Der Siedepunkt von Schwefelsäure hängt von der Konzentration ab. Eigenschaften von Schwefelsäure

Schwefelsäure (H2SO4) ist eine der ätzendsten Säuren und gefährlichsten Reagenzien, die der Mensch kennt, insbesondere in konzentrierter Form. Chemisch reine Schwefelsäure ist eine schwere, giftige Flüssigkeit mit öliger Konsistenz, geruchlos und farblos. Es wird durch Kontaktoxidation von Schwefeldioxid (SO2) gewonnen.

Bei einer Temperatur von + 10,5 °C verwandelt sich Schwefelsäure in eine gefrorene glasige kristalline Masse, die wie ein Schwamm gierig Feuchtigkeit aus der Umgebung aufnimmt. In Industrie und Chemie ist Schwefelsäure eine der wichtigsten chemischen Verbindungen und nimmt gemessen an der Produktionsmenge in Tonnen eine Spitzenstellung ein. Aus diesem Grund wird Schwefelsäure als „Blut der Chemie“ bezeichnet. Mit Hilfe von Schwefelsäure werden Düngemittel, Medikamente, andere Säuren, große Mengen an Düngemitteln und vieles mehr gewonnen.

Grundlegende physikalische und chemische Eigenschaften von Schwefelsäure

1. Schwefelsäure in reiner Form (Formel H2SO4) ist bei einer Konzentration von 100 % eine farblose, dickflüssige Flüssigkeit. Die wichtigste Eigenschaft von H2SO4 ist seine hohe Hygroskopizität – die Fähigkeit, Wasser aus der Luft zu entfernen. Dieser Prozess geht mit einer großflächigen Wärmefreisetzung einher.
2. H2SO4 ist eine starke Säure.
3. Schwefelsäure wird Monohydrat genannt – sie enthält 1 Mol H2O (Wasser) pro 1 Mol SO3. Aufgrund seiner beeindruckenden hygroskopischen Eigenschaften wird es zur Entfeuchtung von Gasen eingesetzt.
4. Siedepunkt – 330 °C. Dabei zerfällt die Säure in SO3 und Wasser. Dichte – 1,84. Schmelzpunkt – 10,3 °C/.
5. Konzentrierte Schwefelsäure ist ein starkes Oxidationsmittel. Um eine Redoxreaktion auszulösen, muss die Säure erhitzt werden. Das Ergebnis der Reaktion ist SO2. S+2H2SO4=3SO2+2H2O
6. Je nach Konzentration reagiert Schwefelsäure unterschiedlich mit Metallen. Schwefelsäure ist in verdünntem Zustand in der Lage, alle Metalle zu oxidieren, die in der Spannungsreihe vor Wasserstoff stehen. Die Ausnahme ist die Oxidationsbeständigste. Verdünnte Schwefelsäure reagiert mit Salzen, Basen, amphoteren und basischen Oxiden. Konzentrierte Schwefelsäure ist in der Lage, alle Metalle in der Spannungsreihe, einschließlich Silber, zu oxidieren.
7. Schwefelsäure bildet zwei Arten von Salzen: saure (das sind Hydrosulfate) und intermediäre (Sulfate)
8. H2SO4 reagiert aktiv mit organischen Substanzen und Nichtmetallen und kann einige davon in Kohle umwandeln.
9. Schwefelsäureanhydrit löst sich gut in H2SO4, und in diesem Fall entsteht Oleum – eine Lösung von SO3 in Schwefelsäure. Äußerlich sieht es so aus: Rauchende Schwefelsäure, Freisetzung von Schwefelsäureanhydrit.
10. Schwefelsäure in wässrigen Lösungen ist eine starke zweibasige Säure, und wenn sie Wasser zugesetzt wird, wird eine große Menge Wärme freigesetzt. Bei der Herstellung verdünnter H2SO4-Lösungen aus konzentrierten Lösungen ist es notwendig, dem Wasser in einem kleinen Strahl eine schwerere Säure zuzusetzen, und nicht umgekehrt. Dies geschieht, um zu verhindern, dass das Wasser kocht und die Säure verspritzt.

Konzentrierte und verdünnte Schwefelsäuren

Konzentrierte Schwefelsäurelösungen umfassen Lösungen ab 40 %, die Silber oder Palladium lösen können.

Verdünnte Schwefelsäure umfasst Lösungen, deren Konzentration weniger als 40 % beträgt. Dies sind keine so aktiven Lösungen, aber sie können mit Messing und Kupfer reagieren.

Herstellung von Schwefelsäure

Die industrielle Produktion von Schwefelsäure begann im 15. Jahrhundert, damals wurde sie jedoch „Bratöl“ genannt. Verbrauchte die frühere Menschheit nur ein paar Dutzend Liter Schwefelsäure, so geht die Rechnung in der modernen Welt auf Millionen Tonnen pro Jahr.

Die Herstellung von Schwefelsäure erfolgt industriell und es gibt drei davon:

1. Kontaktmöglichkeit.
2. Nitrose-Methode
3. Andere Methoden

Lassen Sie uns ausführlich über jeden von ihnen sprechen.

Kontaktherstellungsmethode

Die Kontaktherstellungsmethode ist die gebräuchlichste und führt folgende Aufgaben aus:

• Das Ergebnis ist ein Produkt, das die Bedürfnisse einer möglichst großen Anzahl von Verbrauchern befriedigt.
• Bei der Produktion werden Umweltschäden reduziert.

Beim Kontaktverfahren werden folgende Stoffe als Rohstoffe verwendet:

• Pyrit (Schwefelpyrit);
• Schwefel;
• Vanadiumoxid (diese Substanz wirkt als Katalysator);
• Schwefelwasserstoff;
• Sulfide verschiedener Metalle.

Vor Beginn des Produktionsprozesses werden die Rohstoffe vorbereitet. In speziellen Brechanlagen wird zunächst Pyrit zerkleinert, was durch Vergrößerung der Kontaktfläche der Wirkstoffe eine Beschleunigung der Reaktion ermöglicht. Pyrit wird einer Reinigung unterzogen: Es wird in große Wasserbehälter abgesenkt, wobei Abfallgestein und alle Arten von Verunreinigungen an die Oberfläche schwimmen. Am Ende des Prozesses werden sie entfernt.

Der Produktionsteil ist in mehrere Phasen unterteilt:

1. Nach dem Zerkleinern wird der Pyrit gereinigt und zum Ofen geschickt, wo er bei Temperaturen bis zu 800 °C gebrannt wird. Nach dem Gegenstromprinzip wird der Kammer Luft von unten zugeführt und sorgt so für einen Schwebezustand des Pyrits. Heutzutage dauert dieser Vorgang einige Sekunden, früher dauerte das Auslösen jedoch mehrere Stunden. Beim Röstprozess fallen Abfälle in Form von Eisenoxid an, die entfernt und anschließend der metallurgischen Industrie zugeführt werden. Beim Brennen werden Wasserdampf, O2- und SO2-Gase freigesetzt. Wenn die Reinigung von Wasserdampf und winzigen Verunreinigungen abgeschlossen ist, werden reines Schwefeloxid und Sauerstoff erhalten.
2. In der zweiten Stufe findet eine exotherme Reaktion unter Druck unter Verwendung eines Vanadiumkatalysators statt. Die Reaktion beginnt, wenn die Temperatur 420 °C erreicht, sie kann jedoch zur Steigerung der Effizienz auf 550 °C erhöht werden. Während der Reaktion findet eine katalytische Oxidation statt und SO2 wird zu SO3.
3. Die Essenz der dritten Produktionsstufe ist wie folgt: Absorption von SO3 in einem Absorptionsturm, wobei Oleum H2SO4 entsteht. In dieser Form wird H2SO4 in spezielle Behälter abgefüllt (es reagiert nicht mit Stahl) und steht für den Endverbraucher bereit.

Bei der Produktion entsteht, wie oben erwähnt, viel Wärmeenergie, die zu Heizzwecken genutzt wird. Viele Schwefelsäureanlagen installieren Dampfturbinen, die den freigesetzten Dampf zur Erzeugung zusätzlicher Elektrizität nutzen.

Salpetriges Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure

Trotz der Vorteile der Kontaktproduktionsmethode, die konzentriertere und reinere Schwefelsäure und Oleum produziert, wird mit der salpetrigen Methode eine ganze Menge H2SO4 produziert. Insbesondere bei Superphosphatanlagen.

Ausgangsstoff für die Herstellung von H2SO4 ist sowohl beim Kontakt- als auch beim Nitroseverfahren Schwefeldioxid. Es wird speziell für diese Zwecke durch Verbrennen von Schwefel oder Rösten von Schwefelmetallen gewonnen.

Bei der Verarbeitung von Schwefeldioxid zu schwefeliger Säure erfolgt die Oxidation von Schwefeldioxid und die Zugabe von Wasser. Die Formel sieht so aus:
SO2 + 1|2 O2 + H2O = H2SO4

Schwefeldioxid reagiert jedoch nicht direkt mit Sauerstoff, daher wird Schwefeldioxid bei der Lachgasmethode unter Verwendung von Stickoxiden oxidiert. Höhere Stickoxide (die Rede ist von Stickstoffdioxid NO2, Stickstofftrioxid NO3) werden dabei zu Stickoxid NO reduziert, das anschließend durch Sauerstoff wieder zu höheren Oxiden oxidiert wird.

Die Herstellung von Schwefelsäure nach der salpetrigen Methode wird technisch auf zwei Arten formalisiert:

• Kammer.
• Turm.

Die Lachgasmethode hat eine Reihe von Vor- und Nachteilen.

Nachteile der Lachgasmethode:

• Das Ergebnis ist 75 %ige Schwefelsäure.
• Die Produktqualität ist gering.
• Unvollständige Rückführung der Stickoxide (Zugabe von HNO3). Ihre Emissionen sind schädlich.
• Die Säure enthält Eisen, Stickoxide und andere Verunreinigungen.

Vorteile der Lachgasmethode:

• Die Kosten des Prozesses sind geringer.
• Möglichkeit des SO2-Recyclings zu 100 %.
• Einfachheit des Hardware-Designs.

