TANIM

susuz sülfürik asit herhangi bir oranda su ile kolayca karışabilen ağır, viskoz bir sıvıdır: etkileşim, istisnai derecede büyük bir ekzotermik etki (sonsuz seyreltmede ~880 kJ / mol) ile karakterize edilir ve eğer su ise karışımın patlamalı kaynamasına ve sıçramasına neden olabilir. asit eklendi; Bu nedenle, çözeltilerin hazırlanmasında her zaman ters sırayı kullanmak ve asidi suya yavaş yavaş ve karıştırarak eklemek çok önemlidir.

Sülfürik asidin bazı fiziksel özellikleri tabloda verilmiştir.

Susuz H 2 SO 4, bileşiğin iyonik otomatik ayrışmasından (otoprotoliz) ve ayrıca çok sayıda hidrojen bağı olan viskoz bir sıvıdan elektrik akımı akışı.

Tablo 1. Sülfürik asidin fiziksel özellikleri.

sülfürik asit almak

Sülfürik asit, dünyanın herhangi bir yerinde üretilen en önemli endüstriyel kimyasal ve en ucuz dökme asittir.

Konsantre sülfürik asit ("vitriol yağı") ilk önce "yeşil vitriol" FeS04 ×nH20 ısıtılarak elde edildi ve Na2S04 ve NaCl elde etmek için büyük miktarlarda harcandı.

Sülfürik asit üretimi için modern proses, silikon dioksit veya diyatomlu toprak taşıyıcısı üzerine potasyum sülfat ilavesiyle vanadyum(V) oksitten oluşan bir katalizör kullanır. Kükürt dioksit SO2, saf kükürtün yakılması veya bu metallerin ekstraksiyonu sırasında sülfid cevherinin (öncelikle pirit veya Cu, Ni ve Zn cevherleri) kavrulmasıyla elde edilir.Daha sonra SO2, trioksite oksitlenir ve daha sonra sülfürik asit şu şekilde elde edilir: suda çözülür:

S + O 2 → S02 (ΔH 0 - 297 kJ / mol);

SO2 + ½ O2 → SO3 (ΔH 0 - 9.8 kJ / mol);

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 (ΔH 0 - 130 kJ / mol).

Sülfürik asidin kimyasal özellikleri

Sülfürik asit güçlü bir dibazik asittir. İlk aşamada, düşük konsantrasyonlu çözeltilerde neredeyse tamamen ayrışır:

H 2 SO 4 ↔H + + HSO 4 -.

İkinci aşamada ayrışma

HSO 4 - ↔H + + SO 4 2-

daha az ölçüde ilerler. İkinci aşamada sülfürik asidin iyon aktivitesi cinsinden ifade edilen ayrışma sabiti, K 2 = 10 -2.

Bir dibazik asit olarak, sülfürik asit iki dizi tuz oluşturur: orta ve asidik. Sülfürik asidin orta tuzlarına sülfat, asit tuzlarına ise hidrosülfat denir.

Sülfürik asit açgözlülükle su buharını emer ve bu nedenle genellikle gazları kurutmak için kullanılır. Suyu emme yeteneği, konsantre sülfürik aside maruz kaldığında özellikle karbonhidrat sınıfına (lif, şeker vb.) ait olanlar olmak üzere birçok organik maddenin kömürleşmesini de açıklar. Sülfürik asit, suyu oluşturan karbonhidratlardan hidrojen ve oksijeni uzaklaştırır ve karbon, kömür şeklinde salınır.

Konsantre sülfürik asit, özellikle sıcak, kuvvetli bir oksitleyici ajandır. HI ve HBr'yi (ancak HCl'yi değil) serbest halojenlere, kömürü CO2'ye, sülfürü SO2'ye oksitler. Bu reaksiyonlar denklemlerle ifade edilir:

8HI + H2SO4 \u003d 4I2 + H2S + 4H20;

2HBr + H2SO4 \u003d Br 2 + SO2 + 2H20;

C + 2H2SO4 \u003d CO2 + 2SO2 + 2H20;

S + 2H 2 SO 4 \u003d 3SO 2 + 2H 2 O.

