Σε τι χρησιμεύει το θειικό οξύ; Αποτελεσματικές μέθοδοι επεξεργασίας υδρόθειου σε διυλιστήρια πετρελαίου (παραγωγή θειικού οξέος, στοιχειακού θείου κ.λπ.)

Το θειικό οξύ (H2SO4) είναι ένα από τα περισσότερα καυστικά οξέακαι επικίνδυνα αντιδραστήρια, γνωστό στον άνθρωποειδικά σε συμπυκνωμένη μορφή. Το χημικά καθαρό θειικό οξύ είναι ένα βαρύ τοξικό υγρό με ελαιώδη σύσταση, άοσμο και άχρωμο. Λαμβάνεται με την οξείδωση του διοξειδίου του θείου (SO2) με τη μέθοδο της επαφής.

Σε θερμοκρασία + 10,5 ° C, το θειικό οξύ μετατρέπεται σε παγωμένη υαλώδη κρυσταλλική μάζα, λαίμαργα, σαν σφουγγάρι, απορροφώντας την υγρασία από περιβάλλον. Στη βιομηχανία και τη χημεία, το θειικό οξύ είναι ένα από τα κύρια χημικές ενώσειςκαι κατέχει ηγετική θέση όσον αφορά την παραγωγή σε τόνους. Γι' αυτό το θειικό οξύ ονομάζεται «αίμα της χημείας». Το θειικό οξύ χρησιμοποιείται για την παραγωγή λιπασμάτων φάρμακα, άλλα οξέα, μεγάλα , λιπάσματα και πολλά άλλα.

Βασικές φυσικές και χημικές ιδιότητες του θειικού οξέος

1. Το θειικό οξύ στην καθαρή του μορφή (τύπος H2SO4), σε συγκέντρωση 100%, είναι ένα άχρωμο παχύρρευστο υγρό. Η πιο σημαντική ιδιότητα του H2SO4 είναι η υψηλή υγροσκοπικότητα του - η ικανότητα να απομακρύνει το νερό από τον αέρα. Αυτή η διαδικασία συνοδεύεται από μια μαζική απελευθέρωση θερμότητας.
2. Το H2SO4 είναι ένα ισχυρό οξύ.
3. Το θειικό οξύ ονομάζεται μονοένυδρο - περιέχει 1 mol H2O (νερό) ανά 1 mol SO3. Λόγω των εντυπωσιακών υγροσκοπικών ιδιοτήτων του, χρησιμοποιείται για την εξαγωγή υγρασίας από αέρια.
4. Σημείο βρασμού - 330 ° C. Σε αυτή την περίπτωση, το οξύ αποσυντίθεται σε SO3 και νερό. Πυκνότητα - 1,84. Σημείο τήξης - 10,3 ° C /.
5. Το πυκνό θειικό οξύ είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας. Για να ξεκινήσει η αντίδραση οξειδοαναγωγής, το οξύ πρέπει να θερμανθεί. Το αποτέλεσμα της αντίδρασης είναι SO2. S+2H2SO4=3SO2+2H2O
6. Ανάλογα με τη συγκέντρωση, το θειικό οξύ αντιδρά διαφορετικά με τα μέταλλα. Σε αραιή κατάσταση, το θειικό οξύ είναι ικανό να οξειδώνει όλα τα μέταλλα που βρίσκονται στη σειρά τάσεων προς το υδρογόνο. Εξαίρεση γίνεται ως το πιο ανθεκτικό στην οξείδωση. Το αραιό θειικό οξύ αντιδρά με άλατα, βάσεις, αμφοτερικά και βασικά οξείδια. Το συμπυκνωμένο θειικό οξύ είναι ικανό να οξειδώνει όλα τα μέταλλα της σειράς των τάσεων, καθώς και το ασήμι.
7. Το θειικό οξύ σχηματίζει δύο τύπους αλάτων: όξινα (υδροθειικά) και μεσαία (θειικά)
8. Το H2SO4 αντιδρά ενεργά με οργανική ύληκαι μη μέταλλα, μερικά από τα οποία μπορεί να μετατραπεί σε άνθρακα.
9. Ο θειικός ανυδρίτης είναι τέλεια διαλυτός στο H2SO4 και σε αυτή την περίπτωση σχηματίζεται ελαιόλαδο - διάλυμα SO3 σε θειικό οξύ. Εξωτερικά, μοιάζει με αυτό: ατμίζοντας θειικό οξύ, απελευθερώνοντας θειικό ανυδρίτη.
10. Θειικό οξύ σε υδατικά διαλύματαείναι ισχυρό διβασικό και όταν προστίθεται στο νερό, απελευθερώνεται τεράστια ποσότητα θερμότητας. Κατά την παρασκευή αραιών διαλυμάτων H2SO4 από συμπυκνωμένα, είναι απαραίτητο να προσθέσετε ένα βαρύτερο οξύ στο νερό σε μικρή ροή και όχι το αντίστροφο. Αυτό γίνεται για να αποφευχθεί το βραστό νερό και το πιτσίλισμα του οξέος.

Συμπυκνωμένα και αραιά θειικά οξέα

Τα συμπυκνωμένα διαλύματα θειικού οξέος περιλαμβάνουν διαλύματα από 40%, ικανά να διαλύουν άργυρο ή παλλάδιο.

Το αραιό θειικό οξύ περιλαμβάνει διαλύματα των οποίων η συγκέντρωση είναι μικρότερη από 40%. Αυτές δεν είναι τόσο ενεργές λύσεις, αλλά είναι σε θέση να αντιδράσουν με ορείχαλκο και χαλκό.

Λήψη θειικού οξέος

Η παραγωγή θειικού οξέος σε βιομηχανική κλίμακα ξεκίνησε τον 15ο αιώνα, αλλά εκείνη την εποχή ονομαζόταν «βιτριόλι». Αν παλαιότερα η ανθρωπότητα κατανάλωνε μόνο μερικές δεκάδες λίτρα θειικού οξέος, τότε μέσα σύγχρονος κόσμοςο υπολογισμός πηγαίνει σε εκατομμύρια τόνους ετησίως.

Η παραγωγή θειικού οξέος πραγματοποιείται βιομηχανικά και υπάρχουν τρία από αυτά:

1. μέθοδος επαφής.
2. νιτρώδης μέθοδος
3. Άλλες Μέθοδοι

Ας μιλήσουμε αναλυτικά για καθένα από αυτά.

μέθοδος παραγωγής επαφής

Η μέθοδος παραγωγής επαφής είναι η πιο κοινή και εκτελεί τις ακόλουθες εργασίες:

• Αποδεικνύεται ένα προϊόν που ικανοποιεί τις ανάγκες του μέγιστου αριθμού καταναλωτών.
• Κατά την παραγωγή, η βλάβη στο περιβάλλον μειώνεται.

Στη μέθοδο επαφής χρησιμοποιούνται ως πρώτες ύλες οι ακόλουθες ουσίες:

• πυρίτης (θειοπυρίτες);
• θείο;
• οξείδιο του βαναδίου (αυτή η ουσία προκαλεί τον ρόλο του καταλύτη).
• υδρόθειο;
• σουλφίδια διαφόρων μετάλλων.

Πριν από την έναρξη της παραγωγικής διαδικασίας, οι πρώτες ύλες προετοιμάζονται εκ των προτέρων. Αρχικά, σε ειδικές εγκαταστάσεις σύνθλιψης, ο πυρίτης υποβάλλεται σε άλεση, γεγονός που επιτρέπει, λόγω της αύξησης της περιοχής επαφής δραστικές ουσίες, επιταχύνετε την αντίδραση. Ο πυρίτης υφίσταται καθαρισμό: κατεβάζεται σε μεγάλα δοχεία με νερό, κατά τη διάρκεια των οποίων τα απόβλητα πετρώματα και κάθε είδους ακαθαρσίες επιπλέουν στην επιφάνεια. Αφαιρούνται στο τέλος της διαδικασίας.

