Как приготовить раствор серной кислоты. Серная кислота

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Безводная серная кислота представляет собой тяжелую, вязкую жидкость, которая легко смешивается с водой в любой пропорции: взаимодействие характеризуется исключительно большим экзотермическим эффектом (~880 кДж/моль при бесконечном разбавлении) и может привести к взрывному вскипанию и разбрызгиванию смеси, если воду добавлять к кислоте; поэтому так важно всегда использовать обратный порядок в приготовлении растворов и добавлять кислоту в воду, медленно и при перемешивании.

Некоторые физические свойства серной кислоты приведены в таблице.

Безводная H 2 SO 4 — замечательное соединение с необычно высокой диэлектрической проницаемостью и очень высокой электропроводностью, которая обусловлена ионной автодиссоциацией (автопротолизом) соединения, а также эстафетным механизмом проводимости с переносом протона, обеспечивающим протекание электрического тока через вязкую жидкость с большим числом водородных связей.

Таблица 1. Физические свойства серной кислоты.

Получение серной кислоты

Серная кислота — самый важный промышленный химикат и самая дешевая из производимых в большом объеме кислот влюбой стране мира.

Концентрированную серную кислоту («купоросное масло») сначала получали нагреванием «зеленого купороса» FeSO 4 ×nH 2 O и расходовали в большом количестве на получение Na 2 SO 4 и NaCl.

В современном процессе получения серной кислоты используется катализатор, состоящий из оксида ванадия(V) с добавкой сульфата калия на носителе из диоксида кремния или кизельгура. Диоксид серы SO 2 получают сжиганием чистойсеры или при обжиге сульфидной руды (прежде всего пирита или руд Си, Ni и Zn) в процессе извлечения этихметаллов.Затем SO 2 окисляют до триоксида, а потом путем растворения в воде получают серную кислоту:

S + O 2 → SO 2 (ΔH 0 — 297 кДж/моль);

SO 2 + ½ O 2 → SO 3 (ΔH 0 — 9,8 кДж/моль);

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 (ΔH 0 — 130 кДж/моль).

Химические свойства серной кислоты

Серная кислота - сильная двухосновная кислота. По первой ступени в растворах невысокой концентрации она диссоциирует практически нацело:

H 2 SO 4 ↔H + + HSO 4 — .

Диссоциация по второй ступени

HSO 4 — ↔H + + SO 4 2-

протекает в меньшей степени. Константа диссоциации серной кислоты по второй ступени, выраженная через активности ионов, K 2 = 10 -2 .

Как кислота двухосновная, серная кислота образует два ряда солей: средние и кислые. Средние соли серной кислоты называются сульфатами, а кислые - гидросульфатами.

Серная кислота жадно поглощает пары воды и поэтому часто применяется для осушения газов. Способностью поглощать воду объясняется и обугливание многих органических веществ, особенно относящихся к классу углеводов (клетчатка, сахар и т.д.), при действии на них концентрированной серной кислоты. Серная кислота отнимает от углеводов водород и кислород, которые образуют воду, а углерод выделяется в виде угля.

Концентрированная серная кислота, особенно горячая, — энергичный окислитель. Она окисляет HI и HBr (но не HCl) до свободных галогенов, уголь - до CO 2 , серу - до SO 2 . Указанные реакции выражаются уравнениями:

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.

Взаимодействие серной кислоты с металлами протекает различно в зависимости от её концентрации. Разбавленная серная кислота окисляет своим ионом водорода. Поэтому она взаимодействует только с теми металлами, которые стоят в ряду напряжений только до водорода, например:

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

Однако свинец не растворяется в разбавленной кислоте, поскольку образующаяся соль PbSO 4 нерастворима.

Концентрированная серная кислота является окислителем за счет серы (VI). Она окисляет металлы, стоящие в ряду напряжений до серебра включительно. Продукты её восстановления могут быть различными в зависимости от активности металла и от условий (концентрация кислоты, температура). При взаимодействии с малоактивными металлами, например с медью, кислота восстанавливается до SO 2:

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

При взаимодействии с более активными металлами продуктами восстановления могут быть как диоксид, так и свободная сера и сероводород. Например, при взаимодействии с цинком могут протекать 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.

Применение серной кислоты

Применение серной кислоты меняется от страны к стране и от десятилетия к десятилетию. Так, например в США в настоящее время главная область потребления H 2 SO 4 — производство удобрений (70%), за ним следуют химическое производство, металлургия, очистка нефти (~5% в каждой области). В Великобритании распределение потребления по отраслям иное: только 30% производимой H 2 SO 4 используется в производстве удобрений, зато 18% идет на краски, пигменты и полупродукты производства красителей, 16% на химическое производство, 12% на получение мыла и моющих средств, 10% на производство натуральных и искусственных волокон и 2,5% применяется в металлургии.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Приготовление раствора серной кислоты массовой долей 5 %. 28,3 см 3 концентрированной серной кислоты смешивают с 948 см 3 дистиллированной воды.

Приготовление раствора массовой концентрации марганца 0,1 мг/см 3 . Марганцовокислый калий массой 0,288 г растворяют в небольшом количестве раствора серной кислоты массовой долей 5 % в мерной колбе вместимостью 1000 см 3 . Объем раствора в колбе доводят до метки этим же раствором серной кислоты. Полученный раствор обесцвечивают добавлением нескольких капель перекиси водорода или щавелевой кислоты и перемешивают. Раствор хранят не более 3 месяцев при комнатной температуре.

Приготовление раствора сравнения . В мерные колбы вместимостью 50 см 3 помещают раствор массовой концентрации марганца 0,1 мг/см 3 в объемах, указанных в таблице сравнения растворов.

