חומצה גופריתית: מאפייני נוסחה וכימיים

אחד חומצות מינרלי הראשונה, שנודעה לאדם - הוא חומצה גופרתית, או סולפט. לא רק זה, אלא שרבים ומלחים שלה משמשים בבנייה, רפואה, תעשיית המזון למטרות טכניות. עד כה בהקשר זה, שום דבר לא השתנה. כמה מאפיינים שיש לה גופרה חומצה, מקלה הכרחית סינתזות כימיות. בנוסף, כמעט בכל מגזרי התעשייה בחיי היומיום משמשים מלחים ממנו. לכן, אנו רואים בפירוט מה זה ומה הם המאפיינים הציגו תכונות.

מגוון של שמות

בואו נתחיל עם העובדה כי השמות זה משנה הרבה. ביניהם הם אלה נוצרים על ידי מינוח רציונלים, ואלה שיש להם מבחינה הסטורית. לפיכך, המתחם הזה נקרא:

• סולפט וחומצה;
• קנקנתום;
• חומצה גופרתית;
• אולאום.

למרות שהמונח "אולאום" אינו מתאים לחלוטין עבור החומר בגלל זה הוא תערובת של חומצה גופרתית ו תחמוצת גבוהה גופרית - SO _3.

סולפט חומצה: נוסחה מולקולרית ומבנה

מנקודת המבט של קיצורים כימיים לכתוב את הנוסחה של חומצה זו עלולה להיות כה: H ₂ SO _4. ברור כי המולקולה מורכבת משני קטיונים מימן האניון שאריות החומצה - סולפט יון בעל מטען 2+.

לכן בתוך המולקולה, התקשורת הבאה:

• קוולנטי קוטבי בין גופרית וחמצן;
• קוולנטי קוטבי חזק בין מימן לבין שאריות חומצה SO _4.

סרתי שיש 6 אלקטרונים מזווגים יוצר שני קשרים כפולים לשני אטומי חמצן. אפילו עם זוג - יחיד, ואלה בתורם - מימן יחיד. כתוצאת המבנה המולקולרי המאפשר לה להיות חזק מספיק. במקביל, קטיון מימן הוא מאוד נייד וקל ללכת, כי גופרית וחמצן הוא הרבה יותר גדול ב אלקטרושליליות. משייך צפיפות האלקטרונים עצמו, הם מספקים מטען חיובי חלקי מימן, אשר כאשר הניתוק יושלם. לפיכך נוצר פתרונות חומצה שבו הוא H ^+.

אם כבר מדברים על מדינות חמצון של אלמנטים במתחם, הנוסחה גופרתי חומצה שבה H ₂ SO _4, בקלות מאפשר חישוב של: מימן y 1, y -2 חמצן, גופרית בבית 6.

כמו בכל מולקולה, המטען השקול הוא אפס.

היסטוריה של גילוי

חומצה גופרתית ידועה לאנשים מאז ימי הקדם ביותר. גם האלכימאים היו מסוגלים לקבל את זה בשיטות שונות של סולפט calcining. החל מהמאה ה IX, אנשים קיבלו והשתמשו חומר זה. מאוחר יותר באירופה אלברטוס מגנוס למדו לחלץ את החומצה בתהליך הפירוק של ברזל סולפט.

עם זאת, אף אחת מהשיטות לא היה רווחי. ואז הוא הופך להיות מוכר שנקרא התגלמות קאמרית סינתזה. עבור גופרית בוערת זו ניטרט, ואדים התפתחו נספג במים. כתוצאה מכך, נוצר סולפט וחומצה.

ובכל זאת מאוחר יותר, הבריטים הצליחו למצוא את השיטה הזולה קבלת החומר. השתמשנו פיריט - _{2 פס,} סולפיד הברזל. הירי שלו והתגובה עוקבת עם חמצן עדיין אחד התהליכים החשובים ביותר התעשייתיים לסינתזה של חומצה גופרתית. חומרי גלם כגון לנגישים יותר, זולים ואיכותיים לייצור נפח גדול.