Το τμήμα παραγωγής χωρίζεται σε διάφορα στάδια:

1. Μετά τη σύνθλιψη, ο πυρίτης καθαρίζεται και αποστέλλεται στον κλίβανο - όπου καίγεται σε θερμοκρασίες έως 800 ° C. Σύμφωνα με την αρχή της αντίθετης ροής, ο αέρας τροφοδοτείται στο θάλαμο από κάτω, και αυτό διασφαλίζει ότι ο πυρίτης βρίσκεται σε κατάσταση αιώρησης. Σήμερα, αυτή η διαδικασία διαρκεί λίγα δευτερόλεπτα, αλλά νωρίτερα χρειάστηκαν αρκετές ώρες για να πυροδοτηθεί. Κατά τη διαδικασία του καβουρδίσματος εμφανίζονται απόβλητα με τη μορφή οξειδίου του σιδήρου, τα οποία απομακρύνονται και στη συνέχεια μεταφέρονται στις επιχειρήσεις της μεταλλουργικής βιομηχανίας. Κατά την πυροδότηση απελευθερώνονται υδρατμοί, αέρια O2 και SO2. Όταν ολοκληρωθεί ο καθαρισμός από υδρατμούς και τις μικρότερες ακαθαρσίες, λαμβάνεται καθαρό οξείδιο του θείου και οξυγόνο.
2. Στο δεύτερο στάδιο, μια εξώθερμη αντίδραση λαμβάνει χώρα υπό πίεση χρησιμοποιώντας έναν καταλύτη βαναδίου. Η έναρξη της αντίδρασης ξεκινά όταν η θερμοκρασία φτάσει τους 420 °C, αλλά μπορεί να αυξηθεί στους 550 °C για να αυξηθεί η απόδοση. Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, λαμβάνει χώρα καταλυτική οξείδωση και το SO2 γίνεται SO.
3. Η ουσία του τρίτου σταδίου παραγωγής είναι η εξής: η απορρόφηση του SO3 στον πύργο απορρόφησης, κατά την οποία σχηματίζεται το ελαιούχο H2SO4. Σε αυτή τη μορφή, το H2SO4 χύνεται σε ειδικά δοχεία (δεν αντιδρά με τον χάλυβα) και είναι έτοιμο να συναντήσει τον τελικό χρήστη.

Κατά την παραγωγή, όπως είπαμε παραπάνω, παράγεται πολλή θερμική ενέργεια, η οποία χρησιμοποιείται για σκοπούς θέρμανσης. Εγκαθίστανται πολλές μονάδες θειικού οξέος ατμοστρόβιλοι, τα οποία χρησιμοποιούν τον εκπεμπόμενο ατμό για να παράγουν επιπλέον ηλεκτρική ενέργεια.

Διεργασία νιτρώδους για την παραγωγή θειικού οξέος

Παρά τα πλεονεκτήματα της μεθόδου παραγωγής επαφής, η οποία παράγει περισσότερο συμπυκνωμένο και καθαρό θειικό οξύ και ελαιόλαδο, παράγεται αρκετό H2SO4 με τη μέθοδο του νιτρώδους. Ειδικότερα, σε υπερφωσφορικά φυτά.

Για την παραγωγή H2SO4, το διοξείδιο του θείου δρα ως αρχική ουσία, τόσο στην επαφή όσο και στη νιτρώδους μέθοδο. Λαμβάνεται ειδικά για αυτούς τους σκοπούς με καύση θείου ή ψήσιμο θειούχων μετάλλων.

Η μετατροπή του διοξειδίου του θείου σε θειικό οξύ συνίσταται στην οξείδωση του διοξειδίου του θείου και στην προσθήκη νερού. Ο τύπος μοιάζει με αυτό:
SO2 + 1|2 O2 + H2O = H2SO4

Αλλά το διοξείδιο του θείου δεν αντιδρά άμεσα με το οξυγόνο, επομένως, με τη μέθοδο του αζώτου, η οξείδωση του διοξειδίου του θείου πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας οξείδια του αζώτου. Υψηλότερα οξείδια του αζώτου (μιλάμε για διοξείδιο του αζώτου NO2, τριοξείδιο του αζώτου NO3) σε αυτή η διαδικασίαανάγεται σε μονοξείδιο του αζώτου ΝΟ, το οποίο στη συνέχεια οξειδώνεται ξανά με οξυγόνο σε ανώτερα οξείδια.

Η παραγωγή θειικού οξέος με τη νιτρώδους μέθοδο επισημοποιείται τεχνικά με δύο τρόπους:

• Θάλαμος - Δωμάτιο.
• Πύργος.

Η νιτρώδης μέθοδος έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.

Μειονεκτήματα της νιτρώδους μεθόδου:

• Αποδεικνύεται 75% θειικό οξύ.
• Η ποιότητα του προϊόντος είναι χαμηλή.
• Ατελής επιστροφή οξειδίων του αζώτου (προσθήκη ΗΝΟ3). Οι εκπομπές τους είναι επιβλαβείς.
• Το οξύ περιέχει σίδηρο, οξείδια του αζώτου και άλλες ακαθαρσίες.

Πλεονεκτήματα της νιτρώδους μεθόδου:

• Το κόστος της διαδικασίας είναι χαμηλότερο.
• Δυνατότητα επεξεργασίας SO2 στο 100%.
• Απλότητα σχεδιασμού υλικού.

Σημαντικές ρωσικές εγκαταστάσεις θειικού οξέος

Η ετήσια παραγωγή H2SO4 στη χώρα μας υπολογίζεται σε εξαψήφιο αριθμό - περίπου 10 εκατομμύρια τόνους. Οι κορυφαίοι παραγωγοί θειικού οξέος στη Ρωσία είναι εταιρείες που είναι, επιπλέον, οι κύριοι καταναλωτές της. Είναι περίπουσχετικά με εταιρείες των οποίων το πεδίο δραστηριότητας είναι η έκδοση ορυκτά λιπάσματα. Για παράδειγμα, "ορυκτά λιπάσματα Balakovo", "Ammophos".

Εργάζεται στο Armyansk της Κριμαίας μεγαλύτερος κατασκευαστήςδιοξείδιο του τιτανίου επί τόπου της Ανατολικής ΕυρώπηςΤιτάνας της Κριμαίας. Επιπλέον, το εργοστάσιο ασχολείται με την παραγωγή θειικού οξέος, ορυκτών λιπασμάτων, θειικού σιδήρου κ.λπ.

θειικό οξύ διάφορα είδηπαράγονται από πολλά εργοστάσια. Για παράδειγμα, το θειικό οξύ μπαταρίας παράγεται από: Karabashmed, FKP Biysk Oleum Plant, Svyatogor, Slavia, Severkhimprom, κ.λπ.

Το Oleum παράγεται από την UCC Shchekinoazot, την FKP Biysk Oleum Plant, την Ural Mining and Metallurgical Company, την Kirishinefteorgsintez Production Association κ.λπ.

Το θειικό οξύ υψηλής καθαρότητας παράγεται από την UCC Shchekinoazot, Component-Reaktiv.

Το χρησιμοποιημένο θειικό οξύ μπορεί να αγοραστεί στα εργοστάσια ZSS, HaloPolymer Kirovo-Chepetsk.

Κατασκευαστές τεχνικού θειικού οξέος είναι οι Promsintez, Khiprom, Svyatogor, Apatit, Karabashmed, Slavia, Lukoil-Permnefteorgsintez, Chelyabinsk Zinc Plant, Electrozinc κ.λπ.

Λόγω του γεγονότος ότι ο πυρίτης είναι η κύρια πρώτη ύλη για την παραγωγή H2SO4 και αυτό είναι σπατάλη των επιχειρήσεων εμπλουτισμού, οι προμηθευτές του είναι οι μονάδες εμπλουτισμού Norilsk και Talnakh.

Τις ηγετικές θέσεις παγκοσμίως στην παραγωγή H2SO4 καταλαμβάνουν οι ΗΠΑ και η Κίνα, οι οποίες αντιπροσωπεύουν 30 εκατομμύρια τόνους και 60 εκατομμύρια τόνους, αντίστοιχα.

Πεδίο εφαρμογής του θειικού οξέος

Περίπου 200 εκατομμύρια τόνοι H2SO4 καταναλώνονται ετησίως στον κόσμο, από τους οποίους ευρύ φάσμαπροϊόντα. Το θειικό οξύ δικαίως συγκρατεί την παλάμη μεταξύ άλλων οξέων όσον αφορά τη βιομηχανική χρήση.

Όπως ήδη γνωρίζετε, το θειικό οξύ είναι ένα από τα πιο σημαντικά προϊόντα της χημικής βιομηχανίας, επομένως το πεδίο εφαρμογής του θειικού οξέος είναι αρκετά ευρύ. Οι κύριες χρήσεις του H2SO4 είναι οι εξής:

