酸と塩基は、新進の化学者に教えられる最初のものです。酸の使用は不可欠で無限です。実験室で作業する場合、酸を正しく使用する必要があります。酸がないと多くの化学反応が発生する可能性があります。
最も頻繁に使用される酸の 1 つは硫酸です。すべての酸の王様として広く知られている硫酸は、多くの化学反応や工業プロセスで使用されています。したがって、硫酸の準備 製紙産業、繊維産業などの工業生産だけでなく、実験室での作業での使用量が多いため、最も重要です.
硫酸とは?
硫酸またはビトリオールの油は、非常に腐食性が高く危険な酸です。それは、硫黄、水、酸素の三位一体によって形成されます。これら 3 つの元素の組み合わせは 2:1:4 の比率であり、硫酸の化学式は H2SO4 です。
硫酸は水蒸気に対して非常に高い親和性を持ち、それに溶解するため、純粋な硫酸を地球上で見つけることは不可能です.硫酸の構造には、2 つの酸素原子と 2 つのヒドロキシル基 (OH) に囲まれた中央の硫黄原子が含まれています。
硫酸の構造
中央の硫黄原子は、2 つの酸素原子のそれぞれと二重結合を形成し、ヒドロキシル基の 2 つの酸素と単結合を持っています。硫黄は 6 つの結合を形成し、形式電荷はゼロです。 2 つの単一酸素原子は二重結合しており、それぞれ 2 つの孤立電子対を持ち、形式電荷はゼロです。ヒドロキシル基の形式電荷はゼロであり、ヒドロキシル基の酸素はそれぞれ 2 つの非共有電子対を持っています。
硫酸は無色無臭の酸です。脱水特性で知られており、脱水剤としてよく使用されます。粘性があり、水と混和します。硫酸と水が混ざると大量の熱が発生します。硫酸は常に水に加えられ、その逆ではありません。逆の場合、混合物が沸騰して硫酸の滴が飛び散る原因となる膨大な量の熱が放出されるためです。
お問い合わせ 硫酸の製造工程
硫酸の生産は、多くの産業のバックボーンです。 硫酸の調合 硫酸の生産量からその国の産業力が推測できるほど重要です。
現在、高濃度の硫酸を製造する最良の方法は接触法です。連絡プロセスは 4 段階のプロセスです。このプロセスは、二酸化硫黄の形成によって開始され、発煙硫酸を水に溶解することによる硫酸の形成で終了します。これらのプロセスの中で最も重要なのは、発煙硫酸を生成するために使用される二酸化硫黄の三酸化硫黄への変換を含む 2 番目のプロセスです。
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二酸化硫黄の形成
二酸化硫黄は、業界レベルで 2 つの方法で形成されます。酸素の存在下で純粋な硫黄を加熱するか、金属硫化物を焙焼して二酸化硫黄を得る。これらのプロセスの両方を見ていきます;
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空気中の硫黄の燃焼
燃焼とも呼ばれる酸素の存在下での空気中の物質の燃焼は、その物質の酸化物の形成につながります。同様に、酸素の存在下で硫黄を燃焼させると、硫黄が酸化されて二酸化硫黄が形成されます。反応は次のように与えられます
S + O2 + 熱 → SO2
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金属硫化物の焙煎
焙煎は、過剰な空気中で金属硫化鉱を加熱することを含みます。これにより、それらに存在する硫黄が酸化物を形成し、ガスの形で放出されます。
硫化亜鉛 (亜鉛の硫化鉱) を焙焼する反応は、次のように与えられます。
2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 3SO2
2.二酸化硫黄からの三酸化硫黄の生成
第二段階では、二酸化硫黄を過剰の酸素と反応させて三酸化硫黄を生成します。しかし、三酸化硫黄の形成は、温度と圧力に非常に敏感なプロセスです。反応は次のように与えられます
2SO2 + O2 2SO3
上記の反応は発熱性であり、反応の熱エンタルピーは
ΔH =–196 kJ/mol
ル・シャトリエの原理によれば、低温は三酸化硫黄の形成に有利ですが、温度が非常に低いと、反応速度が遅すぎて経済的な結果が得られないことも意味します。したがって、原子炉塔では摂氏 450 度の妥協温度が使用されます。
ここでも、高圧はより多くの三酸化硫黄の形成に有利に働きますが、反応は 1 ～ 2 気圧で行われます。これは、反応速度の増加は、圧力を増加させるオーバーヘッドに比べて経済的ではないためです。
五酸化バナジウムは、平衡を右側に押し出すために使用される触媒です。
3.発煙硫酸の形成
三酸化硫黄が形成されたので、硫酸に溶解して発煙硫酸を形成します。三酸化硫黄を水に直接加えても硫酸が生成されますが、結果は非常に発熱します。したがって、三酸化硫黄を水に直接添加すると、液体の硫酸ではなく酸の蒸気が生成されます。
一方、オレウムは水に溶けやすく、高濃度の硫酸を形成します。この反応は、三酸化硫黄を水に直接溶解する場合と比較して発熱がなく、形成される酸の濃度をより細かく制御できます。
反応は次のように与えられます
SO3 + H2SO4 → H2S2O7
4.オレウムを水に溶かす
次に発煙硫酸を水に溶かして硫酸を生成します。反応は次のように与えられます
H2S2O7 + H2O → 2H2SO4
結論
硫酸またはビトリオールの油は、非常に腐食性が高く危険な酸です。それは、硫黄、水、酸素の三位一体によって形成されます。これら 3 つの元素の組み合わせは 2:1:4 の比率であり、硫酸の化学式は H2SO4 です。
現在、高濃度の硫酸を製造する最良の方法は接触法です。連絡プロセスは 4 段階のプロセスです。このプロセスは、二酸化硫黄の形成によって開始され、発煙硫酸を水に溶解することによる硫酸の形成で終了します。