Таблица 1

Таблица сравнения растворов марганца

В каждую колбу добавляют 20 см 3 дистиллированной воды. Растворы готовят в день проведения испытания.

Приготовление раствора азотнокислого серебра массовой долей 1 %. Азотнокислое серебро массой 1,0 г растворяют в 99 см 3 дистиллированной воды.

Проведение испытаний: Ориентируясь на рецептуру премикса, берут объем испытуемого раствора, содержащий от 50 до 700 мкг марганца, помещают в стеклянные стаканы вместимостью 100 см 3 и выпаривают досуха на песчаной бане или электроплитке с асбестовой сеткой. Сухой остаток смачивают каплями концентрированных азотной, а затем серной кислот, избыток которых выпаривают. Обработку повторяют два раза. Затем остаток растворяют в 20 см 3 горячей дистиллированной воды и переносят в мерную колбу вместимостью 50 см 3 . Стакан несколько раз обмывают небольшими порциями горячей дистиллированной воды, которые также сливают в мерную колбу. В колбы с растворами сравнения и испытуемым раствором вносят 1 см 3 ортофосфорной кислоты, 2 см 3 раствора азотнокислого серебра массовой долей 1 % и 2,0 г надсернокислого аммония. Содержимое колб нагревают до кипения и при появлении первого пузырька добавляют еще надсернокислый аммоний на кончике скальпеля. После кипячения растворы охлаждают до комнатной температуры, доводят до метки раствором серной кислоты массовой долей 5 % и перемещивают. Оптическую плотность растворов измеряют на фотоэлектроколориметре относительно первого раствора сравнения, не содержащего марганец, в кюветах толщиной просвечиваемого слоя 10 мм при длине волны (540 ± 25) нм, используя соответствующий светофильтр,или на спектрофотометре при длине волны 535 нм. Одновременно проводят контрольный опыт, исключая взятие навески премикса.

И неконтролируемости всего количества реакций получаемого бульона в пробирке. Однако даже этого оказалось мало для первого в жизни взаимодействия с чистыми веществами второго класса опасности. Вчера с серной кислотой в этом убедился.

Единственный дешевый магазин, в котором можно купить реактивы в розницу: РусХим. Прибыл для покупки трех компонентов (омеднение, снятие ржавчины, растворение органики): медь сернокислая пятиводная CuSO 4 ·5H 2 O (медный купорос, чистый), гидроксид натрия NaOH (едкий натр, чистый для анализов), серная кислота H 2 SO 4 (химически чистая) - итого 3 тары. Транспортировка производилась пешим ходом в рюкзаке, обеспечивая тарой и скомканной одеждой вертикальное положение этой самой тары. Однако взбалтывание кислоты при ходьбе и в метро привело к тому, что 5мл вещества вытекло из-под (бракованной?) крышки. Позже выясню: должна ли быть крышка негерметичной (есть предпосылки), в т.ч. задам ворчливый вопрос магазину. Но это все позже, а вчера вечером дома был настоящий аншлаг.

Итак, открывается рюкзак и наблюдается "вода" на стенках пластиковой тары серной кислоты. Железные правила обращения с любым новым веществом (будь то поваренная соль, кальцинированная сода, серная кислота или фосген) диктуют особенности его первоначального восприятия ("смертельный кот в мешке"):
- вещество обжигает дыхательные пути и через них отравляет организм;
- оно обжигает кожу и через нее отравляет организм;
- вещество высокой летучести;
- оно бурно взаимодействует с окружающими предметами с выделением тепла, брызг, огня и взрыва;
- разъедает все, кроме стекла;
- малый объем вещества способен быстро убить меня.
А также включение паники, надевание очков закрытого типа без вентиляции и противогаза с патроном типа А1В1 (для органических и неорганических веществ), создание сквозняка в квартире. Органические - содержащие в химической формуле углерод. Для серной кислоты, соответственно, из этого патрона работала вставка В1.

Пальцы тут же окунулись в раствор пищевой соды на 5 минут. Одежда сразу отправилась в стирку: разбавление в воде + щелочная среда порошка. Рюкзак отправился отмокать в таз, но в нем на тот момент уже были дырки в дне. Газета, на которую была переложена тара серной кислоты, обуглилась в месте соприкосновения. Наблюдая за тарой издалека , решил вынести ее клещами на открытый балкон и оставил отмываться под дождем.

