أهداف الدرس: يجب أن يعرف الطلاب التركيب والخصائص الفيزيائية والكيميائية لـ H 2 SO 4 ؛ تكون قادرة ، بناءً على معرفة معدل التفاعلات الكيميائية والتوازن الكيميائي ، على تبرير اختيار الظروف لمسار التفاعلات التي تكمن وراء إنتاج حامض الكبريتيك ؛ تحديد أيونات الكبريتات والكبريتيد في الممارسة.

المفاهيم الأساسية: أنهيدريد كبريتي ، أنهيدريد كبريتي ، استخدام معقد للمواد الخام.

خلال الفصول

أولا - لحظة تنظيمية ؛ فحص الواجب المنزلي

ثانيًا. مواد جديدة

1. الصيغ الإلكترونية والهيكلية. نظرًا لأن الكبريت في الفترة الثالثة من النظام الدوري ، لا يتم احترام قاعدة الثمانيات ويمكن أن تكتسب ذرة الكبريت ما يصل إلى اثني عشر إلكترونًا.

(يشار إلى الإلكترونات الستة للكبريت بعلامة النجمة.)

2. الإيصال. يتكون حمض الكبريتيك من تفاعل أكسيد الكبريت (VI) مع الماء (SO 3 + H 2 O H 2 SO 4). يرد وصف لإنتاج حامض الكبريتيك في الفقرة 16 (ص 37 - 42).

3. الخصائص الفيزيائية. حامض الكبريتيك سائل ثقيل عديم اللون (= 1.84 جم / سم 3) وغير متطاير. عندما يذوب في الماء ، يحدث تسخين قوي للغاية. تذكر عدم صب الماء في حامض الكبريتيك المركز (الشكل 2)! يمتص حامض الكبريتيك المركز بخار الماء من الهواء. يمكن ملاحظة ذلك إذا كان وعاء مفتوح يحتوي على حامض الكبريتيك المركز متوازنًا على نطاق واسع: بعد فترة ، سيغرق الكوب الذي يحتوي على الوعاء.

أرز. 2.

4. الخصائص الكيميائية. حمض الكبريتيك المخفف له خصائص عامة مميزة للأحماض ومحددة (الجدول 7).

الجدول 7

الخواص الكيميائية لحمض الكبريتيك
مشترك مع الأحماض الأخرى	محددة
1. محلول مائي يغير لون المؤشرات.	1. حمض الكبريتيك المركز هو عامل مؤكسد قوي: عند تسخينه ، يتفاعل مع جميع المعادن تقريبًا (باستثناء Au و Pt وبعض المعادن الأخرى). في هذه التفاعلات ، اعتمادًا على نشاط المعدن والظروف ، يتم إطلاق SO2 و H2S و S ، على سبيل المثال: نحاس + 2 س 2 سو 4 كسو 4 + سو 2 + 2 س 2 س
2. يتفاعل حمض الكبريتيك المخفف مع المعادن: H 2 SO 4 + Zn ZnSO 4 + H 2 2H + + SO 4 2- + Zn 0 Zn 2+ + SO 4 2- + H 2 0 2H + Zn 0 Zn 2+ + H 2 0	2 - يتفاعل حمض الكبريتيك المركز بقوة مع الماء لتكوين الهيدرات: H 2 SO 4 + nH 2 O H 2 SO 4 nH 2 O + Q حمض الكبريتيك المركز قادر على فصل الهيدروجين والأكسجين في شكل ماء من المواد العضوية ، وتفحم المواد العضوية.
3. يتفاعل مع الأكاسيد الأساسية والمتذبذبة: H 2 SO 4 + MgO MgSO 4 + H 2 O 2H + + SO 4 2- + MgOMg 2+ + SO 4 2- + H 2 O 2H + MgO Mg 2+ + H 2 O	3. التفاعل المميز لحمض الكبريتيك وأملاحه هو التفاعل مع أملاح الباريوم القابلة للذوبان: H 2 SO 4 + BaCl 2 BaSO 4 + 2HCl 2H + + SO 4 2- + Ba 2+ + 2Cl - BaSO 4 + 2H + + 2Cl - با 2+ + سو 4 2 - باسو 4 يتكون راسب أبيض غير قابل للذوبان في الماء أو حمض النيتريك المركز.
4. يتفاعل مع القواعد: H 2 SO 4 + 2KOH K 2 SO 4 + 2H 2 O 2H + + SO 4 2- + 2K + + 2OH - 2K + + SO 4 2- + 2H 2 O 2 س + 2 س - 2 س 2 س إذا تم تناول الحمض بكميات زائدة ، يتم تكوين ملح حامض: H 2 SO 4 + NaOH NaHSO 4 + H 2 O
5. يتفاعل مع الأملاح ، مما يؤدي إلى إزاحة الأحماض الأخرى عنها: 3H 2 SO 4 + Ca 3 (PO 4) 2 3CaSO 4 + 2H 3 PO 4

تطبيق. يستخدم حمض الكبريتيك على نطاق واسع (الشكل 3) ، وهو المنتج الرئيسي للصناعة الكيميائية.

أرز. 3. استخدام حامض الكبريتيك: 1- الحصول على الأصباغ. 2 - الأسمدة المعدنية. 3 - تنقية المنتجات البترولية. 4 - إنتاج النحاس كهربائيا. 5 - المنحل بالكهرباء في البطاريات ؛ 6 - الحصول على المتفجرات. 7 - الأصباغ 8 - الحرير الصناعي 9 - الجلوكوز 10 - الأملاح 11- أحماض.

يشكل حامض الكبريتيك سلسلتين من الأملاح - متوسطة وحمضية:

Na 2 SO 4 NaHSO4

كبريتات الصوديوم كبريتات هيدروجين الصوديوم

(ملح متوسط) (ملح حامض)

تستخدم أملاح حامض الكبريتيك على نطاق واسع ، على سبيل المثال ، Na 2 SO 4 10H 2 O - يتم استخدام هيدرات بلورية كبريتات الصوديوم (ملح جلوبر) في إنتاج الصودا والزجاج والطب البيطري. يستخدم CaSO 4 2H 2 O - هيدرات بلورية كبريتات الكالسيوم (الجبس الطبيعي) - للحصول على الجبس شبه المائي ، وهو ضروري في البناء وفي الطب - لتطبيق ضمادات الجبس. يستخدم CuSO 4 5H 2 O - هيدرات كبريتات النحاس (II) البلورية (كبريتات النحاس) - في مكافحة الآفات النباتية.

ثالثا. تثبيت مادة جديدة

1. في فصل الشتاء ، توضع أحيانًا إناء يحتوي على حمض الكبريتيك المركز بين إطارات النوافذ. ما هو الغرض من القيام بذلك ، لماذا لا يمكن ملء الوعاء بالحمض إلى الأعلى؟

2. يتفاعل حامض الكبريتيك المركز عند تسخينه مع الزئبق والفضة كما يتفاعل مع النحاس. اكتب معادلات لهذه التفاعلات وحدد العامل المؤكسد وعامل الاختزال.

3. كيفية التعرف على الكبريتيدات؟ أين يتم تطبيقها؟

4. اصنع معادلات التفاعل التي تكون مجدية عمليا باستخدام الرسوم البيانية أدناه:

Hg + H 2 SO 4 (conc)

MgCl 2 + H 2 SO 4 (conc.)

Na 2 SO 3 + H 2 SO 4

Al (OH) 3 + H 2 SO 4

عند تجميع معادلات التفاعل ، حدد شروط تنفيذها. عند الضرورة ، اكتب المعادلات في الشكل الأيوني والمختصر الأيوني.

5. قم بتسمية العامل المؤكسد في التفاعلات: أ) حمض الكبريتيك المخفف بالمعادن. ب) حامض الكبريتيك المركز مع المعادن.

6. ماذا تعرف عن حامض الكبريتيك؟

7. لماذا حمض الكبريتيك المركز عامل مؤكسد قوي؟ ما هي الخصائص المميزة لحمض الكبريتيك المركز؟

8. كيف يتفاعل حامض الكبريتيك المركز مع المعادن؟

9. أين يستخدم حامض الكبريتيك وأملاحه؟

1. ما هو حجم الأكسجين المطلوب للاحتراق: أ) 3.4 كجم من كبريتيد الهيدروجين ؛ ب) 6500 م 3 كبريتيد الهيدروجين؟

2. ما كتلة المحلول المحتوي على 0.2 جزء من كتلة حامض الكبريتيك ، والتي يتم استهلاكها في التفاعل مع 4.5 جم من الألومنيوم؟

التجارب المعملية

السادس. التعرف على أيونات الكبريتات في المحلول. صب 1-2 مل من محلول كبريتات الصوديوم في أنبوب اختبار واحد ، ونفس الكمية من كبريتات الزنك في أنبوب آخر ، وخفف محلول حامض الكبريتيك في الأنبوب الثالث. ضع حبيبة من الزنك في كل أنبوب اختبار ، ثم أضف بضع قطرات من محلول كلوريد الباريوم أو نترات الباريوم.

