Axit sulfate: Công thức hóa học và tính chất

Một trong những axit khoáng đầu tiên, trở thành con người biết đến - là axit sulfuric, hoặc sulfat. Không chỉ là thế, nhưng nhiều muối của nó được sử dụng trong xây dựng, y tế, công nghiệp thực phẩm và cho các mục đích kỹ thuật. Cho đến nay trong lĩnh vực này, không có gì đã thay đổi. Một số đặc điểm mà sở hữu phèn, giúp bạn dễ dàng không thể thiếu trong quá trình tổng hợp hóa học. Thêm vào đó, trong thực tế tất cả các lĩnh vực của ngành công nghiệp và đời sống hàng ngày được sử dụng muối của chúng. Do đó, chúng ta xem xét một cách chi tiết những gì nó là gì và những gì các đặc điểm tính chất trưng bày là.

Một loạt các tên

Hãy bắt đầu với thực tế là các tên trong này quan trọng hơn rất nhiều. Trong số đó có những người được hình thành bởi một danh pháp hợp lý, và những người có trong lịch sử. Do đó, hợp chất này được gọi là:

• phèn;
• vitriol;
• axit sunfuric;
• ôleum.

Mặc dù thuật ngữ "ôleum" không phải là hoàn toàn phù hợp với chất bởi vì nó là một hỗn hợp của axit sulfuric và oxit cao hơn lưu huỳnh - SO _3.

phèn: công thức và cấu trúc phân tử

Từ quan điểm của chữ viết tắt hóa viết công thức của axit này có thể là như vậy: H ₂ SO _4. Rõ ràng là các phân tử gồm hai cation hydro và dư lượng anion axit - sulfate ion có một lần sạc 2+.

Do đó trong phân tử, thông tin liên lạc sau:

• kết cộng hóa trị phân cực giữa lưu huỳnh và oxy;
• kết cộng hóa trị mạnh mẽ cực giữa hydro và dư lượng axit SO _4.

Sera có 6 electron chưa ghép cặp tạo thành hai liên kết đôi để hai nguyên tử oxy. Ngay cả với một cặp vợ chồng - duy nhất, và những người lần lượt - một hydro duy nhất. Theo kết quả của cấu trúc phân tử cho phép nó có đủ mạnh. Đồng thời, các cation hydro là rất di động và dễ dàng để đi, bởi vì lưu huỳnh và oxi là lớn hơn nhiều trong điện âm. Kéo mật độ electron tự, họ cung cấp một hydro một phần điện tích dương, mà khi tách xong. Do đó hình thành dung dịch axit, trong đó là H ^+.

Phát biểu về các trạng thái oxi hóa của các nguyên tố trong hợp chất, các sulfate công thức axit trong đó H ₂ SO _4, dễ dàng cho phép tính: hydrogen y 1, y -2 oxy, lưu huỳnh ở 6.

Như trong bất kỳ phân tử, phí ròng là zero.

Lịch sử phát hiện

phèn được biết đến với những người từ thời xa xưa nhất. Ngay cả nhà giả kim thuật đã có thể nhận được nó phương pháp khác nhau của nung sulfate. Từ thế kỷ thứ IX, người ta đã nhận được và sử dụng chất này. Sau đó ở châu Âu Albertus Magnus học để trích xuất các axit trong quá trình phân hủy của sắt sunfat.

Tuy nhiên, không ai trong số các phương pháp là không có lợi nhuận. Sau đó, nó trở nên nổi tiếng cái gọi là hiện thân buồng tổng hợp. Đối với lưu huỳnh này đốt và nitrat, và hơi tiến hóa hấp thụ nước. Kết quả là, phèn hình thành.

Tuy nhiên sau đó, người Anh đã có thể tìm ra phương pháp rẻ nhất của việc thu thập các chất. Chúng tôi sử dụng pyrit - FeS _2, pirit sắt. bắn của nó và phản ứng tiếp theo với oxy vẫn là một trong những quá trình công nghiệp quan trọng nhất cho quá trình tổng hợp acid sulfuric. nguyên liệu như vậy dễ tiếp cận hơn, giá cả phải chăng và chất lượng phục vụ sản xuất khối lượng lớn.

tính chất vật lý

Có một số tùy chọn, bao gồm cả bên ngoài, đó là khác biệt so với phèn khác. tính chất vật lý có thể được mô tả trong một vài điểm:

1. Trong điều kiện tiêu chuẩn, - lỏng.
2. Trong một nhà nước tập trung nó là nặng, dầu, mà ông gọi là "dầu của vitriol".
3. Chất Mật độ - 1,84 g / cm ^3.
4. Nó không có màu hoặc mùi.
5. Nó có một mạnh "đồng" hương vị.
6. Nó tan trong nước rất tốt, hầu như không giới hạn.
7. Hút ẩm, nó có thể chụp cả nước tự do và bị ràng buộc từ các mô.
8. Các không bay hơi.
9. Sôi điểm - 296 ° ^C.
10. Melting ở 10,3 ^° C

Một trong những tính năng quan trọng nhất của hợp chất này là khả năng hydrat hóa với việc phát hành một lượng lớn nhiệt. Đó là lý do tại sao ngay cả ở trường, trẻ em được dạy rằng nước được thêm vào axít trong bất kỳ trường hợp nó là không thể, nhưng điều ngược lại. Sau khi tất cả, nước nhẹ về mật độ, vì vậy nó sẽ tích tụ trên bề mặt. Nếu đột ngột thêm nó vào axit, phản ứng dẫn đến tan ra quá nhiều năng lượng mà nước bắt đầu sôi lên và được phun cùng với các hạt của một chất nguy hiểm. Nó có thể gây bỏng hóa chất nghiêm trọng cho da tay.

Do đó, nên nhỏ giọt đổ axit vào nước, sau đó hỗn hợp được nung nóng mạnh, nhưng sôi không xảy ra, và do đó bắn tung tóe quá.

tính chất hóa học

Từ quan điểm hóa học, axit này là rất mạnh mẽ, đặc biệt là nếu nó được tập trung giải quyết. Nó dibasic, tuy nhiên từng bước phân ly để tạo thành anion gidrosulfat- và sulfat.

Nói chung, sự tương tác của nó với các hợp chất khác nhau đáp ứng tất cả các phản ứng cơ bản tiêu biểu của lớp này của các chất. Có những ví dụ về một vài phương trình mà tham phèn. tính chất hóa học được thể hiện trong sự tương tác của nó với:

• muối;
• oxit và hydroxit kim loại;
• oxit lưỡng tính và hydroxit;
• kim loại đứng trong loạt điện hóa để hydro.

Như một kết quả của sự tương tác như vậy trong hầu như tất cả các trường hợp, các muối trung bình hình thành của axit (sunfat), hoặc có tính axit (sunfat hydro).

Một tính năng đặc biệt cũng là một thực tế rằng các kim loại theo cách thông thường nhớ + H ₂ SO ₄ = Meso ₄ + H ₂ ↑ dung dịch chất phản ứng, ví dụ: pha loãng axit. Nếu chúng ta hãy tập trung hoặc bão hòa cao (ôleum), các sản phẩm phản ứng khá khác nhau.

tính chất đặc biệt của axit sunfuric

Chúng bao gồm một giải pháp tương tác chỉ tập trung với các kim loại. Như vậy, có một biểu đồ hiển thị toàn bộ nguyên tắc của các phản ứng:

1. Nếu kim loại đang hoạt động, kết quả là sự hình thành của sunfua hydro, muối và nước. Nghĩa là, lưu huỳnh được giảm xuống còn -2.
2. Nếu hoạt động trung bình của kim loại, kết quả - lưu huỳnh, muối và nước. Đó là, sự phục hồi của các ion sulfate để lưu huỳnh miễn phí.
3. Kim loại hoạt động thấp hóa học (sau khi hydro) - sulfur dioxide, muối và nước. Các lưu huỳnh trong trạng thái ôxi hóa 4.

Ngoài ra tính chất đặc biệt sulfate axit là khả năng ôxi hóa một số phi kim loại trạng thái oxy hóa cao nhất của họ và phản ứng với các hợp chất phức tạp và oxy hóa chúng với các chất đơn giản.

Các phương pháp sản xuất công nghiệp

quá trình sunfat axit sunfuric gồm hai loại cơ bản:

• pin;
• tháp.

Cả hai đều là những phương pháp phổ biến nhất trong ngành công nghiệp trên toàn thế giới. Các phương án thứ nhất được dựa trên sử dụng làm nguyên liệu pirit sắt hoặc lưu huỳnh pyrit - FeS _2. Trong tổng số có ba giai đoạn:

1. Nung của nguyên liệu để tạo thành như một sản phẩm của quá trình đốt cháy lưu huỳnh đioxit.
2. Đi qua khí này thông qua oxy qua một chất xúc tác vanadi để tạo thành lưu huỳnh trioxit - SO _3.
3. Tháp hấp thụ được tiến hành hòa tan các anhydride trong dung dịch acid sulfate với việc hình thành giải pháp tập trung cao - ôleum. Rất nặng nhờn lỏng dày.