После выключения паники начался подробнейший анализ данного вещества для исключения или подтверждения тезисов первоначального восприятия "смертельный кот в мешке":
- серная кислота не имеет ни цвета, ни запаха (т.е. как обычная вода!). Запах серной кислоты из аккумуляторов, скорее всего, связан с какой-нибудь присадкой именно для создания запаха. Поэтому, например, вонючий герметик лучше: четкая индикация токсичности воздуха в помещении;
- серная кислота имеет плотность 1.84г/мл, и эти 2кг в рюкзаке давали о себе знать своей тяжестью;
- пластик пластику рознь: ПЭТФ кислота растворяет, а толстую тару из полиэтилена нет (возможно, он высокой плотности). То есть, забор из емкости серной кислоты пищевой пластиковой ложечкой может потерпеть большое фиаско. А перевозка рядом сильной кислоты H 2 SO 4 и сильной щелочи NaOH могло создать экзотермическую реакцию в случае прожигания кислотой пластика тары щелочи: 2NaOH+H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O;
- серная кислота нелетучая, что делает ее безопасной в воздухе (в отличие от соляной). Однако может быть искусственно распылена или побочно поднята в воздух пузырьками во время электролиза, как это было с едким натром. И серная кислота 93.6% по ГОСТ 4204-77 - это одно, а раствор серной кислоты (электролит) - другое. Испаряющаяся вода будет захватывать с собой и кислоту (правда, в очень малых количествах). А так как у нее нет запаха - почувствуешь только тогда, когда уже легкие драть начнет. Поэтому придумали экстренный антидот: 2-3 глубоких вдоха от пузырька с аммиаком 10% (с правилами безопасности: не дырку нюхать, а рукой воздух гнать к носу). Лучше яда нюхнуть и взбодриться, нежели легкие сжечь (кислота никуда не уйдет, пока не прореагирует до самого конца);
- является сильной кислотой, вызывая быстрые реакции с точки зрения химии. Рюкзак прожигался за минуты, с человеческой точки зрения это медленно;
- раствор: реагирует только с металлами, находящимися в ряде электрохимических потенциалов левее водорода. Концентрированная: реагирует с металлами вплоть до серебра. То есть, электролит железо жрать начнет, а меди ничего не будет. Реакция концентрированной кислоты с металлическим натрием порождает взрыв с пламенем и бурным выделением удушающих сероводорода H 2 S и сернистого газа SO 2 . Это страшнее реакции с NaOH, поэтому держать серную кислоту нужно от такого рода металлов подальше;
- условия хранения - тонкое место в вопросе герметизации крышки тары (замерзание кислоты с вероятным увеличением объема). Раствор электролита ~40% замерзает при -60 градусов, а концентрированная кислота при +10 - хранить на балконе нельзя, если кристаллизация ее портит;
- при соединении с водой вызывает быстрый нагрев раствора за счет образования гидратов. Поэтому добавляют кислоту в воду, а не воду в кислоту: высокая вероятность взрыва как мгновенного испарения воды вместе с парами кислоты - сильные брызги с паром.

Именно для электролиза дешевле и безопаснее купить электролит:
- содержит дистиллированную воду;
- 1 литр за 50 рублей имеет плотность 1.27г/мл (36% серной кислоты), что соответствует 360мл химически чистой кислоты за 171 рубль/литр (и это без учета 100 рублей сверху за оформление как прекурсора: предшественника наркотического вещества);
- концентрация кислоты ниже. Если попадет на кожу - не останется шрамов сразу;
- доступен в автомобильных магазинах даже в пол-литровой таре.

Пока не столкнешься лицом к лицу с противником - не поймешь до конца его опасность и тактику. Читать рассказ о протекшей серной кислоте, возможно, даже весело - только вчера мне нихрена весело не было.

Из всего этого вытекает еще пара выводов:
- как только серная кислота или любое вещество 2 класса оказывается на лабораторном столе - всегда иметь к нему противоядие. В данном случае это аммиак 10% для дыхания, раствор кальцинированной соды для кожи и гидроксида натрия для быстрой нейтрализации в иных местах. Гидроксид натрия может быть насыпан в срезанную пятилитровую бутылку из-под воды: кислоте нужно 2 часа, чтобы разъесть тару - но ее остановит едкий натр. Мало того, такая бутылка дает преимущества в быстром избавлении от предметов из руки. К примеру, если серная кислота попала под перчатку - она же сбрасывается в бутылку, а рука замачивается в заранее подготовленном растворе кальцинированной соды;
- средства защиты при использовании чистых веществ 2 класса опасности должны быть усилены. Не обращать внимания на некоторые видео, где автор работает с кислотой голыми руками: нужны, как минимум, нейлоновые перчатки (например, растворяются в чистой муравьиной кислотой за 24 часа). А соляная кислота, к примеру, имеет высокую летучесть - и здесь уже противогаз является необходимым условием защиты при работе с ней;
- должна быть подготовлена пустая тара для переливания купленной кислоты сразу после приобретения при помощи стеклянной воронки. Сама тара должна быть тщательно вымыта дистиллированной водой и еще более тщательно просушена. Посуда должна быть из стекла или полиэтилена (включая крышку). Полипропилен не подходит на открытой местности, т.к. при 60 градусах быстро разрушается (единственное необходимое условие разрушения).

О знаках химической опасности. Изменил стандартный знак на 1-3 классы опасности . Распечатанные на клеящейся бумаге, наклеиваются на крышку и лицевую сторону тары с реагентом (можно и на заднюю сторону дополнительно). Чтобы каждый раз, когда рука тянется к реагенту, было четкое напоминание, какой он опасный. Наибольший психологический эффект от такого знака, который вы сами сделаете. Мне удобнее расставить цифры именно на тех местах, где они расставлены.

Кстати, готовка на кухне - это взаимодействие с веществами 4 класса опасности. Соль, пищевая сода и прочее: химические ошибки также не прощаются (сильно пересолил борщ - потом воду хлещешь полдня, посыпал соль на рану - ...).

(добавлено 22.05.2016) Нужно хранить чеки от всех реактивов, чтобы не было проблем с силовыми структурами. Крышка тары реально оказалась бракованной: тара должна быть герметичной полностью. Проверять тару переворачиванием нельзя, только сжатием со слежением за поднятием уровня кислоты как фактом выхода воздуха.

(добавлено 27.05.2016) Магазин прислал паспорт на серную кислоту, документ без подписей и печатей. Так как серная кислота не имеет срока годности как таковой, срок хранения 3 года относится к продаваемой таре: тара - полиэтилен, прокладка - вспененный полипропилен, материал крышки не известен. То есть, за 3 года нужно успеть перелить кислоту в стеклянную бутылку, а крышку использовать стеклянную, полипропиленовую или пробковую (если не болтать, естественно: кислота не летучая, но пробку при попадании разъест, вытеснив углерод).