مهام. 1. كيف يمكن تمييز حامض الكبريتيك عن أملاحه؟ 2. كيف نميز الكبريتات عن الأملاح الأخرى؟ اكتب معادلات التفاعلات التي أجريتها في الصورة الجزيئية والأيونية والمختصرة الأيونية.

رابعا. الواجب المنزلي

الأحماض هي مركبات كيميائية تتكون من ذرات الهيدروجين والمخلفات الحمضية ، على سبيل المثال ، SO4 ، SO3 ، PO4 ، إلخ. وهي غير عضوية وعضوية. الأول يشمل الهيدروكلوريك والفوسفوريك والكبريتيد والنتريك وحمض الكبريتيك. إلى الثاني - الخليك ، النخيلي ، فورميك ، دهني ، إلخ.

ما هو حامض الكبريتيك

يتكون هذا الحمض من ذرتين هيدروجين وبقايا حمض SO4. لها الصيغة H2SO4.

يشير حمض الكبريتيك ، أو كما يطلق عليه أيضًا ، الكبريتات ، إلى الأحماض ثنائية القاعدة المحتوية على الأكسجين غير العضوي. تعتبر هذه المادة من أكثر المواد عدوانية ونشاطا كيميائيا. في معظم التفاعلات الكيميائية ، يعمل كعامل مؤكسد. يمكن استخدام هذا الحمض في صورة مركزة أو مخففة ، وفي هاتين الحالتين له خصائص كيميائية مختلفة قليلاً.

الخصائص الفيزيائية

يحتوي حمض الكبريتيك في الظروف العادية على حالة سائلة ، وتبلغ درجة غليانه حوالي 279.6 درجة مئوية ، وتكون نقطة التجمد عندما يتحول إلى بلورات صلبة حوالي -10 درجات لمائة بالمائة وحوالي -20 في المائة بنسبة 95 بالمائة.

حمض الكبريتات النقي 100٪ هو مادة زيتية سائلة عديمة الرائحة واللون ، وتبلغ كثافة الماء فيها ضعف كثافة الماء - 1840 كجم / م 3.

الخواص الكيميائية لحمض الكبريتات

يتفاعل حامض الكبريتيك مع المعادن وأكاسيدها وهيدروكسيداتها وأملاحها. مخففة بالماء بنسب مختلفة ، يمكن أن تتصرف بشكل مختلف ، لذلك دعونا نلقي نظرة فاحصة على خصائص محلول حمض الكبريتيك المركز والضعيف بشكل منفصل.

محلول حامض الكبريتيك المركز

يعتبر المحلول المركز عبارة عن محلول يحتوي على 90 بالمائة من حامض الكبريتات. يمكن لمحلول حمض الكبريتيك هذا أن يتفاعل حتى مع المعادن منخفضة النشاط ، وكذلك مع غير المعادن ، والهيدروكسيدات ، والأكاسيد ، والأملاح. تتشابه خصائص محلول حامض الكبريتات مع خصائص حمض النترات المركز.

التفاعل مع المعادن

أثناء التفاعل الكيميائي لمحلول مركز من حامض الكبريتات مع المعادن الموجودة على يمين الهيدروجين في سلسلة الكهروكيميائية لجهود المعدن (أي ، مع عدم النشاط الأكثر نشاطًا) ، تتشكل المواد التالية: كبريتات المعدن الذي به يحدث التفاعل ، الماء وثاني أكسيد الكبريت. المعادن ، نتيجة للتفاعل الذي تتشكل به المواد المدرجة ، تشمل النحاس (كبريوم) ، والزئبق ، والبزموت ، والفضة (أرجنتوم) ، والبلاتين والذهب (أوروم).

التفاعل مع المعادن الخاملة

مع المعادن الموجودة على يسار الهيدروجين في سلسلة الجهد ، يتصرف حمض الكبريتيك المركز بشكل مختلف قليلاً. نتيجة لمثل هذا التفاعل الكيميائي ، تتشكل المواد التالية: كبريتات معدن معين ، كبريتيد الهيدروجين أو كبريت نقي وماء. تشمل المعادن التي يحدث بها مثل هذا التفاعل أيضًا الحديد (الحديد) والمغنيسيوم والمنغنيز والبريليوم والليثيوم والباريوم والكالسيوم وجميع المعادن الأخرى الموجودة في سلسلة الفولتية على يسار الهيدروجين ، باستثناء الألومنيوم والكروم ، النيكل والتيتانيوم - معهما لا يتفاعل حامض الكبريتات المركزة.

التفاعل مع اللافلزات

هذه المادة هي عامل مؤكسد قوي ، وبالتالي فهي قادرة على المشاركة في تفاعلات كيميائية الأكسدة والاختزال مع غير المعادن ، مثل ، على سبيل المثال ، الكربون (الكربون) والكبريت. نتيجة لمثل هذه التفاعلات ، يتم إطلاق الماء بالضرورة. عند إضافة هذه المادة إلى الكربون ، يتم أيضًا إطلاق ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت. وإذا أضفت حامضًا إلى الكبريت ، فلن تحصل إلا على ثاني أكسيد الكبريت والماء. في مثل هذا التفاعل الكيميائي ، يلعب حمض الكبريتات دور عامل مؤكسد.

التفاعل مع المواد العضوية

يمكن تمييز الكربنة بين تفاعلات حامض الكبريتيك مع المواد العضوية. تحدث هذه العملية عندما تصطدم مادة معينة بالورق والسكر والألياف والخشب وما إلى ذلك. في هذه الحالة ، يتم إطلاق الكربون في أي حال. يمكن أن يتفاعل الكربون المتكون أثناء التفاعل جزئيًا مع حمض الكبريتيك الزائد. تُظهر الصورة تفاعل السكر مع محلول حمض الكبريتات بتركيز متوسط.

التفاعلات مع الأملاح

أيضًا ، يتفاعل محلول مركز من H2SO4 مع الأملاح الجافة. في هذه الحالة ، يحدث تفاعل التبادل القياسي ، حيث تتشكل كبريتات المعدن ، والتي كانت موجودة في بنية الملح ، وحمض مع بقايا كانت في تكوين الملح. ومع ذلك ، لا يتفاعل حمض الكبريتيك المركز مع المحاليل الملحية.

التفاعل مع المواد الأخرى

أيضًا ، يمكن أن تتفاعل هذه المادة مع أكاسيد المعادن وهيدروكسيداتها ، وفي هذه الحالات تحدث تفاعلات التبادل ، في أول كبريتات المعدن ويتم إطلاق الماء ، في الثانية - نفس الشيء.

الخواص الكيميائية لمحلول ضعيف من حامض الكبريتات

يتفاعل حمض الكبريتيك المخفف مع العديد من المواد وله نفس خصائص جميع الأحماض. إنه ، على عكس المركّز ، يتفاعل فقط مع المعادن النشطة ، أي تلك الموجودة على يسار الهيدروجين في سلسلة من الفولتية. في هذه الحالة ، يحدث نفس تفاعل الاستبدال ، كما في حالة أي حمض. هذا يطلق الهيدروجين. أيضًا ، يتفاعل مثل هذا المحلول الحمضي مع المحاليل الملحية ، ونتيجة لذلك يحدث تفاعل التبادل ، الذي تمت مناقشته بالفعل أعلاه ، مع الأكاسيد - تمامًا مثل المركزة ، مع الهيدروكسيدات - أيضًا. بالإضافة إلى الكبريتات العادية ، توجد أيضًا كبريتات الهيدروجين ، وهي نتاج تفاعل الهيدروكسيد وحمض الكبريتيك.

كيف تعرف ما إذا كان المحلول يحتوي على حامض الكبريتيك أو الكبريتات

لتحديد ما إذا كانت هذه المواد موجودة في المحلول ، يتم استخدام تفاعل نوعي خاص لأيونات الكبريتات ، مما يتيح لك معرفة ذلك. يتكون من إضافة الباريوم أو مركباته إلى المحلول. نتيجة لذلك ، قد يتكون راسب أبيض (كبريتات الباريوم) ، مما يشير إلى وجود الكبريتات أو حمض الكبريتيك.

