Asid sulfat: formula dan kimia

Salah satu asid mineral pertama, yang dikenali kepada manusia - adalah asid sulfurik, atau sulfat. Bukan sahaja itu, tetapi banyak garam yang digunakan dalam pembinaan, perubatan, industri makanan dan untuk tujuan teknikal. Setakat ini dalam hal ini, tiada apa yang berubah. Beberapa ciri-ciri yang mempunyai asid sulfat, menjadikan ia mudah sangat diperlukan dalam sintesis kimia. Selain itu, dalam hampir semua sektor industri dan kehidupan seharian digunakan garam daripadanya. Oleh itu, kami mengambil kira secara terperinci apa yang ada dan apakah ciri-ciri sifat dipamerkan.

Pelbagai nama

Mari kita mulakan dengan hakikat bahawa nama-nama dalam ini perkara banyak. Di antara mereka ada orang-orang yang dibentuk oleh tatanama rasional, dan orang-orang yang mempunyai sejarah. Oleh itu, sebatian ini yang dimaksud dengan:

• asid sulfat;
• perkataan pedas;
• asid sulfurik;
• oleum.

Walaupun istilah "oleum" tidak sepenuhnya sesuai untuk bahan itu kerana ia adalah campuran asid sulfurik dan oksida lebih tinggi sulfur - SO _3.

asid sulfat: formula molekul dan struktur

Dari sudut pandangan singkatan kimia menulis formula asid ini mungkin tidak begitu: H ₂ SO _4. Ia adalah jelas bahawa molekul terdiri daripada dua kation hidrogen dan sisa anion asid - sulfat ion yang mempunyai caj 2+.

Oleh itu dalam molekul, komunikasi berikut:

• kovalen polar antara sulfur dan oksigen;
• kovalen polar kuat antara hidrogen dan sisa-sisa asid SO _4.

Sera mempunyai 6 elektron berpasangan membentuk dua ikatan kembar kepada dua atom oksigen. Walaupun dengan pasangan - tunggal, dan mereka pula - hidrogen tunggal. Hasil daripada struktur molekul membolehkan ia menjadi cukup kuat. Pada masa yang sama, kation hidrogen yang sangat mudah alih dan mudah untuk pergi, kerana sulfur dan oksigen adalah lebih besar dalam keelektronegatifan. Menarik ketumpatan elektron itu sendiri, mereka menyediakan satu cas positif hidrogen separa ini, yang apabila menanggalkan selesai. Dengan itu membentuk penyelesaian asid dalam yang H ^+.

Bercakap mengenai pengoksidaan unsur dalam sebatian, formula sulfat asid mana H ₂ SO _4, mudah membolehkan pengiraan: hidrogen y 1, y -2 oksigen, sulfur di 6.

Seperti dalam mana-mana molekul, caj bersih adalah sifar.

Sejarah penemuan

asid sulfat diketahui orang sejak zaman purbakala. Walaupun alkimia dapat menerimanya kaedah yang berbeza calcining sulfat. Dari abad ke-IX, orang telah menerima dan digunakan bahan ini. Kemudian di Eropah Albertus Magnus belajar untuk mengekstrak asid dalam proses penguraian sulfat besi.

Walau bagaimanapun, tiada kaedah tidak menguntungkan. Kemudian ia menjadi dikenali dipanggil kebuk sintesis penjelmaan. Untuk sulfur ini membakar dan nitrat, dan wap berkembang diserap air. Hasilnya, asid sulfat terbentuk.

Masih kemudian, British dapat mencari cara yang paling murah untuk mendapatkan bahan. Kami menggunakan pyrite yang - FeS _2, pyrites besi. tembakan dan tindak balas berikutnya dengan oksigen masih adalah salah satu proses perindustrian yang paling penting untuk sintesis asid sulfurik. bahan-bahan mentah seperti lebih mudah, murah dan kualiti untuk pengeluaran jumlah yang besar.

ciri-ciri fizikal

Terdapat beberapa pilihan, termasuk luar, yang berbeza daripada asid sulfat lain. Sifat-sifat fizikal dapat digambarkan dalam beberapa perkara:

