 (ΔH 0 - 9,8 kJ / mol);

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

Propriétés chimiques de l'acide sulfurique

Acide sulfurique - un fort acide à deux axes. À la première étape des solutions d'une faible concentration, il se dissocie presque ciblé:

H 2 SO 4H + + HSO 4 -.

Dissociation sur la deuxième étape

HSO 4 - ↔H + + SO 4 2-

fuites dans une moindre mesure. La constante de dissociation d'acide sulfurique sur la deuxième étape, exprimée à travers l'activité des ions, K 2 \u003d 10 -2.

Comme un acide à deux axes, l'acide sulfurique forme deux rangées de sels: moyenne et acide. Les sels moyens d'acide sulfurique sont appelés sulfates et hydrosulfates acides.

L'acide sulfurique absorbe de manière goulûté des paires d'eau et est donc souvent utilisé pour sécher les gaz. La capacité d'absorber de l'eau est également expliquée par la Charring substances biologiquesEn particulier liée à la classe des glucides (fibres, sucre, etc.), sous l'action de l'acide sulfurique concentré. L'acide sulfurique s'éloigne de glucides hydrogène et d'oxygène, qui forment de l'eau et le carbone se distingue sous la forme de charbon.

L'acide sulfurique concentré, surtout chaud, est un oxydant énergétique. Il oxyde HI et HBR (mais pas HCL) pour free halogène, charbon - CO 2, soufre - à 2. Ces réactions sont exprimées par des équations:

8HI + H 2 SO 4 \u003d 4I 2 + H 2 S + 4H 2 O;

2HR + H 2 SO 4 \u003d BR 2 + SO 2 + 2H 2 O;

C + 2H 2 SO 4 \u003d CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O;

S + 2H 2 SO 4 \u003d 3SO 2 + 2H 2 O.

L'interaction de l'acide sulfurique avec des métaux procède différemment en fonction de sa concentration. L'acide sulfurique dilué oxyde son ion hydrogène. Par conséquent, il interagit uniquement avec ces métaux qui se tiennent dans une rangée de tensions uniquement à l'hydrogène, par exemple:

Zn + H 2 SO 4 \u003d ZNSO 4 + H 2.

Cependant, la plomb est dissoute dans de l'acide dilué, car le sel de sel résultant 4 est insoluble.

L'acide sulfurique concentré est un agent oxydant due au soufre (VI). Il oxyde les métaux dans une rangée de tensions à l'argent inclus. Les produits de sa récupération peuvent être différents selon l'activité du métal et sur les conditions (la concentration de l'acide, la température). Lors de l'interaction avec des métaux à faible active, par exemple, le cuivre, l'acide est restauré à 2:

Cu + 2h 2 SO 4 \u003d CUSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

Lors de l'interaction avec des métaux plus actifs, les produits de récupération peuvent être à la fois du dioxyde et du soufre libre et du sulfure d'hydrogène. Par exemple, lorsqu'il est interagi avec le zinc peut être des réactions:

Zn + 2h 2 SO 4 \u003d ZNSO 4 + SO 2 + 2H 2 O;

3ZN + 4H 2 SO 4 \u003d 3ZNSO 4 + S ↓ + 4H 2 O;

4ZN + 5H 2 SO 4 \u003d 4ZNSO 4 + H 2 S + 4H 2 O.

Utilisation de l'acide sulfurique

L'utilisation d'acide sulfurique varie d'un pays à l'autre et d'une décennie à une décennie. Donc, par exemple, aux États-Unis, la zone principale de la consommation H 2 SO 4 - la production d'engrais (70%), suivie de production chimique, Métallurgie, purification de l'huile (~ 5% dans chaque zone). Au Royaume-Uni, la répartition de la consommation par industrie est différente: seulement 30% produit par H 2 SO 4 SO 4 est utilisée dans la production d'engrais, mais 18% se trouve sur les peintures, les pigments et la production semi-produit de colorants, 16% pour les produits chimiques La production, 12% de savon et de détergents, 10% sur la production de fibres naturelles et artificielles et 2,5% sont utilisées dans la métallurgie.

Exemples de résolution de problèmes

Exemple 1.