Một phương án thứ hai - là hầu như giống nhau, nhưng các oxit nitơ được sử dụng như chất xúc tác. Về mặt thông số như chất lượng sản phẩm, chi phí và tiêu thụ điện năng, độ tinh khiết của nguyên liệu, hiệu suất, phương pháp đầu tiên là hiệu quả hơn và có thể chấp nhận, vì vậy nó được sử dụng thường xuyên hơn.

phòng thí nghiệm tổng hợp

Nếu bạn muốn nhận được axit sulfuric với số lượng nhỏ để thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, cách tốt nhất để tương tác với hydrogen sulfide sunfat kim loại hoạt động.

Trong những trường hợp này, sự hình thành của sunfua sắt, và được hình thành như một sản phẩm phụ của axit sunfuric. Đối với nghiên cứu nhỏ tùy chọn như vậy là phù hợp, nhưng sự tinh khiết của axit như vậy sẽ không có khác nhau.

Ngoài ra trong phòng thí nghiệm có thể là một phản ứng định tính đến giải pháp sulfat. Các thuốc thử phổ biến nhất là clorua của bari, kể từ Ba ²⁺ ion cùng với anion sulfate kết tủa trong kết tủa trắng - sữa barit: H ₂ SO ₄ + ₂ = BaCL 2HCL + Baso ₄ ↓

Các muối phổ biến nhất

Sunfat axit và sunfat mà nó tạo thành, là những hợp chất quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và hộ gia đình, trong đó có thực phẩm. Các muối axit sunfuric thường nhất như sau:

1. Thạch cao (thạch cao tuyết hoa, selenite). Tên hóa - dịch nước ngậm canxi sulfat. Công thức: CaSO _4. Nó được sử dụng trong xây dựng, thuốc men, bột giấy và ngành công nghiệp giấy, sản xuất đồ trang sức.
2. Barite (barytes). Bari sulfat. Giải pháp là một kết tủa trắng đục. Ở dạng rắn - tinh thể trong suốt. Được sử dụng trong các thiết bị quang học, bức xạ tia X, để sản xuất một lớp vỏ cách điện.
3. Mirabilite (muối Glauber). Tên hóa - tinh thể natri sulfat decahydrate. Công thức: Na ₂ SO ₄ * 10H ₂ O. Nó được sử dụng trong y học như thuốc nhuận tràng.

Người ta có thể trích dẫn như ví dụ về nhiều muối, đó là ý nghĩa thực tiễn. Tuy nhiên, nói trên - phổ biến nhất.

kraft rượu

Chất này là một giải pháp được hình thành bởi các điều trị nhiệt của gỗ, ví dụ cellulose. Mục đích chính của kết nối này - có được xà phòng rượu của mình bằng cách giải quyết. Thành phần hóa học của rượu sulfate là như sau:

• lignin;
• hydroxy;
• monosaccharides;
• phenol;
• nhựa;
• và axit béo dễ bay hơi;
• sulfide, clorua, cacbonat và sunfat natri.

Có hai loại chính của vật liệu: màu trắng và màu đen kraft rượu. Trắng đi vào ngành công nghiệp giấy và bột giấy, và đen dùng cho xà phòng rượu đen trong ngành.

ứng dụng chính

Việc sản xuất hàng năm của axit sulfuric là 160 triệu. Tấn mỗi năm. Đây là một con số rất đáng kể, trong đó cho thấy tầm quan trọng và phổ biến của hợp chất này. Có một số ngành công nghiệp và những nơi nó là cần thiết việc sử dụng phèn:

1. Pin như điện giải, đặc biệt là trong chì.
2. Trong các nhà máy phân bón ở đâu sulphate sản xuất. Phần lớn các axit chính là sản xuất các nhà máy khoáng bón phân. Vì vậy, thực vật để sản xuất axit sulfuric và sản xuất phân bón thường xây dựng chặt chẽ.
3. Trong ngành công nghiệp thực phẩm như một chất nhũ hóa, được chỉ định đang E513.
4. tổng hợp hữu cơ nhiều như một chất khử nước, một chất xúc tác. Do đó thu được chất nổ, các loại nhựa, chất tẩy rửa, nylon, polypropylene và ethylene, thuốc nhuộm, sợi hóa học, este và các hợp chất khác.
5. Sử dụng các bộ lọc để lọc nước và sản xuất nước cất.
6. Được sử dụng trong khai thác và chế biến của các yếu tố hiếm từ quặng.

Cũng có rất nhiều axit sulfuric được chi cho các bài kiểm tra trong phòng thí nghiệm, nơi nó được sản xuất bằng phương tiện của địa phương.