• Το θειικό οξύ χρησιμοποιείται σε τεράστιους όγκους για την παραγωγή ορυκτών λιπασμάτων και παίρνει περίπου το 40% της συνολικής χωρητικότητας. Για το λόγο αυτό, δίπλα σε μονάδες παραγωγής λιπασμάτων κατασκευάζονται μονάδες παραγωγής H2SO4. Αυτά είναι το θειικό αμμώνιο, το υπερφωσφορικό κ.λπ. Στην παραγωγή τους, το θειικό οξύ λαμβάνεται στην καθαρή του μορφή (100% συγκέντρωση). Θα χρειαστούν 600 λίτρα H2SO4 για να παραχθεί ένας τόνος αμμοφώδους ή υπερφωσφορικού. Αυτά τα λιπάσματα χρησιμοποιούνται συχνότερα γεωργία.
• Το H2SO4 χρησιμοποιείται για την κατασκευή εκρηκτικών.
• Καθαρισμός προϊόντων πετρελαίου. Για τη λήψη κηροζίνης, βενζίνης, ορυκτελαίων, απαιτείται καθαρισμός υδρογονανθράκων, ο οποίος συμβαίνει με τη χρήση θειικού οξέος. Στη διαδικασία διύλισης πετρελαίου για τον καθαρισμό των υδρογονανθράκων, αυτή η βιομηχανία «παίρνει» έως και το 30% της παγκόσμιας χωρητικότητας H2SO4. Επιπλέον, ο αριθμός οκτανίων του καυσίμου αυξάνεται με θειικό οξύ και τα πηγάδια επεξεργάζονται κατά την παραγωγή πετρελαίου.
• στη μεταλλουργική βιομηχανία. Το θειικό οξύ χρησιμοποιείται στη μεταλλουργία για την αφαίρεση αλάτων και σκουριάς από σύρμα, λαμαρίνες, καθώς και για τη μείωση του αλουμινίου στην παραγωγή μη σιδηρούχων μετάλλων. Πριν από την επίστρωση μεταλλικών επιφανειών με χαλκό, χρώμιο ή νικέλιο, η επιφάνεια χαράσσεται με θειικό οξύ.
• Στην παρασκευή φαρμάκων.
• στην παραγωγή χρωμάτων.
• στη χημική βιομηχανία. Το H2SO4 χρησιμοποιείται στην παραγωγή απορρυπαντικών, απορρυπαντικών αιθυλίου, εντομοκτόνων κ.λπ., και αυτές οι διαδικασίες είναι αδύνατες χωρίς αυτό.
• Για τη λήψη άλλων γνωστών οξέων, οργανικών και ανόργανων ενώσεων που χρησιμοποιούνται για βιομηχανικούς σκοπούς.

Άλατα θειικού οξέος και χρήσεις τους

Πλέον σημαντικά άλαταθειικό οξύ:

• Αλάτι Glauber Na2SO4 10H2O (κρυσταλλικό θειικό νάτριο). Το πεδίο εφαρμογής του είναι αρκετά ευρύ: η παραγωγή γυαλιού, σόδας, στην κτηνιατρική και την ιατρική.
• Το θειικό βάριο BaSO4 χρησιμοποιείται στην παραγωγή καουτσούκ, χαρτιού, λευκής ορυκτής βαφής. Επιπλέον, είναι απαραίτητο στην ιατρική για τη ακτινοσκόπηση του στομάχου. Χρησιμοποιείται για την παρασκευή "κουάκερ βαρίου" για αυτή τη διαδικασία.
• Θειικό ασβέστιο CaSO4. Στη φύση, μπορεί να βρεθεί με τη μορφή γύψου CaSO4 2H2O και ανυδρίτη CaSO4. Ο γύψος CaSO4 2H2O και το θειικό ασβέστιο χρησιμοποιούνται στην ιατρική και τις κατασκευές. Με τον γύψο, όταν θερμαίνεται σε θερμοκρασία 150 - 170 ° C, εμφανίζεται μερική αφυδάτωση, ως αποτέλεσμα της οποίας λαμβάνεται καμένος γύψος, γνωστός σε εμάς ως αλάβαστρο. Ζυμώνοντας το αλάβαστρο με νερό μέχρι τη σύσταση του κουρκούτι, η μάζα σκληραίνει γρήγορα και μετατρέπεται σε ένα είδος πέτρας. Αυτή η ιδιότητα του αλάβαστρο χρησιμοποιείται ενεργά Κατασκευαστικές εργασίες: από αυτό κατασκευάζονται εκμαγεία και καλούπια. ΣΕ εργασίες σοβατίσματοςΟ αλάβαστρος είναι απαραίτητος ως συνδετικό. Στους ασθενείς των τμημάτων τραύματος δίνονται ειδικοί στερεωμένοι επίδεσμοι - κατασκευάζονται με βάση αλάβαστρο.
• Το σιδηρούχο βιτριόλι FeSO4 7H2O χρησιμοποιείται για την παρασκευή μελανιού, τον εμποτισμό ξύλου, καθώς και σε γεωργικές δραστηριότητες για την καταστροφή παρασίτων.
• Η στυπτηρία KCr(SO4)2 12H2O, KAl(SO4)2 12H2O κ.λπ. χρησιμοποιούνται στην παραγωγή χρωμάτων και στη βιομηχανία δέρματος (βυρσοδεψία).
• Πολλοί από εσάς γνωρίζετε το θειικό χαλκό CuSO4 5H2O από πρώτο χέρι. Είναι ενεργός βοηθός στη γεωργία στην καταπολέμηση των φυτικών ασθενειών και παρασίτων - ένα υδατικό διάλυμα CuSO4 5H2O χρησιμοποιείται για το τουρσί και τον ψεκασμό φυτών. Χρησιμοποιείται επίσης για την παρασκευή ορισμένων ορυκτών χρωμάτων. Και στην καθημερινή ζωή χρησιμοποιείται για την αφαίρεση μούχλας από τους τοίχους.
• Θειικό αλουμίνιο - χρησιμοποιείται στη βιομηχανία χαρτοπολτού και χαρτιού.

Το θειικό οξύ σε αραιή μορφή χρησιμοποιείται ως ηλεκτρολύτης σε μπαταρίες μολύβδου-οξέος. Επιπλέον, χρησιμοποιείται για την παρασκευή απορρυπαντικών και λιπασμάτων. Αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις, έρχεται με τη μορφή ελαίου - αυτό είναι ένα διάλυμα SO3 σε H2SO4 (μπορούν να βρεθούν και άλλοι τύποι ελαίου).

Καταπληκτικό γεγονός! Το έλαιο είναι πιο δραστικό από το συμπυκνωμένο θειικό οξύ, αλλά παρόλα αυτά δεν αντιδρά με τον χάλυβα! Αυτός είναι ο λόγος που μεταφέρεται ευκολότερα από το ίδιο το θειικό οξύ.

Η σφαίρα χρήσης της «βασίλισσας των οξέων» είναι πραγματικά μεγάλης κλίμακας και είναι δύσκολο να πούμε για όλους τους τρόπους με τους οποίους χρησιμοποιείται στη βιομηχανία. Χρησιμοποιείται επίσης ως γαλακτωματοποιητής στη βιομηχανία τροφίμων, για επεξεργασία νερού, στη σύνθεση εκρηκτικών υλών και για πολλούς άλλους σκοπούς.

Ιστορία του θειικού οξέος

Ποιος από εμάς δεν έχει ακούσει ποτέ για το μπλε βιτριόλι; Έτσι, μελετήθηκε στην αρχαιότητα, και σε ορισμένα έργα οι απαρχές νέα εποχήοι επιστήμονες συζήτησαν την προέλευση του βιτριολίου και τις ιδιότητές του. Το Vitriol μελετήθηκε από τον Έλληνα γιατρό Διοσκουρίδη, τον Ρωμαίο εξερευνητή της φύσης Πλίνιο τον Πρεσβύτερο και στα γραπτά τους έγραψαν για τα συνεχιζόμενα πειράματα. ΣΕ ιατρικούς σκοπούςδιάφορες ουσίες βιτριολίου χρησιμοποιήθηκαν από τον αρχαίο γιατρό Ibn Sina. Πώς χρησιμοποιήθηκε το βιτριόλι στη μεταλλουργία, ειπώθηκε στα έργα των αλχημιστών Αρχαία ΕλλάδαΖωσιμάς Πανόπολης.

Ο πρώτος τρόπος λήψης θειικού οξέος είναι η διαδικασία θέρμανσης στυπτηρίας καλίου και υπάρχουν πληροφορίες σχετικά με αυτό στην αλχημική βιβλιογραφία του XIII αιώνα. Εκείνη την εποχή, η σύνθεση της στυπτηρίας και η ουσία της διαδικασίας δεν ήταν γνωστές στους αλχημιστές, αλλά ήδη από τον 15ο αιώνα, άρχισαν να συμμετέχουν στη χημική σύνθεση του θειικού οξέος σκόπιμα. Η διαδικασία ήταν η εξής: οι αλχημιστές επεξεργάζονταν ένα μείγμα θείου και αντιμονίου (III) σουλφιδίου Sb2S3 θερμαίνοντας με νιτρικό οξύ.

Στη μεσαιωνική εποχή στην Ευρώπη, το θειικό οξύ ονομαζόταν «έλαιο βιτριόλης», αλλά στη συνέχεια το όνομα άλλαξε σε βιτριόλη.

Τον 17ο αιώνα, ο Johann Glauber έλαβε θειικό οξύ καίγοντας νιτρικό κάλιο και φυσικό θείο παρουσία υδρατμών. Ως αποτέλεσμα της οξείδωσης του θείου με νιτρικά, ελήφθη οξείδιο του θείου, το οποίο αντέδρασε με υδρατμούς και ως αποτέλεσμα ελήφθη ένα ελαιώδες υγρό. Ήταν λάδι βιτριόλης και αυτό το όνομα για το θειικό οξύ υπάρχει μέχρι σήμερα.