Wichtigste russische Schwefelsäureanlagen

Die jährliche Produktion von H2SO4 in unserem Land liegt im sechsstelligen Bereich – etwa 10 Millionen Tonnen. Die führenden Hersteller von Schwefelsäure in Russland sind Unternehmen, die darüber hinaus die Hauptabnehmer von Schwefelsäure sind. Es handelt sich um Unternehmen, deren Tätigkeitsfeld die Herstellung von Mineraldüngern ist. Zum Beispiel „Balakovo-Mineraldünger“, „Ammophos“.

Auf der Krim, in Armyansk, ist der größte Titandioxidproduzent Osteuropas, Crimean Titan, tätig. Darüber hinaus produziert die Anlage Schwefelsäure, Mineraldünger, Eisensulfat usw.

Viele Fabriken produzieren verschiedene Arten von Schwefelsäure. Beispielsweise wird Batterieschwefelsäure hergestellt von: Karabashmed, FKP Biysk Oleum Plant, Svyatogor, Slavia, Severkhimprom usw.

Oleum wird von UCC Shchekinoazot, FKP Biysk Oleum Plant, Ural Mining and Metallurgical Company, Kirishinefteorgsintez PA usw. hergestellt.

Schwefelsäure von besonderer Reinheit wird von OHC Shchekinoazot, Component-Reaktiv hergestellt.

Verbrauchte Schwefelsäure kann in den Werken ZSS und HaloPolymer Kirovo-Chepetsk erworben werden.

Hersteller technischer Schwefelsäure sind Promsintez, Khiprom, Svyatogor, Apatit, Karabashmed, Slavia, Lukoil-Permnefteorgsintez, Chelyabinsk Zinc Plant, Electrozinc usw.

Aufgrund der Tatsache, dass Pyrit der Hauptrohstoff bei der Herstellung von H2SO4 ist und dies eine Verschwendung von Anreicherungsunternehmen ist, sind seine Lieferanten die Anreicherungsfabriken Norilsk und Talnach.

Die weltweit führenden Positionen in der H2SO4-Produktion nehmen die USA und China mit 30 bzw. 60 Millionen Tonnen ein.

Anwendungsbereich von Schwefelsäure

Die Welt verbraucht jährlich etwa 200 Millionen Tonnen H2SO4, aus denen verschiedenste Produkte hergestellt werden. In Bezug auf den Umfang der industriellen Nutzung liegt Schwefelsäure zu Recht an der Spitze unter anderen Säuren.

Wie Sie bereits wissen, ist Schwefelsäure eines der wichtigsten Produkte der chemischen Industrie, daher ist der Anwendungsbereich von Schwefelsäure recht groß. Die Haupteinsatzgebiete von H2SO4 sind folgende:

• Schwefelsäure wird in enormen Mengen zur Herstellung von Mineraldüngern eingesetzt und verbraucht dabei etwa 40 % der Gesamttonnage. Aus diesem Grund werden Fabriken, die H2SO4 produzieren, neben Fabriken gebaut, die Düngemittel produzieren. Dies sind Ammoniumsulfat, Superphosphat usw. Bei ihrer Herstellung wird Schwefelsäure in reiner Form (100 % Konzentration) verwendet. Um eine Tonne Ammophos oder Superphosphat herzustellen, werden 600 Liter H2SO4 benötigt. Diese Düngemittel werden in den meisten Fällen in der Landwirtschaft eingesetzt.
• H2SO4 wird zur Herstellung von Sprengstoffen verwendet.
• Reinigung von Erdölprodukten. Um Kerosin, Benzin und Mineralöle zu gewinnen, ist eine Reinigung der Kohlenwasserstoffe erforderlich, die mit Schwefelsäure erfolgt. Bei der Raffinierung von Öl zur Reinigung von Kohlenwasserstoffen „verbraucht“ diese Industrie bis zu 30 % der weltweiten Tonnage an H2SO4. Darüber hinaus wird die Oktanzahl des Kraftstoffs mit Schwefelsäure erhöht und Bohrlöcher bei der Ölförderung behandelt.
• In der metallurgischen Industrie. Schwefelsäure wird in der Metallurgie zum Entfernen von Zunder und Rost von Drähten und Blechen sowie zur Wiederherstellung von Aluminium bei der Herstellung von Nichteisenmetallen verwendet. Vor der Beschichtung von Metalloberflächen mit Kupfer, Chrom oder Nickel wird die Oberfläche mit Schwefelsäure geätzt.
• Bei der Herstellung von Arzneimitteln.
• Bei der Herstellung von Farben.
• In der chemischen Industrie. H2SO4 wird bei der Herstellung von Waschmitteln, Ethylen, Insektiziden usw. verwendet und ohne H2SO4 sind diese Prozesse nicht möglich.
• Zur Herstellung anderer bekannter Säuren, organischer und anorganischer Verbindungen für industrielle Zwecke.

Salze der Schwefelsäure und ihre Verwendung

Die wichtigsten Salze der Schwefelsäure:

• Glaubersalz Na2SO4 10H2O (kristallines Natriumsulfat). Der Anwendungsbereich ist recht umfangreich: die Herstellung von Glas, Soda, in der Veterinärmedizin und Medizin.
• Bariumsulfat BaSO4 wird bei der Herstellung von Gummi, Papier und weißer Mineralfarbe verwendet. Darüber hinaus ist es in der Medizin zur Durchleuchtung des Magens unverzichtbar. Für diesen Eingriff wird daraus „Bariumbrei“ hergestellt.
• Calciumsulfat CaSO4. In der Natur kommt es in Form von Gips CaSO4 · 2H2O und Anhydrit CaSO4 vor. Gips CaSO4 · 2H2O und Calciumsulfat werden in der Medizin und im Bauwesen verwendet. Wenn Gips auf eine Temperatur von 150–170 °C erhitzt wird, kommt es zu einer teilweisen Austrocknung, wodurch verbrannter Gips entsteht, der bei uns als Alabaster bekannt ist. Durch das Mischen von Alabaster mit Wasser bis zur Konsistenz eines Teiges härtet die Masse schnell aus und verwandelt sich in eine Art Stein. Diese Eigenschaft des Alabasters wird im Bauwesen aktiv genutzt: Daraus werden Abgüsse und Gussformen hergestellt. Bei Putzarbeiten ist Alabaster als Bindemittel unverzichtbar. Patienten in Traumaabteilungen erhalten spezielle fixierende Hartverbände – sie werden auf Alabasterbasis hergestellt.
• Eisensulfat FeSO4 · 7H2O wird zur Herstellung von Tinte, zum Imprägnieren von Holz und auch in der Landwirtschaft zur Schädlingsbekämpfung verwendet.
• Alaun KCr(SO4)2 · 12H2O, KAl(SO4)2 · 12H2O usw. werden bei der Herstellung von Farben und in der Lederindustrie (Ledergerbung) verwendet.
• Viele von Ihnen kennen Kupfersulfat CuSO4 · 5H2O aus erster Hand. Dies ist ein aktiver Helfer in der Landwirtschaft im Kampf gegen Pflanzenkrankheiten und Schädlinge – Getreide wird mit einer wässrigen Lösung von CuSO4 · 5H2O behandelt und auf Pflanzen gesprüht. Es wird auch zur Herstellung einiger Mineralfarben verwendet. Und im Alltag wird es verwendet, um Schimmel von Wänden zu entfernen.
• Aluminiumsulfat – wird in der Zellstoff- und Papierindustrie verwendet.

In Bleibatterien wird Schwefelsäure in verdünnter Form als Elektrolyt verwendet. Darüber hinaus wird es zur Herstellung von Wasch- und Düngemitteln verwendet. Aber in den meisten Fällen liegt es in Form von Oleum vor – das ist eine Lösung von SO3 in H2SO4 (Sie können auch andere Oleumformeln finden).

Erstaunliche Tatsache! Oleum ist chemisch aktiver als konzentrierte Schwefelsäure, reagiert aber trotzdem nicht mit Stahl! Aus diesem Grund ist es leichter zu transportieren als Schwefelsäure selbst.

Der Einsatzbereich der „Königin der Säuren“ ist wirklich groß und es ist schwierig, über alle Einsatzmöglichkeiten in der Industrie zu sprechen. Es wird auch als Emulgator in der Lebensmittelindustrie, zur Wasserreinigung, bei der Synthese von Sprengstoffen und für viele andere Zwecke verwendet.

Die Geschichte der Schwefelsäure

Wer von uns hat nicht schon einmal von Kupfersulfat gehört? So wurde es bereits in der Antike untersucht, und in einigen Werken zu Beginn der neuen Ära diskutierten Wissenschaftler den Ursprung von Vitriol und seine Eigenschaften. Vitriol wurde vom griechischen Arzt Dioskurides und dem römischen Naturforscher Plinius dem Älteren untersucht und in ihren Werken schrieben sie über die von ihnen durchgeführten Experimente. Für medizinische Zwecke verwendete der antike Arzt Ibn Sina verschiedene Vitriol-Substanzen. Wie Vitriol in der Metallurgie verwendet wurde, wurde in den Werken des Alchemisten des antiken Griechenlands Zosimas von Panopolis diskutiert.

Der erste Weg, Schwefelsäure zu gewinnen, ist das Erhitzen von Kaliumalaun, und es gibt Informationen darüber in der alchemistischen Literatur des 13. Jahrhunderts. Zu dieser Zeit waren den Alchemisten die Zusammensetzung von Alaun und die Essenz des Prozesses unbekannt, doch bereits im 15. Jahrhundert begann man, die chemische Synthese von Schwefelsäure gezielt zu untersuchen. Der Prozess war wie folgt: Alchemisten behandelten eine Mischung aus Schwefel und Antimon(III)-sulfid Sb2S3 durch Erhitzen mit Salpetersäure.

Im Mittelalter wurde Schwefelsäure in Europa „Vitriolöl“ genannt, doch dann änderte sich der Name in Vitriolsäure.

