Как получить h2so3?

Получение кислоты в домашних условиях

Попробуем получить щёлочь или кислоту в домашних условиях с помощью подручных средств. Конечно, полученный нами препарат не будет концентрированным (это достигается с помощью специального оборудования), но характерные свойства кислоты обязательно будут заметны.

Наиболее простой способ получение кислоты в домашних условиях будет основан на электролизе какого-либо раствора, который диссоциирует с образованием сульфат-иона. Иным способом получить кислоту тоже можно, но это связано или с получением сернистого ангидрида, или других химических препаратов, которых может не оказаться, да и все они достаточно опасны, чтобы с ними работать дома. Поэтому, получим, например, серную кислоту (разбавленную) из медного купороса. Та концентрация, которая получается из купороса — особо не опасна, к тому же, средств для её получения нужно немного. Итак, для опыта нам необходим источник тока (отлично подойдёт блок питания от 15 до 30 вольт). Анод (электрод подключаемый к плюсу) будем брать графитовый, — чтобы не растворялся. Катод – лучше взять виде графитовой пластинки, но можно также использовать медную фольгу.

Разведите раствор купороса опустите в него электроды. На катоде будем наблюдать выделение бурого рыхлого вещества – это медь.

Что такое медный купорос? Это медь, растворённая в серной кислоте. Приготовьтесь периодически вынимать катод » — » и очищать его от выделившейся на нём меди. Чем дольше продолжается опыт, тем раствор нашего электролита становится всё более светлым – из него удаляется медь. Если опустить наш индикатор в посветлевший раствор, то окраска изменится на алый цвет. Как-никак серная кислота! Конечно, она сильно разбавленная, но всё же проявляет свои свойства. Для того, чтобы более удостовериться в полученной кислоте возьмите пищевую соду и капните на неё полученной кислотой, — при этом должно наблюдаться бурное выделение газа – это углекислый газ. Серная кислота вступает в реакцию с пищевой содой, образуя при этом соль натрия (Na2SO4), воду и пузырьки углекислого газа.

Задуманное получилось! Для некоторых веществ она слабовата (т.к. сильно разбавлена) и реакции с ними Вы наблюдать не будете.

Конечно, можно увеличить концентрацию кислоты, если растворить в воде больше медного купороса или выпариванием излишка воды в полученной кислоте. Последнее проделывать не рекомендую, т.к. пары кислоты очень опасны.

Какая кислота кислее?!

Наверное, Вы когда-нибудь задавали вопрос «какая же из кислот более кислая ?!» «или какая из щелочей более едкая ?!» На этот вопрос можно ответить, рассмотрев значения pH растворов кислот и щелочей. Кислот очень много, поэтому рассмотрим лишь самые основные.
Значение рН раствора зависит от концентрации. Поэтому в таблице приведены значения рН водных растворов при концентрации 0,1 моль/л. Для малорастворимых соединений, отмеченных звёздочкой, указаны рН насыщенных растворов. Чем меньше значение pH раствора, тем кислота «кислее» и наоборот, чем больше значение pH раствора, тем более едкая щелочь! Получается, что, если выпить концентрированный лимонный сок, кислотность желудочного сока… понизится !? Действительно, раствор лимонной кислоты лишь разбавит более сильную соляную кислоту, содержащуюся в желудочном соке.

Кислотность воды

Большинство живых организмов могут существовать лишь в средах, близких к нейтральным. Это связано с тем, что под действием ионов Н+ и ОН- многие белки, содержащие кислотные или основные группы, изменяют свою конфигурацию и заряд. А в сильнокислой и сильнощелочной средах рвётся пептидная связь, которая соединяет отдельные аминокислотные остатки в длинные белковые цепи. Из-за этого ультраосновные (сильнощелочные) растворы вызывают щелочные ожоги кожи и разрушают шёлк и шерсть, состоящие из белка. Все живые организмы вынуждены поддерживать во внутриклеточных жидкостях определённое значение кислотности среды (а так, как клетка состоит из воды на 80%, то — кислотность воды). Природная вода способна сохранять значение рН более или менее постоянным, даже если в неё извне попадает определённое количество кислоты или основания. Если в литр дистиллированной воды внести каплю концентрированной соляной кислоты, то рН понизится с 7 до 4. А если каплю соляной кислоты добавить в литр речной воды с рН=7, показатель почти не изменится. Кислоты и основания, попадающие в природную воду, нейтрализуются растворёнными в ней углекислым газом и гидрокарбонат-ионами:
Н++НСО-3→ Н2О+СО2;
ОН-+СО2→ HCO-3.