كيف يتم إنتاج حامض الكبريتيك؟

الطريقة الأكثر شيوعًا للإنتاج الصناعي لهذه المادة هي استخلاصها من بيريت الحديد. تحدث هذه العملية على ثلاث مراحل ، يحدث كل منها تفاعل كيميائي معين. دعونا نفكر فيها. أولاً ، يضاف الأكسجين إلى البيريت ، مما يؤدي إلى تكوين أكسيد الحديد وثاني أكسيد الكبريت ، والذي يستخدم لمزيد من التفاعلات. يحدث هذا التفاعل عند درجة حرارة عالية. يتبع ذلك خطوة يتم فيها الحصول على ثالث أكسيد الكبريت بإضافة الأكسجين في وجود محفز وهو أكسيد الفاناديوم. الآن ، في المرحلة الأخيرة ، يضاف الماء إلى المادة الناتجة ، ويتم الحصول على حمض الكبريتات. هذه هي العملية الأكثر شيوعًا للاستخراج الصناعي لحمض الكبريتات ، ويتم استخدامها في أغلب الأحيان لأن البيريت هو أكثر المواد الخام التي يمكن الوصول إليها والمناسبة لتخليق المادة الموضحة في هذه المقالة. يستخدم حمض الكبريتيك الذي يتم الحصول عليه باستخدام مثل هذه العملية في صناعات مختلفة - في كل من الصناعة الكيميائية والعديد من الصناعات الأخرى ، على سبيل المثال ، في تكرير النفط وتجهيز الخام ، وما إلى ذلك ، وغالبًا ما يستخدم أيضًا في تكنولوجيا تصنيع العديد من الألياف الاصطناعية.

موضوع جديد: حامض الكبريتيك - ح 2 SO 4

1. الصيغ الإلكترونية والهيكلية لحمض الكبريتيك

* S - الكبريت في حالة متحمس 1S 2 2S 2 2P 6 3S 1 3P 3 3d 2

الصيغة الإلكترونية لجزيء حامض الكبريتيك:

H-O-O

\\ //

// \\

H-O-O

الصيغة الهيكلية لجزيء حامض الكبريتيك:

1 ح - -2 س -2 س

\\ //

// \\

1 ح - -2 س -2 س

2. الإيصال:

يمكن تمثيل العمليات الكيميائية لإنتاج حامض الكبريتيك على النحو التالي:

S + O 2 + O 2 + H 2 O

FeS 2 SO 2 SO 3 H 2 SO 4

H 2 ق

يتم إنتاج حامض الكبريتيك على ثلاث مراحل:

المرحلة الأولى. يستخدم الكبريت أو بيريت الحديد أو كبريتيد الهيدروجين كمواد خام.

4 FeS 2 + 11 O 2 \ u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2 المرحلة. أكسدة SO 2 إلى SO 3 الأكسجين مع المحفز الخامس 2 يا 5

الخامس 2 يا 5

2SO 2 + O 2 \ u003d 2SO 3 + س

المرحلة الثالثة. لتحويل SO 3 لا يستخدم الماء في أحماض الكبريتيك. هناك تسخين قوي ومحلول مركّز من حامض الكبريتيك.

SO 3 + H 2 O H 2 SO 4

والنتيجة هي أوليوم - حل SO 3 في حامض الكبريتيك.

رسم تخطيطي لدائرة الجهاز(انظر الكتاب المدرسي ص 105).

3- الخصائص الفيزيائية.

أ) سائل ب) عديم اللون ج) ثقيل (زجاجي) د) غير متطاير

د) عندما يذوب في الماء ، يحدث تسخين قوي (لذلك ، يجب بالتأكيد سكب حامض الكبريتيك في الماء ، وليس العكس!)

4. الخواص الكيميائية لحمض الكبريتيك.

المخفف H 2 SO 4	يتركز H 2 SO 4
له كل خصائص الأحماض	لها خصائص محددة
1. يغير لون المؤشر: H 2 SO 4 H + HSO 4 - HSO 4 - H + + SO 4 2- 2- يتفاعل مع المعادن التي تقف في وجه الهيدروجين: Zn + H 2 SO 4 ZnSO 4 + H 2 3. يتفاعل مع الأكاسيد الأساسية والمتذبذبة: MgO + H 2 SO 4 MgSO 4 + H 2 O 4. يتفاعل مع القواعد (تفاعل التعادل) 2NaOH + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + 2H 2 O يشكل الحمض الزائد أملاح حمضية هيدروكسيد الصوديوم + H 2 SO 4 NaHSO 4 + H 2 O 5. يتفاعل مع الأملاح الجافة ، مما يؤدي إلى إزاحة الأحماض الأخرى منها (هذا هو أقوى حمض غير متطاير): 2NaCl + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + 2HCl 6. يتفاعل مع المحاليل الملحية في حالة تكوين ملح غير قابل للذوبان: BaCl 2 + H 2 SO 4 BaSO 4 + 2HCl- راسب أبيض رد فعل نوعي لأيون SO 4 2- 7. عند تسخينها تتحلل: H 2 SO 4 H 2 O + SO 3	1. تتركز H 2 SO 4 - أقوى عامل مؤكسد ، عند تسخينه يتفاعل مع جميع المعادن (باستثناء Au و Pt). في هذه التفاعلات ، اعتمادًا على نشاط المعدن والظروف ، S ، SO 2 أو H 2 S علي سبيل المثال: 0 +6 +2 +4 النحاس + التركيز 2H 2 SO 4 CuSO 4 + SO 2 + H 2 O 2.conc. H2SO4 يخمل الحديد والألمنيوم ، لذلك يمكن نقلها من الصلب و خزانات الألمنيوم. 3. اضرب. H2SO4 تمتص الماء جيدا H 2 SO 4 + H 2 O H 2 SO 4 * 2H 2 O لذلك ، فهي تفحم المادة العضوية

5. التطبيق : يعتبر حامض الكبريتيك من أهم المنتجات المستخدمة في الصناعات المختلفة. المستهلكون الرئيسيون لها هم إنتاج الأسمدة المعدنية والتعدين وتكرير المنتجات البترولية. يستخدم حامض الكبريتيك في إنتاج الأحماض الأخرى ، والمنظفات ، والمتفجرات ، والأدوية ، والدهانات ، وكإلكتروليت لبطاريات الرصاص. (كتاب مدرسي ص 103).

6- أملاح حامض الكبريتيك

يتفكك حمض الكبريتيك في خطوات

H 2 SO 4 H + HSO 4 -

HSO 4 - H + + SO 4 2-

لذلك ، فإنه يشكل نوعين من الأملاح - الكبريتات والهيدروكبريتات

على سبيل المثال: Na 2 SO 4 - كبريتات الصوديوم (ملح متوسط)

NaHSO4 - هيدروسلفات الصوديوم (ملح حامض)

الأكثر استخدامًا هي:

Na 2 SO 4 * 10H 2 O - ملح جلوبر (يستخدم في إنتاج الصودا والزجاج والأدوية و

أطباء بيطريون.

CaSO 4 * 2H 2 O - الجبس

СuSO 4 * 5H 2 O - كبريتات النحاس (تستخدم في الزراعة).

الخبرة المعملية

الخواص الكيميائية لحمض الكبريتيك.

المعدات: أنابيب الاختبار.

الكواشف: حمض الكبريتيك ، برتقال الميثيل ، الزنك ، أكسيد المغنيسيوم ، هيدروكسيد الصوديوم والفينول فثالين ، كربونات الصوديوم ، كلوريد الباريوم.

ب) املأ جدول الملاحظات

حمض الكبريتيك (H2SO4) هو أحد أكثر المواد الكيميائية تآكلًا وخطورة التي يعرفها الإنسان ، خاصةً في صورة مركزة. حمض الكبريتيك النقي كيميائيا هو سائل ثقيل سام ذو قوام زيتي ، عديم الرائحة وعديم اللون. يتم الحصول عليها عن طريق أكسدة ثاني أكسيد الكبريت (SO2) عن طريق طريقة الاتصال.