Dans l'acide sulfurique concentré, l'oxydant n'est pas une cation d'hydrogène, mais un agent sulfate oxydant plus fort, qui, dans l'acide sulfurique dilué, ne se montre pas comme un agent oxydant due à une hydratation sévère et, par conséquent, peu standard.

H 2 SO 4 (CONC.) Oxides Tous les métaux d'une rangée de potentiels d'électrode standard à l'argent inclus.

S 6+ (SO 4 2-) + NE  S 2- (H 2 S), S O (S), S 4+ (SO 2)

Ces processus de réduction de l'acide sulfurique correspondent aux demi-ressources d'équilibre électronique ionique suivantes:

SO 4 2- + 4H + + 2E ↔ SO 2 + 2H 2 O E O \u003d + 0,17B

SO 4 2- + 10H + + 8E ↔ H 2 S + 4H 2 O E O \u003d + 0.31B

SO 4 2- + 8H + + 6E ↔ S + 4H 2 O E O \u003d + 0.36B

Profitez de ces valeurs incorrectes, car La concentration d'acide sulfurique dépasse sensiblement 1 mol / l

Réaction d'oxydation de métaux chérisématiques en conc. H 2 SO 4 peut être écrit sous la forme:

Moi + H 2 SO 4 (CONC.) \u003d M x (SO 4) Y + H 2 O + (H 2 S, S, SO 2)

H. 2 S. etS. alloué dans le cas de métaux actifs au zinc inclus (e à propos de moi.  E. à propos de Zn. ).

DONC. 2 il est libéré dans l'interaction des métaux dans la table Sep, sous le zinc (e à propos de moi.  E. à propos de Zn. ).

Il faut se rappeler que lorsque les conditions changent la réaction pour le même métal, vous pouvez obtenir différents produits. Le projet proposé est donc dans une certaine mesure conditionnelle. Par exemple, avec un long chauffage, l'interaction de l'aluminium avec Conc. L'acide sulfurique peut aller avant la formation non seulement du soufre, mais aussi du sulfure d'hydrogène:

AL + H 2 SO 4 (CONC.) \u003d AL 2 (SO 4) 3 + H 2 O + S

AL + H 2 SO 4 (CONC.) \u003d AL 2 (SO 4) 3 + H 2 O + H 2 S

Avec acide sulfurique des métaux alcalins conc. et scanner. interagit de la même manière par réaction: Na + H 2 SO 4 (SCHOB., CON.) \u003d NA 2 SO 4 + H 2 O + H 2 S

Il existe des caractéristiques de l'interaction de plomb d'acide sulfurique - un sel soluble acide est formé - hydrosulfate de plomb:

PB + 3H 2 SO 4 (CONC.) \u003d PB (HSO 4) 2 + 2N 2 O + SO 2

À chaque réaction, il est nécessaire de faire les équations de l'équilibre électronique de l'ion-électronique et de placer les coefficients. Acide sulfurique concentré - agent oxydant fort et oxyde des métaux dans la table Sepot à l'argent inclus

Il convient de garder à l'esprit que les métaux montrant différents degrés d'oxydation dans le cas d'acides dans lesquels l'oxydant est un cation d'hydrogène, oxydé sur les degrés inférieurs d'oxydation et en conc. H 2 SO 4 - au plus haut. Par exemple, repasser:

Fe + H 2 SO 4 (RSC) \u003d Feso 4 + H 2

2FE + 6N 2 SO 4 (CONC.) \u003d Fe 2 (SO 4) 3 + 6N 2 O + 3SO 2 (lorsqu'il est chauffé)

La deuxième réaction n'est chauffée que. Dans un froid conc. H 2 SO 4 Fer, ainsi que l'aluminium, le chrome, le manganèse - passivé. La réaction de passivation peut être écrite comme suit:

2FE + 3H 2 SO 4 (CONC.) \u003d FE 2 O 3 + 3N 2 O + 3SO 2 (froid)

L'interaction du soufre concentré avec des agents réducteurs non métalliques.

Sous le concept d'agents "non-métaux-réducteurs", non seulement des atomes non métalliques, mais également de leurs ions, par exemple des ions halogènes, qui, à divers degrés, montrent la réduction des propriétés. Selon la force de réduction (valeurs système du système), l'acide sulfurique peut être récupéré jusqu'à ce que le dioxyde de soufre ou le sulfure d'hydrogène (en cas d'un autre agent réducteur comme une ion d'iode).

