Сірчана кислота
Кислота сірчана
Хімічна формула H2SO4 Молекулярна маса (за міжнародними атомними масами 1971 р.) - 98,08 Щільність речовини 1,8356 г/см 3
Сірчана кислота - сильна двоосновна кислота (вища міра окислення сірки). За звичайних умов концентрована сірчана кислота - це важка масляниста рідина без кольору та запаху. У техніці сірчаною кислотою називають її суміші як з водою, так і з сірчаним ангідридом. Розчини сірчаного ангідриду SO3 в 100% сірчаної кислоти H2SO4 називаються -олеумом. Вони утворюють дві сполуки H2SO4·SO3 та H2SO4·2SO3.Олеум - в'язка безбарвна рідина або легкоплавкі кристали, здатні набувати найрізноманітніших відтінків через наявність домішок. На повітрі "димить", у поєднанні з водою виділяє дуже велику кількість тепла. Концентрація сірчаного ангідриду коливається у дуже широких межах: від одиниць до десятків відсотків. У порівнянні з концентрованою сірчаною кислотою, Олеум має максимальну водовіднімну та окислювальну дію. Використовується в промисловості під час виробництва сірчаної кислоти. В органічній хімії використовується як сульфуючий, водовіднімний або реагент, що окислює.
Виробництво сірчаної кислоти
Основою для отримання сірчаної кислоти є:
- сірка,
- сірководень,
- сульфіди металів,
- сульфати заліза, кальцію та ін,
- гази теплоелектростанцій, що відходять.
Основні стадії отримання сірчаної кислоти:
У промисловості як правило використовують два способи окислення SO2 у виробництві сірчаної кислоти:
- контактний - з використанням твердих каталізаторів (контактів), - нітрозний - з оксидами азоту.
Застосування
Сірчану кислоту використовують:
- під час виробництва мінеральних добрив;
- як електроліт у свинцевих акумуляторах;
- для отримання різних мінеральних кислот та солей;
- у виробництві хімічних волокон, барвників, димоутворюючих речовин та вибухових речовин;
- у нафтовій, металообробній, текстильній, шкіряній та інших галузях промисловості;
- у харчовій промисловості - зареєстрована як харчова добавка E513 (емульгатор);
- у промисловому органічному синтезі у реакціях:
- гідратації (етанол з етилену);
- дегідратації (отримання діетилового ефіру, складних ефірів);
- сульфування (синтетичні миючі засоби та проміжні продукти у виробництві барвників);
- алкілування (отримання ізооктану, поліетиленгліколю, капролактаму) та ін.
Кислота сірчана технічна ГОСТ 2184-77
Технічна сірчана кислота розроблена для виробництва добрив, штучного волокна, капролактаму, двоокису титану, етилового спирту, анілінових барвників та цілого ряду інших виробництв. За ГОСТ 2184-77 розрізняють такі види технічної сірчаної кислоти:
- контактну (покращену та технічну);
- олеум (покращений та технічний);
- баштову;
- регенеровану.
За фізико-хімічними показниками необхідно, щоб сірчана кислота відповідала нормам:
Кислота сірчана акумуляторна ГОСТ 667-73
Концентрована акумуляторна сірчана кислота спеціалізована як електроліт для заливки акумуляторів свинцевих після розведення її дистильованою водою. За фізико-хімічними показниками необхідно, щоб акумуляторна сірчана кислота відповідала нормам, зазначеним у таблиці.
| Найменування показника | Норма | |
| Вищий сорт | 1-й сорт | |
| 1. Масова частка моногідрату (Н2SO4), % | 92 -94 | 92 – 94 |
| 2. Масова частка заліза (Fе), %, не більше | 0,005 | 0,010 |
| 3. Масова частка залишку після прожарювання, %, не більше | 0.02 | 0,03 |
| 4. Масова частка оксидів азоту (N2O3), %, не більше | 0,00003 | 0,0001 |
| 5. Масова частка миш'яку (As), %, не більше | 0,00005 | 0,00008 |
| 6. Масова частка хлористих сполук (Cl), %, не більше | 0,0002 | 0,0003 |
| 7. Масова частка марганцю (Mn), %, не більше | 0,00005 | 0,0001 |
| 8. Масова частка суми важких металів у перерахунку на свинець (Pb), %, не більше | 0,01 | 0,01 |
| 9. Масова частка міді (Cu), %, не більше | 0,0005 | 0,0005 |
| 10. Масова частка речовин, що відновлюють KMnO4, см 3 розчину (1/5 KMnO4) =0,01 моль/дм 3 , не більше | 4,5 | 7 |
Упаковка, транспортування, зберігання
Модернізовану сірчану кислоту перевозять у залізничних цистернах із кислотостійкої сталі з нанесенням трафаретів "Покращена сірчана кислота", "Небезпечно", а також трафарету приписки. Технічну сірчану кислоту першого і другого сортів, баштову та регенеровану кислоти транспортують у залізничних сірчанокислотних цистернах, у тому числі і в сталевих контейнерах, сталевих бочках за ГОСТ 6247. Транспортування Олеуму здійснюють у спеціальних олеумних цистернах відправника дляпідігріву з нанесенням трафаретів "Олеум" або "Олеум покращений", "Небезпечно", а також трафарету приписки.
Транспортування технічної сірчаної кислоти здійснюють залізничним транспортом у цистернах та автомобільним транспортом у контейнерах та бочках, відповідаючи правилам перевезення вантажів, що діють на кожному виді транспорту. Заповнення цистерн, контейнерів та бочок розраховують з урахуванням повного використання їх ємності та об'ємного розширення продукту при можливому перепаді температури в дорозі.
Технічна сірчана кислота першого і другого сортів, модернізований та технічний олеум, баштова та регенерована кислоти повинні зберігатися в ємностях зі сталі або спецсталі, як нефутерованих, так і футерованих кислототривкою цеглою або кислотостійким матеріалом. Модернізовану сірчану кислоту необхідно зберігати у споживача в чистих герметично закритих ємностях із нержавіючої сталі або сталевих ємностях - марки Ст3 за ГОСТ 380, футерованих кислототривкою плиткою або цеглою.
Акумуляторну сірчану кислоту наливають у спеціальні сірчанокислотні цистерни з нанесенням трафаретів "Акумуляторна сірчана кислота", "Небезпечно", а також трафарету приписки, в контейнери з нержавіючої сталі марки ЕІ-448 за ГОСТ 5632-72 і в контейнери, які всередині скляні пляшки. Скляні пляшки, необхідно закривати скляними притертими або поліетиленовими або пластмасовими кришками, що нагвинчуються.
Цистерни перед затокою слід ретельно оглядати із внутрішньої сторони, вони мають бути очищені від брудних залишків.
Запобіжні заходи
Сірчана кислота технічна пожежо- та вибухобезпечна, при з'єднанні її з водою, відбувається бурхлива реакція з великим виділенням тепла, пари тагазів. Технічна сірчана кислота дуже токсична. За ступенем впливу на організм відноситься до речовин другого класу небезпеки. Гранично допустима концентрація парів сірчаної кислоти в повітрі робочої зони виробничих приміщень - 1 мг/м 3 Працюючи з сірчаною кислотою, необхідно дотримуватись заходів безпеки. В наявності слід мати спеціальний одяг та взуття, а також засоби індивідуального захисту.