תכונות פיסיקליות

ישנן מספר אפשרויות, כולל חיצוני, אשר שונה גופרתי חומצה אחרת. ניתן לתאר תכונות פיסיקליות בעוד כמה נקודות:

1. בתנאים תקניים, - נוזלי.
2. במצב מרוכז הוא כבד, שמנוני, עבורו הוא נקרא "שמן של חומצה גופרתית".
3. צפיפות החומר - 1.84 g / ס"מ ^3.
4. אין לה צבע או ריח.
5. יש לו טעם "נחושת" חזק.
6. זה מתמוסס במים היטב, כמעט בלתי מוגבל.
7. Hygroscopic, הוא מסוגל ללכוד הן מים חינם וכרוך מן הרקמות.
8. נדיף.
9. נקודת רתיחה - 296 ° ^C.
10. התכה ב 10.3 ^מעלות צלזיוס

אחת התכונות החשובות ביותר של תרכובת זו היא יכולתו מימה עם שחרורו של כמות גדולה של חום. לכן אפילו בבית הספר, ילדים לומדים כי מים מתווספים החומצה ממילא אי אפשר, אבל בדיוק ההפך. אחרי הכל, מי הוא בהיר צפיפות, כך יצטברו על פני השטח. אם דראמטי להוסיף אותו החומצה, התגובה וכתוצאה למוסס את כל כך הרבה אנרגיה כי המים מתחילים לרתוח לְהִנָתֵז יחד עם חלקיקים של חומר מסוכן. זה יכול לגרום לכוויות כימיות קשות על העור של הידיים.

ראוי אפוא להיות טפטוף לשפוך חומצה במים, ולאחר מכן את התערובת חומם בחום, אבל רותחים אינו מתרחש, ולכן מתיזים מדי.

תכונות כימיות

מנקודת המבט הכימי, חומצה זו היא חזקה מאוד, במיוחד אם היא מרוכזת פתרון. זה dibasic, אולם בשלבים מנתק להקים אניון gidrosulfat- סולפט.

באופן כללי, האינטראקציה שלו עם תרכובות שונות פוגשת כל התגובות הבסיסיות הטיפוסיות של המעמד הזה של חומרים. ישנן דוגמאות של משוואות מספר אשר משתתפות חומצת סולפט. תכונות כימיות מתבטאות האינטראקציה שלה עם:

• מלחים;
• תחמוצות והידרוקסידים מתכת;
• תחמוצות amphoteric ו והידרוקסידים;
• מתכות עומדות בסדרה אלקטרוכימיים למימן.

כתוצאת אינטראקציות כאלה כמעט בכל המקרים מלחים הממוצע יצר של החומצה (סולפטים), או חומצי (סולפטים מימן).

תכונה מיוחדת הוא גם העובדה כי המתכת בדרך הרגילה עבורי + H ₂ SO ₄ = טווה ₄ + H ₂ ↑ פתרון של החומר מגיב, למשל לדלל חומצה. אם ניקח רווי מרוכז או מאוד (אולאום), את תוצרי התגובה הם שונים למדי.

תכונות מיוחדות של חומצה גופרתית

אלה כוללים אינטראקציה תמיסות מרוכזות רק עם מתכות. לפיכך, יש תרשים המציג את כל העיקרון של התגובות הבאות:

1. אם המתכת פעילה, התוצאה היא היווצרות של מימן גפרי, מלחים ומים. כלומר, גופרית מצטמצמת -2.
2. אם הפעילות הממוצע של המתכת, והתוצאה - גופרית, מלח ומים. כלומר, ההתאוששות של יון גופרתי כדי גופרית חינם.
3. מתכות פעילות כימית נמוכה (לאחר מימן) - תחמוצת גופרית, מלח ומים. הגופרית במצב חמצון 4.

כמו כן מאפיינים מיוחדים סולפט חומצות הן את היכולת לחמצן כמה-מתכות אל מצב החמצון הגבוה שלהם ומגיבות עם תרכובות מורכבות חמצון אותם לחומרים פשוטים.

שיטות לייצור בתעשייה

חומצה גופרתית גופרת תהליך מורכבת משני סוגים בסיסיים:

• פינים;
• מגדל.

שניהם השיטות הנפוצות ביותר בתעשייה ברחבי העולם. ההתגלמות הראשונה מתבססת על שימוש כמו סולפיד הברזל חומרי גלם או גופרית פיריט - פס _2. בסך הכל ישנם שלושה שלבים:

1. שריפת חומר הגלם ליצירת כמוצר של בעירה של גופרית דו-חמצנית.
2. עובר הגז זו דרך החמצן מעל זרז ונדיום להקים trioxide גופרית - SO _3.
3. מגדל הספיגה מתבצע המסת אנהידריד בתמיסה של חומצה גופרתית עם היווצרות פתרון ריכוז גבוה - אולאום. מאוד כבד שומני נוזל סמיך.