Ο φαρμακοποιός από το Λονδίνο, Ward Joshua, στη δεκαετία του τριάντα του 18ου αιώνα χρησιμοποίησε αυτή την αντίδραση για να εργοστασιακή παραγωγήθειικό οξύ, αλλά τον Μεσαίωνα η κατανάλωσή του περιορίστηκε σε μερικές δεκάδες κιλά. Το πεδίο χρήσης ήταν στενό: για αλχημικά πειράματα, καθαρισμό πολύτιμων μετάλλων και στη φαρμακευτική επιχείρηση. Συμπυκνωμένο θειικό οξύ χρησιμοποιήθηκε σε μικρές ποσότητες για την παρασκευή ειδικών σπίρτων που περιείχαν αλάτι μπερτολέ.

Στη Ρωσία, το βιτριόλι εμφανίστηκε μόλις τον 17ο αιώνα.

Στο Μπέρμιγχαμ της Αγγλίας, ο John Roebuck προσάρμοσε την παραπάνω μέθοδο για την παραγωγή θειικού οξέος το 1746 και ξεκίνησε την παραγωγή. Ταυτόχρονα, χρησιμοποίησε ισχυρούς μεγάλους θαλάμους με επένδυση από μόλυβδο, οι οποίοι ήταν φθηνότεροι από τα γυάλινα δοχεία.

Στη βιομηχανία, αυτή η μέθοδος κράτησε θέσεις για σχεδόν 200 χρόνια και 65% θειικό οξύ αποκτήθηκε στους θαλάμους.

Μετά από λίγο, ο Άγγλος Glover και ο Γάλλος χημικός Gay-Lussac βελτίωσαν την ίδια τη διαδικασία και άρχισε να λαμβάνεται θειικό οξύ με συγκέντρωση 78%. Αλλά ένα τέτοιο οξύ δεν ήταν κατάλληλο για την παραγωγή, για παράδειγμα, βαφών.

Στις αρχές του 19ου αιώνα, ανακαλύφθηκαν νέες μέθοδοι για την οξείδωση του διοξειδίου του θείου σε θειικό ανυδρίτη.

Αρχικά, αυτό έγινε με τη χρήση οξειδίων του αζώτου και στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε η πλατίνα ως καταλύτης. Αυτές οι δύο μέθοδοι οξείδωσης του διοξειδίου του θείου έχουν βελτιωθεί περαιτέρω. Η οξείδωση του διοξειδίου του θείου σε πλατίνα και άλλους καταλύτες έγινε γνωστή ως μέθοδος επαφής. Και η οξείδωση αυτού του αερίου με οξείδια του αζώτου ονομάστηκε μέθοδος του αζώτου για την παραγωγή θειικού οξέος.

Βρετανός έμπορος οξικό οξύΜόλις το 1831 η Peregrine Philips κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας μια οικονομική διαδικασία για την παραγωγή οξειδίου του θείου (VI) και συμπυκνωμένου θειικού οξέος, και είναι αυτός που είναι σήμερα γνωστός στον κόσμο ως μέθοδος επαφής για την απόκτησή του.

Η παραγωγή υπερφωσφορικών ξεκίνησε το 1864.

Στη δεκαετία του ογδόντα του δέκατου ένατου αιώνα στην Ευρώπη, η παραγωγή θειικού οξέος έφτασε το 1 εκατομμύριο τόνους. Οι κύριοι παραγωγοί ήταν η Γερμανία και η Αγγλία, που παρήγαγαν το 72% του συνολικού όγκου θειικού οξέος στον κόσμο.

Η μεταφορά θειικού οξέος είναι μια επιχείρηση έντασης εργασίας και υπεύθυνη.

Το θειικό οξύ ταξινομείται ως επικίνδυνο ΧΗΜΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣκαι σε επαφή με το δέρμα προκαλεί σοβαρά εγκαύματα. Επιπλέον, μπορεί να προκαλέσει χημική δηλητηρίαση ενός ατόμου. Εάν κατά τη μεταφορά δεν τηρούνται ορισμένους κανόνες, τότε το θειικό οξύ, λόγω της εκρηκτικότητάς του, μπορεί να προκαλέσει μεγάλη ζημιά τόσο στους ανθρώπους όσο και στο περιβάλλον.

Το θειικό οξύ έχει χαρακτηριστεί ως κατηγορία κινδύνου 8 και η μεταφορά πρέπει να πραγματοποιείται από ειδικά εκπαιδευμένους και εκπαιδευμένους επαγγελματίες. Σημαντική προϋπόθεση για την παράδοση θειικού οξέος είναι η συμμόρφωση με τους ειδικά διαμορφωμένους Κανόνες για τη μεταφορά επικίνδυνων εμπορευμάτων.

Η οδική μεταφορά γίνεται σύμφωνα με τους ακόλουθους κανόνες:

1. Για τη μεταφορά, ειδικά δοχεία κατασκευάζονται από ειδικό κράμα χάλυβα που δεν αντιδρά με θειικό οξύ ή τιτάνιο. Τέτοια δοχεία δεν οξειδώνονται. Το επικίνδυνο θειικό οξύ μεταφέρεται σε ειδικές δεξαμενές χημικών θειϊκών οξέων. Διαφέρουν ως προς το σχεδιασμό και επιλέγονται κατά τη μεταφορά ανάλογα με τον τύπο του θειικού οξέος.
2. Κατά τη μεταφορά του ατμίζοντος οξέος λαμβάνονται εξειδικευμένες ισοθερμικές δεξαμενές-θερμόζες, στις οποίες διατηρούνται Χημικές ιδιότητεςτο οξύ διατηρείται στην απαιτούμενη θερμοκρασία.
3. Εάν μεταφέρεται συνηθισμένο οξύ, τότε επιλέγεται μια δεξαμενή θειικού οξέος.
4. Η οδική μεταφορά θειικού οξέος, όπως ατμίζον, άνυδρο, συμπυκνωμένο, για μπαταρίες, γκλόβερ, πραγματοποιείται σε ειδικά δοχεία: δεξαμενές, βαρέλια, δοχεία.
5. Η μεταφορά επικίνδυνων εμπορευμάτων μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο από οδηγούς που έχουν στα χέρια τους πιστοποιητικό ADR.
6. Ο χρόνος ταξιδιού δεν έχει περιορισμούς, καθώς κατά τη μεταφορά είναι απαραίτητο να τηρείται αυστηρά η επιτρεπόμενη ταχύτητα.
7. Κατά τη μεταφορά, κατασκευάζεται μια ειδική διαδρομή, η οποία θα πρέπει να τρέχει, παρακάμπτοντας πολυσύχναστους χώρους και εγκαταστάσεις παραγωγής.
8. Η μεταφορά πρέπει να φέρει ειδικές σημάνσεις και πινακίδες κινδύνου.

Επικίνδυνες ιδιότητες του θειικού οξέος για τον άνθρωπο

Το θειικό οξύ είναι αυξημένος κίνδυνοςΓια ανθρώπινο σώμα. Αυτήν τοξική επίδρασησυμβαίνει όχι μόνο με την άμεση επαφή με το δέρμα, αλλά με την εισπνοή των ατμών του, όταν απελευθερώνεται διοξείδιο του θείου. Ο κίνδυνος ισχύει για:

• αναπνευστικό σύστημα;
• Περιβλήματα;
• Βλεννώδεις μεμβράνες.

Η δηλητηρίαση του σώματος μπορεί να ενισχυθεί από το αρσενικό, το οποίο είναι συχνά μέρος του θειικού οξέος.

Σπουδαίος! Όπως γνωρίζετε, όταν το οξύ έρχεται σε επαφή με το δέρμα, συμβαίνουν σοβαρά εγκαύματα. Όχι λιγότερο επικίνδυνη είναι η δηλητηρίαση με ατμούς θειικού οξέος. Μια ασφαλής δόση θειικού οξέος στον αέρα είναι μόνο 0,3 mg ανά 1 τετραγωνικό μέτρο.

Εάν το θειικό οξύ εισέλθει στους βλεννογόνους ή στο δέρμα, εμφανίζεται σοβαρό έγκαυμα, το οποίο δεν επουλώνεται καλά. Εάν η κλίμακα του εγκαύματος είναι εντυπωσιακή, το θύμα αναπτύσσεται ασθένεια εγκαυμάτωνπου μπορεί να οδηγήσει ακόμη και σε θανατηφόρο αποτέλεσμαεάν δεν παρέχεται έγκαιρα εξειδικευμένη ιατρική βοήθεια.

Σπουδαίος! Για έναν ενήλικα, η θανατηφόρα δόση θειικού οξέος είναι μόνο 0,18 cm ανά 1 λίτρο.

Φυσικά, είναι προβληματικό να «βιώνετε μόνοι σας» την τοξική επίδραση του οξέος στη συνηθισμένη ζωή. Τις περισσότερες φορές, η δηλητηρίαση από οξύ συμβαίνει λόγω παραμέλησης της βιομηχανικής ασφάλειας κατά την εργασία με ένα διάλυμα.

Μαζική δηλητηρίαση με ατμούς θειικού οξέος μπορεί να συμβεί λόγω τεχνικών προβλημάτων στην παραγωγή ή αμέλειας, και εμφανίζεται μαζική απελευθέρωση στην ατμόσφαιρα. Για την πρόληψη τέτοιων καταστάσεων, εργάζονται ειδικές υπηρεσίες, καθήκον των οποίων είναι να ελέγχουν τη λειτουργία της παραγωγής όπου χρησιμοποιείται επικίνδυνο οξύ.