Par example:

3S + 2N 2 SO 4 \u003d 3SO 2 + 2N 2

C + 2N 2 SO 4 \u003d 2SO 2 + CO 2 + 2N 2

HCL + H 2 SO 4  La réaction ne va pas, car Agent réducteur de chlorure ionique

HBR + H 2 SO 4 \u003d BR 2 + SO 2 + H 2

Salut + H 2 SO 4 \u003d I 2 + H 2 S + H 2 O

Le rapport des métaux aux acides

Le plus souvent dans la pratique chimique, les acides si forts sont utilisés comme soufreH 2 SO 4, SALT HCL et Aitrôme HNO 3 . Ensuite, envisagez le ratio de divers métaux aux acides répertoriés.

Acide hydrochlorique ( Hcl)

L'acide salonique est le nom technique de l'acide chlorhydrique. L'obtenir en dissolvant le gaz hydrogène gazeux dans l'eau -Hcl . En raison de sa faible solubilité dans l'eau, la concentration d'acide chlorhydrique dans des conditions normales ne dépasse pas 38%. Par conséquent, quelle que soit la concentration d'acide chlorhydrique, le processus de dissociation de ses molécules dans une solution aqueuse se déroule activement:

Hcl h + + cl -

Ions hydrogène formés dans ce processusH +. Effectuer le rôle de l'oxydant, oxydant métaux situés dans une rangée d'activité laissé à l'hydrogène . L'interaction se déroule selon le schéma:

Moi. + Hcl Sel +.H. 2

Dans ce cas, le sel est un chlorure de métal (NICL 2, CACL 2, ALLL 3 ), dans lequel le nombre d'ions chlorure correspond au degré d'oxydation métallique.

L'acide chlorhydrique est un oxydant faible, de sorte que les métaux de valence variable sont oxydés à celui-ci degrés d'oxydation positifs inférieurs:

Fe 0 → Fe 2+

CO 0 → CO 2+

Ni 0 → NI 2+

Cr 0. → CR 2+

Mn 0. → Mn 2+. et dr. .

Exemple:

2 AL + 6 HCL → 2 Alll 3 + 3 H 2

2│ AL 0 - 3 e. - → Al 3+ - oxydation

3│2 H + + 2 e. - → h 2 - Restauration

L'acide chlorhydrique passe au plomb ( Pb. ). La passivation de plomb est due à la formation de sa surface est difficile soluble dans le plomb de chlorure d'eau (II. ), qui protège le métal de l'autre exposition à l'acide:

PB + 2 HCL → PBCL. 2 ↓ + h 2

Acide sulfurique (H. 2 DONC. 4 )

L'industrie est obtenue par acide sulfurique de très haute concentration (jusqu'à 98%). La différence entre les propriétés oxydantes de la solution diluée et l'acide sulfurique concentré par rapport aux métaux doit être prise en compte.

Acide sulfurique dilué

Dans une solution aqueuse diluée d'acide sulfurique, la plupart de ses molécules sont dissociées:

H 2 SO 4 H + + HSO 4 -

HSO 4 - H + + SO 4 2-

Ions formés N +. Effectuer une fonction oxydant .

Comme l'acide chlorhydrique dilué La solution d'acide sulfurique interagit seulement avec des métaux actifs et activité moyenne (situé dans une rangée d'activité à l'hydrogène).

La réaction chimique se produit selon le schéma:

Moi. + H 2 SO 4 ( Rsc .) → sel + H 2.

Exemple:

2 AL + 3 H 2 SO 4 (RSC) → AL 2 (SO 4) 3 + 3 H 2

1│2al 0 - 6 e. - → 2al 3+ -oxydation

3│2 H + + 2 e. - → h 2 - Restauration

Les métaux avec une valence variable sont oxydés par une solution d'acide sulfurique diluée degrés d'oxydation positifs inférieurs:

Fe 0 → Fe 2+

CO 0 → CO 2+

Ni 0 → NI 2+

Cr 0. → CR 2+

Mn 0. → Mn 2+. et dr. .

Conduire Pb. ) Il ne se dissout pas dans de l'acide sulfurique (si sa concentration est inférieure à 80%) Depuis le sel résultantPbso 4. Insoluble et crée un film protecteur sur la surface métallique.