عند درجة حرارة + 10.5 درجة مئوية ، يتحول حمض الكبريتيك إلى كتلة بلورية زجاجية مجمدة ، بجشع ، مثل الإسفنج ، تمتص الرطوبة من البيئة. في الصناعة والكيمياء ، يعتبر حمض الكبريتيك أحد المركبات الكيميائية الرئيسية ويحتل مكانة رائدة من حيث الإنتاج بالطن. هذا هو السبب في أن حامض الكبريتيك يسمى "دم الكيمياء". بمساعدة حامض الكبريتيك ، يتم الحصول على الأسمدة والأدوية والأحماض الأخرى والأسمدة الكبيرة وغير ذلك الكثير.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية الأساسية لحمض الكبريتيك

1. حمض الكبريتيك في صورته النقية (الصيغة H2SO4) ، بتركيز 100٪ ، سائل كثيف عديم اللون. أهم خصائص H2SO4 هي الرطوبة العالية - القدرة على إزالة الماء من الهواء. هذه العملية مصحوبة بإطلاق هائل للحرارة.
2. H2SO4 هو حمض قوي.
3. حمض الكبريتيك يسمى مونوهيدرات - يحتوي على 1 مول من H2O (الماء) لكل 1 مول من SO3. نظرًا لخصائصه الاسترطابية الرائعة ، يتم استخدامه لاستخراج الرطوبة من الغازات.
4. نقطة الغليان - 330 درجة مئوية. في هذه الحالة ، يتحلل الحمض إلى SO3 والماء. الكثافة - 1.84. نقطة الانصهار - 10.3 درجة مئوية /.
5. حمض الكبريتيك المركز هو عامل مؤكسد قوي. لبدء تفاعل الأكسدة والاختزال ، يجب تسخين الحمض. نتيجة التفاعل هي SO2. S + 2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O
6. اعتمادًا على التركيز ، يتفاعل حمض الكبريتيك بشكل مختلف مع المعادن. في حالة المخفف ، يكون حامض الكبريتيك قادرًا على أكسدة جميع المعادن الموجودة في سلسلة الفولتية إلى الهيدروجين. استثناء هو الأكثر مقاومة للأكسدة. يتفاعل حمض الكبريتيك المخفف مع الأملاح والقواعد والأكاسيد المتذبذبة والأكاسيد القاعدية. حمض الكبريتيك المركز قادر على أكسدة جميع المعادن في سلسلة الفولتية ، والفضة أيضًا.
7. يشكل حامض الكبريتيك نوعين من الأملاح: حمضية (هيدروكبريتات) ومتوسطة (كبريتات)
8. يدخل H2SO4 في تفاعل نشط مع المواد العضوية وغير المعدنية ، ويمكن أن يحول بعضها إلى فحم.
9. الأنهيدريت الكبريتي قابل للذوبان تمامًا في H2SO4 ، وفي هذه الحالة يتشكل الزيت - محلول SO3 في حامض الكبريتيك. ظاهريًا ، يبدو مثل هذا: دخان حامض الكبريتيك ، وإطلاق الأنهيدريت الكبريتي.
10. حمض الكبريتيك في المحاليل المائية هو حمض ثنائي القاعدة قوي ، وعندما يضاف إلى الماء ، يتم إطلاق كمية كبيرة من الحرارة. عند تحضير محاليل مخففة من H2SO4 من المحاليل المركزة ، من الضروري إضافة حمض أثقل إلى الماء في مجرى صغير ، وليس العكس. يتم ذلك لتجنب الماء المغلي وتناثر الحمض.

أحماض الكبريتيك المركزة والمخففة

تشتمل المحاليل المركزة لحمض الكبريتيك على محاليل من 40٪ قادرة على إذابة الفضة أو البلاديوم.

يشتمل حمض الكبريتيك المخفف على محاليل يقل تركيزها عن 40٪. هذه ليست مثل هذه الحلول النشطة ، لكنها قادرة على التفاعل مع النحاس الأصفر والنحاس.

الحصول على حامض الكبريتيك

بدأ إنتاج حامض الكبريتيك على نطاق صناعي في القرن الخامس عشر ، ولكن في ذلك الوقت كان يطلق عليه اسم "الزاج". إذا استهلكت البشرية في وقت سابق بضع عشرات من اللترات من حمض الكبريتيك ، فإن الحساب في العالم الحديث يصل إلى ملايين الأطنان سنويًا.

يتم إنتاج حامض الكبريتيك صناعياً ، وهناك ثلاثة منها:

1. طريقة الاتصال.
2. طريقة النيتروز
3. أساليب أخرى

دعونا نتحدث بالتفصيل عن كل منهم.

طريقة إنتاج الاتصال

طريقة الاتصال في الإنتاج هي الأكثر شيوعًا ، وهي تؤدي المهام التالية:

• لقد ظهر منتج يلبي احتياجات أكبر عدد ممكن من المستهلكين.
• أثناء الإنتاج ، يتم تقليل الضرر الذي يلحق بالبيئة.

في طريقة الاتصال ، يتم استخدام المواد التالية كمواد خام:

• البيريت (بيريت الكبريت) ؛
• الكبريت.
• أكسيد الفاناديوم (هذه المادة تسبب دور محفز) ؛
• كبريتيد الهيدروجين؛
• كبريتيد من معادن مختلفة.

قبل البدء في عملية الإنتاج ، يتم تحضير المواد الخام مسبقًا. بادئ ذي بدء ، يتعرض البيريت للطحن في محطات تكسير خاصة ، مما يسمح ، بسبب زيادة مساحة التلامس مع المواد الفعالة ، بتسريع التفاعل. يخضع البيريت للتنقية: يتم إنزاله في حاويات كبيرة من الماء ، حيث تطفو الصخور المتبقية وجميع أنواع الشوائب على السطح. يتم إزالتها في نهاية العملية.

ينقسم جزء الإنتاج إلى عدة مراحل:

1. بعد التكسير ، يتم تنظيف البيريت وإرساله إلى الفرن - حيث يتم إطلاقه في درجات حرارة تصل إلى 800 درجة مئوية. وفقًا لمبدأ التدفق المعاكس ، يتم توفير الهواء للغرفة من الأسفل ، وهذا يضمن أن البيريت في حالة تعليق. اليوم ، تستغرق هذه العملية بضع ثوانٍ ، لكن في وقت سابق استغرق إطلاقها عدة ساعات. أثناء عملية التحميص ، تظهر النفايات على شكل أكسيد الحديد ، الذي يتم إزالته ونقله لاحقًا إلى شركات صناعة المعادن. أثناء الحرق ، يتم إطلاق بخار الماء وغازات O2 و SO2. عند اكتمال التنقية من بخار الماء وأصغر الشوائب ، يتم الحصول على أكسيد الكبريت النقي والأكسجين.
2. في المرحلة الثانية ، يحدث تفاعل طارد للحرارة تحت ضغط باستخدام محفز الفاناديوم. يبدأ التفاعل عندما تصل درجة الحرارة إلى 420 درجة مئوية ، ولكن يمكن زيادتها إلى 550 درجة مئوية من أجل زيادة الكفاءة. أثناء التفاعل ، تحدث الأكسدة الحفزية ويتحول SO2 إلى SO3.
3. جوهر المرحلة الثالثة من الإنتاج هو كما يلي: امتصاص SO3 في برج الامتصاص ، حيث يتم تشكيل أوليوم H2SO4. في هذا الشكل ، يتم سكب H2SO4 في حاويات خاصة (لا يتفاعل مع الفولاذ) ويكون جاهزًا لمقابلة المستخدم النهائي.

أثناء الإنتاج ، كما قلنا أعلاه ، يتم توليد الكثير من الطاقة الحرارية ، والتي تستخدم لأغراض التدفئة. تقوم العديد من مصانع حامض الكبريتيك بتركيب توربينات بخارية تستخدم بخار العادم لتوليد كهرباء إضافية.

عملية النيتروز لإنتاج حامض الكبريتيك

على الرغم من مزايا طريقة التلامس في الإنتاج ، والتي تنتج حمض الكبريتيك والأوليوم أكثر تركيزًا ونقاءًا ، يتم إنتاج الكثير من H2SO4 بطريقة النيتروز. على وجه الخصوص ، في مصانع السوبر فوسفات.

لإنتاج H2SO4 ، يعمل ثاني أكسيد الكبريت كمادة أولية ، سواء في التلامس أو بطريقة النيتروز. يتم الحصول عليها خصيصًا لهذه الأغراض عن طريق حرق الكبريت أو تحميص المعادن الكبريتية.