Ποια είναι τα συμπτώματα της δηλητηρίασης από θειικό οξύ;

Εάν το οξύ καταποθεί:

• Πόνος στην περιοχή των πεπτικών οργάνων.
• Ναυτία και έμετος.
• Παραβίαση των κοπράνων, ως αποτέλεσμα σοβαρών εντερικών διαταραχών.
• Ισχυρή έκκριση σάλιου.
• Εξαιτίας τοξικές επιδράσειςστα νεφρά, τα ούρα γίνονται κοκκινωπά.
• Πρήξιμο του λάρυγγα και του λαιμού. Υπάρχουν συριγμός, βραχνάδα. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε θάνατο από ασφυξία.
• Στα ούλα εμφανίζονται καφέ κηλίδες.
• Το δέρμα γίνεται μπλε.

Με έγκαυμα δέρμαμπορεί να υπάρχουν όλες οι εγγενείς επιπλοκές της νόσου του εγκαύματος.

Κατά τη δηλητηρίαση σε ζευγάρια, παρατηρείται η ακόλουθη εικόνα:

• Έγκαυμα της βλεννογόνου μεμβράνης των ματιών.
• Αιμορραγία από τη μύτη.
• Έγκαυμα των βλεννογόνων αναπνευστικής οδού. Σε αυτή την περίπτωση, το θύμα βιώνει ένα έντονο σύμπτωμα πόνου.
• Πρήξιμο του λάρυγγα με συμπτώματα ασφυξίας (έλλειψη οξυγόνου, το δέρμα γίνεται μπλε).
• Εάν η δηλητηρίαση είναι σοβαρή, τότε μπορεί να υπάρξει ναυτία και έμετος.

Είναι σημαντικό να γνωρίζετε! Η δηλητηρίαση από οξύ μετά την κατάποση είναι πολύ πιο επικίνδυνη από τη δηλητηρίαση από την εισπνοή ατμών.

Πρώτες βοήθειες και θεραπευτικές διαδικασίες για βλάβες από θειικό οξύ

Ενεργήστε ως εξής όταν έρθετε σε επαφή με θειικό οξύ:

• Καλέστε πρώτα ασθενοφόρο. Εάν το υγρό μπήκε μέσα, κάντε πλύση στομάχου ζεστό νερό. Μετά από αυτό, σε μικρές γουλιές θα χρειαστεί να πιείτε 100 γραμμάρια ηλίανθου ή ελαιόλαδο. Επιπλέον, θα πρέπει να καταπιείτε ένα κομμάτι πάγου, να πιείτε γάλα ή καμένη μαγνησία. Αυτό πρέπει να γίνει για να μειωθεί η συγκέντρωση θειικού οξέος και να ανακουφιστεί η ανθρώπινη κατάσταση.
• Εάν εισέλθει οξύ στα μάτια, ξεπλύντε τα με τρεχούμενο νερό και στη συνέχεια στάξτε με διάλυμα ντικαΐνης και νοβοκαΐνης.
• Εάν πέσει οξύ στο δέρμα, η καμένη περιοχή πρέπει να πλυθεί καλά κάτω από τρεχούμενο νερό και να δεθεί με σόδα. Ξεπλύνετε για περίπου 10-15 λεπτά.
• Σε περίπτωση δηλητηρίασης από ατμούς, πρέπει να πάτε στο Καθαρός αέρας, και επίσης ξεπλύνετε, όσο το δυνατόν περισσότερο, τους προσβεβλημένους βλεννογόνους με νερό.

Σε νοσοκομειακό περιβάλλον, η θεραπεία θα εξαρτηθεί από την περιοχή του εγκαύματος και τον βαθμό δηλητηρίασης. Η αναισθησία πραγματοποιείται μόνο με νοβοκαΐνη. Προκειμένου να αποφευχθεί η ανάπτυξη λοίμωξης στην πληγείσα περιοχή, επιλέγεται μια πορεία αντιβιοτικής θεραπείας για τον ασθενή.

Στο αιμορραγία στομάχουεγχέεται πλάσμα ή μεταγγίζεται αίμα. Η πηγή της αιμορραγίας μπορεί να αφαιρεθεί χειρουργικά.

1. Το θειικό οξύ στην καθαρή 100% μορφή του βρίσκεται στη φύση. Για παράδειγμα, στην Ιταλία, τη Σικελία στη Νεκρά Θάλασσα, μπορείτε να δείτε ένα μοναδικό φαινόμενο - το θειικό οξύ διαρρέει ακριβώς από τον πυθμένα! Και αυτό συμβαίνει: πυρίτης από φλοιός της γηςχρησιμεύει στην περίπτωση αυτή ως πρώτη ύλη για τον σχηματισμό του. Αυτό το μέρος ονομάζεται επίσης Λίμνη του Θανάτου και ακόμη και τα έντομα φοβούνται να πετάξουν μέχρι εκεί!
2. Μετά από μεγάλες ηφαιστειακές εκρήξεις στο ατμόσφαιρα της γηςσυχνά μπορούν να βρεθούν σταγόνες θειικού οξέος και σε τέτοιες περιπτώσεις ο «ένοχος» μπορεί να φέρει Αρνητικές επιπτώσειςστο περιβάλλον και να προκαλέσουν σοβαρή κλιματική αλλαγή.
3. Το θειικό οξύ είναι ενεργός απορροφητής νερού, επομένως χρησιμοποιείται ως στεγνωτήριο αερίου. Τα παλιά χρόνια, για να μην θολώνουν τα παράθυρα στα δωμάτια, το οξύ το χύνονταν σε βάζα και το τοποθετούσαν ανάμεσα στα τζάμια των ανοιγμάτων των παραθύρων.
4. Το θειικό οξύ είναι η κύρια αιτία της όξινης βροχής. κύριος λόγοςΗ όξινη βροχή είναι η ατμοσφαιρική ρύπανση με διοξείδιο του θείου και όταν διαλύεται στο νερό, σχηματίζει θειικό οξύ. Με τη σειρά του, το διοξείδιο του θείου εκπέμπεται όταν καίγονται ορυκτά καύσιμα. Σε όξινη βροχή μελετήθηκε για τα τελευταία χρόνια, η περιεκτικότητα σε νιτρικό οξύ αυξήθηκε. Ο λόγος για αυτό το φαινόμενο είναι η μείωση των εκπομπών διοξειδίου του θείου. Παρά το γεγονός αυτό, το θειικό οξύ παραμένει η κύρια αιτία της όξινης βροχής.

Σας προσφέρουμε μια συλλογή βίντεο ενδιαφέρουσες εμπειρίεςμε θειικό οξύ.

Εξετάστε την αντίδραση του θειικού οξέος όταν χύνεται σε ζάχαρη. Στα πρώτα δευτερόλεπτα του θειικού οξέος που εισέρχεται στη φιάλη με τη ζάχαρη, το μείγμα σκουραίνει. Μετά από λίγα δευτερόλεπτα, η ουσία μαυρίζει. Το πιο ενδιαφέρον συμβαίνει στη συνέχεια. Η μάζα αρχίζει να μεγαλώνει γρήγορα και να βγαίνει από τη φιάλη. Στην έξοδο παίρνουμε μια περήφανη ουσία, μοιάζει με πορώδη ξυλάνθρακας, υπερβαίνοντας τον αρχικό όγκο κατά 3-4 φορές.

Ο συγγραφέας του βίντεο προτείνει να συγκρίνετε την αντίδραση της Coca-Cola με υδροχλωρικό οξύκαι θειικό οξύ. Όταν η Coca-Cola αναμειγνύεται με υδροχλωρικό οξύ, δεν παρατηρούνται οπτικές αλλαγές, αλλά όταν αναμιγνύεται με θειικό οξύ, η Coca-Cola αρχίζει να βράζει.

Μια ενδιαφέρουσα αλληλεπίδραση μπορεί να παρατηρηθεί όταν το θειικό οξύ μπαίνει σε χαρτί υγείας. Χαρτί υγείαςαποτελείται από κυτταρίνη. Όταν εισέρχεται το οξύ, τα μόρια της κυτταρίνης διασπώνται αμέσως με την απελευθέρωση ελεύθερου άνθρακα. Παρόμοια απανθράκωση μπορεί να παρατηρηθεί όταν το οξύ μπαίνει στο ξύλο.

Προσθέτω ένα μικρό κομμάτι καλίου σε μια φιάλη με πυκνό οξύ. Στο πρώτο δευτερόλεπτο, απελευθερώνεται καπνός, μετά τον οποίο το μέταλλο φουντώνει αμέσως, ανάβει και εκρήγνυται, κόβοντας σε κομμάτια.