Acide sulfurique concentré

Dans une solution concentrée d'acide sulfurique (au-dessus de 68%), la plupart des molécules sont dans noué condition, donc la fonction oxydante effectue du soufre dans l'oxydation la plus élevée (S +6. ). ConcentréH 2 SO 4 Oxyde tous les métaux, dont le potentiel d'électrode standard est inférieur au potentiel de l'ion oxydant - sulfateDonc 4 2- (0,36 V). À cet égard, avec concentré L'acide sulfurique réagit et quelques métaux peu efficaces .

Le processus d'interaction des métaux avec de l'acide sulfurique concentré dans la plupart des cas procède selon le schéma:

Moi. + H. 2 DONC. 4 (Conc.) Salt + eau + produit de récupération H. 2 DONC. 4

Produits de récupération Les acides sulfuriques peuvent être les composés de soufre suivants:

Pratique a montré que dans l'interaction du métal avec de l'acide sulfurique concentré, un mélange de produits de récupération constitués deH 2 S, S et SO 2. Cependant, l'un de ces produits est formé dans la quantité prédominante. La nature du produit principal est déterminée activité métallique : Plus l'activité est élevée, plus le processus de réduction du soufre en acide sulfurique est plus profond.

L'interaction des métaux de diverses activités avec de l'acide sulfurique concentré peut être soumise par le schéma:

Aluminium (Al ) JE. le fer (Fe. ) Ne pas réagir avec du froid concentréH 2 SO 4 , couvert de films d'oxyde dense, mais lorsqu'il est chauffé, la réaction se déroule.

Agile , Au. , Ruelle , Système d'exploitation , Rh. , Ivre , Pt. ne réagissez pas avec de l'acide sulfurique.

Concentré L'acide sulfurique est oxydant fort , par conséquent, lorsqu'il interagit avec elle, les métaux avec une valence variable, les derniers sont oxydés à des degrés d'oxydation supérieurs que dans le cas d'une solution d'acide diluée:

Fe 0→ Fe 3+,

Cr 0.→ CR 3+,

Mn 0.→ Mn 4+,

SN 0.→ Sn 4+.

Conduire Pb. ) oxydé avant bivalent Conditions avec la formation de plomb hydrosulfate solublePb. ( Hso. 4 ) 2 .

Exemples:

actif métal

8 A1 + 15 H 2 SO 4 (CONC.) → 4A1 2 (SO 4) 3 + 12H 2 O + 3H 2 S

4│2 al 0 - 6 e. - → 2 al 3+ - oxydation

3│ S 6+ + 8 E → S 2- - Restauration

Activité moyenne métallique

2 CR + 4 H 2 SO 4 (Conc.) → CR 2 (SO 4) 3 + 4 H 2 O + S

1│ 2Cr 0 - 6e → 2CR 3+ - Oxydation

1│ S 6+ + 6 E → S 0 - Restauration

Métal lowactif

2BI + 6H 2 SO 4 (CONC.) → BI 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O + 3SO 2

1│ 2BI 0 - 6E → 2BI 3+ -oxydation

3│ S 6+ + 2 E → S 4+ - Restauration

Acide nitrique ( Hno. 3 )

Une caractéristique d'acide nitrique est que l'azote fait partie deN ° 3 - Il a le plus haut degré d'oxydation +5 et il a donc de fortes propriétés oxydantes. La valeur maximale du potentiel d'électrode pour ion de nitrate est de 0,96 V, donc l'acide nitrique est un oxydant plus fort que le soufre. Le rôle de l'agent oxydant dans les réactions de l'interaction des métaux à l'acide nitrique fonctionneN 5+ . D'où, hydrogène H. 2 Ne démarqueux jamais dans l'interaction des métaux avec de l'acide nitrique ( indépendamment de la concentration ). Le processus procède selon le schéma:

Moi. + Hno. 3 Salt + eau + produit de récupération Hno. 3

Produits de récupération Hno. 3 :

Habituellement, l'interaction de l'acide nitrique avec métal est constituée d'un mélange de produits de récupération, mais en règle générale, l'un d'entre eux est prédominant. Lequel des produits sera le principal, dépend de la concentration d'activité acide et métallique.