Sülfürik asidin metallerle etkileşimi, konsantrasyonuna bağlı olarak farklı şekilde ilerler. Seyreltik sülfürik asit, hidrojen iyonu ile oksitlenir. Bu nedenle, yalnızca hidrojene kadar olan voltaj serisindeki metallerle etkileşime girer, örneğin:

Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2.

Ancak kurşun seyreltik asitte çözünmez çünkü elde edilen PbS04 tuzu çözünmez.

Konsantre sülfürik asit, kükürt (VI) nedeniyle oksitleyici bir maddedir. Gümüş de dahil olmak üzere voltaj serisindeki metalleri oksitler. İndirgeme ürünleri, metalin aktivitesine ve koşullara (asit konsantrasyonu, sıcaklık) bağlı olarak farklı olabilir. Bakır gibi düşük aktif metallerle etkileşime girdiğinde asit, SO 2'ye indirgenir:

Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

Daha aktif metallerle etkileşime girdiğinde, indirgeme ürünleri hem dioksit hem de serbest kükürt ve hidrojen sülfür olabilir. Örneğin, çinko ile etkileşime girdiğinde reaksiyonlar meydana gelebilir:

Zn + 2H2SO4 \u003d ZnSO 4 + SO2 + 2H20;

3Zn + 4H2S04 = 3ZnSO 4 + S↓ + 4H20;

4Zn + 5H 2 SO 4 \u003d 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O.

sülfürik asit kullanımı

Sülfürik asit kullanımı ülkeden ülkeye ve on yıldan on yıla değişir. Bu nedenle, örneğin ABD'de, H 2 SO 4 tüketiminin ana alanı gübre üretimidir (% 70), ardından kimyasal üretim, metalurji, petrol arıtma (her alanda ~% 5). İngiltere'de, tüketimin endüstriye göre dağılımı farklıdır: üretilen H 2 SO 4'ün sadece %30'u gübre üretiminde kullanılır, ancak %18'i boyalara, pigmentlere ve boya ara maddelerine, %16'sı kimyasal üretime, %12'si sabun ve deterjanlara, %10'u doğal ve suni elyaf üretiminde, %2,5'i metalurjide kullanılmaktadır.

Problem çözme örnekleri

ÖRNEK 1

Egzersiz yapmak	Kavurma reaksiyonunda kükürt oksit (IV) verimi %90 ve kükürtün (IV) katalitik oksidasyonunda kükürt oksit (VI) %95 ise bir ton piritten elde edilebilecek sülfürik asit kütlesini belirleyin. teorik olandan.
Çözüm	Pirit ateşlemesi için reaksiyon denklemini yazalım: 4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2. Pirit maddesi miktarını hesaplayın: n(FeS 2) = m(FeS 2) / M(FeS 2); M (FeS 2) \u003d Ar (Fe) + 2 × Ar (S) \u003d 56 + 2 × 32 \u003d 120 g / mol; n (FeS 2) \u003d 1000 kg / 120 \u003d 8,33 kmol. Reaksiyon denkleminde kükürt dioksit katsayısı FeS 2 katsayısının iki katı olduğundan, teorik olarak olası kükürt oksit (IV) maddesi miktarı: n (SO 2) teorisi \u003d 2 × n (FeS 2) \u003d 2 × 8.33 \u003d 16.66 kmol. Ve pratik olarak elde edilen mol kükürt oksit (IV) miktarı: n (SO 2) uygulaması \u003d η × n (SO 2) teorisi \u003d 0,9 × 16,66 \u003d 15 kmol. Sülfür oksidin (IV) kükürt okside (VI) oksidasyonu için reaksiyon denklemini yazalım: 2SO 2 + O 2 \u003d 2SO3. Teorik olarak olası kükürt oksit maddesi (VI) miktarı: n(SO 3) teorisi \u003d n (SO 2) uygulaması \u003d 15 kmol. Ve pratik olarak elde edilen mol kükürt oksit (VI) miktarı: n(SO 3) uygulama \u003d η × n (SO 3) teorisi \u003d 0,5 × 15 \u003d 14,25 kmol. Sülfürik asit üretimi için reaksiyon denklemini yazıyoruz: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4. Sülfürik asit maddesinin miktarını bulun: n (H 2 SO 4) \u003d n (SO 3) uygulaması \u003d 14.25 kmol. Reaksiyon verimi %100'dür. Sülfürik asidin kütlesi: m (H2S04) \u003d n (H2SO4) × M (H2S04); M(H2S04) = 2×Ar(H) + Ar(S) + 4×Ar(O) = 2×1 + 32 + 4×16 = 98 g/mol; m (H 2 SO 4) \u003d 14,25 × 98 \u003d 1397 kg.
Cevap	Sülfürik asit kütlesi 1397 kg