1. Di bawah keadaan piawai, - cecair.
2. Dalam keadaan pekat ia adalah berat, berminyak, yang mana beliau telah dipanggil "minyak perkataan pedas".
3. Bahan Ketumpatan - 1.84 g / cm ^3.
4. Ia tidak mempunyai warna atau bau.
5. Ia mempunyai kuat "tembaga" rasa.
6. Ia larut dalam air yang sangat baik, hampir tidak terhad.
7. Hygroscopic, ia mampu untuk menangkap kedua-dua air percuma dan terikat daripada tisu-tisu.
8. Yang tak meruap.
9. takat didih - 296 ° ^C.
10. Lebur pada 10.3 ^° C

Salah satu ciri yang paling penting dalam sebatian ini adalah keupayaan untuk hidrat dengan pengeluaran sejumlah besar haba. Itulah sebabnya walaupun di sekolah, kanak-kanak diajar bahawa air ditambah kepada asid dalam mana-mana ia adalah mustahil, tetapi sebaliknya. Lagipun, air adalah lebih ringan dalam ketumpatan, jadi ia akan terkumpul pada permukaan. Jika secara mendadak menambah kepada asid, tindak balas yang terhasil membubarkan keluar tenaga yang begitu banyak bahawa air mula mendidih dan disembur bersama-sama dengan zarah bahan berbahaya. Ia boleh menyebabkan kebakaran kimia yang teruk kepada kulit tangan.

oleh itu ia harus meleleh tuangkan asid dalam air, maka campuran itu dipanaskan dengan kuat, tetapi mendidih tidak berlaku, dan dengan itu menyimbah juga.

sifat kimia

Dari sudut kimia, asid ini adalah sangat kuat, terutamanya jika ia tertumpu penyelesaian. Ia dibasic, bagaimanapun langkah demi langkah bercerai untuk membentuk anion gidrosulfat- dan sulfat.

Secara umum, interaksi dengan pelbagai sebatian memenuhi semua tindak balas asas tipikal kelas ini bahan. Terdapat contoh-contoh daripada beberapa persamaan yang mengambil bahagian asid sulfat. sifat kimia dimanifestasikan dalam interaksinya dengan:

• garam;
• oksida logam dan hidroksida;
• oksida amfoterik dan hidroksida;
• logam berdiri dalam siri elektrokimia untuk hidrogen.

Hasil daripada interaksi seperti dalam hampir semua kes garam min terbentuk daripada asid (sulfat), atau berasid (sulfat hidrogen).

Satu ciri khas juga hakikat bahawa logam dengan cara yang biasa saya + H ₂ SO ₄ = Meso ₄ + H ₂ ↑ larutan bahan bertindak balas, iaitu mencairkan asid. Jika kita mengambil (oleum) pekat atau sangat tepu, produk tindak balas agak berbeza.

ciri-ciri khas asid sulfurik

Ini termasuk penyelesaian interaksi hanya tertumpu dengan logam. Oleh itu, terdapat gambar rajah yang menunjukkan seluruh prinsip tindak balas ini:

1. Jika logam aktif, hasilnya adalah pembentukan hidrogen sulfida, garam dan air. Iaitu, sulfur dikurangkan kepada -2.
2. Jika aktiviti purata logam, hasil - sulfur, garam dan air. Iaitu, pemulihan ion sulfat untuk percuma sulfur.
3. Logam aktiviti rendah kimia (selepas hidrogen) - sulfur dioksida, garam dan air. Sulfur dalam pengoksidaan +4.

Juga ciri-ciri khas sulfat asid adalah keupayaan untuk mengoksidakan beberapa bukan logam untuk keadaan pengoksidaan tertinggi mereka dan bertindak balas dengan sebatian kompleks dan pengoksidaan mereka kepada bahan-bahan yang mudah.

Kaedah untuk menghasilkan industri

proses sulfat asid sulfurik adalah terdiri daripada dua jenis asas:

• pin;
• menara.

Kedua-duanya adalah kaedah yang paling biasa dalam industri di seluruh dunia. Penjelmaan pertama adalah berdasarkan menggunakan sebagai bahan-bahan mentah pyrites besi atau sulfur pyrite - FeS _2. Secara keseluruhannya, terdapat tiga fasa:

1. Pengkalsinan bahan mentah untuk membentuk sebagai produk pembakaran sulfur dioksida.
2. Lulus gas ini melalui oksigen lebih pemangkin vanadium untuk membentuk sulfur trioksida - SO _3.
3. Menara penyerapan dijalankan membubarkan acetic dalam larutan asid sulfat dengan pembentukan penyelesaian kepekatan yang tinggi - oleum. Sangat berat cecair tebal berminyak.