Вычислите массу осадка который образуется при взаимодействии хлорида бария с 71 г 20% раствора сульфата натрия, помогите пожалуйста ! Даю 50 баллов Який об’єм карбон (4) оксид (н.у) виділиться в наслідок згоряння 27,6 г. гліцеролу? Допоможіть, потрібно срочно.​ «тяжкий труд» письменно издожите ту часть текста в которой рассказывается как еж готовит свою нору к зиме дам 35 баллов​ 4. Задача. Навеску сахара C 12 H 22 O 11 массой 12,5 г растворили в 112,5г воды. Вычислите массовую долю сахара в полученном растворе. Решите пожалуйста Математика СРОЧНО!!!Имеются образцы бензола и сульфида натрия, содержащие одинаковое количество атомов. Во сколько раз масса одного из образцов больше массы друг ого?​ Помогите. Буду благодатна за решение​ Дано рівняння реакції: NaCl +KOH→KCl +NaOH Ця реакція не можлива, тому що: а) усі вихідні реагенти та продукти реакції розчинні; б) випадає осад; в) з мінюється колір розчину. Напишите реакцию доказывающую влияние группы ОН на бензольное Кольцо и бензольного кольца на группу ОН​ Составьте формулы соединений по валентности элементов: I II I III IV II CuO , Li N , S O.

Серную кислоту в промышленности производят двумя способами: контактным и нитрозным.

Контактный способ производства серной кислоты.

Серную кислоту контактным способом производят в больших количествах на сернокислотных заводах.

I. Сырьё, используемое для производства серной кислоты:

Самородная сера S

Пирит (серный колчедан) FeS2

Сероводород H2S

Сульфиды цветных металлов ZnS, Cu2S

II. Подготовка сырья.

Производство серной кислоты из пирита FeS2.

1) Измельчение пирита. Перед использованием большие куски пирита измельчают в дробильных машинах. Вы знаете, что при измельчении вещества скорость реакции увеличивается, т.к. увеличивается площадь поверхности соприкосновения реагирующих веществ.

2) Очистка пирита. После измельчения пирита, его очищают от примесей (пустой породы и земли) методом флотации. Для этого измельчённый пирит опускают в огромные чаны с водой, перемешивают, пустая порода всплывает наверх, затем пустую породу удаляют.

III. Химизм производства.

Производство серной кислоты из пирита состоит из трёх стадий.

ПЕРВАЯ СТАДИЯ — обжиг пирита в печи для обжига в «кипящем слое».

Уравнение реакции первой стадии

t = 800°C

4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 + Q

Измельчённый очищенный влажный (после флотации) пирит сверху засыпают в печь для обжига в «кипящем слое». Снизу (принцип противотока) пропускают воздух, обогащённый кислородом, для более полного обжига пирита. Температура в печи для обжига достигает 800°С. Пирит раскаляется до красна и находится в «подвешенном состоянии» из-за продуваемого снизу воздуха. Похоже это всё на кипящую жидкость раскалённо-красногоцвета.

За счёт выделяющейся теплоты в результате реакции поддерживается температура в печи. Избыточное количество теплоты отводят: по периметру печи проходят трубы с водой, которая нагревается. Горячую воду используют дальше для центрального отопления рядом стоящих помещений.

Образовавшийся оксид железа Fe2O3 (огарок) в производстве серной кислоты не используют. Но его собирают и отправляют на металлургический комбинат, на котором из оксида железа получают металл железо и его сплавы с углеродом — сталь (2% углерода С в сплаве) и чугун (4% углерода С в сплаве).

Таким образом выполняется принцип химического производства — безотходность производства.


Из печи выходит печной газ, состав которого: SO2, O2, пары воды (пирит был влажный!) и мельчайшие частицы огарка (оксида железа). Такой печной газ необходимо очистить от примесей твёрдых частиц огарка и паров воды.

Очистка печного газа от твёрдых частичек огарка проводят в два этапа — в циклоне (используется центробежная сила, твёрдые частички огарка ударяются о стенки циклона и ссыпаются вниз) и в электрофильтрах (используется электростатическое притяжение, частицы огарка прилипают к наэлектризованным пластинам электрофильтра, при достаточном накоплении под собственной тяжестью они ссыпаются вниз), для удаления паров воды в печном газе (осушка печного газа) используют серную концентрированную кислоту, которая является очень хорошим осушителем, поскольку поглощает воду.