(добавлено 31.05.2016) Готов спорить, что с флешки, SSD и блинов HDD, брошенных в кислоту, восстановить информацию 100% будет невозможно. А что, тоже метод уничтожения конфиденциальной/секретной информации.

(добавлено 30.07.2016) Перелил серную кислоту в безопасную емкость для хранения в домашних условиях. Как и в любом деле, есть тонкости:
- варианта "не пролил ни капли" быть не может ни при каких обстоятельствах. Обнаружить несколько капель на газете, которые испепелили эту газету дочерна за секунд 20, - зрелище не из приятных, но не из неожиданных. Поэтому приготовления: перчатки КЩС, бросовая одежда на все участки тела, стол застилается полиэтиленом и только потом газетами, на столе источник мгновенной воды (5-литровая емкость);
- воронка из-под минеральной бутылки деформируется и теряет прозрачность уже через 2 минуты после контакта с кислотой - время переливания не должно быть больше 2 минут. С другой стороны, с этим нельзя торопиться, чтобы не породить брызги, промахи, воздушные пробки и прочее;
- место переливания - только стекло: даже технический полипропилен разлагается быстрее стекла;
- для предотвращения переворачивания/падения стеклянной бутылки в будущем она приклеивается герметиком дном к утяжелителю. В моем случае это блин от старой гантели;
- кислота нелетучая, поэтому без проблем закрывается обычной крышкой. Однако нельзя допускать контакта кислоты с ней;
- кислота имеет свойство забирать влагу из воздуха и увеличиваться в объеме двукратно (ранее стаканы с ней между окнами ставили для поглощения влаги) - тара должна быть двукратной емкости, если кислота расходуется крайне медленно;
- после переливания кислоты капли могут быть и на самой емкости. Нужно сухим бумажным платком пройтись по всей поверхности тары, включая крышку. Впитанная кислота прореагирует с платком и окрасит черными пятнами;
- кислота на воронке продолжает быть опасна, поэтому ее и прошлую тару нужно незамедлительно нейтрализовать (разбавить в 5л воды, например - полученный раствор станет безопасным для канализации). Потому что в мусорном ведре будет реагировать со всем подряд и выделять неизвестно что;
- стеклянная тара может оказаться с микротрещинами. Поэтому тару нужно поставить на бумажный платочек, а платочек - в полипропиленовую емкость (подставка для горшка), на которой четко указан материал изготовления. Через 24 часа проверяется герметичность - и только после этого наступает домашнее хранение.

(добавлено 01.08.2016) Не стоит выбрасывать тару из-под серной кислоты: это единственная вещь в доме, способная выдержать любые концентрированные кислоты при своем малом весе и хорошей герметизации (если крышка без брака; или без нее, если жидкость не летучая).

Важно также уточнить о том, что я обсыпал второе дно, пока бракованную тару хранил, кальцинированной содой (слабой щелочью, с точки зрения бурности реакции). Тара хранилась на балконе, поэтому в случае реакции нахождение человека рядом было исключено. Но сама реакция из-за силы серной кислоты - бурная, с брызгами и газовыделением - направлена лишь на то, чтобы кислоте не растворить ПЭТФ за часы и не оказаться на полу балкона. В присутствии человека соединять концентрированные кислоты с концентрированными щелочами никак нельзя: риск быть пораженным кислотой по большой площади!

(добавлено 02.08.2016) Серная кислота, реально, убийца ПЗУ. Микросхема флешки... в общем, это уже не флешка, а что-то неподдающееся словами. Хотя сама плата целая.

(добавлено 03.08.2016) Серная кислота, реально, сильная. Те 50мл прореагировали с флешкой - но мне нужно было нейтрализовать ее остатки. Израсходовал тонну кальцинированной соды в растворе для нейтрализации этих 50г. При этом первые 100мл раствора добавлялись пипеткой 5мл: реакция просто адски бурная. В одну дырку крышки банки диаметром 3мм заливая раствор, в другую наблюдал резкий выброс газа - раствор соды мгновенно пожирался кислотой. При этом брызги шли и по крышке, и по стенкам банки. Далее, когда реакция стала не мгновенно протекающей, рискнул налить 30мл сразу без крышки - пошла пена, раствор вышел из берегов; спасло двойное дно. В итоге, где-то примерно ушло 200мл раствора кальцинированной соды.

Еще обнаружена странная вещь: при смешивании кислоты с водой наблюдается повышение температуры раствора (порой до деформирующих пластиковую бутылку температур). Но такая же вещь замечена за едким натром: если гранулы высыпать на дно бутылки - оно деформируется. Кстати, гранулы едкого натра очень упругие - при просыпании прыгают, как мячики, по столу и улетают на пол. На полу уже, если не убрать их в первые 5 минут, набирают влагу из воздуха и растекаются. Свойство можно рассматривать как полезное: приняв жидкую форму, легко удалится при мойке полов или сам найдет с чем прореагировать, не дожидаясь присутствия тканей человека. С медным же купоросом, например, по-другому: отдает влагу воздуху, и ядом будет ждать присутствия человека - при контакте с кожей растворится в выделениях желез и всосется внутрь организма.