Im 17. Jahrhundert gewann Johann Glauber Schwefelsäure durch Verbrennen von Kaliumnitrat und natürlichem Schwefel in Gegenwart von Wasserdampf. Durch die Oxidation von Schwefel mit Salpeter entstand Schwefeloxid, das mit Wasserdampf reagierte und eine Flüssigkeit mit öliger Konsistenz entstand. Dabei handelte es sich um Vitriolöl, und dieser Name für Schwefelsäure existiert noch heute.

In den dreißiger Jahren des 18. Jahrhunderts nutzte ein Apotheker aus London, Ward Joshua, diese Reaktion zur industriellen Herstellung von Schwefelsäure, doch im Mittelalter war ihr Verbrauch auf mehrere zehn Kilogramm begrenzt. Der Anwendungsbereich war eng: für alchemistische Experimente, die Reinigung von Edelmetallen und in der Pharmazie. Konzentrierte Schwefelsäure in kleinen Mengen wurde bei der Herstellung spezieller Streichhölzer verwendet, die Bertholitsalz enthielten.

Vitriolsäure kam in Russland erst im 17. Jahrhundert vor.

In Birmingham, England, adaptierte John Roebuck 1746 die oben beschriebene Methode zur Herstellung von Schwefelsäure und begann mit der Produktion. Gleichzeitig verwendete er langlebige große Bleikammern, die günstiger waren als Glasbehälter.

Dieses Verfahren hielt fast 200 Jahre lang seine Stellung in der Industrie und 65 %ige Schwefelsäure wurde in Kammern gewonnen.

Nach einiger Zeit verbesserten der englische Glover und der französische Chemiker Gay-Lussac das Verfahren selbst und es wurde Schwefelsäure mit einer Konzentration von 78 % gewonnen. Für die Herstellung beispielsweise von Farbstoffen war eine solche Säure jedoch nicht geeignet.

Zu Beginn des 19. Jahrhunderts wurden neue Methoden zur Oxidation von Schwefeldioxid zu Schwefelsäureanhydrid entdeckt.

Dies geschah zunächst mit Stickoxiden, später kam Platin als Katalysator zum Einsatz. Diese beiden Methoden zur Oxidation von Schwefeldioxid wurden weiter verbessert. Als Kontaktverfahren wurde die Oxidation von Schwefeldioxid an Platin und anderen Katalysatoren bekannt. Und die Oxidation dieses Gases mit Stickoxiden wird als salpetrige Methode zur Herstellung von Schwefelsäure bezeichnet.

Erst 1831 patentierte der britische Essigsäurehändler Peregrine Philips ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Schwefeloxid (VI) und konzentrierter Schwefelsäure, das heute weltweit als Kontaktverfahren zu seiner Herstellung bekannt ist.

Die Produktion von Superphosphat begann im Jahr 1864.

In den achtziger Jahren des neunzehnten Jahrhunderts erreichte die Produktion von Schwefelsäure in Europa eine Million Tonnen. Die Hauptproduzenten waren Deutschland und England, die 72 % der gesamten Schwefelsäuremenge der Welt produzierten.

Der Transport von Schwefelsäure ist ein arbeitsintensives und verantwortungsvolles Unterfangen.

Schwefelsäure gehört zur Klasse der gefährlichen Chemikalien und verursacht bei Hautkontakt schwere Verätzungen. Darüber hinaus kann es beim Menschen zu einer chemischen Vergiftung führen. Wenn beim Transport bestimmte Regeln nicht beachtet werden, kann Schwefelsäure aufgrund ihrer Explosivität große Schäden für Mensch und Umwelt verursachen.

Schwefelsäure ist in die Gefahrenklasse 8 eingestuft und muss von speziell ausgebildeten und geschulten Fachkräften transportiert werden. Eine wichtige Voraussetzung für die Lieferung von Schwefelsäure ist die Einhaltung speziell entwickelter Regeln für den Transport gefährlicher Güter.

Der Straßentransport erfolgt nach folgenden Regeln:

1. Für den Transport werden spezielle Behälter aus einer speziellen Stahllegierung hergestellt, die nicht mit Schwefelsäure oder Titan reagiert. Solche Behälter oxidieren nicht. Gefährliche Schwefelsäure wird in speziellen Schwefelsäure-Chemikalientanks transportiert. Sie unterscheiden sich im Design und werden je nach Art der Schwefelsäure für den Transport ausgewählt.
2. Beim Transport von rauchender Säure werden spezielle isotherme Thermosbehälter verwendet, in denen das erforderliche Temperaturregime aufrechterhalten wird, um die chemischen Eigenschaften der Säure zu erhalten.
3. Wird gewöhnliche Säure transportiert, wird ein Schwefelsäuretank gewählt.
4. Der Transport von Schwefelsäure auf der Straße, z. B. rauchend, wasserfrei, konzentriert, für Batterien, Handschuh, erfolgt in speziellen Behältern: Tanks, Fässern, Containern.
5. Der Transport gefährlicher Güter darf nur von Fahrern durchgeführt werden, die über ein ADR-Zertifikat verfügen.
6. Die Reisezeit unterliegt keinen Einschränkungen, da Sie während der Beförderung die zulässige Geschwindigkeit strikt einhalten müssen.
7. Während des Transports wird eine spezielle Route gebaut, die an Orten mit großen Menschenansammlungen und Produktionsanlagen vorbeiführen soll.
8. Der Transport muss mit besonderen Kennzeichnungen und Gefahrenschildern versehen sein.

Gefährliche Eigenschaften von Schwefelsäure für den Menschen

Schwefelsäure stellt eine erhöhte Gefahr für den menschlichen Körper dar. Seine toxische Wirkung tritt nicht nur bei direktem Hautkontakt auf, sondern auch beim Einatmen seiner Dämpfe, wenn Schwefeldioxid freigesetzt wird. Zu den gefährlichen Auswirkungen gehören:

• Atmungssystem;
• Haut;
• Schleimhäute.

Eine Vergiftung des Körpers kann durch Arsen verstärkt werden, das häufig in Schwefelsäure enthalten ist.

Wichtig! Wie Sie wissen, kommt es zu schweren Verbrennungen, wenn Säure mit der Haut in Berührung kommt. Eine Vergiftung mit Schwefelsäuredämpfen ist nicht weniger gefährlich. Die sichere Dosis Schwefelsäure in der Luft beträgt nur 0,3 mg pro 1 Quadratmeter.

Gelangt Schwefelsäure auf die Schleimhäute oder die Haut, kommt es zu schweren Verbrennungen, die nicht gut abheilen. Bei erheblichen Verbrennungen entwickelt das Opfer eine Verbrennungskrankheit, die sogar zum Tod führen kann, wenn nicht rechtzeitig qualifizierte medizinische Versorgung geleistet wird.

Wichtig! Für einen Erwachsenen beträgt die tödliche Schwefelsäuredosis nur 0,18 cm pro 1 Liter.

Natürlich ist es problematisch, die toxische Wirkung von Säure im Alltag zu „erleben“. Am häufigsten kommt es zu einer Säurevergiftung, weil beim Arbeiten mit der Lösung die Arbeitssicherheitsvorkehrungen vernachlässigt werden.

Durch technische Probleme am Arbeitsplatz oder Fahrlässigkeit kann es zu Massenvergiftungen mit Schwefelsäuredämpfen kommen, die zu einer massiven Freisetzung in die Atmosphäre führen. Um solche Situationen zu verhindern, sind spezielle Dienste tätig, deren Aufgabe es ist, den Betrieb der Produktion zu überwachen, in der gefährliche Säure verwendet wird.

Welche Symptome werden bei einer Schwefelsäurevergiftung beobachtet?

Wenn die Säure eingenommen wurde:

• Schmerzen im Bereich der Verdauungsorgane.
• Übelkeit und Erbrechen.
• Abnormaler Stuhlgang als Folge schwerer Darmstörungen.
• Starke Speichelsekretion.
• Aufgrund toxischer Wirkungen auf die Nieren verfärbt sich der Urin rötlich.
• Schwellung des Kehlkopfes und des Rachens. Es kommt zu pfeifender Atmung und Heiserkeit. Dies kann durch Ersticken tödlich sein.
• Auf dem Zahnfleisch entstehen braune Flecken.
• Die Haut wird blau.

Bei einer Hautverbrennung können alle mit einer Verbrennungserkrankung verbundenen Komplikationen auftreten.

Bei einer Dampfvergiftung ergibt sich folgendes Bild:

• Brennen der Augenschleimhaut.
• Nasenbluten.
• Verbrennung der Schleimhäute der Atemwege. In diesem Fall verspürt das Opfer starke Schmerzen.
• Schwellung des Kehlkopfes mit Erstickungserscheinungen (Sauerstoffmangel, Blaufärbung der Haut).
• Bei schwerer Vergiftung kann es zu Übelkeit und Erbrechen kommen.

Es ist wichtig zu wissen! Eine Säurevergiftung nach dem Verschlucken ist viel gefährlicher als eine Vergiftung durch das Einatmen von Dämpfen.

Erste Hilfe und Therapieverfahren bei Schwefelsäureverletzungen

Bei Kontakt mit Schwefelsäure wie folgt vorgehen:

• Rufen Sie zunächst einen Krankenwagen. Wenn Flüssigkeit eindringt, spülen Sie den Magen mit warmem Wasser aus. Danach müssen Sie 100 Gramm Sonnenblumen- oder Olivenöl in kleinen Schlucken trinken. Zusätzlich sollten Sie ein Stück Eis schlucken, Milch oder gebrannte Magnesia trinken. Dies muss getan werden, um die Schwefelsäurekonzentration zu reduzieren und den Zustand des Menschen zu lindern.
• Wenn Säure in Ihre Augen gelangt, müssen Sie diese mit fließendem Wasser ausspülen und anschließend eine Lösung aus Dicain und Novocain auf die Augen träufeln.
• Wenn Säure auf die Haut gelangt, spülen Sie die verbrannte Stelle gut unter fließendem Wasser ab und legen Sie einen Verband mit Soda an. Sie müssen etwa 10-15 Minuten lang spülen.
• Bei einer Dampfvergiftung müssen Sie an die frische Luft gehen und die betroffenen Schleimhäute so schnell wie möglich mit Wasser spülen.