Осушку печного газа проводят в сушильной башне — снизу вверх поднимается печной газ, а сверху вниз льётся концентрированная серная кислота. На выходе из сушильной башни печной газ уже не содержит ни частичек огарка, ни паров воды. Печной газ теперь представляет собой смесь оксида серы SO2 и кислорода О2.

ВТОРАЯ СТАДИЯ — окисление SO2 в SO3 кислородом.

Протекает в контактном аппарате.

Уравнение реакции этой стадии: 2SO2 + O2 2SO3 + Q

Сложность второй стадии заключается в том, что процесс окисления одного оксида в другой является обратимым. Поэтому необходимо выбрать оптимальные условия протекания прямой реакции (получения SO3).


а) температура:

Прямая реакция является экзотермической +Q, согласно правилам по смещению химического равновесия, для того, чтобы сместить равновесие реакции в сторону экзотермической реакции, температуру в системе необходимо понижать. Но, с другой стороны, при низких температурах, скорость реакции существенно падает. Экспериментальным путём химики-технологи установили, что оптимальной температурой для протекания прямой реакции с максимальным образованием SO3 является температура 400-500°С. Это достаточно низкая температура в химических производствах. Для того,чтобы увеличить скорость реакции при столь низкой температуре в реакцию вводят катализатор. Экспериментальным путём установили, что наилучшим катализатором для этого процесса является оксид ванадия V2O5.

б) давление:

Прямая реакция протекает с уменьшением объёмов газов: слева 3V газов (2V SO2 и 1V O2), а справа — 2V SO3. Раз прямая реакция протекает с уменьшением объёмов газов, то, согласно правилам смещения химического равновесия давление в системе нужно повышать. Поэтому этот процесс проводят при повышенном давлении.

Прежде чем смесь SO2 и O2 попадёт в контактный аппарат, её необходимо нагреть до температуры 400-500°С. Нагрев смеси начинается в теплообменнике, который установлен перед контактным аппаратом. Смесь проходит между трубками теплообменника и нагревается от этих трубок. Внутри трубок проходит горячий SO3 из контактного аппарата. Попадая в контактный аппарат смесь SO2 и О2 продолжает нагреваться до нужной температуры, проходя между трубками в контактном аппарате.

Температура 400-500°С в контактном аппарате поддерживается за счёт выделения теплоты в реакции превращения SO2 в SO3. Как только смесь оксида серы и кислорода достигнет слоёв катализатора, начинается процесс окисления SO2 в SO3.

Образовавшийся оксид серы SO3 выходит из контактного аппарата и через теплообменник попадает в поглотительную башню.

ТРЕТЬЯ СТАДИЯ — поглощение SO3 серной кислотой.

Протекает в поглотительной башне.

А почему оксид серы SO3 не поглощают водой? Ведь можно было бы оксид серы растворить в воде: SO3 + H2O H2SO4. Но дело в том, что если для поглощения оксида серы использовать воду, образуется серная кислота в виде тумана, состоящего из мельчайших капелек серной кислоты (оксид серы растворяется в воде с выделением большого количества теплоты, серная кислота настолько разогревается, что закипает и превращается в пар). Для того, чтобы не образовывалось сернокислотного тумана, используют 98%-ную концентрированную серную кислоту. Два процента воды — это так мало, что нагревание жидкости будет слабым и неопасным. Оксид серы очень хорошо растворяется в такой кислоте, образуя олеум: H2SO4·nSO3.

Уравнение реакции этого процесса nSO3 + H2SO4 H2SO4·nSO3

Образовавшийся олеум сливают в металлические резервуары и отправляют на склад. Затем олеумом заполняют цистерны, формируют железнодорожные составы и отправляют потребителю.

Нитрозный способ производства серной кислоты.

На первой стадии, одинаковой для обоих методов, получают сернистый ангидрид SO2. Исходным сырьём может быть, в принципе, любое вещество, содержащее серу: природные сульфиды железа (прежде всего, пирит FeS2), а также сульфиды меди и никеля, сульфидные полиметаллические руды, гипс CaSO4.2H2O и элементарные сера. Всё больше и больше используют газы, которые выделяются при переработке и сжигании горючих ископаемых (угля, нефти), содержащих соединения серы.

Полученный SO2 окисляют до H2SO4, используется для этого в нитрозном методе используется окислы азота. С этой стадии оба метода отличаются друг от друга.

В специальной окислительной башне 3 смешивают окись азота NO и NO2 с воздухом в таком соотношении, чтобы половина имеющихся NO и NO2.