(добавлено 04.10.2016) Для приготовления ~1л электролита 37% (плотностью 1.27г/м 3) требуется 855г/855мл воды и 274мл/503г серной кислоты. Данная пропорция проста: воду гораздо проще переливать из емкости в емкость, чем серную кислоту. В итоге вода переливается на весы, затем в тару - а потом в воду вливается кислота: половина литровой бутылки. Еще раз подчеркиваю, что выделение теплоты просто адское - либо вливать медленно, либо саму тару поместить в холодную/ледяную воду; и сама тара должна быть толстая и из технического полиэтилена. Потому что технический полипропилен разрушается при 60 градусах - а внутри бутылки будет отнюдь не 60. Создал электролит плотностью ~43% - температура внутри, по обжигающему состоянию тары, была более 100 градусов. Кипения не происходит из-за особенности электролита: вода кипит при 100 градусах, кислота примерно при 339 градусов. Вливать кислоту лучше через стеклянную воронку, чтобы исключить выделение паров электролита из толстого горла тары.

(добавлено 10.10.2016) Если есть хоть малейшие сомнения в таре серной кислоты или электролита - есть способ обезопасить себя. Используется стандартная политика тары с двойным дном (подойдет срезанная бутылка ПЭТФ 5л). На дно банки засыпается гашеная известь (гидроксид кальция). При протекании кислоты пойдет реакция без выделения газов и брызг, но с выделением тепла: Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 → CaSO 4 + 2H 2 O. Однако пойдет реакция и с получением других веществ: гидросульфата кальция (Ca(HSO 4) 2 + H 2 O) и гидроксосульфата кальция ((CaOH) 2 SO 4 + 2H 2 O). Попробую сымитировать эту реакцию; если проходит без эксцессов - ничего дополнительно писать не буду.

Почему при отравлении кислотами нельзя пить содовый раствор. Кишечник человека успешно впитывает углекислый газ - поэтому его используют при лапароскопии. А вот сероводород не может - поэтому мы делаем громкие звуки. Водород всасывается лишь незначительно. Однако выделение углекислого газа настолько значительно при взаимодействии соды с кислотой (причем с пищевой - особенно) - что кишечник просто разрывает от избытка углекислого газа. За разрывами следуют обильное внутреннее кровотечение - и смерть либо от него, либо от поступления газов в кровь.

(добавлено 11.10.2016) "Концентрация" - действительно, волшебное слово. Ca(HSO 4) 2 - кислая соль, получается при избытке серной кислоты. CaSO 4 - средняя соль, получается при ровном соотношении реактивов. (CaOH) 2 SO 4 - основная соль, получается при избытке гашеной извести.

(добавлено 28.10.2016) Нашел способ борьбы с концентрированными щелочами на перчатках. С кислотами все просто: в раствор пищевой соды перчатки макнул - пошипело, кислота нейтрализовалась. Но порошок едкого натра, к примеру, пищевой содой не сразить. Поэтому применяется посредник: слабый раствор лимонной кислоты. Он нейтрализует на перчатках пыль едкого натра - а потом уже, для полной уверенности, перчатки с руками окунаются в раствор пищевой соды - чтобы уж совсем все нейтрализовалось.

Пищевая сода - спаситель в химии, на мой взгляд. Универсальный нейтрализатор агрессивных сред, при этом не оказывает на кожу сильного раздражения. Именно ее раствор спас руку, когда концентрированная лимонная кислота разъела перчатку (выбрал не тот тип перчаток).

(добавлено 18.04.2017) Гашеную известь днем с огнем не сыщешь, только ЧДА по 145руб/кг. Кстати, после реакции ее с серной кислотой получится гипс .

(добавлено 08.05.2017) Нашел гашеную известь в виде садоводческой муки известковой "Пушонка". А CaCO 3 обнаружился в садовой побелке на основе мела (97%).

(добавлено 16.05.2017) Ай да сюрприз. В отличие от чистой марганцовки фирмы "Фаско", в садоводческой "Пушонке" оказались примеси неизвестного происхождения (скорее всего, мел). В итоге газообразование при взаимодействии с кислотами имеет место - но менее активное, чем в меловой садовой побелке. pH~=10. По ходу, "Пушонку" подделывают кто во что горазд - в т.ч. попадаются и упаковки с надписью "Пушенка".

Еще обнаружилось, что часто под видом извести продают мел, а под мелом - известь. Казалось бы, абсурд: цена и у того, и у того примерно одинаковая. Однако и тут хитрость: если есть одно сырье - расфасовывать его под видом множества сырья. И это сырье разойдется быстрее. Потому что никто не купит побелки 5кг - но купит 1кг побелки, 1кг негашеной извести, 1кг гашеной извести, да еще известковую муку, ...

(добавлено 10.05.2018) Исправил пропорции для получения электролита 37% (в предыдущих получался около 39%). Почему при просмотре статьи в несколько тысяч человек - никто не уведомил об ошибке? И всплыло только тогда, когда вторую порцию электролита начал готовить, где 37% было нужно уже очень точно.

серная кислота, серная кислота формула
Се́рная кислота́ H2SO4 - сильная двухосновная кислота, отвечающая высшей степени окисления серы (+6). При обычных условиях концентрированная серная кислота - тяжёлая маслянистая жидкость без цвета и запаха, с кислым «медным» вкусом. технике серной кислотой называют её смеси как с водой, так и с серным ангидридом SO3. Если молярное отношение SO3: H2O < 1, то это водный раствор серной кислоты, если > 1 - раствор SO3 в серной кислоте (олеум).

• 1 Название
• 2 Физические и физико-химические свойства
  • 2.1 Олеум
• 3 Химические свойства
• 4 Применение
• 5 Токсическое действие
• 6 Исторические сведения
• 7 Дополнительные сведения
• 8 Получение серной кислоты
  • 8.1 Первый способ
  • 8.2 Второй способ
• 9 Стандарты
• 10 Примечания
• 11 Литература
• 12 Ссылки

Название

В XVIII-XIX веках серу для пороха производили из серного колчедана (пирит) на купоросных заводах. Серную кислоту в то время называли «купоросным маслом» (как правило это был кристаллогидрат, по консистенции напоминающий масло), очевидно отсюда происхождение названия её солей (а точнее именно кристаллогидратов) - купоросы.