A penjelmaan kedua - adalah hampir sama, tetapi oksida nitrogen digunakan sebagai pemangkin. Dari segi parameter seperti kualiti produk, kos dan penggunaan kuasa, kesucian bahan mentah, prestasi, kaedah yang pertama adalah lebih berkesan dan boleh diterima, jadi ia digunakan lebih kerap.

makmal sintesis

Jika anda ingin mendapatkan asid sulfurik dalam kuantiti yang kecil untuk ujian makmal, cara terbaik untuk berinteraksi dengan hidrogen sulfida sulfat logam aktif.

Dalam kes ini, pembentukan sulfida ferus, dan dibentuk sebagai hasil sampingan asid sulfurik. Untuk kajian kecil pilihan itu adalah sesuai, tetapi kesucian asid itu akan menjadi tidak berbeza.

Juga di makmal boleh menjadi tindak balas kualitatif kepada penyelesaian sulfat. Reagen yang paling biasa ialah klorida barium, sejak Ba ²⁺ ion bersama-sama dengan anion sulfat mendakan dalam mendakan putih - susu barit: H ₂ SO ₄ + ₂ = BaCL 2HCL + Baso ₄ ↓

Garam yang paling biasa

Sulfat asid dan sulfat yang ia membentuk, adalah sebatian penting dalam pelbagai bidang industri dan isi rumah, termasuk makanan. Garam asid sulfurik yang paling biasa adalah seperti berikut:

1. Gypsum (Alabaster, selenite). nama kimia - akueus terhidrat kalsium sulfat. Formula: caso _4. Ia digunakan dalam pembinaan, perubatan, pulpa dan industri kertas, pembuatan barang kemas.
2. Barit (Barytes). Barium sulfat. Penyelesaian adalah mendakan susu. Dalam bentuk pepejal - kristal telus. Digunakan dalam peranti optik, sinaran X-ray, untuk mengeluarkan salutan penebat.
3. Mirabilite (garam Glauber itu). nama kimia - kristal natrium sulfat decahydrate. Formula: Na ₂ SO ₄ * 10H ₂ O. Ia digunakan dalam perubatan sebagai julap.

Satu boleh memetik sebagai contoh banyak garam, yang mempunyai kepentingan praktikal. Walau bagaimanapun, yang disebut di atas - yang paling biasa.

kraft arak

bahan ini adalah satu penyelesaian yang dibentuk oleh rawatan haba kayu, iaitu selulosa. Tujuan utama hubungan ini - dapatkan sabun arak sebanyak menetap. Komposisi kimia arak sulfat adalah seperti berikut:

• lignin;
• hydroxy;
• monosakarida;
• fenol;
• resin;
• dan asid lemak meruap;
• sulfida, klorida, karbonat dan sulfat natrium.

Terdapat dua jenis utama bahan-bahan: putih dan hitam kraft minuman keras. Putih pergi kepada industri pulpa dan kertas, dan hitam yang digunakan untuk sabun arak hitam dalam industri.

aplikasi utama

Pengeluaran tahunan asid sulfurik adalah 160 juta. Tan setiap tahun. Ini adalah angka yang sangat besar, yang menunjukkan kepentingan dan kelaziman sebatian ini. Terdapat beberapa industri dan tempat-tempat di mana ia adalah perlu penggunaan asid sulfat:

1. Bateri sebagai elektrolit, terutamanya dalam memimpin.
2. Dalam tumbuh-tumbuhan di mana baja sulfat dihasilkan. Sebahagian besar daripada asid adalah tepat pembuatan tumbuhan mineral membaja. Oleh itu, tumbuh-tumbuhan untuk pengeluaran asid sulfurik dan pengeluaran baja sering membina rapat.
3. Dalam industri makanan sebagai pengemulsi, yang ditetapkan kod E513.
4. sintesis organik yang banyak sebagai ejen dehydrating, pemangkin. Itu diperolehi bahan letupan, resin, bahan pencuci, nilon, polipropilena dan etilena, pewarna, serat kimia, ester dan sebatian lain.
5. Digunakan dalam penapis untuk pembersihan air dan pembuatan air suling.
6. Digunakan dalam pengekstrakan dan pemprosesan unsur nadir daripada bijih.

Juga banyak asid sulfurik dibelanjakan untuk ujian makmal, di mana ia dihasilkan dengan cara tempatan.