2NO + O2 → 2NO2

В результате газовая смесь содержит равные NO и NO2. Она подаётся в башни 4 и 5, орошаемые 75% — ной серной кислотой; здесь смесь окислов азота поглощается с образованием нитрозиллерной кислоты:

NO + NO2 + 2H2SO4 →2NO(HSO4) + H2O

Раствор нитрозиллерной кислоты в серной кислоте, называемый нитрозой, орошает башни 1 и 2, куда противотоком поступает SO2 и добавляется вода. В результате гидролизанитрозиллерной кислоты образуется азотная кислота:

NO(HSO4) + H2O → H2SO4 + HNO2

Она — то и окисляет SO2 по уравнению:

SO2 + 2HNO2 → H2SO4 + 2NO

В нижней части башен 1 и 2 накапливается 75%-ная серная кислота, естественно, в большем количестве, чем её было затрачено на приготовление нитрозы (ведь добавляется «новорождённая» серная кислота). Окись азота NO возвращается снова на окисление. Поскольку некоторое количество её меряется с выхлопными газами, приходится добавлять в систему HNO3, служащую источником окислов азота.

Недостаток башенного метода состоит в том, что полученная серная кислота имеет концентрацию лишь 75% (при большей концентрации плохо идёт гидролиз нитрозиллернойкислоты). Концентрирование же серной кислоты упариванием представляет дополнительную трудность. Преимущество этого метода в том, что примеси содержащиеся в SO2, не влияют на ход процесса, так что исходный SO2 достаточно очистить от пыли, т.е. механических загрязнений. Естественно, башенная серная кислота бывает недостаточно чистой, что ограничивает её применение.

Охрана окружающей среды,

связанная с производством серной кислоты.

Основным сырьем для производства серной кислоты, является сера. Она относится к числу наиболее распространенных числу химических элементов на нашей планете.

Производство серной кислоты происходит в три стадии на первой стадии получают SO2, путем обжига FeS2, затем SO3, после чего на третьей стадии получают серную кислоту.

Научно-техническая революция и связанный с ней интенсивный рост химического производства, вызывает существенные негативные изменения в окружающей среде.Например отравление пресных вод, загрязнение земной атмосферы, истребление животных и птиц. В результате мир оказался в тисках экологического кризиса. Вредные выбросы сернокислых заводов следует оценивать не только по действию содержащегося в них оксида серы на расположенные вблизи предприятия зоны, но и учитывать другие факторы — увеличение количества случаев респираторных заболеваний человека и животных, гибель растительности и подавление ее роста, разрушение конструкций из известняка и мрамора, повышение коррозионного износа металлов. По вине “кислых” дождей повреждены памятники архитектуры.

В зоне до 300 км от источника загрязнения (SO2) опасность представляет серная кислота, в зоне до 600 км. — сульфаты. Серная кислота и сульфаты замедляют рост с/х культур. Закисление водоемов (весной при таянии снега, вызывает гибель икр и молоди рыб. Помимо экологического ущерба налицо экономический ущерб — громадные суммы каждый год теряются при раскисление почв.

Рассмотрим химические метода очистки от наиболее распространенных газообразных загрязняющих воздух веществ. Известно более 60 методов. Наиболее перспективны методы, основанные на поглощение оксида серы известняком, раствором сульфита — гидросульфита аммония и щелочным раствором алюмината натрия. Интерес также представляют каталитические методы окисления оксида серы в присутствии оксида ванадия.

Особое значение имеет очистка газов от фторсодержащих примесей, которые даже в незначительной концентрации вредно влияют на растительность. Если в газах содержится фтороводород и фтор, то их пропускают через колоны с насадкой противотоком по отношению к 5-10% раствору гидроксида натрия. В течении одной минуты протекают следующие реакции:

Серная кислота (H2SO4)

Молекула серной кислоты имеет крестовидную форму:

Физические свойства серной кислоты:

  • плотная маслянистая жидкость без цвета и запаха;
  • плотность 1,83 г/см3;
  • температура плавления 10,3°C;
  • температура кипения 296,2°C;
  • очень гигроскопична, смешивается с водой в любых отношениях;
  • при растворении концентрированной серной кислоты в воде происходит выделение большого кол-ва тепла (ВАЖНО! Приливают кислоту в воду! Воду в кислоту приливать нельзя!!!)