Im Krankenhaus hängt die Behandlung vom Bereich der Verbrennung und dem Grad der Vergiftung ab. Eine Schmerzlinderung erfolgt nur mit Novocain. Um die Entwicklung einer Infektion im betroffenen Bereich zu vermeiden, erhält der Patient eine Antibiotikatherapie.

Bei Magenblutungen wird Plasma oder eine Bluttransfusion verabreicht. Die Blutungsquelle kann operativ beseitigt werden.

1. Schwefelsäure kommt in der Natur in 100 % reiner Form vor. In Italien, Sizilien, im Toten Meer kann man beispielsweise ein einzigartiges Phänomen beobachten – Schwefelsäure sickert direkt vom Boden! Was passiert, ist Folgendes: Pyrit aus der Erdkruste dient in diesem Fall als Rohstoff für seine Entstehung. Dieser Ort wird auch der See des Todes genannt, und sogar Insekten haben Angst, in seine Nähe zu fliegen!
2. Nach großen Vulkanausbrüchen finden sich oft Tröpfchen von Schwefelsäure in der Erdatmosphäre, und in solchen Fällen kann der Übeltäter negative Folgen für die Umwelt haben und schwere Klimaveränderungen auslösen.
3. Schwefelsäure ist ein aktives Wasserabsorptionsmittel und wird daher als Gastrocknungsmittel verwendet. Um das Beschlagen von Innenfenstern zu verhindern, wurde diese Säure früher in Gläser abgefüllt und zwischen die Glasscheiben der Fensteröffnungen gestellt.
4. Schwefelsäure ist die Hauptursache für sauren Regen. Die Hauptursache für sauren Regen ist die Luftverschmutzung durch Schwefeldioxid, das in Wasser gelöst Schwefelsäure bildet. Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe wiederum wird Schwefeldioxid freigesetzt. Im in den letzten Jahren untersuchten sauren Regen ist der Gehalt an Salpetersäure gestiegen. Der Grund für dieses Phänomen ist die Reduzierung der Schwefeldioxidemissionen. Dennoch bleibt Schwefelsäure die Hauptursache für sauren Regen.

Wir bieten Ihnen eine Videoauswahl interessanter Experimente mit Schwefelsäure.

Betrachten wir die Reaktion von Schwefelsäure, wenn sie in Zucker gegossen wird. In den ersten Sekunden, in denen Schwefelsäure mit Zucker in den Kolben gelangt, wird die Mischung dunkler. Nach einigen Sekunden wird die Substanz schwarz. Dann passiert das Interessanteste. Die Masse beginnt schnell zu wachsen und aus dem Kolben herauszuklettern. Der Ausstoß ist eine stolze Substanz, ähnlich poröser Holzkohle, 3-4 mal größer als das ursprüngliche Volumen.

Der Autor des Videos schlägt vor, die Reaktion von Coca-Cola mit Salzsäure und Schwefelsäure zu vergleichen. Beim Mischen von Coca-Cola mit Salzsäure sind keine optischen Veränderungen zu beobachten, beim Mischen mit Schwefelsäure beginnt Coca-Cola jedoch zu kochen.

Eine interessante Wechselwirkung kann beobachtet werden, wenn Schwefelsäure mit Toilettenpapier in Kontakt kommt. Toilettenpapier besteht aus Zellulose. Wenn Säure auf das Zellulosemolekül trifft, zerfällt es sofort und setzt freien Kohlenstoff frei. Eine ähnliche Verkohlung kann beobachtet werden, wenn Säure mit Holz in Kontakt kommt.

Ich gebe ein kleines Stück Kalium in einen Kolben mit konzentrierter Säure. In der ersten Sekunde wird Rauch freigesetzt, woraufhin das Metall sofort aufflammt, sich entzündet und explodiert und in Stücke zerbricht.

Im folgenden Experiment entzündet sich Schwefelsäure, wenn sie auf ein Streichholz trifft. Im zweiten Teil des Experiments wird Aluminiumfolie mit Aceton und einem Streichholz darin eingetaucht. Die Folie wird sofort erhitzt, wodurch eine große Menge Rauch freigesetzt wird und dieser sich vollständig auflöst.

Ein interessanter Effekt wird beobachtet, wenn Backpulver zu Schwefelsäure hinzugefügt wird. Das Backpulver verfärbt sich sofort gelb. Die Reaktion verläuft unter schnellem Sieden und einer Volumenzunahme.

Wir raten dringend davon ab, alle oben genannten Experimente zu Hause durchzuführen. Schwefelsäure ist eine sehr aggressive und giftige Substanz. Solche Experimente müssen in speziellen Räumen mit Zwangsbelüftung durchgeführt werden. Die bei Reaktionen mit Schwefelsäure freigesetzten Gase sind sehr giftig und können zu Schäden an den Atemwegen und zu Vergiftungen des Körpers führen. Darüber hinaus werden ähnliche Experimente mit persönlicher Schutzausrüstung für Haut und Atemwege durchgeführt. Passen Sie auf sich auf!

Schwefel ist ein chemisches Element, das in der sechsten Gruppe und dritten Periode des Periodensystems vorkommt. In diesem Artikel werfen wir einen detaillierten Blick auf seine chemischen Eigenschaften, Herstellung, Verwendung usw. Die physikalischen Eigenschaften umfassen Eigenschaften wie Farbe, elektrische Leitfähigkeit, Siedepunkt von Schwefel usw. Chemische Eigenschaften beschreiben seine Wechselwirkung mit anderen Substanzen.

Schwefel aus physikalischer Sicht

Dies ist eine zerbrechliche Substanz. Unter normalen Bedingungen verbleibt es in einem festen Aggregatzustand. Schwefel hat eine zitronengelbe Farbe.

Und zum größten Teil weisen alle seine Verbindungen gelbe Farbtöne auf. Löst sich nicht in Wasser auf. Es hat eine geringe thermische und elektrische Leitfähigkeit. Diese Merkmale charakterisieren es als typisches Nichtmetall. Obwohl die chemische Zusammensetzung von Schwefel überhaupt nicht kompliziert ist, kann dieser Stoff mehrere Variationen aufweisen. Es hängt alles von der Struktur des Kristallgitters ab, mit dessen Hilfe Atome verbunden werden, aber keine Moleküle bilden.

Die erste Option ist also rhombischer Schwefel. Es ist am stabilsten. Der Siedepunkt dieser Schwefelart liegt bei 445 Grad Celsius. Damit ein bestimmter Stoff jedoch in den gasförmigen Aggregatszustand übergehen kann, muss er zunächst den flüssigen Zustand durchlaufen. Das Schmelzen von Schwefel erfolgt also bei einer Temperatur von einhundertdreizehn Grad Celsius.

Die zweite Option ist monokliner Schwefel. Es ist ein nadelförmiger Kristall mit dunkelgelber Farbe. Durch Schmelzen der ersten Schwefelsorte und anschließendes langsames Abkühlen entsteht diese Schwefelsorte. Diese Sorte hat fast die gleichen physikalischen Eigenschaften. Der Siedepunkt dieser Art von Schwefel liegt beispielsweise bei 445 Grad. Darüber hinaus gibt es eine solche Vielfalt dieses Stoffes wie Kunststoff. Man erhält es, indem man rhombisches, fast zum Sieden erhitztes Wasser in kaltes Wasser gießt. Der Siedepunkt dieser Schwefelart ist gleich. Aber der Stoff hat die Eigenschaft, sich wie Gummi zu dehnen.

Ein weiterer Bestandteil der physikalischen Eigenschaften, über den ich sprechen möchte, ist die Zündtemperatur von Schwefel.

Dieser Indikator kann je nach Art des Materials und seiner Herkunft variieren. Beispielsweise beträgt die Zündtemperatur von technischem Schwefel einhundertneunzig Grad. Das ist ein relativ niedriger Wert. In anderen Fällen kann der Flammpunkt von Schwefel zweihundertachtundvierzig Grad und sogar zweihundertsechsundfünfzig Grad betragen. Es hängt alles davon ab, aus welchem ​​Material es gewonnen wurde und welche Dichte es hat. Wir können jedoch den Schluss ziehen, dass die Verbrennungstemperatur von Schwefel im Vergleich zu anderen chemischen Elementen recht niedrig ist; Darüber hinaus kann sich Schwefel manchmal zu Molekülen verbinden, die aus acht, sechs, vier oder zwei Atomen bestehen. Nachdem wir nun Schwefel aus physikalischer Sicht betrachtet haben, gehen wir zum nächsten Abschnitt über.

Chemische Eigenschaften von Schwefel

Dieses Element hat eine relativ geringe Atommasse von 32 Gramm pro Mol. Zu den Eigenschaften des Elements Schwefel gehört die Fähigkeit dieses Stoffes, unterschiedliche Oxidationsgrade aufzuweisen. Dies unterscheidet sich beispielsweise von Wasserstoff oder Sauerstoff. Bei der Betrachtung der chemischen Eigenschaften des Elements Schwefel kommt man nicht umhin, zu erwähnen, dass es je nach Bedingungen sowohl reduzierende als auch oxidierende Eigenschaften aufweist. Schauen wir uns also der Reihe nach die Wechselwirkung dieser Substanz mit verschiedenen chemischen Verbindungen an.

Schwefel und einfache Stoffe

Einfache Stoffe sind Stoffe, die nur ein chemisches Element enthalten. Seine Atome können sich zu Molekülen verbinden, wie zum Beispiel im Fall von Sauerstoff, oder sie können sich nicht verbinden, wie es bei Metallen der Fall ist. So kann Schwefel mit Metallen, anderen Nichtmetallen und Halogenen reagieren.

Wechselwirkung mit Metallen

Um einen solchen Prozess durchzuführen, ist eine hohe Temperatur erforderlich. Unter diesen Bedingungen findet eine Additionsreaktion statt. Das heißt, Metallatome verbinden sich mit Schwefelatomen und bilden komplexe Sulfide. Wenn man beispielsweise zwei Mol Kalium erhitzt und mit einem Mol Schwefel vermischt, erhält man ein Mol Sulfid dieses Metalls. Die Gleichung kann wie folgt geschrieben werden: 2K + S = K 2 S.