Acide nitrique concentré

Une solution acide est considérée comme concentréeρ\u003e 1,25 kg / m 3, ce qui correspond à
Concentration\u003e 40%. Indépendamment de l'activité du métal, la réaction de l'interaction avecHNO 3 (Conc.) produit selon le schéma:

Moi. + Hno. 3 (conc.)→ sel + eau + Non. 2

Avec acide nitrique concentré, les métaux nobles n'interagissent pas (Au. , Ruelle , Système d'exploitation , Rh. , Ivre , Pt. ), et un certain nombre de métaux (Al , Ti , CR , Fe. , Co. , Ni. ) Comme basse température Passivable par acide nitrique concentré. La réaction est possible lorsque la température est levée, elle coule selon le schéma présenté ci-dessus.

Exemples

Métal actif

AL + 6 HNO 3 (Conc.) → AL (NO 3) 3 + 3 H 2 O + 3 NO 2

1│ AL 0 - 3 E → Al 3+ - Oxydation

3 N 5+ + E → N 4+ - Restauration

Activité moyenne métallique

Fe + 6 HNO 3 (Conc.) → Fe (N ° 3) 3 + 3H 2 O + 3NO

1│ Fe 0 - 3e → Fe 3+ - Oxydation

3 N 5+ + E → N 4+ - Restauration

Métal lowactif

AG + 2HNO 3 (CONC.) → AGNO 3 + H 2 O + NO 2

1│ AG 0 - E → AG + - Oxydation

1│ N 5+ + E → N 4+ - Restauration

Acide nitrique dilué

Produit de restauration L'acide nitrique dans la solution diluée dépend de activité métallique Participer à la réaction:

Exemples:

Métal actif

8 AL + 30 HNO 3 (RSC) → 8AL (NO 3) 3 + 9H 2 O + 3NH 4 NO 3 3

8│ AL 0 - 3E → AL 3+ - Oxydation

3 N 5+ + 8 E → N 3- - Restauration

L'ammoniac libéré pendant la réduction de l'acide nitrique interagit immédiatement avec un excès d'acide nitrique, formant du nitrate d'ammoniumNH 4 NO 3:

NH 3 + HNO 3 → NH 4 N ° 3.

Activité moyenne métallique

10CR + 36HNO 3 (RSC) → 10cr (n ° 3) 3 + 18h 2 o + 3n 2

10│ CR 0 - 3 E → CR 3+ - Oxydation

3│ 2 N 5+ + 10 E → N 2 0 - Restauration

outre azote moléculaire (N 2. ) Lorsque l'interaction des métaux d'activité moyenne avec de l'acide nitrique dilué est formée dans un nombre égal oxyde de nitrogène (I) - N 2 O . Dans l'équation de réaction, vous devez écrire une de ces substances .

Métal lowactif

3AG + 4HNO 3 (SPL.) → 3AGNO 3 + 2H 2 O + Non

3│ AG 0 - E → AG + - Oxydation

1│ N 5+ + 3 E → N 2+ - Restauration

"Eau régale"

"VODKA tsariste" (appelé acides précédemment) est un mélange d'un volume d'acide nitrique et de trois à quatre volumes d'acide chlorhydrique concentré, qui a une activité oxydative très élevée. Un tel mélange est capable de dissoudre certains métaux peu efficaces qui n'interagissent pas avec l'acide nitrique. Parmi eux et le "Tsar en métal" - Or. Une telle action de "vodka tsariste" est due au fait que l'acide nitrique oxyde chlorhydrique avec la libération de chlore libre et la formation de chloroxyde d'azote (III ), ou chlorure nitrosil -NOCL:

HNO 3 + 3 HCL → CL 2 + 2 H 2 O + NOCL

2 NOCL → 2 NO + CL 2

Le chlore au moment de l'isolement consiste en des atomes. Le chlore atomique est l'agent oxydant le plus puissant, qui permet une "vodka tsar" d'influencer même les "métaux nobles" les plus inertes.

Les réactions d'oxydation de l'or et du platine procèdent selon les équations suivantes:

AU + HNO 3 + 4 HCL → H + NO + 2H 2 O

3PT + 4HNO 3 + 18HCL → 3H 2 + 4NO + 8H 2 O

Sur ru, os, rh et ir "La vodka de Tsar" ne fonctionne pas.

E.A. Nudnova, m.v. Andryumova