Στο επόμενο πείραμα, όταν το θειικό οξύ χτυπά ένα σπίρτο, αυτό φουντώνει. Στο δεύτερο μέρος του πειράματος, αλουμινόχαρτο βυθίζεται με ασετόν και ένα σπίρτο μέσα. Γίνεται στιγμιαία θέρμανση του φύλλου με απελευθέρωση τεράστιας ποσότητας καπνού και πλήρης διάλυσή του.

Ένα ενδιαφέρον αποτέλεσμα παρατηρείται κατά την προσθήκη μαγειρική σόδασε θειικό οξύ. Η σόδα μετατρέπεται αμέσως σε κίτρινος. Η αντίδραση προχωρά με γρήγορο βρασμό και αύξηση όγκου.

Δεν συμβουλεύουμε κατηγορηματικά να πραγματοποιήσετε όλα τα παραπάνω πειράματα στο σπίτι. Το θειικό οξύ είναι πολύ διαβρωτικό και τοξική ουσία. Τέτοια πειράματα πρέπει να διεξάγονται σε ειδικούς χώρους που είναι εξοπλισμένοι με εξαναγκασμένο αερισμό. Τα αέρια που απελευθερώνονται σε αντιδράσεις με το θειικό οξύ είναι πολύ τοξικά και μπορούν να προκαλέσουν βλάβη στην αναπνευστική οδό και να δηλητηριάσουν το σώμα. Επιπλέον, παρόμοια πειράματα διεξάγονται στα μέσα προσωπική προστασίαδέρμα και αναπνευστικά όργανα. Να προσέχεις τον εαυτό σου!

Η βιομηχανική παραγωγή θειικού οξέος ξεκίνησε τον 15ο αιώνα - τότε αυτή η ουσία ονομαζόταν "βιτριόλη". Σήμερα είναι μια απαιτούμενη ουσία που χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία. Αν στην αυγή της ανακάλυψης του θειικού οξέος, η συνολική ανάγκη της ανθρωπότητας για αυτήν την ουσία ήταν αρκετές δεκάδες λίτρα, σήμερα ο λογαριασμός πηγαίνει σε εκατομμύρια τόνους ετησίως.

Το καθαρό θειικό οξύ (τύπος H2SO4) σε συγκέντρωση 100% είναι ένα παχύρρευστο, άχρωμο υγρό. Η κύρια ιδιότητά του είναι η υψηλή υγροσκοπικότητα, που συνοδεύεται από υψηλή απελευθέρωση θερμότητας. Τα συμπυκνωμένα διαλύματα περιλαμβάνουν διαλύματα από 40% - μπορούν να διαλύσουν παλλάδιο ή άργυρο. Σε χαμηλότερη συγκέντρωση, η ουσία είναι λιγότερο δραστική και αντιδρά, για παράδειγμα, με χαλκό ή ορείχαλκο.

Το H2SO4 εμφανίζεται στην καθαρή του μορφή στη φύση. Για παράδειγμα, στη Dead Lake στη Σικελία, θειικό οξύ αναβλύζει από τον πυθμένα: στην περίπτωση αυτή, ο πυρίτης από τον φλοιό της γης εισέρχεται στην πρώτη ύλη για αυτό. Επίσης, μικρές σταγόνες θειικού οξέος καταλήγουν συχνά στη γήινη ατμόσφαιρα μετά από μεγάλες ηφαιστειακές εκρήξεις, οπότε το H2SO4 μπορεί να προκαλέσει σημαντικές αλλαγέςκλίμα.

Λήψη θειικού οξέος.

Παρά την παρουσία θειικού οξέος στη φύση, το μεγαλύτερο μέρος του παράγεται βιομηχανικά.

Η πιο κοινή σήμερα είναι η μέθοδος παραγωγής επαφής: σας επιτρέπει να μειώσετε τις βλάβες στο περιβάλλον και να αποκτήσετε ένα προϊόν που είναι πιο κατάλληλο για όλους τους καταναλωτές. Λιγότερο δημοφιλής είναι η νιτρώδους μέθοδος παραγωγής, η οποία περιλαμβάνει οξείδωση με μονοξείδιο του αζώτου.

Οι ακόλουθες ουσίες λειτουργούν ως πρώτες ύλες στην παραγωγή επαφής:

• Θείο;
• πυρίτης (θειοπυρίτες);
• οξείδιο του βαναδίου (χρησιμοποιείται ως καταλύτης).
• σουλφίδια διαφόρων μετάλλων.
• υδρόθειο.

Πριν από την έναρξη της παραγωγικής διαδικασίας, η πρώτη ύλη υφίσταται προετοιμασία, κατά την οποία, πρώτα απ 'όλα, ο πυρίτης θρυμματίζεται σε ειδικές μηχανές σύνθλιψης. Αυτό σας επιτρέπει να επιταχύνετε την αντίδραση λόγω της αύξησης της περιοχής επαφής των δραστικών ουσιών. Στη συνέχεια, ο πυρίτης καθαρίζεται: για αυτό, βυθίζεται σε μεγάλα δοχεία με νερό, ενώ οι ακαθαρσίες και τα απόβλητα πετρώματα επιπλέουν στην επιφάνεια, μετά την οποία αφαιρούνται.

Η ίδια η παραγωγή μπορεί να χωριστεί σε διάφορα στάδια:

1. Ο καθαρισμένος πυρίτης μετά την άλεση φορτώνεται στον κλίβανο, όπου ψήνεται σε θερμοκρασία έως και 800 μοίρες. Από κάτω, ο αέρας τροφοδοτείται στον θάλαμο σύμφωνα με την αρχή της αντίθετης ροής, λόγω της οποίας το περίβλημα βρίσκεται σε αναρτημένη κατάσταση. Προηγουμένως, μια τέτοια πυροδότηση γινόταν μέσα σε λίγες ώρες, αλλά τώρα η διαδικασία διαρκεί λίγα δευτερόλεπτα. Τα απόβλητα με τη μορφή οξειδίου του σιδήρου, που σχηματίζονται κατά τη διαδικασία ψησίματος, απομακρύνονται και αποστέλλονται στις μεταλλουργικές επιχειρήσεις. Κατά την πυροδότηση απελευθερώνονται αέρια SO2 και O2, καθώς και υδρατμοί. Μετά τον καθαρισμό από τα μικρότερα σωματίδια και υδρατμούς, λαμβάνεται οξυγόνο και καθαρό οξείδιο του θείου.
2. Στο δεύτερο στάδιο, λαμβάνει χώρα μια εξώθερμη αντίδραση υπό πίεση, στην οποία εμπλέκεται ένας καταλύτης βαναδίου. Η αντίδραση ξεκινά σε θερμοκρασία 420 βαθμών, αλλά για μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα μπορεί να αυξηθεί στους 550 βαθμούς. Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, λαμβάνει χώρα καταλυτική οξείδωση και το SO2 μετατρέπεται σε SO
3. Το τρίτο στάδιο παραγωγής είναι η απορρόφηση του SO3 σε έναν πύργο απορρόφησης, με αποτέλεσμα το σχηματισμό ελαίου H2SO4, το οποίο γεμίζεται σε δεξαμενές και αποστέλλεται στους καταναλωτές. Η υπερβολική θερμότητα κατά την παραγωγή χρησιμοποιείται για θέρμανση.

Περίπου 10 εκατομμύρια τόνοι H2SO4 παράγονται ετησίως στη Ρωσία. Ταυτόχρονα, κύριοι παραγωγοί είναι εταιρείες που είναι και οι κύριοι καταναλωτές του. Βασικά, πρόκειται για επιχειρήσεις που παράγουν ορυκτά λιπάσματα, για παράδειγμα, Ammophos, Balakovo Mineral Fertilizers. Δεδομένου ότι ο πυρίτης, που είναι η κύρια πρώτη ύλη, είναι απόβλητο των επιχειρήσεων εμπλουτισμού, οι προμηθευτές του είναι οι μονάδες εμπλουτισμού Talnakh και Norilsk.

Στον κόσμο, οι ηγέτες στην παραγωγή H2SO4 είναι η Κίνα και οι Ηνωμένες Πολιτείες, που παράγουν ετησίως 60 και 30 εκατομμύρια τόνους της ουσίας, αντίστοιχα.

Η χρήση θειικού οξέος.

Η παγκόσμια βιομηχανία καταναλώνει ετησίως περίπου 200 εκατομμύρια τόνους θειικού οξέος για την παραγωγή πολλών τύπων προϊόντων. Όσον αφορά τη βιομηχανική χρήση, κατέχει την πρώτη θέση μεταξύ όλων των οξέων.

