Àcid sulfatat: fórmula i propietats químiques

Un dels primers àcids minerals, que va arribar a ser conegut per l'home - és l'àcid sulfúric, o sulfat. No només és això, sinó que molts dels seus sals s'utilitzen en la construcció, la medicina, la indústria d'aliments i per a fins tècnics. Fins ara, en aquest sentit, no ha canviat. Diverses característiques que posseeix sulfat àcid, fa que sigui fàcil indispensable en síntesi químiques. A més, en pràcticament tots els sectors de la indústria i la vida diària s'utilitzen sals dels mateixos. Per tant, considerem en detall què és i quines són les característiques propietats exhibides.

Una varietat de noms

Anem a començar amb el fet que els noms en aquest assumpte molt. Entre ells hi ha els que es formen per una nomenclatura racional, i els que tenen històricament. Per tant, aquest compost es coneix com:

• sulfat àcid;
• vidriol;
• àcid sulfúric;
• oleum.

Encara que el terme "oleum" no és del tot adequat per a la substància a causa que és una barreja d'àcid sulfúric i superior d'òxid de sofre - SO _3.

sulfat àcid: fórmula molecular i l'estructura

Des del punt de vista d'abreviatures químiques escriure la fórmula d'aquest àcid pot ser tan: H ₂ SO _4. És obvi que la molècula es compon de dues cations d'hidrogen i l'anió radical d'àcid - sulfat de ions que tenen una càrrega 2+.

Per tant dins de la molècula, la següent comunicació:

• covalent polar entre el sofre i l'oxigen;
• covalent fortament polar entre l'hidrogen i el residu d'àcid SO _4.

Sera que té 6 electrons desaparellats forma dues dobles enllaços a dos àtoms d'oxigen. Fins i tot amb un parell - sola, i aquells al seu torn - una sola hidrogen. Com a resultat de l'estructura molecular permet que sigui prou fort. Alhora, el catió d'hidrogen és molt mòbil i fàcil d'anar, perquè el sofre i l'oxigen és molt més gran en electronegativitat. Tirant de la densitat d'electrons en si, que proporcionen una càrrega positiva parcial d'hidrogen, que quan se separa és completa. solucions d'àcid en el qual és H ⁺ així ^formada.

Parlant dels estats d'oxidació dels elements en el compost, la fórmula sulfat d'àcid, en què H ₂ SO _4, fàcilment permet el càlcul de: i d'hidrogen 1, i -2 oxigen, de sofre a 6.

Igual que en qualsevol molècula, la càrrega neta és zero.

Història del descobriment

àcid sulfat es coneix a les persones des dels temps més antics. Fins i tot alquimistes van ser capaços de rebre-diferents mètodes de sulfat de calcinació. A partir del segle IX, la gent ha rebut i utilitzat aquesta substància. Més tard a Europa Albertus Magnus va aprendre a extreure l'àcid en el procés de descomposició del sulfat de ferro.

No obstant això, cap dels mètodes no era rendible. Llavors es converteix conegut anomenat manera de realització càmera de síntesi. Per aquesta sofre i nitrat de crema, i vapors despresos absorbit aigua. Com a resultat, format sulfat àcid.

Encara més tard, els britànics van ser capaços de trobar el mètode més barat de l'obtenció de la substància. Es va utilitzar la pirita - FES _2, pirites de ferro. La seva cocció i la posterior reacció amb l'oxigen encara són un dels processos industrials més importants per a la síntesi d'àcid sulfúric. Tals matèries primeres més accessibles, assequibles i de qualitat per a la producció de gran volum.

propietats físiques

Hi ha diverses opcions, incloent l'extern, que és diferent d'altres sulfat àcid. Les propietats físiques es poden descriure en uns pocs punts:

1. En condicions normals, - líquid.
2. En un estat de concentració és pesada, greix, pel que va ser anomenat "oli de vidriol".
3. Substància Densitat - 1,84 g / cm ^3.
4. No té color ni olor.
5. Té un sabor fort "coure".
6. Es dissol en aigua molt bo, gairebé il·limitada.
7. Higroscòpic, és capaç de captar l'aigua lliure i unida dels teixits.
8. La volàtil.
9. Punt d'ebullició - 296 ° ^C.
10. Punt de fusió de 10,3 ^° C

Una de les característiques més importants d'aquest compost és la seva capacitat per hidratar amb l'alliberament d'una gran quantitat de calor. Per això, fins i tot a l'escola, els nens se'ls ensenya que l'aigua s'afegeix a l'àcid en tot cas és impossible, sinó tot el contrari. Després de tot, l'aigua és més lleugera en la densitat, de manera que s'acumularà a la superfície. Si afegir dramàticament a l'àcid, la reacció resultant es dissol fora tanta energia que l'aigua comença a bullir i es va a polvoritzar juntament amb partícules d'una substància perillosa. Pot causar greus cremades químiques en la pell de les mans.

Per tant, ha de ser degoteig àcid aboca en aigua, després la barreja s'escalfa fortament, però l'ebullició no es produeix, i per tant esquitxades també.

propietats químiques

Des del punt de vista químic, aquest àcid és molt forta, especialment si es solució concentrada. Es dibásico, però pas a pas es dissocia per formar anió gidrosulfat- i sulfat.

En general, la seva interacció amb diversos compostos satisfà totes les reaccions bàsiques típiques d'aquesta classe de substàncies. Hi ha exemples de diverses equacions que participa àcid sulfat. Propietats químiques es manifesten en la seva interacció amb:

• sals;
• òxids i hidròxids metàl·lics;
• òxids amfòters i hidròxids;
• metalls de peu a la sèrie electroquímica d'hidrogen.

Com a resultat d'aquestes interaccions en pràcticament tots els casos les sals formades mitjanes de l'àcid (sulfats), o àcids (sulfats d'hidrogen).