Fiziksel özellikler

Saf %100 sülfürik asit (monohidrat), +10 °C'de kristal bir kütle halinde katılaşan renksiz yağlı bir sıvıdır. Reaktif sülfürik asit genellikle 1.84 g/cm3 yoğunluğa sahiptir ve yaklaşık %95 H2S04 içerir. Sadece -20 °C'nin altında sertleşir.

Monohidratın erime noktası, 10.5 kJ/mol füzyon ısısı ile 10.37 °C'dir. Normal koşullar altında, çok yüksek dielektrik sabiti olan (25 °C'de e = 100) çok viskoz bir sıvıdır. Monohidratın önemsiz kendi elektrolitik ayrışması iki yönde paralel olarak ilerler: [Н 3SO 4 + ]·[НSO 4 - ] = 2 10 -4 ve [Н 3 О + ]·[НS 2 О 7 - ] = 4 10 - 5 . Moleküler iyonik bileşimi yaklaşık olarak aşağıdaki verilerle (% olarak) karakterize edilebilir:

H 2 SO 4 HSO 4 - H 3 SO 4 + H 3 O + HS 2 O 7 - H 2 S 2 O 7

99,50,180,140,090,050,04

Az miktarda su eklendiğinde bile, şemaya göre ayrışma baskın hale gelir: H 2 O + H 2 SO 4<==>H3O + + HSO 4 -

Kimyasal özellikler

H2S04 güçlü bir dibazik asittir.

H2SO4<-->H + + HSO4 -<-->2H + + SO 4 2-

İlk aşama (orta konsantrasyonlar için) %100 ayrışmaya yol açar:

K2 = ( ) / = 1,2 10-2

1) Metallerle etkileşim:

a) seyreltik sülfürik asit, yalnızca hidrojenin solundaki voltaj serisindeki metalleri çözer:

Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (razb) --> Zn +2 SO 4 + H 2 O

b) konsantre H2+6S04 - güçlü bir oksitleyici ajan; metallerle etkileşime girdiğinde (Au, Pt hariç), S +4 O 2, S 0 veya H 2 S -2'ye indirgenebilir (Fe, Al, Cr ayrıca ısıtmadan reaksiyona girmez - pasifleştirilirler):

• 2Ag 0 + 2H 2 +6 SO 4 --> Ag 2 +1 SO 4 + S +4 O 2 + 2H 2 O
• 8Na 0 + 5H 2 +6 SO 4 --> 4Na 2 +1 SO 4 + H 2 S -2 + 4H 2 O
• 2) konsantre H2S +6 O4, güçlü oksitleyici özellikleri nedeniyle bazı metal olmayanlarla ısıtıldığında reaksiyona girer ve daha düşük oksidasyon durumundaki kükürt bileşiklerine dönüşür (örneğin, S + 4 O 2):

С 0 + 2H 2 S +6 O 4 (kons.) --> C +4 O 2 + 2S +4 O 2 + 2H 2 O

S 0 + 2H 2 S +6 O 4 (kons.) --> 3S +4 O 2 + 2H 2 O

• 2P 0 + 5H 2 S +6 O 4 (kons.) --> 5S +4 O 2 + 2H 3 P +5 O 4 + 2H 2 O
• 3) bazik oksitlerle:

CuO + H2SO4 --> CuSO4 + H2O

CuO + 2H + --> Cu 2+ + H 2 O

4) hidroksitler ile:

H 2 SO 4 + 2NaOH --> Na 2 SO 4 + 2H 2 O

H + + OH - --> H 2 O

H 2 SO 4 + Cu(OH) 2 --> CuSO 4 + 2H 2 O

• 2H + + Cu(OH) 2 --> Cu 2+ + 2H 2 O
• 5) tuzlarla reaksiyonları değiştirin:

BaCl 2 + H 2 SO 4 --> BaSO 4 + 2HCl

Ba 2+ + SO 4 2- --> BaSO 4

Beyaz bir BaS04 (asitlerde çözünmez) çökeltisinin oluşumu, sülfürik asit ve çözünür sülfatları tanımlamak için kullanılır.