Reaktion mit Sauerstoff

Dies ist das Verbrennen von Schwefel. Als Ergebnis dieses Prozesses entsteht sein Oxid. Letzteres kann zweierlei Art sein. Daher kann die Schwefelverbrennung in zwei Stufen erfolgen. Im ersten Fall entsteht aus einem Mol Schwefel und einem Mol Sauerstoff ein Mol Schwefeldioxid. Die Gleichung für diese chemische Reaktion kann wie folgt geschrieben werden: S + O 2 = SO 2. Im zweiten Schritt wird dem Dioxid ein weiteres Sauerstoffatom hinzugefügt. Dies geschieht, wenn man bei hohen Temperaturen ein Mol Sauerstoff zu zwei Mol hinzufügt. Das Ergebnis sind zwei Mol Schwefeltrioxid. Die Gleichung für diese chemische Wechselwirkung sieht wie folgt aus: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3 . Als Ergebnis dieser Reaktion entsteht Schwefelsäure. Nachdem Sie die beiden beschriebenen Prozesse durchgeführt haben, können Sie das resultierende Trioxid durch einen Wasserdampfstrom leiten. Und wir erhalten die Gleichung für eine solche Reaktion wie folgt: SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4.

Wechselwirkung mit Halogenen

Chemikalien ermöglichen wie andere Nichtmetalle die Reaktion mit einer bestimmten Stoffgruppe. Es umfasst Verbindungen wie Fluor, Brom, Chlor, Jod. Schwefel reagiert mit jedem von ihnen außer dem letzten. Als Beispiel können wir den Prozess der Fluoridierung des Elements des Periodensystems nennen, das wir betrachten. Durch Erhitzen des genannten Nichtmetalls mit einem Halogen können zwei Fluoridvarianten erhalten werden. Der erste Fall: Wenn wir ein Mol Schwefel und drei Mol Fluor nehmen, erhalten wir ein Mol Fluorid, dessen Formel SF 6 lautet. Die Gleichung sieht so aus: S + 3F 2 = SF 6. Darüber hinaus gibt es noch eine zweite Möglichkeit: Wenn wir ein Mol Schwefel und zwei Mol Fluor nehmen, erhalten wir ein Mol Fluorid mit der chemischen Formel SF 4. Die Gleichung lautet wie folgt: S + 2F 2 = SF 4. Wie Sie sehen, hängt alles von den Anteilen ab, in denen die Komponenten gemischt werden. Genauso kann auch der Prozess der Schwefelchlorierung (es können auch zwei unterschiedliche Stoffe entstehen) oder der Bromierung durchgeführt werden.

Wechselwirkung mit anderen einfachen Substanzen

Die Eigenschaften des Elements Schwefel enden hier jedoch nicht. Der Stoff kann auch chemisch mit Wasserstoff, Phosphor und Kohlenstoff reagieren. Durch die Wechselwirkung mit Wasserstoff entsteht Sulfidsäure. Durch die Reaktion mit Metallen können deren Sulfide gewonnen werden, die wiederum direkt durch Reaktion von Schwefel mit demselben Metall gewonnen werden. Die Addition von Wasserstoffatomen an Schwefelatome erfolgt nur unter sehr hohen Temperaturbedingungen. Wenn Schwefel mit Phosphor reagiert, entsteht dessen Phosphid. Es hat die folgende Formel: P 2 S 3. Um ein Mol dieser Substanz zu erhalten, müssen Sie zwei Mol Phosphor und drei Mol Schwefel einnehmen. Wenn Schwefel mit Kohlenstoff interagiert, entsteht ein Karbid des betreffenden Nichtmetalls. Seine chemische Formel sieht so aus: CS 2. Um ein Mol einer bestimmten Substanz zu erhalten, müssen Sie ein Mol Kohlenstoff und zwei Mol Schwefel nehmen. Alle oben beschriebenen Additionsreaktionen laufen nur ab, wenn die Reagenzien auf hohe Temperaturen erhitzt werden. Wir haben uns die Wechselwirkung von Schwefel mit einfachen Stoffen angeschaut, kommen wir nun zum nächsten Punkt.

Schwefel und komplexe Verbindungen

Komplexe Stoffe sind solche Stoffe, deren Moleküle aus zwei (oder mehr) verschiedenen Elementen bestehen. Die chemischen Eigenschaften von Schwefel ermöglichen die Reaktion mit Verbindungen wie Alkalien und konzentrierter Sulfatsäure. Seine Reaktionen mit diesen Substanzen sind recht eigenartig. Schauen wir uns zunächst an, was passiert, wenn das betreffende Nichtmetall mit Alkali vermischt wird. Nimmt man beispielsweise sechs Mol und fügt drei Mol Schwefel hinzu, erhält man zwei Mol Kaliumsulfid, ein Mol Kaliumsulfit und drei Mol Wasser. Diese Art von Reaktion kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: 6KOH + 3S = 2K 2 S + K2SO 3 + 3H 2 O. Das gleiche Wechselwirkungsprinzip tritt auf, wenn man Schwefel hinzufügt. Betrachten Sie als Nächstes das Verhalten von Schwefel bei einer konzentrierten Lösung von Sulfatsäure wird dazu hinzugefügt. Wenn wir ein Mol der ersten und zwei Mol der zweiten Substanz nehmen, erhalten wir folgende Produkte: Schwefeltrioxid in einer Menge von drei Mol sowie Wasser – zwei Mol. Diese chemische Reaktion kann nur stattfinden, wenn die Reaktanten auf eine hohe Temperatur erhitzt werden.

Beschaffung des betreffenden Nichtmetalls

Es gibt mehrere Hauptmethoden, mit denen Schwefel aus einer Vielzahl von Substanzen extrahiert werden kann. Die erste Methode besteht darin, es aus Pyrit zu isolieren. Die chemische Formel des Letzteren lautet FeS 2. Wenn diese Substanz ohne Zugang zu Sauerstoff auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, können ein weiteres Eisensulfid – FeS – und Schwefel gewonnen werden. Die Reaktionsgleichung lautet wie folgt: FeS 2 = FeS + S. Die zweite Methode zur Herstellung von Schwefel, die häufig in der Industrie eingesetzt wird, ist die Verbrennung von Schwefelsulfid unter der Bedingung einer geringen Menge Sauerstoff. In diesem Fall können das betreffende Nichtmetall und Wasser gewonnen werden. Um die Reaktion durchzuführen, müssen Sie die Komponenten in einem Molverhältnis von zwei zu eins einnehmen. Dadurch erhalten wir die Endprodukte im Verhältnis zwei zu zwei. Die Gleichung für diese chemische Reaktion kann wie folgt geschrieben werden: 2H 2 S + O 2 = 2S + 2H 2 O. Darüber hinaus kann Schwefel durch verschiedene metallurgische Prozesse gewonnen werden, beispielsweise bei der Herstellung von Metallen wie Nickel , Kupfer und andere.

Industrielle Nutzung

Das von uns betrachtete Nichtmetall hat seine breiteste Anwendung in der chemischen Industrie gefunden. Wie oben erwähnt, wird es hier verwendet, um daraus Sulfatsäure herzustellen. Darüber hinaus wird Schwefel als Bestandteil zur Herstellung von Streichhölzern verwendet, da es sich um ein brennbares Material handelt. Auch bei der Herstellung von Sprengstoffen, Schießpulver, Wunderkerzen usw. ist es unverzichtbar. Darüber hinaus wird Schwefel als einer der Inhaltsstoffe in Schädlingsbekämpfungsmitteln verwendet. In der Medizin wird es als Bestandteil bei der Herstellung von Arzneimitteln gegen Hautkrankheiten verwendet. Der betreffende Stoff wird auch zur Herstellung verschiedener Farbstoffe verwendet. Darüber hinaus wird es bei der Herstellung von Leuchtstoffen verwendet.

Elektronische Struktur von Schwefel

Wie Sie wissen, bestehen alle Atome aus einem Kern, in dem sich Protonen – positiv geladene Teilchen – und Neutronen, also Teilchen ohne Ladung, befinden. Elektronen mit negativer Ladung rotieren um den Kern. Damit ein Atom neutral ist, muss es in seiner Struktur die gleiche Anzahl an Protonen und Elektronen haben. Sind von Letzterem mehrere vorhanden, handelt es sich bereits um ein negatives Ion – ein Anion. Ist hingegen die Anzahl der Protonen größer als die der Elektronen, handelt es sich um ein positives Ion oder Kation. Das Schwefelanion kann als Säurerest wirken. Es ist Teil der Moleküle von Stoffen wie Sulfidsäure (Schwefelwasserstoff) und Metallsulfiden. Das Anion entsteht bei der elektrolytischen Dissoziation, die auftritt, wenn eine Substanz in Wasser gelöst wird. In diesem Fall zerfällt das Molekül in ein Kation, das in Form eines Metall- oder Wasserstoffions vorliegen kann, sowie in ein Kation – ein Ion eines sauren Rests oder einer Hydroxylgruppe (OH-).

Da die Ordnungszahl von Schwefel im Periodensystem sechzehn beträgt, können wir daraus schließen, dass sein Kern genau diese Anzahl an Protonen enthält. Auf dieser Grundlage können wir sagen, dass es auch sechzehn umlaufende Elektronen gibt. Die Anzahl der Neutronen lässt sich ermitteln, indem man die Seriennummer des chemischen Elements von der Molmasse abzieht: 32 - 16 = 16. Jedes Elektron dreht sich nicht chaotisch, sondern auf einer bestimmten Umlaufbahn. Da Schwefel ein chemisches Element ist, das zur dritten Periode des Periodensystems gehört, gibt es drei Umlaufbahnen um den Kern. Das erste von ihnen hat zwei Elektronen, das zweite hat acht und das dritte hat sechs. Die elektronische Formel des Schwefelatoms lautet wie folgt: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Vorkommen in der Natur

Grundsätzlich kommt das betreffende chemische Element in Mineralien vor, bei denen es sich um Sulfide verschiedener Metalle handelt. Erstens handelt es sich um Pyrit – ein Eisensalz; Es ist auch Blei, Silber, Kupferglanz, Zinkblende, Zinnober – Quecksilbersulfid. Darüber hinaus kann Schwefel auch Bestandteil von Mineralien sein, deren Struktur durch drei oder mehr chemische Elemente repräsentiert wird.