يتكون تحويل ثاني أكسيد الكبريت إلى حمض كبريتي من أكسدة ثاني أكسيد الكبريت وإضافة الماء. تبدو الصيغة كما يلي:
SO2 + 1 | 2 O2 + H2O = H2SO4

لكن ثاني أكسيد الكبريت لا يتفاعل مباشرة مع الأكسجين ، لذلك ، بالطريقة النيتروجينية ، تتم أكسدة ثاني أكسيد الكبريت باستخدام أكاسيد النيتروجين. يتم تقليل أكاسيد النيتروجين الأعلى (نحن نتحدث عن ثاني أكسيد النيتروجين NO2 وثالث أكسيد النيتروجين NO3) في هذه العملية إلى أكسيد النيتريك NO ، والذي يتأكسد لاحقًا مرة أخرى بالأكسجين إلى أكاسيد أعلى.

يتم تقنيًا إنتاج حامض الكبريتيك بطريقة النيتروز بطريقتين:

• غرفة.
• برج.

طريقة النيتروز لها عدد من المزايا والعيوب.

مساوئ طريقة النيتروز:

• اتضح 75٪ حامض الكبريتيك.
• جودة المنتج منخفضة.
• عودة غير كاملة لأكاسيد النيتروجين (إضافة HNO3). انبعاثاتها ضارة.
• يحتوي الحمض على الحديد وأكاسيد النيتروجين وشوائب أخرى.

مزايا طريقة النيتروز:

• تكلفة العملية أقل.
• إمكانية معالجة ثاني أكسيد الكبريت بنسبة 100٪.
• بساطة تصميم الأجهزة.

أهم مصانع حامض الكبريتيك الروسية

يتم حساب الإنتاج السنوي من H2SO4 في بلدنا في ستة أرقام - حوالي 10 مليون طن. المنتجون الرئيسيون لحمض الكبريتيك في روسيا هم شركات ، بالإضافة إلى المستهلكين الرئيسيين لها. نحن نتحدث عن الشركات التي يكون مجال نشاطها إنتاج الأسمدة المعدنية. على سبيل المثال ، "الأسمدة المعدنية Balakovo" ، "Ammophos".

Crimean Titan ، أكبر منتج لثاني أكسيد التيتانيوم في أوروبا الشرقية ، تعمل في Armyansk ، القرم. بالإضافة إلى ذلك ، يعمل المصنع في إنتاج حامض الكبريتيك والأسمدة المعدنية وكبريتات الحديد وما إلى ذلك.

يتم إنتاج حامض الكبريتيك بمختلف أنواعه في العديد من المصانع. على سبيل المثال ، يتم إنتاج حمض الكبريتيك للبطارية بواسطة: Karabashmed ، FKP Biysk Oleum Plant ، Svyatogor ، Slavia ، Severkhimprom ، إلخ.

يتم إنتاج Oleum بواسطة UCC Shchekinoazot ، و FKP Biysk Oleum Plant ، و Ural Mining and Metallurgical Company ، و Kirishinefteorgsintez Production Association ، إلخ.

يتم إنتاج حامض الكبريتيك عالي النقاء بواسطة شركة UCC Shchekinoazot، Component-Reaktiv.

يمكن شراء حامض الكبريتيك المستهلك من مصانع ZSS ، HaloPolymer Kirovo-Chepetsk.

الشركات المصنعة لحمض الكبريتيك التقني هي Promsintez و Khiprom و Svyatogor و Apatit و Karabashmed و Slavia و Lukoil-Permnefteorgsintez و Chelyabinsk Zinc Plant و Electrozinc ، إلخ.

نظرًا لحقيقة أن البيريت هو المادة الخام الرئيسية في إنتاج H2SO4 ، وهذا منتج نفايات لمؤسسات التخصيب ، فإن مورديها هم مصانع تخصيب نوريلسك وتالناخ.

تحتل الولايات المتحدة والصين المراكز العالمية الرائدة في إنتاج H2SO4 ، والتي تمثل 30 مليون طن و 60 مليون طن ، على التوالي.

نطاق حامض الكبريتيك

يستهلك العالم سنويًا حوالي 200 مليون طن من H2SO4 ، والتي تنتج منها مجموعة واسعة من المنتجات. حامض الكبريتيك يحمل النخيل بحق بين الأحماض الأخرى من حيث الاستخدام الصناعي.

كما تعلم بالفعل ، يعد حمض الكبريتيك أحد أهم منتجات الصناعة الكيميائية ، لذا فإن نطاق حامض الكبريتيك واسع جدًا. الاستخدامات الرئيسية لـ H2SO4 هي كما يلي:

• يستخدم حامض الكبريتيك بكميات ضخمة لإنتاج الأسمدة المعدنية ، ويستهلك حوالي 40٪ من إجمالي الحمولة. لهذا السبب ، يتم بناء مصانع تنتج H2SO4 بجوار مصانع الأسمدة. هذه هي كبريتات الأمونيوم والسوبر فوسفات وما إلى ذلك. يؤخذ حمض الكبريتيك في إنتاجه في صورته النقية (تركيز 100٪). سوف يتطلب الأمر 600 لتر من H2SO4 لإنتاج طن من الأموفوس أو السوبر فوسفات. تستخدم هذه الأسمدة في الغالب في الزراعة.
• يستخدم H2SO4 لصنع المتفجرات.
• تنقية المنتجات البترولية. للحصول على الكيروسين والبنزين والزيوت المعدنية ، يلزم تنقية الهيدروكربونات ، والتي تحدث مع استخدام حامض الكبريتيك. في عملية تكرير النفط لتنقية الهيدروكربونات ، "تأخذ" هذه الصناعة ما يصل إلى 30٪ من حمولة العالم من H2SO4. بالإضافة إلى ذلك ، يتم زيادة عدد الأوكتان للوقود بحمض الكبريتيك ويتم معالجة الآبار أثناء إنتاج الزيت.
• في صناعة المعادن. يستخدم حامض الكبريتيك في علم المعادن لإزالة القشور والصدأ من الأسلاك والصفائح المعدنية ، وكذلك لتقليل الألمنيوم في إنتاج المعادن غير الحديدية. قبل طلاء الأسطح المعدنية بالنحاس أو الكروم أو النيكل ، يتم حفر السطح بحمض الكبريتيك.
• في صناعة الأدوية.
• في صناعة الدهانات.
• في الصناعة الكيميائية. يستخدم H2SO4 في إنتاج المنظفات ومنظفات الإيثيل والمبيدات الحشرية وما إلى ذلك ، وتكون هذه العمليات مستحيلة بدونها.
• للحصول على الأحماض الأخرى المعروفة والمركبات العضوية وغير العضوية المستخدمة في الأغراض الصناعية.

أملاح حامض الكبريتيك واستخداماتها

ومن أهم أملاح حامض الكبريتيك:

• ملح جلوبر Na2SO4 10H2O (كبريتات الصوديوم البلورية). نطاق تطبيقه واسع للغاية: إنتاج الزجاج والصودا والطب البيطري والطب.
• يستخدم كبريتات الباريوم BaSO4 في إنتاج المطاط والورق والطلاء المعدني الأبيض. بالإضافة إلى ذلك ، لا غنى عنه في الطب لتنظير المعدة. يتم استخدامه لصنع "عصيدة الباريوم" لهذا الإجراء.
• كبريتات الكالسيوم CaSO4. في الطبيعة ، يمكن العثور عليها في شكل الجبس CaSO4 · 2H2O والأنهيدريت CaSO4. يستخدم الجبس CaSO4 2H2O وكبريتات الكالسيوم في الطب والبناء. مع الجبس ، عند تسخينه إلى درجة حرارة 150-170 درجة مئوية ، يحدث جفاف جزئي ، ونتيجة لذلك يتم الحصول على الجبس المحترق ، المعروف لنا باسم المرمر. عجن المرمر بالماء لتماسك الخليط ، تصلب الكتلة بسرعة وتتحول إلى نوع من الحجر. تُستخدم خاصية المرمر هذه بنشاط في أعمال البناء: تصنع منها القوالب والقوالب. في أعمال التجصيص ، لا غنى عن المرمر كمادة رابطة. يتم إعطاء مرضى أقسام الصدمات ضمادات صلبة خاصة للتثبيت - وهي مصنوعة على أساس المرمر.
• يستخدم الحديد الزاج FeSO4 7H2O لإعداد الحبر ، وتشريب الخشب ، وكذلك في الأنشطة الزراعية لتدمير الآفات.
• تستخدم Alum KCr (SO4) 2 12H2O ، KAl (SO4) 2 12H2O ، وما إلى ذلك في إنتاج الدهانات وصناعة الجلود (الدباغة).
• يعرف الكثير منكم كبريتات النحاس CuSO4 5H2O مباشرة. إنه مساعد نشط في الزراعة في مكافحة الأمراض والآفات النباتية - يستخدم محلول مائي من CuSO4 5H2O لمخلل الحبوب ورش النباتات. كما تستخدم في تحضير بعض الدهانات المعدنية. وفي الحياة اليومية يتم استخدامه لإزالة العفن من الجدران.
• كبريتات الألمنيوم - تستخدم في صناعة اللب والورق.