Физические и физико-химические свойства

Очень сильная кислота, при 18оС pKa (1) = −2,8, pKa (2) = 1,92 (К₂ 1,2 10−2); длины связей в молекуле S=O 0,143 нм, S-OH 0,154 нм, угол HOSOH 104°, OSO 119°; кипит, образуя азеотропную смесь (98,3 % H2SO4 и 1,7 % H2О с температурой кипения 338,8оС). Серная кислота, отвечающая 100%-ному содержанию H2SO4, имеет состав (%): H2SO4 99,5, HSO4− - 0,18, H3SO4+ - 0,14, H3O+ - 0,09, H2S2O7, - 0,04, HS2O7⁻ - 0,05. Смешивается с водой и SO3, во всех соотношениях. водных растворах серная кислота практически полностью диссоциирует на H3О+, HSO3+, и 2НSO₄−. Образует гидраты H2SO4·nH2O, где n = 1, 2, 3, 4 и 6,5.

Олеум

Растворы серного ангидрида SO3 в серной кислоте называются олеумом, они образуют два соединения H2SO4·SO3 и H2SO4·2SO3.

Олеум содержит также пиросерные кислоты, получающиеся по реакциям:

Температура кипения водных растворов серной кислоты повышается с ростом её концентрации и достигает максимума при содержании 98,3 % H2SO4.

Температура кипения олеума с увеличением содержания SO3 понижается. При увеличении концентрации водных растворов серной кислоты общее давление пара над растворами понижается и при содержании 98,3 % H2SO4 достигает минимума. С увеличением концентрации SO3 в олеуме общее давление пара над ним повышается. Давление пара над водными растворами серной кислоты и олеума можно вычислить по уравнению:

величины коэффициентов А и зависят от концентрации серной кислоты. Пар над водными растворами серной кислоты состоит из смеси паров воды, H2SO4 и SO3, при этом состав пара отличается от состава жидкости при всех концентрациях серной кислоты, кроме соответствующей азеотропной смеси.

С повышением температуры усиливается диссоциация:

Уравнение температурной зависимости константы равновесия:

При нормальном давлении степень диссоциации: 10⁻⁵ (373 К), 2,5 (473 К), 27,1 (573 К), 69,1 (673 К).

Плотность 100%-ной серной кислоты можно определить по уравнению:

С повышением концентрации растворов серной кислоты их теплоемкость уменьшается и достигает минимума для 100%-ной серной кислоты, теплоемкость олеума с повышением содержания SO3 увеличивается.

При повышении концентрации и понижении температуры теплопроводность λ уменьшается:

где С - концентрация серной кислоты, в %.

Максимальную вязкость имеет олеум H2SO4·SO3, с повышением температуры η снижается. Электрическое сопротивление серной кислоты минимально при концентрации SO3 и 92 % H2SO4 и максимально при концентрации 84 и 99,8 % H2SO4. Для олеума минимальное ρ при концентрации 10 % SO3. С повышением температуры ρ серной кислоты увеличивается. Диэлектрическая проницаемость 100%-ной серной кислоты 101 (298,15 К), 122 (281,15 К); криоскопическая постоянная 6,12, эбулиоскопическая постоянная 5,33; коэффициент диффузии пара серной кислоты в воздухе изменяется в зависимости от температуры; D = 1,67·10⁻⁵T3/2 см²/с.

Химические свойства

Серная кислота в концентрированном виде при нагревании - довольно сильный окислитель; окисляет HI и частично HBr до свободных галогенов, углерод до CO2, серу - до SO2, окисляет многие металлы (Cu, Hg, исключение - золото и платина). При этом концентрированная серная кислота восстанавливается до SO2, например:

Наиболее сильными восстановителями концентрированная серная кислота восстанавливается до S и H2S. Концентрированная серная кислота поглощает водяные пары, поэтому она применяется для сушки газов, жидкостей и твёрдых тел, например, в эксикаторах. Однако концентрированная H2SO4 частично восстанавливается водородом, из-за чего не может применяться для его сушки. Отщепляя воду от органических соединений и оставляя при этом чёрный углерод (уголь), концентрированная серная кислота приводит к обугливанию древесины, сахара и других веществ.

Разбавленная H2SO4 взаимодействует со всеми металлами, находящимися в электрохимическом ряду напряжений левее водорода с его выделением, например:

Окислительные свойства для разбавленной H2SO4 нехарактерны. Серная кислота образует два ряда солей: средние - сульфаты и кислые - гидросульфаты, а также эфиры. Известны пероксомоносерная (или кислота Каро) H2SO5 и пероксодисерная H2S2O8 кислоты.