Una característica especial és també el fet que el metall de la forma habitual + Em H ₂ SO ₄ = Meso ₄ + H ₂ ↑ una solució de la substància reacciona, és a dir, àcid diluït. Si prenem un concentrat o altament saturat (oleum), els productes de reacció són força diferents.

Característiques especials de l'àcid sulfúric

Aquests inclouen una interacció solucions simplement concentrada amb metalls. Per tant, hi ha un diagrama que mostra tot el principi d'aquestes reaccions:

1. Si el metall està actiu, el resultat és la formació de sulfur d'hidrogen, sals i aigua. És a dir, el sofre es redueix a -2.
2. Si l'activitat mitjana del metall, el resultat - sofre, sal i aigua. És a dir, la recuperació de l'ió sulfat de sofre lliure.
3. Metalls baixa activitat química (després d'hidrogen) - diòxid de sofre, sal i aigua. El sofre en estat d'oxidació +4.

També propietats especials sulfat àcids són la capacitat per oxidar alguns no metalls al seu estat d'oxidació més alt i reaccionar amb compostos complexos i oxidar a substàncies simples.

Els mètodes per produir indústria

àcid sulfúric procediment del sulfat es compon de dos tipus bàsics:

• pin;
• torre.

Tots dos són els mètodes més comuns en la indústria en tot el món. La primera forma de realització es basa en l'ús com a matèries primeres pirites de ferro o sofre pirita FES - _2. En total hi ha tres fases:

1. La calcinació de la matèria primera per a formar com a producte de la combustió del diòxid de sofre.
2. La superació d'aquesta gas a través d'oxigen sobre un catalitzador de vanadi per formar triòxid de sofre - _SO3.
3. La torre d'absorció es porta a terme dissolent l'anhídrid en la solució d'àcid sulfat amb la formació de solució d'alta concentració - oleum. líquid espès oliós molt pesat.

Una segona forma de realització - és pràcticament el mateix, però els òxids de nitrogen s'utilitza com a catalitzador. En termes de paràmetres com ara la qualitat del producte, cost i consum d'energia, la puresa de les matèries primeres, el rendiment, el primer mètode és més eficaç i acceptable, el que s'utilitza més sovint.

laboratori de síntesi

Per obtenir àcid sulfúric en petites quantitats per a proves de laboratori, la millor manera d'interactuar amb sulfur d'hidrogen sulfats de metall inactiu.

En aquests casos, la formació de sulfur ferrós, i es forma com un subproducte d'àcid sulfúric. Per a estudis petits aquesta opció és adequada, però la puresa d'aquest àcid no serà diferent.

També en el laboratori pot ser una resposta qualitativa a les solucions de sulfat. El reactiu més comú és un clorur de bari, des Ba ^{2 +} ions juntament amb anió sulfat precipita a precipitat blanc - llet barita: H ₂ SO ₄ + BaCl ₂ = 2HCl + _BaSO4 ↓

La sal més comuna

Sulfatat àcid i sulfats que forma, són compostos importants en molts camps industrials i domèstics, incloent aliments. Les sals d'àcid sulfúric més comunament són els següents:

1. Guix (Alabaster, selenita). Nom químic - sulfat de calci hidratat aquosa. Fórmula: CAS _4. S'utilitza en la construcció, la medicina, la indústria de polpa i paper, la fabricació de joies.
2. Barita (baritina). El sulfat de bari. La solució és un precipitat lletós. En forma sòlida - vidres transparents. S'utilitza en dispositius òptics, radiació de raigs X, per a la fabricació d'un recobriment aïllant.
3. Mirabilite (sal de Glauber). Nom químic - cristal·lina sulfat de sodi decahidratat. Fórmula: Na ₂ SO ₄ * 10H ₂ O. S'utilitza en la medicina com a laxant.

Es pot citar com a exemples de moltes sals, que són d'importància pràctica. No obstant això, l'abans esmentat - el més comú.

licor kraft

Aquesta substància és una solució que es forma pel tractament tèrmic de la fusta, és a dir cel·lulosa. L'objectiu principal d'aquesta connexió - obtenir el seu sabó de licor per sedimentació. La composició química de licor de sulfat és el següent:

• lignina;
• hidroxi;
• monosacàrids;
• fenols;
• resines;
• i àcids grassos volàtils;
• sulfurs, clorurs, carbonats i sulfats de sodi.

Hi ha dos tipus principals de materials: blanc i negre licor kraft. El blanc va a la indústria de la polpa i el paper, i el negre que s'utilitza per al sabó de licor negre a la indústria.

principals aplicacions

La producció anual d'àcid sulfúric és de 160 milions de dòlars. Tones per any. Aquesta és una xifra molt significativa, el que demostra la importància i la prevalença d'aquest compost. Hi ha diverses indústries i llocs en què és necessari l'ús de sulfat d'àcid:

1. La bateria com electròlit, especialment en plom.
2. A les plantes on produeix fertilitzant de sulfat. La major part de l'àcid és, precisament, la fabricació de plantes de minerals de fertilitzar. Per tant, les plantes per a la producció d'àcid sulfúric i la producció de fertilitzants sovint construir prop.
3. En la indústria alimentària com un emulsionant, designat codi E513.
4. Nombroses síntesi orgànica com a agent deshidratant, un catalitzador. Així obtingut explosius, resines, detergents, niló, polipropilè i etilè, colorants, fibres químiques, èsters i altres compostos.
5. L'ús en filtres per a la purificació d'aigua i la producció d'aigua destil·lada.
6. Utilitzat en l'extracció i el processament d'elements rars a partir del mineral.

També una gran quantitat d'àcid sulfúric es gasta en proves de laboratori, on es produeix per mitjà locals.