يستخدم حمض الكبريتيك في شكل مخفف كمحلول إلكتروليت في بطاريات حمض الرصاص. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه لصنع المنظفات والأسمدة. ولكن في معظم الحالات ، يأتي في شكل زيت - هذا هو محلول SO3 في H2SO4 (يمكن أيضًا العثور على صيغ زيتية أخرى).

حقيقة مذهلة! يعتبر الأوليوم أكثر تفاعلًا من حامض الكبريتيك المركز ، لكن بالرغم من ذلك ، فإنه لا يتفاعل مع الفولاذ! ولهذا السبب يكون نقله أسهل من نقل حمض الكبريتيك نفسه.

إن مجال استخدام "ملكة الأحماض" واسع النطاق حقًا ، ومن الصعب معرفة جميع الطرق التي يتم استخدامها بها في الصناعة. كما أنه يستخدم كمستحلب في صناعة الأغذية ، لمعالجة المياه ، في تصنيع المتفجرات ، ولأغراض أخرى كثيرة.

تاريخ حامض الكبريتيك

من منا لم يسمع عن الزاج الأزرق؟ لذلك ، تمت دراسته في العصور القديمة ، وفي بعض الأعمال في بداية عصر جديد ، ناقش العلماء أصل اللاذع وخصائصه. درس فيتريول الطبيب اليوناني ديوسكوريدس ، المستكشف الروماني للطبيعة بليني الأكبر ، وكتبوا في كتاباتهم عن التجارب الجارية. للأغراض الطبية ، استخدم المعالج القديم ابن سينا ​​العديد من المواد اللاذعة. تم ذكر كيفية استخدام اللاصق في علم المعادن في أعمال الخيميائيين في اليونان القديمة زوسيما من بانوبوليس.

الطريقة الأولى للحصول على حامض الكبريتيك هي عملية تسخين شب البوتاسيوم ، وهناك معلومات حول ذلك في الأدبيات الكيميائية في القرن الثالث عشر. في ذلك الوقت ، لم يكن الكيميائيون معروفين بتكوين الشب وجوهر العملية ، لكنهم بدأوا بالفعل في القرن الخامس عشر في الانخراط في التخليق الكيميائي لحمض الكبريتيك بشكل هادف. كانت العملية كالتالي: قام الكيميائيون بمعالجة خليط من كبريتيد الأنتيمون (III) Sb2S3 عن طريق التسخين بحمض النيتريك.

في العصور الوسطى في أوروبا ، كان حمض الكبريتيك يسمى "زيت الزجاج" ، ولكن بعد ذلك تغير الاسم إلى لاذع.

في القرن السابع عشر ، حصل يوهان جلوبر على حمض الكبريتيك عن طريق حرق نترات البوتاسيوم والكبريت الأصلي في وجود بخار الماء. نتيجة لأكسدة الكبريت بالنترات ، تم الحصول على أكسيد الكبريت ، والذي تفاعل مع بخار الماء ، ونتيجة لذلك ، تم الحصول على سائل زيتي. كان زيت الزاج ، وهذا الاسم لحمض الكبريتيك موجود حتى يومنا هذا.

استخدم الصيدلاني من لندن ، وارد جوشوا ، هذا التفاعل للإنتاج الصناعي لحمض الكبريتيك في ثلاثينيات القرن الثامن عشر ، ولكن في العصور الوسطى اقتصر استهلاكه على بضع عشرات من الكيلوجرامات. كان نطاق الاستخدام ضيقًا: للتجارب الكيميائية وتنقية المعادن الثمينة وفي صناعة الأدوية. تم استخدام حامض الكبريتيك المركز بكميات صغيرة في صناعة أعواد الثقاب الخاصة التي تحتوي على ملح برتوليت.

في روسيا فقط في القرن السابع عشر ظهر النقد اللاذع.

في برمنغهام بإنجلترا ، قام جون روبوك بتكييف الطريقة المذكورة أعلاه لإنتاج حامض الكبريتيك في عام 1746 وأطلق عملية الإنتاج. في الوقت نفسه ، استخدم غرفًا قوية مبطنة بالرصاص ، وكانت أرخص من الحاويات الزجاجية.

في الصناعة ، احتلت هذه الطريقة مناصب لما يقرب من 200 عام ، وتم الحصول على 65 ٪ من حامض الكبريتيك في الغرف.

بعد فترة ، قام الإنجليزي جلوفر والكيميائي الفرنسي جاي لوساك بتحسين العملية نفسها ، وبدأ الحصول على حامض الكبريتيك بتركيز 78٪. لكن مثل هذا الحمض لم يكن مناسبًا لإنتاج الأصباغ على سبيل المثال.

في أوائل القرن التاسع عشر ، تم اكتشاف طرق جديدة لأكسدة ثاني أكسيد الكبريت إلى أنهيدريد الكبريتيك.

في البداية ، تم إجراء ذلك باستخدام أكاسيد النيتروجين ، ثم تم استخدام البلاتين كمحفز. تم تحسين هاتين الطريقتين لأكسدة ثاني أكسيد الكبريت. أصبحت أكسدة ثاني أكسيد الكبريت على البلاتين والعوامل الحفازة الأخرى تُعرف باسم طريقة التلامس. وسميت عملية أكسدة هذا الغاز بأكاسيد النيتروجين بطريقة النيتروز لإنتاج حامض الكبريتيك.

لم يكن حتى عام 1831 أن حصل تاجر حمض الأسيتيك البريطاني Peregrine Philips على براءة اختراع لعملية اقتصادية لإنتاج أكسيد الكبريت (VI) وحمض الكبريتيك المركز ، وهو اليوم المعروف عالميًا كطريقة اتصال للحصول عليه.

بدأ إنتاج السوبر فوسفات في عام 1864.

في ثمانينيات القرن التاسع عشر في أوروبا بلغ إنتاج حامض الكبريتيك مليون طن. المنتجان الرئيسيان هما ألمانيا وإنجلترا ، حيث أنتجا 72٪ من الحجم الإجمالي لحمض الكبريتيك في العالم.

يعتبر نقل حامض الكبريتيك عملاً كثيفًا ومسؤولًا.

ينتمي حمض الكبريتيك إلى فئة المواد الكيميائية الخطرة ، وعند ملامسته للجلد يتسبب في حروق شديدة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يسبب التسمم الكيميائي للإنسان. إذا لم يتم اتباع قواعد معينة أثناء النقل ، فإن حامض الكبريتيك ، بسبب طبيعته المتفجرة ، يمكن أن يسبب الكثير من الضرر لكل من الناس والبيئة.

تم تصنيف حامض الكبريتيك في فئة الخطر 8 ويجب أن يتم النقل بواسطة متخصصين مدربين ومدربين بشكل خاص. من الشروط المهمة لتسليم حامض الكبريتيك الامتثال للقواعد الموضوعة خصيصًا لنقل البضائع الخطرة.

يتم النقل البري وفقًا للقواعد التالية:

1. بالنسبة للنقل ، تصنع حاويات خاصة من سبيكة فولاذية خاصة لا تتفاعل مع حامض الكبريتيك أو التيتانيوم. هذه الحاويات لا تتأكسد. يتم نقل حامض الكبريتيك الخطير في خزانات كيميائية خاصة بحمض الكبريتيك. وهي تختلف في التصميم ويتم اختيارها أثناء النقل حسب نوع حامض الكبريتيك.
2. عند نقل حامض الدخان ، يتم أخذ خزانات حرارية متخصصة ، يتم فيها الحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة للحفاظ على الخواص الكيميائية للحمض.
3. في حالة نقل حمض عادي ، يتم اختيار خزان حامض الكبريتيك.
4. يتم نقل حامض الكبريتيك عن طريق البر ، مثل الدخان ، اللامائي ، المركّز ، للبطاريات ، القفاز ، في حاويات خاصة: خزانات ، براميل ، حاويات.
5. لا يمكن نقل البضائع الخطرة إلا من قبل السائقين الذين لديهم شهادة ADR في أيديهم.
6. لا توجد قيود على وقت السفر ، لأنه من الضروري أثناء النقل الالتزام الصارم بالسرعة المسموح بها.
7. أثناء النقل ، يتم إنشاء مسار خاص ، يجب أن يتم تشغيله ، متجاوزًا الأماكن المزدحمة ومنشآت الإنتاج.
8. يجب أن يكون للنقل علامات خاصة وعلامات خطر.