MgCO 3 + H 2 SO 4 --> MgSO 4 + H 2 O + CO 2 H 2 CO 3

Monohidrat (saf, %100 sülfürik asit), asidik karaktere sahip iyonlaştırıcı bir çözücüdür. Birçok metalin sülfatları içinde iyi çözünür (bisülfatlara dönüşür), diğer asitlerin tuzları ise kural olarak, yalnızca çözülebilirse (bisülfatlara dönüştürülerek) çözünür. Nitrik asit, monohidratta zayıf bir baz gibi davranır HNO 3 + 2 H 2 SO 4<==>H 3 O + + NO 2 + + 2 HSO 4 - perklorik - çok zayıf bir asit olarak Cl > HClO 4). Monohidrat, paylaşılmamış elektron çiftlerine sahip (proton bağlayabilen) atomlar içeren birçok organik maddeyi iyi çözer. Bunlardan bazıları daha sonra çözeltiyi suyla seyrelterek değişmeden izole edilebilir. Monohidrat yüksek bir kriyoskopik sabite (6,12°) sahiptir ve bazen moleküler ağırlıkları belirlemek için bir ortam olarak kullanılır.

Konsantre H2S04, özellikle ısıtıldığında (genellikle SO 2'ye indirgenir) oldukça güçlü bir oksitleyici ajandır. Örneğin, HI ve kısmen HBr'yi (ancak HCl'yi değil) serbest halojenlere oksitler. Aynı zamanda birçok metali - Cu, Hg, vb. oksitler (oysa altın ve platin, H 2 SO 4'e göre kararlıdır). Yani bakır ile etkileşim şu denkleme göre gider:

Cu + 2 H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + H 2 O

Oksitleyici bir ajan olarak hareket eden sülfürik asit genellikle S02'ye indirgenir. Bununla birlikte, en güçlü indirgeyici ajanlarla S ve hatta H 2 S'ye indirgenebilir Konsantre sülfürik asit, aşağıdaki denkleme göre hidrojen sülfür ile reaksiyona girer:

H 2 SO 4 + H 2 S \u003d 2H 2 O + SO 2 + S

Ayrıca gaz halindeki hidrojen tarafından kısmen indirgendiği ve bu nedenle onu kurutmak için kullanılamayacağı belirtilmelidir.

Pirinç. 13.

Konsantre sülfürik asidin suda çözünmesine, önemli bir ısı salınımı (ve sistemin toplam hacminde bir miktar azalma) eşlik eder. Monohidrat neredeyse elektriği iletmez. Buna karşılık, sulu sülfürik asit çözeltileri iyi iletkenlerdir. Şekilde görüldüğü gibi. 13, yaklaşık %30 asit maksimum elektrik iletkenliğine sahiptir. Eğrinin minimumu, H2SO4 ·H2O bileşimine sahip bir hidrata karşılık gelir.

Monohidratın suda çözünmesi üzerine açığa çıkan ısı (çözeltinin nihai konsantrasyonuna bağlı olarak) 84 kJ/mol H2S04'e kadardır. Aksine, önceden 0 °C'ye soğutulmuş %66 sülfürik asidin karla (ağırlıkça 1:1) karıştırılmasıyla, -37 °C'ye kadar sıcaklıkta bir düşüş sağlanabilir.

H2S04'ün sulu çözeltilerinin yoğunluğunun konsantrasyonuyla (ağırlıkça%) değişimi aşağıda verilmiştir:

Bu verilerden görülebileceği gibi, ağırlıkça 90'ın üzerindeki sülfürik asit konsantrasyonunun yoğunluğunun belirlenmesi. % oldukça yanlış olur. Farklı sıcaklıklarda farklı konsantrasyonlarda H2SO4 çözeltileri üzerindeki su buharı basıncı, Şek. 15. Sülfürik asit, ancak çözeltisi üzerindeki su buharı basıncı, kurutulmakta olan gazdaki kısmi basıncından daha az olduğu sürece bir kurutma maddesi olarak hareket edebilir.