Zum Beispiel Chalkopyrit, Mirabilit, Kieserit, Gips. Sie können jeden von ihnen genauer betrachten. Pyrit ist Eisensulfid oder FeS 2 . Es hat eine hellgelbe Farbe mit goldenem Schimmer. Dieses Mineral kommt häufig als Verunreinigung in Lapislazuli vor, das häufig zur Schmuckherstellung verwendet wird. Dies liegt daran, dass diese beiden Mineralien oft ein gemeinsames Vorkommen haben. Kupferglanz – Chalkosin oder Chalkosin – ist eine metallähnliche bläulich-graue Substanz. und Silberglanz (Argentit) haben ähnliche Eigenschaften: Beide ähneln im Aussehen Metallen und haben eine graue Farbe. Zinnober ist ein matt bräunlich-rotes Mineral mit grauen Flecken. Chalkopyrit, dessen chemische Formel CuFeS 2 ist, ist goldgelb und wird auch Goldblende genannt. Die Farbe von Zinkblende (Sphalerit) kann von Bernstein bis zu feurigem Orange reichen. Mirabilit – Na 2 SO 4 x10H 2 O – transparente oder weiße Kristalle. Es wird auch in der Medizin verwendet. Die chemische Formel von Kieserit lautet MgSO 4 xH 2 O. Es sieht aus wie ein weißes oder farbloses Pulver. Die chemische Formel von Gips lautet CaSO 4 x2H 2 O. Darüber hinaus kommt dieses chemische Element in den Zellen lebender Organismen vor und ist ein wichtiges Spurenelement.

Schwefeltrioxid liegt typischerweise als farblose Flüssigkeit vor. Es kann auch in Form von Eis, faserigen Kristallen oder Gas vorliegen. Wenn Schwefeltrioxid der Luft ausgesetzt wird, entsteht weißer Rauch. Es ist Bestandteil einer chemisch aktiven Substanz wie konzentrierter Schwefelsäure. Es ist eine klare, farblose, ölige und sehr aggressive Flüssigkeit. Es wird bei der Herstellung von Düngemitteln, Sprengstoffen und anderen Säuren, in der Erdölindustrie und in Blei-Säure-Batterien in Autos verwendet.

Konzentrierte Schwefelsäure: Eigenschaften

Schwefelsäure ist gut wasserlöslich, wirkt korrosiv auf Metalle und Stoffe und verkohlt bei Kontakt Holz und die meisten anderen organischen Substanzen. Gesundheitsschädliche Auswirkungen durch das Einatmen können bei langfristiger Exposition gegenüber niedrigen Konzentrationen des Stoffes oder bei kurzfristiger Exposition gegenüber hohen Konzentrationen auftreten.

Konzentrierte Schwefelsäure wird zur Herstellung von Düngemitteln und anderen Chemikalien, bei der Ölraffinierung, bei der Eisen- und Stahlproduktion und für viele andere Zwecke verwendet. Da es einen relativ hohen Siedepunkt hat, können damit mehr flüchtige Säuren aus ihren Salzen freigesetzt werden. Konzentrierte Schwefelsäure hat eine starke hygroskopische Eigenschaft. Es wird manchmal als Trocknungsmittel verwendet, um viele Verbindungen, wie z. B. Kohlenhydrate, zu dehydrieren (chemisch Wasser zu entfernen).

Schwefelsäurereaktionen

Konzentrierte Schwefelsäure reagiert auf ungewöhnliche Weise mit Zucker und hinterlässt eine spröde, schwammige schwarze Masse aus Kohlenstoff. Eine ähnliche Reaktion wird bei Kontakt mit Leder, Zellulose und anderen pflanzlichen und tierischen Fasern beobachtet. Wenn konzentrierte Säure mit Wasser vermischt wird, wird eine große Menge Wärme freigesetzt, die ausreicht, um ein sofortiges Sieden herbeizuführen. Zum Verdünnen sollte es langsam und unter ständigem Rühren in kaltes Wasser gegeben werden, um die Hitzeentwicklung zu begrenzen. Schwefelsäure reagiert mit Flüssigkeit und bildet Hydrate mit ausgeprägten Eigenschaften.

physikalische Eigenschaften

Eine farb- und geruchlose Flüssigkeit in verdünnter Lösung hat einen säuerlichen Geschmack. Schwefelsäure ist äußerst aggressiv, wenn sie der Haut und allen Geweben des Körpers ausgesetzt wird und bei direktem Kontakt schwere Verbrennungen verursacht. In seiner reinen Form ist H 2 SO4 kein Stromleiter, bei Zugabe von Wasser ändert sich die Situation jedoch in die entgegengesetzte Richtung.

Einige Eigenschaften sind, dass das Molekulargewicht 98,08 beträgt. Der Siedepunkt liegt bei 327 Grad Celsius, der Schmelzpunkt bei -2 Grad Celsius. Schwefelsäure ist eine starke Mineralsäure und aufgrund ihrer breiten kommerziellen Anwendung eines der Hauptprodukte der chemischen Industrie. Es entsteht auf natürliche Weise durch Oxidation von Sulfidmaterialien wie Eisensulfid.

Die chemischen Eigenschaften von Schwefelsäure (H 2 SO4) manifestieren sich in verschiedenen chemischen Reaktionen:

1. Bei der Wechselwirkung mit Alkalien entstehen zwei Salzreihen, darunter Sulfate.
2. Reagiert mit Carbonaten und Bicarbonaten unter Bildung von Salzen und Kohlendioxid (CO 2).
3. Je nach Temperatur und Verdünnungsgrad wirkt es unterschiedlich auf Metalle. Kalt und verdünnt setzt Wasserstoff frei, heiß und konzentriert setzt SO 2 -Emissionen frei.
4. Eine Lösung von H 2 SO4 (konzentrierte Schwefelsäure) zerfällt beim Kochen in Schwefeltrioxid (SO 3) und Wasser (H 2 O). Zu den chemischen Eigenschaften gehört auch die Rolle eines starken Oxidationsmittels.

Feuergefahr

Schwefelsäure ist hochreaktiv und entzündet fein verteilte brennbare Materialien bei Kontakt. Beim Erhitzen werden hochgiftige Gase freigesetzt. Es ist explosiv und mit einer Vielzahl von Stoffen unverträglich. Bei erhöhten Temperaturen und Drücken können recht aggressive chemische Veränderungen und Verformungen auftreten. Kann heftig mit Wasser und anderen Flüssigkeiten reagieren und Spritzer verursachen.

Gefahr für die Gesundheit

Schwefelsäure greift alle Körpergewebe an. Das Einatmen von Dämpfen kann schwere Lungenschäden verursachen. Eine Schädigung der Augenschleimhaut kann zum vollständigen Verlust des Sehvermögens führen. Bei Hautkontakt kann es zu schwerer Nekrose kommen. Schon wenige Tropfen können tödlich sein, wenn die Säure in die Luftröhre gelangt. Chronische Exposition kann Tracheobronchitis, Stomatitis, Konjunktivitis und Gastritis verursachen. Es kann zu Magenperforationen und Peritonitis mit Kreislaufkollaps kommen. Schwefelsäure ist sehr ätzend und sollte mit äußerster Vorsicht gehandhabt werden. Anzeichen und Symptome einer Exposition können schwerwiegend sein und unter anderem Speichelfluss, extremen Durst, Schluckbeschwerden, Schmerzen, Schock und Verbrennungen umfassen. Erbrochenes hat normalerweise die Farbe von gemahlenem Kaffee. Akute inhalative Exposition kann zu Niesen, Heiserkeit, Würgen, Kehlkopfentzündung, Kurzatmigkeit, Atemwegsreizungen und Brustschmerzen führen. Auch Nasen- und Zahnfleischbluten, Lungenödeme, chronische Bronchitis und Lungenentzündung können auftreten. Der Kontakt mit der Haut kann zu schweren schmerzhaften Verbrennungen und Dermatitis führen.

Erste Hilfe

1. Bringen Sie die Opfer an die frische Luft. Rettungskräfte sollten den Kontakt mit Schwefelsäure vermeiden.
2. Bewerten Sie Vitalfunktionen, einschließlich Puls und Atemfrequenz. Wenn kein Puls erkannt wird, führen Sie je nach zusätzlich erlittenen Verletzungen Reanimationsmaßnahmen durch. Bei Atembeschwerden sorgen Sie für Atemunterstützung.
3. Beschmutzte Kleidung so schnell wie möglich ausziehen.
4. Bei Kontakt mit den Augen mindestens 15 Minuten lang mit warmem Wasser ausspülen und mit Wasser und Seife waschen.
5. Wenn Sie giftige Dämpfe einatmen, spülen Sie Ihren Mund mit viel Wasser aus; trinken Sie nicht und lösen Sie kein Erbrechen aus.
6. Transportieren Sie Opfer zu einer medizinischen Einrichtung.

Schwefelsäure H 2 SO 4, Molmasse 98,082; farblos, ölig, geruchlos. Sehr starke zweibasige Säure, bei 18°C ​​p K a 1 – 2,8, K 2 1,2·10 –2, pK A 2 1,92; Bindungslängen in S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, HOSOH-Winkel 104°, OSO 119°; siedet unter Zersetzung und bildet (98,3 % H 2 SO 4 und 1,7 % H 2 O mit einem Siedepunkt von 338,8 °C; siehe auch Tabelle 1). Schwefelsäure, entsprechend 100 % Gehalt an H 2 SO 4, hat die Zusammensetzung (%): H 2 SO 4 99,5 %, HSO 4 - 0,18 %, H 3 SO 4 + 0,14 %, H 3 O + 0,09 %, H 2 S 2 O 7 0,04 %, HS 2 O 7 0,05 %. Mischbar mit und SO 3 in allen Anteilen. In wässrigen Lösungen Schwefelsäure dissoziiert fast vollständig in H +, HSO 4 - und SO 4 2-. Bildet H2SO4 N H 2 O, wo N=1, 2, 3, 4 und 6,5.

Lösungen von SO 3 in Schwefelsäure werden Oleum genannt; sie bilden zwei Verbindungen H 2 SO 4 ·SO 3 und H 2 SO 4 ·2SO 3. Oleum enthält auch Pyroschwefelsäure, erhalten durch die Reaktion: H 2 SO 4 +SO 3 =H 2 S 2 O 7.

Herstellung von Schwefelsäure

Rohstoffe zur Beschaffung Schwefelsäure dienen: S, Metallsulfide, H 2 S, Abfälle aus Wärmekraftwerken, Fe, Ca-Sulfate usw. Die Hauptstufen der Produktion Schwefelsäure: 1) Rohstoffe zur Herstellung von SO 2; 2) SO 2 zu SO 3 (Umwandlung); 3) SO 3. In der Industrie werden zur Gewinnung zwei Methoden verwendet Schwefelsäure, unterschiedlich in der Methode der SO 2 -Oxidation – Kontakt mit festen Katalysatoren (Kontakten) und Lachgas – mit Stickoxiden. Zum Erhalten Schwefelsäure Bei der Kontaktmethode verwenden moderne Fabriken Vanadiumkatalysatoren, die Pt- und Fe-Oxide ersetzt haben. Reines V 2 O 5 hat eine schwache katalytische Aktivität, die in Gegenwart von Alkalimetallen stark zunimmt, wobei K-Salze die größte Wirkung haben. Die fördernde Rolle von Alkalimetallen beruht auf der Bildung niedrig schmelzender Pyrosulfonadate (3K 2 S 2 O). 7 V 2 O 5, 2K 2 S 2 O 7 · V 2 O 5 und K 2 S 2 O 7 · V 2 O 5 , Zersetzung bei 315–330, 365–380 bzw. 400–405 °C). Die aktive Komponente liegt unter Katalysebedingungen in einem geschmolzenen Zustand vor.

Das Oxidationsschema von SO 2 zu SO 3 lässt sich wie folgt darstellen:

In der ersten Stufe wird das Gleichgewicht erreicht, die zweite Stufe ist langsam und bestimmt die Geschwindigkeit des Prozesses.

Produktion Schwefelsäure aus Schwefel im Doppelkontakt- und Doppelabsorptionsverfahren (Abb. 1) besteht aus den folgenden Schritten. Nach der Staubreinigung wird die Luft über ein Gasgebläse dem Trockenturm zugeführt, wo sie zu 93-98 % getrocknet wird. Schwefelsäure auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 0,01 Vol.-%. Die getrocknete Luft gelangt nach Vorwärmung in einem der Wärmetauscher der Kontakteinheit in den Schwefelofen. Der Ofen verbrennt durch Düsen zugeführten Schwefel: S + O 2 = SO 2 + 297,028 kJ. Gas mit 10-14 Vol.-% SO 2 wird im Kessel abgekühlt und gelangt nach Verdünnung mit Luft auf einen SO 2-Gehalt von 9-10 Vol.-% bei 420 °C in den Kontaktapparat für die erste Konvertierungsstufe, die erfolgt auf drei Katalysatorschichten (SO 2 + V 2 O 2 = SO 3 + 96,296 kJ), anschließend wird das Gas in Wärmetauschern abgekühlt. Dann gelangt das Gas mit 8,5-9,5 % SO 3 bei 200 °C in die erste Absorptionsstufe in den Absorber, bewässert und 98 % Schwefelsäure: SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 + 130,56 kJ. Anschließend wird das Gas einer Spritzreinigung unterzogen Schwefelsäure, wird auf 420 °C erhitzt und tritt in die zweite Umwandlungsstufe ein, die auf zwei Katalysatorschichten erfolgt. Vor der zweiten Absorptionsstufe wird das Gas im Economizer abgekühlt und dem Absorber der zweiten Stufe zugeführt, der mit 98 % Schwefelsäure, und wird dann, nachdem die Spritzer entfernt wurden, in die Atmosphäre freigesetzt.

1 - Schwefelofen; 2 - Abhitzekessel; 3 - Economizer; 4 - Startofen; 5, 6 - Wärmetauscher des Startofens; 7 - Kontaktgerät; 8 - Wärmetauscher; 9 - Oleumabsorber; 10 - Trockenturm; 11 und 12 – erster bzw. zweiter Monohydratabsorber; 13 - Säuresammlungen.

1 - Scheibenzuführer; 2 - Ofen; 3 - Abhitzekessel; 4 - Zyklone; 5 - Elektrofilter; 6 - Waschtürme; 7 - Nasselektrofilter; 8 - Abblasturm; 9 - Trockenturm; 10 - Spritzschutz; 11 – erster Monohydrat-Absorber; 12 - Wärmetauscher; 13 - Kontaktgerät; 14 – Oleumabsorber; 15 – zweiter Monohydrat-Absorber; 16 - Kühlschränke; 17 - Sammlungen.

1 - Denitrierungsturm; 2, 3 – erster und zweiter Produktionsturm; 4 - Oxidationsturm; 5, 6, 7 - Absorptionstürme; 8 - Elektrofilter.

Produktion Schwefelsäure aus Metallsulfiden (Abb. 2) ist viel komplizierter und besteht aus den folgenden Vorgängen. FeS 2 wird in einem Wirbelschichtofen mittels Luftstoß gebrannt: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + 13476 kJ. Das Röstgas mit einem SO 2 -Gehalt von 13–14 % und einer Temperatur von 900 °C gelangt in den Kessel, wo es auf 450 °C abgekühlt wird. Die Staubentfernung erfolgt in einem Zyklon und einem Elektrofilter. Anschließend durchläuft das Gas zwei Waschtürme, bewässert mit 40 % und 10 % Schwefelsäure. Dabei wird das Gas abschließend von Staub, Fluor und Arsen gereinigt. Zur Gasreinigung aus Aerosolen Schwefelsäure In den Waschtürmen erzeugtes Wasser sind zweistufige Nasselektrofilter vorgesehen. Nach der Trocknung in einem Trockenturm, bevor das Gas auf einen Gehalt von 9 % SO 2 verdünnt wird, wird es über ein Gasgebläse der ersten Konvertierungsstufe (3 Katalysatorschichten) zugeführt. In Wärmetauschern wird das Gas dank der Wärme des Gases aus der ersten Umwandlungsstufe auf 420 °C erhitzt. SO 2, zu 92–95 % zu SO 3 oxidiert, gelangt in die erste Absorptionsstufe in Oleum- und Monohydratabsorber, wo es von SO 3 befreit wird. Anschließend gelangt das Gas mit einem SO 2 -Gehalt von ca. 0,5 % in die zweite Konvertierungsstufe, die auf einer oder zwei Katalysatorschichten stattfindet. Dank der Wärme der Gase aus der zweiten Katalysestufe wird das Gas in einer weiteren Gruppe von Wärmetauschern auf 420 °C vorgewärmt. Nach der SO 3 -Abtrennung in der zweiten Absorptionsstufe wird das Gas in die Atmosphäre abgegeben.

Der Umwandlungsgrad von SO 2 zu SO 3 im Kontaktverfahren beträgt 99,7 %, der Absorptionsgrad von SO 3 beträgt 99,97 %. Produktion Schwefelsäure in einer Katalysestufe durchgeführt, wobei der Umwandlungsgrad von SO 2 zu SO 3 98,5 % nicht überschreitet. Vor der Freisetzung in die Atmosphäre wird das Gas von restlichem SO 2 gereinigt (siehe). Die Produktivität moderner Anlagen beträgt 1500-3100 t/Tag.

Der Kern der Nitrosemethode (Abb. 3) besteht darin, dass das Röstgas nach dem Abkühlen und Entstauben mit sogenannter Nitrose behandelt wird – Schwefelsäure, in dem Stickoxide gelöst sind. SO 2 wird von Nitrose absorbiert und dann oxidiert: SO 2 + N 2 O 3 + H 2 O = H 2 SO 4 + NO. Das entstehende NO ist in Nitrose schwer löslich und wird aus dieser freigesetzt und anschließend durch Sauerstoff in der Gasphase teilweise zu NO 2 oxidiert. Das Gemisch aus NO und NO 2 wird resorbiert Schwefelsäure usw. Stickoxide werden im Lachgasprozess nicht verbraucht und fließen aufgrund ihrer unvollständigen Absorption wieder in den Produktionskreislauf zurück Schwefelsäure sie werden teilweise von den Abgasen mitgerissen. Vorteile der Nitrosemethode: einfache Instrumentierung, geringere Kosten (10-15 % niedriger als bei Kontakt), Möglichkeit einer 100 %igen Rückführung von SO 2.

Der Hardware-Aufbau des Turm-Nitrose-Prozesses ist einfach: SO 2 wird in 7–8 ausgekleideten Türmen mit Keramikpackung verarbeitet, einer der Türme (hohl) ist ein einstellbares Oxidationsvolumen. Die Türme verfügen über Säuresammler, Kühlschränke und Pumpen, die Drucktanks über den Türmen mit Säure versorgen. Vor den letzten beiden Türmen ist ein Heckventilator installiert. Zur Gasreinigung aus Aerosolen Schwefelsäure dient als Elektrofilter. Die für den Prozess benötigten Stickoxide werden aus HNO 3 gewonnen. Um den Ausstoß von Stickoxiden in die Atmosphäre zu reduzieren und SO 2 zu 100 % zu recyceln, wird zwischen der Produktions- und der Absorptionszone ein Lachgas-freier SO 2 -Verarbeitungszyklus in Kombination mit der Wasser-Säure-Methode zur Tiefenabscheidung von Stickoxiden installiert. Der Nachteil der Nitrosemethode ist die geringe Produktqualität: Konzentration Schwefelsäure 75 %, Vorhandensein von Stickoxiden, Fe und anderen Verunreinigungen.