الخصائص الخطرة لحمض الكبريتيك للإنسان

يشكل حمض الكبريتيك خطراً متزايداً على جسم الإنسان. تأثيره السام لا يحدث فقط عن طريق التلامس المباشر مع الجلد ، ولكن عن طريق استنشاق أبخرته ، عند إطلاق ثاني أكسيد الكبريت. الخطر ينطبق على:

• الجهاز التنفسي؛
• الضمانات.
• الأغشية المخاطية.

يمكن زيادة تسمم الجسم بالزرنيخ ، والذي غالبًا ما يكون جزءًا من حمض الكبريتيك.

الأهمية! كما تعلم ، عندما يتلامس الحمض مع الجلد ، تحدث حروق شديدة. لا يقل خطورة عن التسمم بأبخرة حامض الكبريتيك. جرعة آمنة من حامض الكبريتيك في الهواء هي 0.3 ملغ فقط لكل 1 متر مربع.

إذا لامس حامض الكبريتيك الأغشية المخاطية أو الجلد ، يظهر حروق شديدة لا تلتئم جيدًا. إذا كان حجم الحرق مثيرًا للإعجاب ، فإن الضحية تصاب بمرض الحروق ، والذي يمكن أن يؤدي إلى الوفاة إذا لم يتم توفير الرعاية الطبية المؤهلة في الوقت المناسب.

الأهمية! بالنسبة للبالغين ، تبلغ الجرعة المميتة من حامض الكبريتيك 0.18 سم فقط لكل 1 لتر.

بالطبع ، من الصعب "تجربة" التأثير السام للحمض في الحياة العادية. في أغلب الأحيان ، يحدث التسمم الحمضي بسبب إهمال السلامة الصناعية عند العمل بمحلول.

يمكن أن يحدث التسمم الجماعي ببخار حامض الكبريتيك بسبب مشاكل فنية في الإنتاج أو الإهمال ، ويحدث إطلاق هائل في الغلاف الجوي. لمنع مثل هذه الحالات ، تعمل الخدمات الخاصة ، وتتمثل مهمتها في التحكم في أداء الإنتاج حيث يتم استخدام الأحماض الخطرة.

ما هي أعراض تسمم حامض الكبريتيك؟

إذا تم تناول الحمض:

• ألم في منطقة الجهاز الهضمي.
• استفراغ و غثيان.
• انتهاك البراز نتيجة اضطرابات معوية شديدة.
• إفراز قوي للعاب.
• بسبب التأثيرات السامة على الكلى ، يصبح البول محمرًا.
• تورم الحنجرة والحلق. هناك صفير وبحة في الصوت. هذا يمكن أن يؤدي إلى الموت من الاختناق.
• تظهر بقع بنية اللون على اللثة.
• يتحول الجلد إلى اللون الأزرق.

مع حرق الجلد ، يمكن أن يكون هناك جميع المضاعفات الملازمة لمرض الحروق.

عند التسمم في أزواج ، يتم ملاحظة الصورة التالية:

• حرق الغشاء المخاطي للعينين.
• نزيف الأنف.
• حروق الأغشية المخاطية في الجهاز التنفسي. في هذه الحالة ، يعاني الضحية من أعراض ألم قوية.
• تورم الحنجرة مع أعراض الاختناق (نقص الأكسجين والجلد يتحول إلى اللون الأزرق).
• إذا كان التسمم شديدًا ، فقد يكون هناك غثيان وقيء.

من المهم أن تعرف! التسمم الحمضي بعد الابتلاع أخطر بكثير من التسمم من استنشاق الأبخرة.

الإسعافات الأولية والإجراءات العلاجية للتلف بحمض الكبريتيك

تابع على النحو التالي عند ملامسته لحمض الكبريتيك:

• اتصل بسيارة إسعاف أولاً. إذا دخل السائل إلى الداخل ، فقم بغسل المعدة بالماء الدافئ. بعد ذلك ، في رشفات صغيرة ، ستحتاج إلى شرب 100 جرام من عباد الشمس أو زيت الزيتون. بالإضافة إلى ذلك ، يجب ابتلاع قطعة من الثلج أو شرب الحليب أو حرق المغنيسيا. يجب القيام بذلك لتقليل تركيز حامض الكبريتيك والتخفيف من حالة الإنسان.
• في حالة دخول الحمض إلى العينين ، اشطفهما بالماء الجاري ، ثم قم بالتنقيط بمحلول من الدايكايين والنوفوكائين.
• إذا لامس الحمض الجلد ، يجب غسل المنطقة المحروقة جيدًا تحت الماء الجاري وتضميدها بالصودا. اشطفها لمدة 10-15 دقيقة.
• في حالة التسمم بالبخار ، تحتاج إلى الخروج إلى الهواء الطلق ، وكذلك شطف الأغشية المخاطية المصابة بالماء قدر الإمكان.

في المستشفى ، يعتمد العلاج على منطقة الحرق ودرجة التسمم. يتم التخدير فقط مع نوفوكين. من أجل تجنب تطور العدوى في المنطقة المصابة ، يتم اختيار دورة العلاج بالمضادات الحيوية للمريض.

في حالة نزيف المعدة ، يتم حقن البلازما أو نقل الدم. يمكن إزالة مصدر النزيف جراحياً.

1. يوجد حمض الكبريتيك في شكله النقي 100٪ في الطبيعة. على سبيل المثال ، في إيطاليا ، صقلية في البحر الميت ، يمكنك رؤية ظاهرة فريدة - حمض الكبريتيك يتسرب من القاع! وإليك ما يحدث: يستخدم البيريت من قشرة الأرض في هذه الحالة كمادة أولية لتكوينها. يُطلق على هذا المكان أيضًا اسم بحيرة الموت ، وحتى الحشرات تخشى الطيران إليها!
2. بعد الانفجارات البركانية الكبيرة ، غالبًا ما توجد قطيرات من حامض الكبريتيك في الغلاف الجوي للأرض ، وفي مثل هذه الحالات ، يمكن أن يؤدي "الجاني" إلى عواقب سلبية على البيئة ويسبب تغيرًا خطيرًا في المناخ.
3. حمض الكبريتيك هو مادة فعالة لامتصاص الماء ، لذلك يتم استخدامه كمجفف للغاز. في الأيام الخوالي ، من أجل منع تعفير النوافذ في الغرف ، كان هذا الحمض يُسكب في جرار ويوضع بين ألواح فتحات النوافذ.
4. حمض الكبريتيك هو السبب الرئيسي للأمطار الحمضية. السبب الرئيسي للمطر الحمضي هو تلوث الهواء بثاني أكسيد الكبريت ، وعندما يذوب في الماء ، فإنه يشكل حامض الكبريتيك. بدوره ، ينبعث ثاني أكسيد الكبريت عند حرق الوقود الأحفوري. في الأمطار الحمضية التي تمت دراستها في السنوات الأخيرة ، زاد محتوى حامض النيتريك. سبب هذه الظاهرة هو الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت. على الرغم من هذه الحقيقة ، يظل حامض الكبريتيك هو السبب الرئيسي للأمطار الحمضية.

نقدم لكم فيديوهات مختارة من التجارب الشيقة مع حامض الكبريتيك.

ضع في اعتبارك تفاعل حامض الكبريتيك عند سكبه في السكر. في الثواني الأولى من دخول حامض الكبريتيك إلى القارورة مع السكر ، يصبح الخليط داكنًا. بعد بضع ثوان ، تتحول المادة إلى اللون الأسود. الشيء الأكثر إثارة للاهتمام يحدث بعد ذلك. تبدأ الكتلة في النمو بسرعة وتخرج من القارورة. عند الإخراج ، نحصل على مادة فخور ، تشبه الفحم المسامي ، تتجاوز الحجم الأصلي بمقدار 3-4 مرات.

يقترح مؤلف الفيديو مقارنة تفاعل Coca-Cola مع حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك. عند خلط Coca-Cola بحمض الهيدروكلوريك ، لا تُلاحظ أي تغييرات بصرية ، ولكن عند خلطها بحمض الكبريتيك ، تبدأ Coca-Cola في الغليان.