Pirinç. on beş.

Pirinç. 16. H 2 SO 4 çözeltileri üzerinde kaynama noktaları. H2SO4 çözümleri.

Seyreltik bir sülfürik asit çözeltisi kaynatıldığında, su ondan damıtılır ve kaynama noktası,% 98.3 H2S04 damıtılmaya başladığında 337 ° C'ye yükselir (Şekil 16). Aksine, fazla sülfürik anhidrit daha konsantre çözeltilerden uçar. 337 °C'de kaynayan sülfürik asit buharı, soğutma üzerine yeniden birleşen H2O ve S03'e kısmen ayrışır. Sülfürik asidin yüksek kaynama noktası, ısıtıldığında uçucu asitleri tuzlarından (örneğin, NaCl'den HCl) izole etmek için kullanılmasına izin verir.

Fiş

Monohidrat, konsantre sülfürik asidin -10°C'de kristalleştirilmesiyle elde edilebilir.

Sülfürik asit üretimi.

• 1. aşama. Pirit fırını.
• 4FeS 2 + 11O 2 --> 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q

Süreç heterojendir:

• 1) demir piritin (pirit) öğütülmesi
• 2) "akışkan yatak" yöntemi
• 3) 800°С; aşırı ısının uzaklaştırılması
• 4) havadaki oksijen konsantrasyonunda artış
• 2. aşama. Temizleme, kurutma ve ısı değişiminden sonra, kükürt dioksit, sülfürik anhidrite oksitlendiği temas aparatına girer (450 ° C - 500 ° C; katalizör V 2 O 5):
• 2SO2 + O2
• 3. aşama. Absorpsiyon kulesi:

nSO 3 + H 2 SO 4 (kons) --> (H 2 SO 4 nSO 3) (oleum)

Sis oluşumu nedeniyle su kullanılamaz. Seramik nozulları ve karşı akış ilkesini uygulayın.

Başvuru.

Unutma! Sülfürik asit, suya küçük porsiyonlarda dökülmelidir, tersi olmamalıdır. Aksi takdirde, şiddetli bir kimyasal reaksiyon meydana gelebilir ve bunun sonucunda bir kişi ciddi yanıklar alabilir.

Sülfürik asit, kimya endüstrisinin ana ürünlerinden biridir. Mineral gübreler (süperfosfat, amonyum sülfat), çeşitli asitler ve tuzlar, ilaç ve deterjanlar, boyalar, yapay lifler, patlayıcıların üretimine gider. Metalurjide (örneğin uranyum cevherlerinin ayrışması), petrol ürünlerinin saflaştırılmasında, kurutucu olarak vb.

Pratik olarak önemli olan, çok güçlü (% 75'in üzerinde) sülfürik asidin demir üzerinde hareket etmemesidir. Bu, çelik tanklarda saklamanızı ve taşımanızı sağlar. Aksine, seyreltik H2S04, hidrojen salınımı ile demiri kolayca çözer. Oksitleyici özellikler bunun için tipik değildir.

Güçlü sülfürik asit nemi kuvvetli bir şekilde emer ve bu nedenle genellikle gazları kurutmak için kullanılır. Hidrojen ve oksijen içeren birçok organik maddeden teknolojide sıklıkla kullanılan suyu alır. Aynı şekilde (güçlü H 2 SO 4'ün oksitleyici özellikleriyle birlikte) bitki ve hayvan dokuları üzerindeki yıkıcı etkisi ile ilişkilidir. Çalışma sırasında yanlışlıkla cilde veya elbiseye bulaşan sülfürik asit hemen bol su ile yıkanmalı, ardından etkilenen bölge seyreltik amonyak solüsyonu ile nemlendirilmeli ve tekrar su ile durulanmalıdır.