התגלמות שנייה - הוא כמעט זהה, אבל תחמוצות החנקן משמשות זרז. מבחינת פרמטרים כגון איכות מוצר, עלות וצריכת הספק, את הטוהר של חומרי גלם, ביצועים, השיטה הראשונה היא יותר יעילה ומקובלת, ולכן הוא משמש לעתים קרובות יותר.

במעבדת סינתזה

אם אתה רוצה לקבל חומצה גופרתית בכמויות קטנות לבדיקות מעבדה, הדרך הטובה ביותר ליצור אינטראקציה עם סולפטים מתכת פעילה מימן גופרתי.

במקרים אלה, היווצרות גופרתי ברזליות, והוא נוצר כתוצר לוואי של חומצה גופרתית. עבור מחקרים קטנים אופציה כזו מתאימה, אבל טוהר חומצה כגון לא יהיה שונה.

כמו כן במעבדה יכול להיות מענה איכותי לפתרונות סולפט. מגיב הנפוץ ביותר הוא כלוריד בריום, מאז Ba ²⁺ יונים יחד עם אניון סולפט שוקע משקע לבן - חלב בריט: H ₂ SO ₄ + ₂ = BaCl 2HCL + BaSO ₄ ↓

המלח הנפוץ ביותר

גופריתי חומצה ו סולפטים אשר הוא יוצר, הן תרכובות חשובות בתחומים תעשייתיים ביתיים רבים, כולל מזון. מלחי החומצה הגופרתיים הנפוץ ביותר הם הבאים:

1. גבס (בהט, סלניט). שם כימי - סולפט סידן התייבשות מימי. פורמולה: קאסו _4. זה השתמש בבנייה, רפואה, עיסת תעשיית נייר, לייצור תכשיטים.
2. בריט (barytes). סולפט בריום. הפתרון הוא משקע חלבי. בצורה מוצקה - גבישים שקופים. בשימוש במכשירים אופטיים, קרינת רנטגן, לייצור ציפוי בידוד.
3. Mirabilite (מלח של גלאובר). שם כימי - גבישי נתרן סולפט decahydrate. פורמולה: Na ₂ SO ₄ * 10H ₂ O. הוא משמש ברפואה כמו משלשל.

אפשר לצטט כדוגמאות של מלחים רבים, אשר הינם בעלי משמעות מעשית. עם זאת, הנ"ל - הנפוץ ביותר.

ליקר קראפט

חומר זה הוא פתרון אשר נוצר על ידי טיפול תרמי של עץ, תאית למשל. המטרה העיקרית של חיבור זה - לקבל הסבון ליקר שלה על ידי שיקוע. ההרכב הכימי של ליקר גופרתי הוא כדלקמן:

• ליגנין;
• הידרוקסי;
• מונוסכרידים;
• פנולים;
• שרפים;
• וחומצות שומן נדיפות;
• סולפידים, כלורידים, סולפטים פחמתי של נתרן.

ישנם שני סוגים עיקריים של חומרים: לייקר קראפט לבן ושחור. הלבן הולך תעשיית עיסת נייר, ואת השחורה המשמשת סבון משקה שחור בענף.

יישומים ראשיים

הייצור השנתי של חומצה גופרתית הוא 160 מיליון. טון בשנה. זהו נתון מאוד משמעותי, אשר מראה את החשיבות ואת השכיחות של תרכובת זו. ישנם מספר תעשיות ומקומות בהם יש צורך בשימוש סולפט וחומצה:

1. הסוללה אלקטרוליט, במיוחד בעופרת.
2. בצמחים שבו דשן סולפט מיוצר. חלק הארי של החומצה דווקא לייצור צמחי דישון מינרלים. לפיכך, צמחים לייצור חומצה גופרתית ואת הייצור של דשנים קרובים לבנות קרוב.
3. בתעשיית המזון כמו מתחלב, המיועד קוד E513.
4. סינתזה אורגנית רבה כסוכן Dehydrating, זרז. לפיכך מתקבל חומר נפץ, שרפים, דטרגנטים, ניילון, פוליפרופילן אתילן, צבעים, סיבים כימיים, אסטרים ותרכובות אחרות.
5. השתמש במסננים לטיהור מים וייצור של מים מזוקקים.
6. המשמש להפקה ועיבוד של אלמנטים נדירים מן העפרה.

כמו כן הרבה חומצה גופרתית הוא בילה על בדיקות מעבדה, שבהם הוא מיוצר באמצעים מקומיים.