Серная кислота бывает двух видов:

  • разбавленная H2SO4(разб) — водный раствор кислоты, в котором процентное содержание H2SO4 не превышает 70%;
  • концентрированная H2SO4(конц) — водный раствор кислоты, в котором процентное содержание H2SO4 превышает 70%;

Химические свойства H2SO4

Серная кислота полностью диссоциирует в водных растворах в две ступени:

H2SO4 ↔ H++HSO4- HSO4- ↔ H++SO4-

Разбавленная серная кислота проявляет все характерные свойства сильных кислот, вступая в реакции:

В окислительно-восстановительных реакциях серная кислота выступает в роли окислителя, при этом, в разбавленной H2SO4 роль окислителей играют катионы водорода (H+), а в концентрированной — сульфат-ионы (SO42-) (более сильные окислители, чем катионы водорода).

Разбавленная серная кислота реагирует с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений левее водорода (реакция проходит с образованием сульфатов и выделением водорода):

H2SO4(разб)+Fe = FeSO4+H2

С металлами, стоящими правее водорода (медь, серебро, ртуть, золото), разбавленная серная кислота не реагирует.

Концентрированная серная кислота является более сильным окислителем, особенно это проявляется при нагревании. Концентрированная серная кислота не реагирует только с золотом, с остальными металлами, стоящими правее водорода, кислота взаимодействует с образованием сульфатов и сернистого газа. Более активными металлами (цинк, алюминий, магний) концентрированная серная кислота восстанавливается до свободной серы или сероводорода.

С остальными металлами серная кислота взаимодействует с образованием сернистого газа, серы или сероводорода (конкретный продукт восстановления серной кислоты зависит от ее концентрации):

2H2SO4(конц)+Cu = CuSO4+SO2+2H2O 5H2SO4(конц)+4Mg = 4MgSO4+H2S+4H2O 4H2SO4(конц)+3Zn = 3ZnSO4+S↓+4H2O

Концентрированная серная кислота окисляет некоторые неметаллы, восстанавливаясь до сернистого газа:

2H2S+6O4(конц)+S0 = 3SO2+2H2O 2H2S+6O4(конц)+C = C+4O2+2S+4O2+2H2O

При низких температурах концентрированная серная кислота пассивирует некоторые металлы (железо, алюминий, никель, хром, титан), что дает возможность ее промышленной перевозки в железных цистернах.

Подробнее см. Уравнения окислительно-восстановительных реакций серной кислоты…

Получение и применение серной кислоты

Серную кислоту в промышленности получают двумя способами: контактным и нитрозным.

Контактный способ получения H2SO4:

  • На первом этапе получают сернистый газ путем обжига серного колчедана: 4FeS2+11O2 = 2Fe2O3+8SO2
  • На втором этапе, сернистый газ окисляют кислородом воздуха до серного ангидрида, реакция идет в присутствии оксида ванадия, играющего роль катализатора: 2SO2+O2 = 2SO3
  • На третьем, последнем этапе, получают олеум, для этого серный ангидрид растворяют в концентрированной серной кислоте: H2SO4+nSO3 ↔ H2SO4·nSO3
  • В дальнейшем олеум транспортируется в железных цистернах, а серная кислота получается из олеума разбавлением водой: H2SO4·nSO3+H2O → H2SO4

Нитрозный способ получения H2SO4:

  • На первом этапе очищенный от пыли сернистый газ обрабатывается серной кислотой, в которой растворена нитроза (оксид азота): SO2+H2O+N2O3 = H2SO4+2NO
  • Выделившийся оксид азота окисляется кислородом и снова поглощается серной кислотой: 2NO+O2 = 2NO2 NO2+NO = N2O3

Применение серной кислоты:

  • для осушки газов;
  • в производстве других кислот, солей, щелочей и проч.;
  • для получения удобрений, красителей, моющих средств;
  • в органическом синтезе;
  • в производстве органических веществ.

Соли серной кислоты

Поскольку серная кислота является двухосновной кислотой, она дает два вида солей: средние соли (сульфаты) и кислые соли (гидросульфаты).

Сульфаты хорошо растворяются в воде, исключение составляют CaSO4, PbSO4, BaSO4 — первые два плохо растворяются, а сульфат бария практически нерастворим. Сульфаты, в состав которых входит вода, называются купоросами (медный купорос — CuSO4·5H2O).

Отличительной особенностью солей серной кислоты является их отношение к нагреванию, например, сульфаты натрия, калия, бария устойчивы к нагреванию, не разлагаясь даже при 1000°C, в то же время, сульфаты меди, алюминия, железа разлагаются даже при незначительном нагревании с образованием оксида металла и серного ангидрида: CuSO4 = CuO+SO3.

Горькая (MgSO4·7H2O) и глауберова (Na2SO4·10H2O) соль используются в качестве слабительного средства. Сульфат кальция (CaSO4·2H2O) — при изготовлении гипсовых повязок.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *