Sulfatoitu happo: kaava ja kemialliset ominaisuudet

Yksi ensimmäisistä mineraalihappojen, joka tuli tunnetuksi ihmiselle - on rikkihappo, tai sulfaatti. Ei vain sitä, mutta monet sen suoloja käytetään rakentamisessa, lääketieteen, elintarviketeollisuuden ja teknisiin tarkoituksiin. Toistaiseksi tässä suhteessa mikään ei ole muuttunut. Useita ominaisuuksia, jolla on käytössään hapan sulfaatti, on helppo välttämätöntä kemiallisissa synteeseissä. Lisäksi lähes kaikilla teollisuuden aloilla ja arkielämässä käytetään suoloja. Siksi katsomme yksityiskohtaisesti, mitä se on ja mitä omaavilla ominaisuuksia.

Erilaisia nimiä

Aloitetaan siitä, että nimet tässä asiassa paljon. Joukossa ovat ne, jotka muodostuvat järkevä nimikkeistön ja ne, jotka ovat historiallisesti. Niinpä tämä yhdiste on jäljempänä:

• hapan sulfaatti;
• katkeruus;
• rikkihappo;
• oleum.

Vaikka termi "oleum" ei ole täysin sopiva aine, koska se on rikkihapon ja suurempi oksidi rikki - SO _3.

Hapan sulfaatti: molekyylikaava ja rakenne

Näkökulmasta kemiallisia lyhenteitä kirjoittaa kaava tämän hapon voi olla niin: H _{2SO 4.} On selvää, että molekyyli koostuu kahdesta vety kationien ja hapon jäännös anionin - sulfaatti-ionin, jolla on 2+ varaus.

Näin ollen molekyylin sisällä, seuraavat viestintä:

• kovalenttisen polaarinen välillä rikistä ja hapesta;
• voimakkaasti polaariset kovalenttinen välillä vety ja hapon jäännös SO _4.

Sera, jossa on 6 parittomia elektroneja muodostaa kaksi kaksoissidosta kaksi happiatomia. Vaikka pari - yhden, ja ne puolestaan - yhden vedyn. Seurauksena molekyylirakenteen avulla, että se on tarpeeksi vahva. Samaan aikaan, vety kationi on hyvin liikkuvaa ja helppo mennä, koska rikin ja hapen on paljon suurempi elektronegatiivisuus. Vetämällä elektronitiheys itse, ne tarjoavat vedyn osa- positiivinen varaus, joka irrotettaessa on valmis. Näin muodostunut happo ratkaisuja, joissa on H ^+.

Puhuessaan hapetustiloja elementtien yhdiste, hapon sulfaatti kaava jossa H _{2SO 4,} helposti voidaan laskea: vety y + 1, y -2 happi, rikki +6.

Kuten missä tahansa molekyylin, nettovaraus on nolla.

Historia löytö

Sulfaatti happo tiedetään ihmisiä, koska muinaisista ajoista. Jopa alkemistit pystyivät saamaan sen eri menetelmiä kalsinointilisäaineiden sulfaatti. Vuodesta IX luvulla, ihmiset ovat saaneet ja käyttäneet tätä ainetta. Myöhemmin Euroopassa Albertus Magnus oppineet erottamaan hapon parhaillaan hajoaminen rautasulfaattia.

Kuitenkaan mikään menetelmistä ei ollut kannattava. Sitten se saadaan tietää ns synteesi kammion suoritusmuodossa. Tämän poltettaessa rikkiä ja nitraatti, ja kehittynyt höyryjä imeytyy vettä. Tämän seurauksena, hapan sulfaatti muodostunut.

Vielä myöhemmin, British pystyivät löytämään halvimman tapa saada ainetta. Käytimme pyrite - _FeS2 rautapyriitit. Sen ampumisen ja sen jälkeen reaktiolla hapen ovat edelleen yksi tärkeimmistä teollisten prosessien synteesiä varten rikkihappoa. Näitä raaka-aineita enemmän kohtuuhintaisten ja laadun suurtuotantoaan.

fysikaaliset ominaisuudet

On olemassa useita vaihtoehtoja, kuten ulkoinen, joka on erilainen kuin muut hapon sulfaatti. Fysikaaliset ominaisuudet voidaan kuvata muutamia kohtia:

1. Vakio-olosuhteissa, - neste.
2. Tiivistetyssä tilassa se on raskas, rasvainen, josta hänet kutsuttiin "öljy katkeruus".
3. Aine Tiheys - 1,84 g / cm ^3.
4. Se ei ole väriä eikä hajua.
5. Se on vahva "kupari" makua.
6. Se liukenee veteen erittäin hyvin, lähes rajattomat.
7. Hygroskooppinen, se pystyy kuvaamaan sekä vapaan ja sitoutuneen veden kudoksista.
8. Haihtumaton.
9. Kiehumispiste - 296 ° ^C
10. Sulaa 10,3 ^° C: ssa

Yksi tärkeimmistä ominaisuuksista tämä yhdiste on sen kyky hydraatti vapauttaa suuren määrän lämpöä. Siksi jo koulussa, lapset opetetaan, että vettä lisätään happoa joka tapauksessa se on mahdotonta, mutta juuri päinvastoin. Kun kaikki vesi on kevyempi tiheys, joten se kerääntyy pinnalle. Jos dramaattisesti lisätä sen hapon, syntynyttä reaktioseosta liuottamiseksi niin paljon energiaa, että vesi alkaa kiehua ja suihkutetaan yhdessä hiukkasten vaarallinen aine. Se voi aiheuttaa vakavia kemiallisia palovammoja iholle käsissä.

Näin ollen olisi trickle kaada happoa vedessä, sitten seosta kuumennettiin voimakkaasti, mutta kiehuvat ei tapahdu, ja siten roiskeita liikaa.

kemialliset ominaisuudet

Kemiallisesta näkökulmasta, tämä happo on erittäin vahva, varsinkin jos se on väkevöity liuos. Se kaksiemäksinen, kuitenkin vaiheittain dissosioituu muodostaen gidrosulfat- ja sulfaattianioni.

Yleensä, sen vuorovaikutus erilaisten yhdisteiden täyttää kaikki perus tyypilliset reaktiot tämän luokan aineiden. On olemassa esimerkkejä useita yhtälöitä, joka osallistuu sulfaatti happo. Kemialliset ominaisuudet ilmenevät sen vuorovaikutusta:

• suolat;
• metallioksidit ja -hydroksidit;
• amfoteeriset oksidit ja hydroksidit;
• metallien seisoo sähkökemiallisessa sarjassa vety.

Koska tällaisten vuorovaikutusten seurauksena lähes kaikissa tapauksissa keskimääräinen suolat, jotka muodostuvat hapon (sulfaatit), tai hapan (vetysulfaatit).

Erityinen piirre on myös se, että metalli tavalliseen tapaan Me + H _{2SO 4} = MeSO ₄ + H ₂ ↑ Liuokseen, jossa materiaali reagoi eli laimeaa happoa. Jos otamme tiivistetyn tai suuressa määrin tyydyttyneen (oleum), reaktiotuotteet ovat melko erilaisia.

Erityiset ominaisuudet rikkihapon

Näitä ovat vain väkeviä liuoksia vuorovaikutuksen metallien kanssa. Näin ollen on kaavio, joka esittää koko periaatetta reaktioita:

1. Jos metalli on aktiivinen, tulos on muodostumista rikkivedyn, suoloja ja vettä. Että on, rikki pelkistyy -2.
2. Jos keskimääräinen aktiivisuus metalli, tulos - rikki, suola ja vesi. Toisin sanoen, talteenotto sulfaatti-ionin vapaata rikkiä.
3. Metallit alhainen kemiallinen aktiivisuus (vedyn jälkeen) - rikkidioksidia, suola ja vesi. Rikkiä hapetustilassa +4.

Lisäksi erityisiä ominaisuuksia sulfaatti happoja ovat kyky hapettaa joitakin ei-metalleja korkeimmalle hapetustilassa ja reagoivat kompleksiyhdisteiden ja hapettamalla ne yksinkertainen aineita.

Menetelmiä teollisuuden

Sulfaattimenetelmästä rikkihappoa muodostuu kahdenlaisia:

• pin;
• torni.

Molemmat ovat yleisimpiä menetelmiä teollisuudelle maailmanlaajuisesti. Ensimmäinen suoritusmuoto perustuu käyttäen raaka-aineena rauta pyriittiä tai pyriittirikin - _FeS2. Yhteensä on kolme vaihetta:

1. Kalsinointi raaka-aineen muodostamiseksi, kuten tuotteen palamisen rikkidioksidia.
2. Kulkee tätä kaasua happi vanadiinikatalyyttiä muodostamiseksi rikkitrioksidia - SO _3.
3. Absorptiotornin suoritetaan liuottamalla anhydridin liuokseen sulfaatti hapon suuri pitoisuus liuos muodostumista - savuavaa rikkihappoa. Erittäin raskas öljyinen paksu neste.

Toinen suoritusmuoto - on käytännöllisesti katsoen sama, mutta typen oksidien käytetään katalyyttinä. Kannalta parametreja, kuten tuotteiden laadun, kustannusten ja tehon kulutuksen raaka-aineiden puhtaus, suorituskyky, ensimmäinen menetelmä on tehokkaampi ja hyväksyttävää, joten sitä käytetään useammin.

synteesi laboratorio

Jos haluat saada rikkihappoa pieninä määrinä laboratoriokokeet, paras tapa toimia vuorovaikutuksessa rikkivedyn passiivinen metalli sulfaatteja.

Näissä tapauksissa, muodostumista rauta- sulfidi, ja on muodostettu sivutuotteena rikkihappoa. Pienten tutkimukset tällainen vaihtoehto on sopiva, mutta puhtaus tällaisen hapon ei poikkea.

Myös laboratoriossa voi olla kvalitatiivinen vastaus sulfaatti ratkaisuja. Yleisin reagenssi on kloridi barium, koska Ba ^{2 +} -ioneja sekä sulfaattianioni saostuu valkoinen sakka - baryyttia maito: H _{2SO 4} + BaCI ₂ = 2HCl + BaSO ₄ ↓

Yleisin suola

Sulfatoitu happo ja sulfaatteja, jotka se muodostaa, ovat tärkeitä yhdisteitä monilla teollisuuden ja kotitalouksien aloilla, mukaan lukien ruoka. Yleisimmin rikkihappo suoloja ovat seuraavat:

1. Kipsiä (Alabaster, seleniitti). Kemiallinen nimi - vesipitoinen hydratoituja kalsiumsulfaattia. Kaava: CaSO _4. Sitä käytetään rakentamiseen, lääketieteen, sellu- ja paperiteollisuuden, valmistuksessa korut.
2. Baryyttia (raskassälpä). Bariumsulfaattia. Liuos on maitomainen sakka. Jähmeät - läpinäkyviä kiteitä. Käytetään optiset laitteet, röntgensäteilyn, valmistamiseksi eristävän pinnoitteen.
3. Mirabiliittiä (glaubersuolalla). Kemiallinen nimi - kiteistä natriumsulfaattia dekahydraatti. Kaava: Na _{2SO 4} * 10H _2O: Sitä käytetään lääketieteessä laksatiivinen.

Voidaan mainita esimerkkeinä monien suoloista, jotka ovat käytännön merkitystä. Kuitenkin edellä mainitut - yleisin.

sulfaattimustalipeän

Tämä aine on liuos, joka on muodostettu lämpökäsittelyllä puun, eli selluloosa. Päätarkoitus tässä yhteydessä - saat sen Mustalipeäsaippuan dekantoimalla. Kemiallinen koostumus sulfaatti nestettä on seuraava:

• ligniiniä;
• hydroksi;
• monosakkaridit;
• fenolit;
• hartsit;
• ja haihtuvien rasvahappojen;
• sulfidit, kloridit, karbonaatit ja sulfaatit natriumia.

On olemassa kahta päätyyppiä materiaaleista: valkoinen ja musta sulfaattimustalipeän. Valkoinen menee sellu- ja paperiteollisuudessa, ja musta käytetään mustalipeän alalla.

pääsovellukset

Vuotuinen tuotanto rikkihapon on 160000000. Tonnia vuodessa. Tämä on erittäin merkittävä, mikä osoittaa, kuinka tärkeää ja yleisyys tämän yhdisteen. On olemassa useita teollisuudenaloja ja paikoissa, joissa se on välttämätöntä käyttää sulfiittimaiden:

1. Akku elektrolyytti etenkin lyijyä.
2. Laitoksissa, joissa sulfaatti lannoite tuotettu. Suurin osa happo on nimenomaan valmistettaessa mineraalien lannoitus kasveja. Näin ollen, kasvit tuottamiseksi rikkihapon ja lannoitteiden valmistukseen usein rakentaa lähellä.
3. Elintarviketeollisuudessa emulgointiaineena, nimetty E513 koodi.
4. Lukuisat orgaanisen synteesin dehydrausaine, katalyytin. Näin saatu räjähteitä, hartsit, pesuaineet, nailon, polypropeeni ja eteeni, väriaineet, kemiallisia kuituja, esterit ja muut yhdisteet.
5. Käyttää Suodattimet veden puhdistus ja valmistus tislattua vettä.
6. Uuttamisessa käytettävä ja käsittely harvinaisten elementtien malmista.

Myös paljon rikkihappoa käytetään laboratoriokokeisiin, jossa se on tuotettu paikallinen avulla.