Серная кислота реагирует также с основными оксидами, образуя сульфат и воду:

На металлообрабатывающих заводах раствор серной кислоты применяют для удаления слоя оксида металла с поверхности металлических изделий, подвергающихся в процессе изготовления сильному нагреванию. Так, оксид железа удаляется с поверхности листового железа действием нагретого раствора серной кислоты:

Качественной реакцией на серную кислоту и её растворимые соли является их взаимодействие с растворимыми солями бария, при котором образуется белый осадок сульфата бария, нерастворимый в воде и кислотах, например:

Применение

Серную кислоту применяют:

• в обработке руд, особенно при добыче редких элементов, в т.ч. урана, иридия, циркония, осмия и т.п.;
• в производстве минеральных удобрений;
• как электролит в свинцовых аккумуляторах;
• для получения различных минеральных кислот и солей;
• в производстве химических волокон, красителей, дымообразующих и взрывчатых веществ;
• в нефтяной, металлообрабатывающей, текстильной, кожевенной и др. отраслях промышленности;
• в пищевой промышленности - зарегистрирована в качестве пищевой добавки E513 (эмульгатор);
• в промышленном органическом синтезе в реакциях:
  • дегидратации (получение диэтилового эфира, сложных эфиров);
  • гидратации (этанол из этилена);
  • сульфирования (синтетические моющие средства и промежуточные продукты в производстве красителей);
  • алкилирования (получение изооктана, полиэтиленгликоля, капролактама) и др.
  • Для восстановления смол в фильтрах на производстве дистилированной воды.

Мировое производство серной кислоты ок. 160 млн тонн в год. Самый крупный потребитель серной кислоты - производство минеральных удобрений. На P₂O₅ фосфорных удобрений расходуется в 2,2-3,4 раза больше по массе серной кислоты, а на (NH₄)₂SO₄ серной кислоты 75% от массы расходуемого (NH₄)₂SO₄. Поэтому сернокислотные заводы стремятся строить в комплексе с заводами по производству минеральных удобрений.

Токсическое действие

Серная кислота и олеум - очень едкие вещества. Они поражают кожу, слизистые оболочки, дыхательные пути (вызывают химические ожоги). При вдыхании паров этих веществ они вызывают затруднение дыхания, кашель, нередко - ларингит, трахеит, бронхит и т. д. Предельно допустимая концентрация аэрозоля серной кислоты в воздухе рабочей зоны 1,0 мг/м³, в атмосферном воздухе 0,3 мг/м³ (максимальная разовая) и 0,1 мг/м³ (среднесуточная). Поражающая концентрация паров серной кислоты 0,008 мг/л (экспозиция 60 мин), смертельная 0,18 мг/л (60 мин). Класс опасности II. Аэрозоль серной кислоты может образовываться в атмосфере в результате выбросов химических и металлургических производств, содержащих оксиды S, и выпадать в виде кислотных дождей.

Исторические сведения

Серная кислота известна с древности, встречаясь в природе в свободном виде, например, в виде озёр вблизи вулканов. Возможно, первое упоминание о кислых газах, получаемых при прокаливании квасцов или железного купороса «зеленого камня», встречается в сочинениях, приписываемых арабскому алхимику Джабир ибн Хайяну.

В IX веке персидский алхимик Ар-Рази, прокаливая смесь железного и медного купороса (FeSO4 7H2O и CuSO4 5H2O), также получил раствор серной кислоты. Этот способ усовершенствовал европейский алхимик Альберт Магнус, живший в XIII веке.

Схема получения серной кислоты из железного купороса - термическое разложение сульфата железа (II) с последующим охлаждением смеси

Молекула серной кислоты по Дальтону

1. 2FeSO4+7H2O→Fe2O3+SO2+H2O+O2
2. SO2+H2O+1/2O2 ⇆ H2SO4

В трудах алхимика Валентина (XIII в) описывается способ получения серной кислоты путем поглощения водой газа (серный ангидрид), выделяющегося при сжигании смеси порошков серы и селитры. Впоследствии этот способ лег в основу т. н. «камерного» способа, осуществляемого в небольших камерах, облицованных свинцом, который не растворяется в серной кислоте. СССР такой способ просуществовал вплоть до 1955 г.

Алхимикам XV в известен был также способ получения серной кислоты из пирита - серного колчедана, более дешевого и распространенного сырья, чем сера. Таким способом получали серную кислоту на протяжении 300 лет, небольшими количествами в стеклянных ретортах. Впоследствии, в связи с развитием катализа этот метод вытеснил камерный способ синтеза серной кислоты. настоящее время серную кислоту получают каталитическим окислением (на V2O5) оксида серы (IV) в оксид серы (VI), и последующим растворением оксида серы (VI) в 70 % серной кислоте с образованием олеума.

В России производство серной кислоты впервые было организовано в 1805 году под Москвой в Звенигородском уезде. 1913 году Россия по производству серной кислоты занимала 13 место в мире.

Дополнительные сведения

Мельчайшие капельки серной кислоты могут образовываться в средних и верхних слоях атмосферы в результате реакции водяного пара и вулканического пепла, содержащего большие количества серы. Получившаяся взвесь, из-за высокого альбедо облаков серной кислоты, затрудняет доступ солнечных лучей к поверхности планеты. Поэтому (а также в результате большого количества мельчайших частиц вулканического пепла в верхних слоях атмосферы, также затрудняющих доступ солнечному свету к планете) после особо сильных вулканических извержений могут произойти значительные изменения климата. Например, в результате извержения вулкана Ксудач (п-ов Камчатка, 1907 г.) повышенная концентрация пыли в атмосфере держалась около 2 лет, а характерные серебристые облака серной кислоты наблюдались даже в Париже. Взрыв вулкана Пинатубо в 1991 году, отправивший в атмосферу 3·107 тонн серы, привёл к тому, что 1992 и 1993 года были значительно холоднее, чем 1991 и 1994 .

Получение серной кислоты

Первый способ

Второй способ

В тех редких случаях, когда сероводород(H2S) вытесняет сульфат(SO4-) из соли (с металлами Cu,Ag,Pb,Hg) побочным продуктом является серная кислота

Сульфиды данных металлов обладают высочайшей прочностью, а также отличительным черным окрасом.