1. Παραγωγή λιπασμάτων. Ο κύριος καταναλωτής θειικού οξέος (περίπου 40%) είναι η παραγωγή λιπασμάτων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα φυτά που παράγουν H2SO4 χτίζονται κοντά σε φυτά που παράγουν λιπάσματα. Μερικές φορές αποτελούν μέρη της ίδιας επιχείρησης με κοινό κύκλο παραγωγής. Στην παραγωγή αυτή χρησιμοποιείται καθαρό οξύ 100% συγκέντρωσης. Η παραγωγή ενός τόνου υπερφωσφορικού άλατος, ή αμμόφος, που χρησιμοποιείται συχνότερα στη γεωργία, απαιτεί περίπου 600 λίτρα θειικού οξέος.
2. Καθαρισμός υδρογονανθράκων. Η παραγωγή βενζίνης, κηροζίνης, ορυκτελαίων επίσης δεν μπορεί να κάνει χωρίς θειικό οξύ. Αυτή η βιομηχανία καταναλώνει περίπου το 30% του συνόλου του H2SO4 που παράγεται στον κόσμο, το οποίο σε αυτή η υπόθεσηχρησιμοποιείται για τον καθαρισμό στη διαδικασία διύλισης λαδιού. Επεξεργάζεται επίσης πηγάδια κατά την παραγωγή πετρελαίου και αυξάνει τον αριθμό οκτανίων του καυσίμου.
3. Μεταλλουργία. Το θειικό οξύ στη μεταλλουργία χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό λαμαρίνας, σύρματος και κάθε είδους τεμαχίων από σκουριά, άλατα, καθώς και για την αποκατάσταση του αλουμινίου στην παραγωγή μη σιδηρούχων μετάλλων. Χρησιμοποιείται για χάραξη μεταλλικές επιφάνειεςπριν τα επιμεταλλώσετε με νικέλιο, χρώμιο ή χαλκό.
4. Χημική βιομηχανία. Με τη βοήθεια του H2SO4 παράγονται πολλές οργανικές και ανόργανες ενώσεις: φωσφορικό, υδροφθορικό και άλλα οξέα, θειικό αλουμίνιο, το οποίο χρησιμοποιείται στη βιομηχανία χαρτοπολτού και χαρτιού. Χωρίς αυτήν, η παραγωγή αιθυλικής αλκοόλης, φαρμάκων, απορρυπαντικών, εντομοκτόνων και άλλων ουσιών είναι αδύνατη.

Το εύρος του H2SO4 είναι πραγματικά τεράστιο και είναι αδύνατο να απαριθμήσουμε όλους τους τρόπους βιομηχανικής χρήσης του. Χρησιμοποιείται επίσης στον καθαρισμό του νερού, στην παραγωγή βαφής, ως γαλακτωματοποιητής στη βιομηχανία τροφίμων, στη σύνθεση εκρηκτικών και για πολλούς άλλους σκοπούς.

Το θειικό οξύ βρίσκει την ευρύτερη εφαρμογή στην εθνική οικονομία και είναι το κύριο προϊόν της βασικής χημικής βιομηχανίας. Από αυτή την άποψη, παρατηρείται συνεχής αύξηση στην παραγωγή θειικού οξέος. Έτσι, εάν το 1900 η παγκόσμια παραγωγή θειικού οξέος ανερχόταν σε 4,2 εκατομμύρια g, τότε το 1937 ελήφθησαν 18,8 εκατομμύρια g και το 1960 - περισσότεροι από 47 εκατομμύρια τόνοι.
Επί του παρόντος Σοβιετική Ένωσηη παραγωγή θειικού οξέος κατέχει τη δεύτερη θέση στον κόσμο. Το 1960 η ΕΣΣΔ παρήγαγε 5,4 εκατομμύρια g θειικού οξέος.Το 1965 η παραγωγή θειικού οξέος σε σύγκριση με το 1958 θα διπλασιαστεί.
Οι τομείς εφαρμογής του θειικού οξέος οφείλονται στις ιδιότητες και στο χαμηλό κόστος του. Το θειικό οξύ είναι ένα ισχυρό, ελάχιστα πτητικό και σταθερό οξύ, το οποίο σε μέτριες θερμοκρασίες έχει πολύ αδύναμες οξειδωτικές και ισχυρές ιδιότητες αφαίρεσης νερού.

Ο κύριος καταναλωτής θειικού οξέος είναι η παραγωγή ορυκτών λιπασμάτων - υπερφωσφορικού και θειικού αμμωνίου. Για παράδειγμα, η παραγωγή μόνο ενός τόνου υπερφωσφορικού (από φθοραπατίτη), που δεν περιέχει υγροσκοπικό νερό, καταναλώνει 600 κιλά θειικού οξέος 65%. Η παραγωγή ορυκτών λιπασμάτων καταναλώνει περίπου το ήμισυ του συνόλου του παραγόμενου οξέος.
Κατά την επεξεργασία καταναλώνεται σημαντική ποσότητα θειικού οξέος υγρό καύσιμο- για καθαρισμό κηροζίνης, παραφίνης, λιπαντικών ελαίων από θείο και ακόρεστες ενώσεις, κατά την επεξεργασία λιθανθρακόπισσας. Χρησιμοποιείται επίσης στον καθαρισμό διαφόρων ορυκτελαίων και λιπών.
Το θειικό οξύ χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορες οργανικές συνθέσεις, για παράδειγμα, για τη σουλφόνωση οργανικών ενώσεων - στην παραγωγή σουλφονικών οξέων, διαφόρων βαφών, σακχαρίνης. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιούνται τόσο πυκνό οξύ όσο και ατμίζον οξύ, καθώς και χλωροσουλφονικό οξύ. Το θειικό οξύ χρησιμοποιείται ως παράγοντας αφαίρεσης νερού σε αντιδράσεις νίτρωσης - στην παραγωγή νιτροβενζολίου, νιτροκυτταρίνης, νιτρογλυκερίνης κ.λπ.
Ως μη πτητικό οξύ, το θειικό οξύ μπορεί να εκτοπίσει τα πτητικά οξέα από τα άλατά τους, το οποίο χρησιμοποιείται στην παραγωγή υδροφθορίου, υδροχλωρίου και υπερχλωρικού οξέος.
Το θειικό οξύ χρησιμοποιείται συχνά στην επεξεργασία (αποσύνθεση) ορισμένων μεταλλευμάτων και συμπυκνωμάτων, όπως το τιτάνιο, το ζιρκόνιο, το βανάδιο και μερικές φορές το νιόβιο, το λίθιο και ορισμένα άλλα μέταλλα. Δεδομένου ότι το συμπυκνωμένο θειικό οξύ βράζει αρκετά υψηλή θερμοκρασίακαι πρακτικά δεν έχει καμία επίδραση στον χυτοσίδηρο και τον χάλυβα, αυτή η αποσύνθεση μπορεί να πραγματοποιηθεί εντελώς χρησιμοποιώντας φθηνό εξοπλισμό κατασκευασμένο από αυτά τα υλικά.
Το αραιό ζεστό θειικό οξύ διαλύει καλά τα οξείδια μετάλλων και χρησιμοποιείται για τη λεγόμενη χάραξη μετάλλων - τον καθαρισμό τους< особенно железа, от окислов.
Το θειικό οξύ είναι καλός ξηραντικός παράγοντας και χρησιμοποιείται ευρέως στα εργαστήρια και τη βιομηχανία για το σκοπό αυτό. Η υπολειμματική υγρασία όταν χρησιμοποιείται θειικό οξύ 95% είναι ίση με 0,003 mg υδρατμών ανά 1 λίτρο ξηρού αερίου.

Σήμερα, το θειικό οξύ παράγεται κυρίως με δύο βιομηχανικές μεθόδους: επαφής και νιτρώδους. Η μέθοδος επαφής είναι πιο προοδευτική και στη Ρωσία χρησιμοποιείται ευρύτερα από τη μέθοδο του νιτρώδους, δηλαδή τη μέθοδο του πύργου.

Η παραγωγή θειικού οξέος ξεκινά με την καύση θειούχων πρώτων υλών, για παράδειγμα, σε ειδικούς κλιβάνους πυρίτη, λαμβάνεται το λεγόμενο αέριο ψησίματος, το οποίο περιέχει περίπου 9% διοξείδιο του θείου. Αυτό το στάδιο είναι το ίδιο τόσο για τις μεθόδους επαφής όσο και για τις νιτρώδεις μεθόδους.

Στη συνέχεια, είναι απαραίτητο να οξειδωθεί ο προκύπτων θειούχος ανυδρίτης σε θειικό ανυδρίτη. Ωστόσο, πρέπει πρώτα να καθαριστεί από μια σειρά από ακαθαρσίες που παρεμβαίνουν στην περαιτέρω διαδικασία. Το αέριο ψησίματος καθαρίζεται από τη σκόνη σε ηλεκτροστατικούς κατακρημνιστές ή σε συσκευές κυκλώνα και στη συνέχεια τροφοδοτείται σε μια συσκευή που περιέχει στερεές μάζες επαφής, όπου το διοξείδιο του θείου SO 2 οξειδώνεται σε θειικό ανυδρίτη SO 3 .

Αυτή η εξώθερμη αντίδραση είναι αναστρέψιμη - μια αύξηση της θερμοκρασίας οδηγεί στην αποσύνθεση του σχηματισμένου θειικού ανυδρίτη. Από την άλλη πλευρά, καθώς η θερμοκρασία μειώνεται, ο ρυθμός της άμεσης αντίδρασης είναι πολύ χαμηλός. Επομένως, η θερμοκρασία στη συσκευή επαφής διατηρείται εντός 480°C ρυθμίζοντας τον ρυθμό διέλευσης του μίγματος αερίων.