يمكن ملاحظة تفاعل مثير للاهتمام عندما يحصل حامض الكبريتيك على ورق التواليت. ورق التواليت مصنوع من السليلوز. عندما يدخل الحمض ، تتفكك جزيئات السليلوز على الفور مع إطلاق الكربون الحر. يمكن ملاحظة تفحم مماثل عندما يصطدم الحمض بالخشب.

أقوم بإضافة قطعة صغيرة من البوتاسيوم إلى قارورة بحمض مركز. في الثانية الأولى ، يتم إطلاق الدخان ، وبعد ذلك يشتعل المعدن على الفور ، ويضيء وينفجر ، ويتحول إلى قطع.

في التجربة التالية ، عندما يضرب حامض الكبريتيك عود ثقاب ، يشتعل. في الجزء الثاني من التجربة ، يُغمر ورق الألمنيوم في الأسيتون مع تطابق بالداخل. هناك تسخين فوري للرقائق مع إطلاق كمية كبيرة من الدخان وتذويبها الكامل.

لوحظ تأثير مثير للاهتمام عند إضافة صودا الخبز إلى حمض الكبريتيك. تتحول الصودا إلى اللون الأصفر على الفور. يستمر التفاعل بالغليان السريع وزيادة الحجم.

لا ننصح بشكل قاطع بإجراء جميع التجارب المذكورة أعلاه في المنزل. حمض الكبريتيك مادة أكالة وسامة للغاية. يجب إجراء هذه التجارب في غرف خاصة مجهزة بتهوية قسرية. الغازات المنبعثة من التفاعلات مع حامض الكبريتيك شديدة السمية ويمكن أن تسبب تلفًا في الجهاز التنفسي وتسمم الجسم. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إجراء مثل هذه التجارب في معدات الحماية الشخصية للجلد والجهاز التنفسي. اعتنِ بنفسك!

أي حمض مادة معقدة ، يحتوي جزيءها على ذرة هيدروجين واحدة أو أكثر وبقايا حمضية.

صيغة حامض الكبريتيك هي H2SO4. لذلك ، يشتمل تكوين جزيء حامض الكبريتيك على ذرتين من الهيدروجين وبقايا الحمض SO4.

يتكون حمض الكبريتيك عندما يتفاعل أكسيد الكبريت مع الماء

SO3 + H2O -> H2SO4

حمض الكبريتيك النقي 100٪ (مونوهيدرات) سائل ثقيل لزج مثل الزيت ، عديم اللون والرائحة ، له طعم حامض "نحاسي". عند درجة حرارة +10 درجة مئوية ، يتجمد ويتحول إلى كتلة بلورية.

يحتوي حامض الكبريتيك المركز على حوالي 95٪ H2SO4. ويتجمد عند درجات حرارة أقل من -20 درجة مئوية.

التفاعل مع الماء

حمض الكبريتيك قابل للذوبان بدرجة عالية في الماء ، ويختلط معه بأي نسبة. هذا يطلق كمية كبيرة من الحرارة.

حامض الكبريتيك قادر على امتصاص بخار الماء من الهواء. تستخدم هذه الخاصية في الصناعة لتجفيف الغازات. يتم تجفيف الغازات عن طريق تمريرها عبر حاويات خاصة بحمض الكبريتيك. بالطبع لا يمكن استخدام هذه الطريقة إلا للغازات التي لا تتفاعل معها.

من المعروف أنه عندما يتلامس حامض الكبريتيك مع العديد من المواد العضوية ، وخاصة الكربوهيدرات ، فإن هذه المواد تكون متفحمة. الحقيقة هي أن الكربوهيدرات ، مثل الماء ، تحتوي على كل من الهيدروجين والأكسجين. ويحرمهم حمض الكبريتيك من هذه العناصر. ما تبقى هو الفحم.

في محلول مائي من H2SO4 ، يتحول لون عباد الشمس وبرتقال الميثيل إلى اللون الأحمر ، مما يشير إلى أن هذا المحلول له طعم حامض.

التفاعل مع المعادن

مثل أي حمض آخر ، فإن حامض الكبريتيك قادر على استبدال ذرات الهيدروجين بذرات معدنية في جزيئه. يتفاعل مع جميع المعادن تقريبًا.

تمييع حامض الكبريتيكيتفاعل مع المعادن مثل الأحماض العادية. نتيجة للتفاعل ، يتم تكوين ملح مع بقايا حمضية SO4 وهيدروجين.

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

لكن حامض الكبريتيك المركزهو عامل مؤكسد قوي جدا. يؤكسد جميع المعادن ، بغض النظر عن وضعها في سلسلة الجهد. وعند التفاعل مع المعادن ، يتم اختزاله في حد ذاته إلى ثاني أكسيد الكبريت. لا يتم إطلاق الهيدروجين.

Сu + 2 H2SO4 (conc) = CuSO4 + SO2 + 2H2O

Zn + 2 H2SO4 (conc) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O

لكن معادن مجموعة الذهب والحديد والألمنيوم والبلاتين لا تتأكسد في حامض الكبريتيك. لذلك ، يتم نقل حامض الكبريتيك في خزانات فولاذية.

تسمى أملاح حامض الكبريتيك ، التي يتم الحصول عليها نتيجة لمثل هذه التفاعلات ، بالكبريتات. فهي عديمة اللون وتتبلور بسهولة. بعضها قابل للذوبان في الماء بدرجة عالية. فقط CaSO4 و PbSO4 قابلان للذوبان بشكل ضئيل. BaSO4 يكاد يكون غير قابل للذوبان في الماء.

التفاعل مع القواعد

يسمى تفاعل حمض مع قاعدة تفاعل معادلة. نتيجة لتفاعل معادلة حامض الكبريتيك ، يتكون ملح يحتوي على بقايا حمض SO4 وماء H2O.

أمثلة على تفاعلات معادلة حامض الكبريتيك:

H2SO4 + 2 هيدروكسيد الصوديوم = Na2SO4 + 2 H2O

H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O

يدخل حمض الكبريتيك في تفاعل معادلة بقواعد قابلة للذوبان وغير قابلة للذوبان.

نظرًا لوجود ذرتين من الهيدروجين في جزيء حمض الكبريتيك ، ويلزم وجود قاعدتين لتحييده ، فهو ينتمي إلى الأحماض ثنائية القاعدة.

التفاعل مع الأكاسيد الأساسية

من دورة الكيمياء المدرسية ، نعلم أن الأكاسيد تسمى مواد معقدة ، والتي تشمل عنصرين كيميائيين ، أحدهما هو الأكسجين في حالة الأكسدة -2. الأكاسيد الأساسية تسمى أكاسيد 1 و 2 وحوالي 3 معادن تكافؤ. أمثلة على الأكاسيد الأساسية: Li2O ، Na2O ، CuO ، Ag2O ، MgO ، CaO ، FeO ، NiO.

مع الأكاسيد القاعدية ، يدخل حمض الكبريتيك في تفاعل معادلة. نتيجة لمثل هذا التفاعل ، كما هو الحال في التفاعل مع القواعد ، يتشكل الملح والماء. يحتوي الملح على بقايا الحمض SO4.

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

تفاعل الملح

يتفاعل حامض الكبريتيك مع أملاح الأحماض الأضعف أو المتطايرة ، مما يؤدي إلى إزاحة هذه الأحماض عنها. نتيجة لهذا التفاعل ، ملح مع بقايا حمضية SO4 وحمض

H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2HCl

استخدام حامض الكبريتيك ومركباته

عصيدة الباريوم BaSO4 قادرة على تأخير الأشعة السينية. يملأها بأعضاء جوفاء من جسم الإنسان ، يفحصها أطباء الأشعة.

في الطب والبناء ، يستخدم الجبس الطبيعي CaSO4 * 2H2O ، هيدرات كبريتات الكالسيوم على نطاق واسع. يستخدم ملح Glauber's Na2SO4 * 10H2O في الطب والطب البيطري ، في الصناعة الكيميائية - لإنتاج الصودا والزجاج. كبريتات النحاس CuSO4 * 5H2O معروفة لدى البستانيين والمهندسين الزراعيين الذين يستخدمونها لمكافحة الآفات وأمراض النبات.

يستخدم حمض الكبريتيك على نطاق واسع في العديد من الصناعات: الكيماويات وتشغيل المعادن والنفط والمنسوجات والجلود وغيرها.