Um die Möglichkeit einer Kristallisation zu verringern Schwefelsäure Beim Transport und bei der Lagerung werden Standards für kommerzielle Qualitäten festgelegt Schwefelsäure, dessen Konzentration den niedrigsten Kristallisationstemperaturen entspricht. Inhalt Schwefelsäure in technischen Qualitäten (%): Turm (nitros) 75, Kontakt 92,5–98,0, Oleum 104,5, hochprozentiges Oleum 114,6, Batterie 92–94. Schwefelsäure in Stahltanks mit einem Volumen von bis zu 5000 m 3 gelagert, ist ihre Gesamtkapazität im Lager auf eine Produktionsleistung von zehn Tagen ausgelegt. Oleum und Schwefelsäure in Stahl-Eisenbahntanks transportiert. Konzentriert und Batterie Schwefelsäure Der Transport erfolgt in Tanks aus säurebeständigem Stahl. Tanks zum Transport von Oleum werden mit einer Wärmedämmung abgedeckt und das Oleum wird vor dem Befüllen erhitzt.

Definieren Schwefelsäure kolorimetrisch und photometrisch, in Form einer Suspension von BaSO 4 - phototurbidimetrisch, sowie nach der coulometrischen Methode.

Anwendung von Schwefelsäure

Schwefelsäure wird bei der Herstellung von Mineraldüngern, als Elektrolyt in Bleibatterien, zur Herstellung verschiedener Mineralsäuren und Salze, Chemiefasern, Farbstoffen, rauchbildenden Stoffen und Sprengstoffen, in der Erdöl-, Metall-, Textil-, Leder- und andere Branchen. Es wird in der industriellen organischen Synthese in Reaktionen der Dehydratisierung (Herstellung von Diethylether, Estern), der Hydratisierung (Ethanol aus Ethylen), der Sulfonierung (und Zwischenprodukte bei der Herstellung von Farbstoffen) und der Alkylierung (Herstellung von Isooctan, Polyethylenglykol, Caprolactam) verwendet. usw. Der größte Verbraucher Schwefelsäure- Herstellung von Mineraldüngern. Für 1 t P 2 O 5-Phosphordünger werden 2,2-3,4 Tonnen verbraucht Schwefelsäure und für 1 t (NH 4) 2 SO 4 - 0,75 t Schwefelsäure. Daher neigen sie dazu, Schwefelsäureanlagen in Verbindung mit Fabriken zur Herstellung von Mineraldüngern zu bauen. Weltproduktion Schwefelsäure 1987 erreichte sie 152 Millionen Tonnen.

Schwefelsäure und Oleum sind äußerst aggressive Stoffe, die die Atemwege, die Haut und die Schleimhäute angreifen, Atembeschwerden, Husten und häufig Kehlkopfentzündungen, Tracheitis, Bronchitis usw. verursachen. Die maximal zulässige Konzentration von Schwefelsäureaerosol in der Luft des Arbeitsbereichs beträgt 1,0 mg/m 3, in der Atmosphäre 0,3 mg/m 3 (maximal einmalig) und 0,1 mg/m 3 (durchschnittlich täglich). Erstaunliche Dampfkonzentration Schwefelsäure 0,008 mg/l (Einwirkung 60 Min.), tödlich 0,18 mg/l (60 Min.). Gefahrenklasse 2. Aerosol Schwefelsäure kann sich durch Emissionen aus der chemischen und metallurgischen Industrie, die S-Oxide enthalten, in der Atmosphäre bilden und in Form von saurem Regen fallen.

Jeder Mensch hat im Chemieunterricht Säuren studiert. Eine davon heißt Schwefelsäure und wird als HSO 4 bezeichnet. In unserem Artikel erfahren Sie mehr über die Eigenschaften von Schwefelsäure.

Physikalische Eigenschaften von Schwefelsäure

Reine Schwefelsäure oder Monohydrat ist eine farblose ölige Flüssigkeit, die bei einer Temperatur von +10 °C zu einer kristallinen Masse erstarrt. Für Reaktionen vorgesehene Schwefelsäure enthält 95 % H 2 SO 4 und hat eine Dichte von 1,84 g/cm 3. 1 Liter dieser Säure wiegt 2 kg. Die Säure härtet bei einer Temperatur von -20°C aus. Die Schmelzwärme beträgt 10,5 kJ/mol bei einer Temperatur von 10,37 °C.

Die Eigenschaften konzentrierter Schwefelsäure sind vielfältig. Wenn diese Säure beispielsweise in Wasser gelöst wird, wird aufgrund der Hydratbildung eine große Wärmemenge (19 kcal/mol) freigesetzt. Diese Hydrate können bei niedrigen Temperaturen in fester Form aus der Lösung isoliert werden.

Schwefelsäure ist eines der grundlegendsten Produkte der chemischen Industrie. Es ist für die Herstellung von Mineraldüngern (Ammoniumsulfat, Superphosphat), verschiedenen Salzen und Säuren, Reinigungsmitteln und Medikamenten, Kunstfasern, Farbstoffen und Sprengstoffen bestimmt. Schwefelsäure wird auch in der Metallurgie (zum Beispiel bei der Zersetzung von Uranerzen), zur Reinigung von Erdölprodukten, zum Trocknen von Gasen usw. verwendet.

Chemische Eigenschaften von Schwefelsäure

Die chemischen Eigenschaften von Schwefelsäure sind:

1. Wechselwirkung mit Metallen:
   • verdünnte Säure löst nur die Metalle, die in der Spannungsreihe links von Wasserstoff stehen, zum Beispiel H 2 +1 SO 4 + Zn 0 = H 2 O + Zn +2 SO 4;
   • Die oxidierenden Eigenschaften von Schwefelsäure sind großartig. Bei Wechselwirkung mit verschiedenen Metallen (außer Pt, Au) kann es zu H 2 S -2, S +4 O 2 oder S 0 reduziert werden, zum Beispiel:
   • 2H 2 +6 SO 4 + 2Ag 0 = S +4 O 2 + Ag 2 +1 SO 4 + 2H 2 O;
   • 5H 2 +6 SO 4 +8Na 0 = H 2 S -2 + 4Na 2 +1 SO 4 + 4H 2 O;
2. Konzentrierte Säure H 2 S +6 O 4 reagiert (beim Erhitzen) auch mit einigen Nichtmetallen und wandelt sich in Schwefelverbindungen mit einer niedrigeren Oxidationsstufe um, zum Beispiel:
   • 2H 2 S +6 O 4 + C 0 = 2S +4 O 2 + C +4 O 2 + 2H 2 O;
   • 2H 2 S +6 O 4 + S 0 = 3S +4 O 2 + 2H 2 O;
   • 5H 2 S +6 O 4 + 2P 0 = 2H 3 P +5 O 4 + 5S +4 O 2 + 2H 2 O;
3. Mit basischen Oxiden:
   • H 2 SO 4 + CuO = CuSO 4 + H 2 O;
4. Mit Hydroxiden:
   • Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 = CuSO 4 + 2H 2 O;
   • 2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O;
5. Wechselwirkung mit Salzen bei Stoffwechselreaktionen:
   • H 2 SO 4 + BaCl 2 = 2HCl + BaSO 4;

Zur Bestimmung dieser Säure und löslicher Sulfate wird die Bildung von BaSO 4 (ein weißer, in Säuren unlöslicher Niederschlag) herangezogen.

Monohydrat ist ein ionisierendes Lösungsmittel mit saurer Natur. Es ist sehr gut, darin Sulfate vieler Metalle aufzulösen, zum Beispiel:

• 2H 2 SO 4 + HNO 3 = NO 2 + + H 3 O + + 2HSO 4 - ;
• HClO 4 + H 2 SO 4 = ClO 4 - + H 3 SO 4 +.

Konzentrierte Säure ist ein ziemlich starkes Oxidationsmittel, insbesondere wenn sie erhitzt wird, zum Beispiel 2H 2 SO 4 + Cu = SO 2 + CuSO 4 + H 2 O.

Als Oxidationsmittel wird Schwefelsäure üblicherweise zu SO 2 reduziert. Es kann aber auf S und sogar auf H 2 S reduziert werden, zum Beispiel H 2 S + H 2 SO 4 = SO 2 + 2H 2 O + S.

Monohydrat ist nahezu nicht in der Lage, elektrischen Strom zu leiten. Umgekehrt sind wässrige Säurelösungen gute Leiter. Schwefelsäure nimmt Feuchtigkeit stark auf und wird daher zum Trocknen verschiedener Gase verwendet. Als Trockenmittel wirkt Schwefelsäure, solange der Wasserdampfdruck über ihrer Lösung geringer ist als ihr Druck im zu trocknenden Gas.

Wenn Sie eine verdünnte Schwefelsäurelösung kochen, wird ihr Wasser entzogen und der Siedepunkt steigt beispielsweise auf 337 °C, wenn Schwefelsäure mit einer Konzentration von 98,3 % zu destillieren beginnt. Umgekehrt verdampft aus konzentrierteren Lösungen überschüssiges Schwefelsäureanhydrid. Der bei einer Temperatur von 337 °C siedende Säuredampf zerfällt teilweise in SO 3 und H 2 O, die sich beim Abkühlen wieder vereinen. Der hohe Siedepunkt dieser Säure eignet sich für die Trennung leichtflüchtiger Säuren aus ihren Salzen beim Erhitzen.

Vorsichtsmaßnahmen beim Umgang mit Säure

Beim Umgang mit Schwefelsäure ist äußerste Vorsicht geboten. Wenn diese Säure auf die Haut gelangt, wird die Haut weiß, dann bräunlich und es treten Rötungen auf. Das umliegende Gewebe schwillt an. Wenn diese Säure auf irgendeinen Körperteil gelangt, muss sie schnell mit Wasser abgewaschen und die verbrannte Stelle mit einer Sodalösung geschmiert werden.

Jetzt wissen Sie, dass Schwefelsäure, deren Eigenschaften gut untersucht wurden, für eine Vielzahl von Produktions- und Mineralgewinnungsprozessen einfach unersetzlich ist.