Стандарты

• Кислота серная техническая ГОСТ 2184-77
• Кислота серная аккумуляторная. Технические условия ГОСТ 667-73
• Кислота серная особой чистоты. Технические условия ГОСТ 1422-78
• Реактивы. Кислота серная. Технические условия ГОСТ 4204-77

Примечания

1. Ушакова Н. Н., Фигурновский Н. А. Василий Михайлович Севергин: (1765-1826) / Ред. И. И. Шафрановский. М.: Наука, 1981. C. 59.
2. 1 2 3 Ходаков Ю.В., Эпштейн Д.А., Глориозов П.А. § 91. Химические свойства серной кислоты // Неорганическая химия: Учебник для 7-8 классов средней школы. - 18-е изд. - М.: Просвещение, 1987. - С. 209-211. - 240 с. - 1 630 000 экз.
3. Ходаков Ю.В., Эпштейн Д.А., Глориозов П.А. § 92. Качественная реакция на серную кислоту и её соли // Неорганическая химия: Учебник для 7-8 классов средней школы. - 18-е изд. - М.: Просвещение, 1987. - С. 212. - 240 с. - 1 630 000 экз.
4. лицо худруку балета Большого театра Сергею Филину плеснули серной кислотой
5. Эпштейн, 1979, с. 40
6. Эпштейн, 1979, с. 41
7. см. статью «Вулканы и климат» (рус.)
8. Русский архипелаг - Виновато ли человечество в глобальном изменении климата? (рус.)

Литература

• Справочник сернокислотчика, под ред. К. М. Малина, 2 изд., М., 1971
• Эпштейн Д. А. Общая химическая технология. - М.: Химия, 1979. - 312 с.

Ссылки

• Статья «Серная кислота» (Химическая энциклопедия)
• Плотность и значение pH серной кислоты при t=20 °C

серная кислота, серная кислота википедия, серная кислота гидролиз, серная кислота ее воздействие 1, серная кислота класс опасности, серная кислота купить в украине, серная кислота применение, серная кислота разъедает, серная кислота с водой, серная кислота формула

Серная кислота Информацию О

На сегодняшний день серная кислота используется в различных отраслях деятельности человека. Учитывая большой ее спрос, с каждым годом растет и ее производство.

Применение серной кислоты.

Серную кислоту используют в таких отраслях как:

промышленная;

нефтяная;

кожевенная;

текстильная;

металлообрабатывающая;

народное хозяйство;

медицина (в некоторой степени).

Необходимо отметить, что наибольший спрос на серную кислоту имеют заводы, занимающиеся изготовлением минеральных удобрений, в состав которых входит серная кислота. Кроме того, с помощью серной кислоты очищается керосин, парафин, масло, которое используется в качестве смазки. Помимо этого, серной кислотой очищаются минеральные жиры и масла. С помощью серной кислоты изготавливают красители, взрывчатые вещества, химические волокна. Также хочется сказать, что серную кислоту в экстренных случаях применяют в нетрадиционной медицине. Учитывая то, что серная кислота считается серьезным и в некоторой степени опасным веществом, использовать ее нужно осторожно и с особой аккуратностью. Именно поэтому предлагаем вам изучить информацию о том, как приготовить раствор серной кислоты в домашних условиях.

Как приготовить раствор серной кислоты самому.

Как уже говорилось, приготовление раствора серной кислоты должно происходить с соблюдением всех мер предосторожности, чтобы максимально обезопасить себя от различных непредвиденных ситуаций, которые могут иметь неприятные последствия.

С недавних пор стало известно, что раствор серной кислоты очень эффективен при лечении алкоголизма. Поэтому, чтобы у алкоголика раз и навсегда пропало желание употреблять спиртные напитки, рекомендуем приготовить раствор серной кислоты по такому рецепту. Берем от 20 до 25 капель концентрированной серной кислоты и разводим в литре кипяченой воды комнатной температуры. Применять полученный раствор необходимо по 1 чайной ложке дважды в день перед приемом пищи (можно перед завтраком и ужином). Курс лечения длиться до того времени, пока не закончится сделанный серчаный раствор. Также с помощью раствора серной кислоты можно вывести токсины из организма и очистить печень. Кроме того, Болотов описывал метод борьбы с различными заболеваниями (злокачественные новообразования, кисты, полипы) с помощью царской водки. Для ее приготовления необходимы следующие ингредиенты: 1 столовая ложка серной кислоты, 1 столовая ложка соляной кислоты, 0,5 стакана 6-9-процентного винного уксуса и 4 таблетки такого медикамента как нитроглицерин. Все названные компоненты растворяем в 1 л. воды и употребляем с каждым главным приемом пищи (утром, в обед и вечером) по 1 столовой ложке трижды в день. С помощью этого способа можно полностью очистить организм. Поэтому если правильно сделать раствор, то применение серной кислоты само по себе не представляет никакой опасности для организма, а наоборот, даже помогает и лечит.

Правила приготовления раствора серной кислоты.

Занимаясь приготовлением раствора серной кислоты, необходимо придерживаться правил безопасности. Прежде всего, необходимо всегда помнить о том, что кислота должна вливаться тоненькой струйкой в воду, а не наоборот! Также ее нужно все время аккуратно помешивать. Это поможет не разбрызгивать кислоту в результате ее значительного нагревания. Для большего удобства можно воспользоваться мерным цилиндром со специальным носиком в виде лейки. Это облегчит вам этот процесс. Также используя концентрированную серную кислоту для приготовления раствора, нужно работать с этими веществами в резиновых перчатках и очках. В случае попадания на кожу рук или на лицо этой кислоты, необходимо сразу же промыть пораженные участки ватным тампоном, смоченным в 5-процентром растворе кальцинированной соли.