Στο μέλλον, με τη μέθοδο της επαφής, σχηματίζεται με συνδυασμό θειικού ανυδρίτη με νερό.

Η νιτρώδους μέθοδος χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι οξειδώνεται Η παραγωγή θειικού οξέος με αυτή τη μέθοδο πυροδοτείται από το σχηματισμό θειικού οξέος κατά την αλληλεπίδραση από το αέριο ψησίματος με το νερό. Περαιτέρω, το προκύπτον θειικό οξύ οξειδώνεται με νιτρικό οξύ, το οποίο οδηγεί στο σχηματισμό μονοξειδίου του αζώτου και θειικού οξέος.

Αυτό το μείγμα αντίδρασης τροφοδοτείται σε έναν ειδικό πύργο. Ταυτόχρονα, ρυθμίζοντας τη ροή του αερίου, διασφαλίζεται ότι το μείγμα αερίων που εισέρχεται στον πύργο απορρόφησης περιέχει διοξείδιο του αζώτου και μονοξείδιο σε αναλογία 1:1, τα οποία είναι απαραίτητα για τη λήψη νιτρώδους ανυδρίτη.

Τέλος, η αλληλεπίδραση θειικού οξέος και νιτρώδους ανυδρίτη παράγει NOHSO 4 - νιτροζυλοθειικό οξύ.

Το προκύπτον νιτροζυλοθειικό οξύ τροφοδοτείται στον πύργο παραγωγής, όπου αποσυντίθεται με νερό, απελευθερώνει νιτρώδες ανυδρίτη:

2NOHSO 4 + H 2 O \u003d N 2 O 3 + 2H 2 SO 4,

που οξειδώνει το θειικό οξύ που σχηματίζεται στον πύργο.

Το μονοξείδιο του αζώτου που απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης επιστρέφει στον οξειδωτικό πύργο και εισέρχεται σε νέο κύκλο.

Επί του παρόντος, στη Ρωσία, το θειικό οξύ παράγεται κυρίως με τη μέθοδο της επαφής. Η νιτρώδης μέθοδος χρησιμοποιείται σπάνια.

Η χρήση του θειικού οξέος είναι πολύ ευρεία και ποικίλη.

Το μεγαλύτερο μέρος πηγαίνει στην παραγωγή χημικών ινών και ορυκτών λιπασμάτων, είναι απαραίτητο στην παραγωγή φαρμακευτικές ουσίεςκαι βαφές. Με τη βοήθεια θειικού οξέος, λαμβάνονται αιθυλική και άλλες αλκοόλες, απορρυπαντικάκαι φυτοφαρμάκων.

Τα διαλύματά του χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία κλωστοϋφαντουργίας και τροφίμων, στις διεργασίες νίτρωσης και για την παραγωγή θειικού συσσωρευτικού οξέος, το οποίο χρησιμοποιείται ως ηλεκτρολύτης για την έκχυση σε μπαταρίες μολύβδου-οξέος, που χρησιμοποιούνται ευρέως στις μεταφορές.

Το θειικό οξύ (H2SO4) είναι ένα από τα ισχυρότερα διβασικά οξέα.

Αν μιλήσουμε για φυσικές ιδιότητες, τότε το θειικό οξύ μοιάζει με ένα παχύρρευστο, διαφανές, άοσμο ελαιώδες υγρό. Ανάλογα με τη συγκέντρωση, το θειικό οξύ έχει πολλά διάφορες ιδιότητεςκαι τομείς εφαρμογής:

• επεξεργασία μετάλλων?
• επεξεργασία μεταλλευμάτων?
• παραγωγή ορυκτών λιπασμάτων·
• χημική σύνθεση.

Ιστορία της ανακάλυψης του θειικού οξέος

Το θειικό οξύ επαφής έχει συγκέντρωση 92 έως 94 τοις εκατό:

2SO2 + O2 = 2SO2;

H2O + SO3 = H2SO4.

Φυσικές και φυσικοχημικές ιδιότητες του θειικού οξέος

Το H2SO4 είναι αναμίξιμο με νερό και SO3 σε όλες τις αναλογίες.

Σε υδατικά διαλύματα το H2SO4 σχηματίζει υδρίτες του τύπου H2SO4 nH2O

Το σημείο βρασμού του θειικού οξέος εξαρτάται από το βαθμό συγκέντρωσης του διαλύματος και φτάνει στο μέγιστο σε συγκέντρωση μεγαλύτερη από 98 τοις εκατό.

Καυστική ένωση έλαιοείναι ένα διάλυμα SO3 σε θειικό οξύ.

Με την αύξηση της συγκέντρωσης του τριοξειδίου του θείου στο ελαιόλαδο, το σημείο βρασμού μειώνεται.

Χημικές ιδιότητες του θειικού οξέος

Όταν θερμαίνεται, το πυκνό θειικό οξύ είναι ο ισχυρότερος οξειδωτικός παράγοντας που μπορεί να οξειδώσει πολλά μέταλλα. Οι μόνες εξαιρέσεις είναι ορισμένα μέταλλα:

• χρυσός (Au);
• πλατίνα (Pt);
• ιρίδιο (Ir);
• ρόδιο (Rh);
• ταντάλιο (Ta).

Με την οξείδωση μετάλλων, το πυκνό θειικό οξύ μπορεί να αναχθεί σε H2S, S και SO2.

Ενεργό μέταλλο:

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

Μέταλλο μέτριας δραστικότητας:

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

Ανενεργό μέταλλο:

2Bi + 6H2SO4(συγκ.) → Bi2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2

Ο σίδηρος δεν αντιδρά με ψυχρό συμπυκνωμένο θειικό οξύ, επειδή καλύπτεται με ένα φιλμ οξειδίου. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται παθητικοποίηση.

Αντίδραση θειικού οξέος και Η2Ο

Όταν το H2SO4 αναμιγνύεται με νερό, εμφανίζεται μια εξώθερμη διαδικασία: όπως ένας μεγάλος αριθμός απόθερμάνετε ώστε το διάλυμα να μπορεί ακόμη και να βράσει. Διεξαγωγή χημικά πειράματα, πρέπει πάντα να προσθέτετε θειικό οξύ στο νερό λίγο λίγο και όχι το αντίστροφο.

Το θειικό οξύ είναι ένας ισχυρός παράγοντας αφυδάτωσης. Το συμπυκνωμένο θειικό οξύ εκτοπίζει το νερό από διάφορες ενώσεις. Συχνά χρησιμοποιείται ως ξηραντικό.

αντίδραση θειικού οξέος και ζάχαρης

Η απληστία του θειικού οξέος για νερό μπορεί να αποδειχθεί στο κλασικό πείραμα - ανάμειξη πυκνού H2SO4 και το οποίο είναι μια οργανική ένωση (υδατάνθρακας). Για την εξαγωγή νερού από μια ουσία, το θειικό οξύ καταστρέφει τα μόρια.

Για να πραγματοποιήσετε το πείραμα, προσθέστε μερικές σταγόνες νερό στη ζάχαρη και ανακατέψτε. Στη συνέχεια ρίχνουμε προσεκτικά θειικό οξύ. Μετά από σύντομο χρονικό διάστημα, μπορεί να παρατηρηθεί μια βίαιη αντίδραση με το σχηματισμό άνθρακα και την απελευθέρωση θείου και.

Θειικό οξύ και κύβος ζάχαρης:

Θυμηθείτε ότι η εργασία με θειικό οξύ είναι πολύ επικίνδυνη. Το θειικό οξύ είναι μια καυστική ουσία που αφήνει αμέσως σοβαρά εγκαύματα στο δέρμα.

θα βρείτε ασφαλή πειράματα ζάχαρης που μπορείτε να κάνετε στο σπίτι.

Αντίδραση θειικού οξέος και ψευδαργύρου

Αυτή η αντίδραση είναι αρκετά δημοφιλής και είναι από τις πιο κοινές εργαστηριακές μεθόδουςλήψη υδρογόνου. Εάν προστεθούν κόκκοι ψευδαργύρου σε αραιό θειικό οξύ, το μέταλλο θα διαλυθεί με την απελευθέρωση αερίου:

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2.

Το αραιό θειικό οξύ αντιδρά με μέταλλα που βρίσκονται στα αριστερά του υδρογόνου στη σειρά δραστηριότητας:

Me + H2SO4 (αποσ.) → άλας + Η2

Αντίδραση θειικού οξέος με ιόντα βαρίου

Μια ποιοτική αντίδραση σε και τα άλατά της είναι μια αντίδραση με ιόντα βαρίου. Χρησιμοποιείται ευρέως στην ποσοτική ανάλυση, ιδιαίτερα στη βαρυμετρία:

H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl

ZnSO4 + BaCl2 → BaSO4 + ZnCl2

Προσοχή! Μην προσπαθήσετε να επαναλάβετε αυτά τα πειράματα μόνοι σας!