Kükürt, periyodik tablonun altıncı grubu ve üçüncü periyodunda yer alan kimyasal bir elementtir. Bu yazımızda kimyasalını, üretimini, kullanımını vb. detaylı bir şekilde inceleyeceğiz. Fiziksel özellik, renk, elektriksel iletkenlik seviyesi, kükürt kaynama noktası vb. gibi özellikleri içerir. Kimyasal, diğer maddelerle etkileşimini tanımlar.

Fizik açısından kükürt

Bu kırılgan bir maddedir. Normal şartlar altında, katı bir agregasyon halindedir. Kükürt limon sarısı bir renge sahiptir.

Ve çoğunlukla, tüm bileşiklerinin sarı tonları vardır. Suda çözünmez. Düşük ısı ve elektrik iletkenliğine sahiptir. Bu özellikler onu tipik bir metal olmayan olarak karakterize eder. Sülfürün kimyasal bileşiminin hiç de karmaşık olmamasına rağmen, bu maddenin çeşitli varyasyonları olabilir. Her şey, hangi atomların bağlı olduğu kristal kafesin yapısına bağlıdır, ancak molekül oluşturmazlar.

Yani, ilk seçenek eşkenar dörtgen kükürt. O en kararlı. Bu tür kükürtün kaynama noktası dört yüz kırk beş santigrat derecedir. Ancak belirli bir maddenin gaz halinde kümelenme durumuna geçmesi için önce sıvı halden geçmesi gerekir. Böylece, kükürtün erimesi yüz on üç santigrat derece olan bir sıcaklıkta gerçekleşir.

İkinci seçenek monoklinik kükürttür. Koyu sarı renkli iğne şeklinde kristallerdir. Birinci tip kükürtün erimesi ve daha sonra yavaş soğuması bu tipin oluşumuna yol açar. Bu çeşitlilik hemen hemen aynı fiziksel özelliklere sahiptir. Örneğin, bu tür kükürtün kaynama noktası hala aynı dört yüz kırk beş derecedir. Ayrıca, bu maddenin plastik gibi bir çeşitliliği vardır. Neredeyse kaynama derecesine kadar ısıtılmış soğuk suya dökülerek elde edilir. Bu tip kükürtün kaynama noktası aynıdır. Ancak maddenin kauçuk gibi esneme özelliği vardır.

Bahsetmek istediğim fiziksel özelliğin bir diğer bileşeni de kükürtün tutuşma sıcaklığıdır.

Bu gösterge, malzemenin türüne ve kaynağına bağlı olarak değişebilir. Örneğin, teknik kükürtün tutuşma sıcaklığı yüz doksan derecedir. Bu oldukça düşük bir rakam. Diğer durumlarda, kükürtün parlama noktası iki yüz kırk sekiz derece ve hatta iki yüz elli altı olabilir. Her şey, hangi malzemeden çıkarıldığına, hangi yoğunluğa sahip olduğuna bağlıdır. Ancak kükürtün yanma sıcaklığının diğer kimyasal elementlerle karşılaştırıldığında oldukça düşük olduğu sonucuna varabiliriz, yanıcı bir maddedir. Ek olarak, bazen kükürt, sekiz, altı, dört veya iki atomdan oluşan moleküller halinde birleşebilir. Şimdi, kükürdü fizik açısından ele alarak, bir sonraki bölüme geçelim.

Kükürtün kimyasal karakterizasyonu

Bu element nispeten düşük bir atom kütlesine sahiptir, mol başına otuz iki grama eşittir. Kükürt elementinin özelliği, bu maddenin farklı derecelerde oksidasyona sahip olma özelliği gibi bir özelliğini içerir. Bunda, örneğin hidrojen veya oksijenden farklıdır. Kükürt elementinin kimyasal özelliği nedir sorusu düşünüldüğünde şartlara bağlı olarak hem indirgeyici hem de oksitleyici özellikler sergilediğinden bahsetmemek mümkün değil. Bu nedenle, belirli bir maddenin çeşitli kimyasal bileşiklerle etkileşimini düşünün.

Kükürt ve basit maddeler

Basit maddeler, yalnızca bir kimyasal element içeren maddelerdir. Atomları, örneğin oksijen durumunda olduğu gibi moleküller halinde birleşebilir veya metallerde olduğu gibi birleşmeyebilir. Böylece kükürt metaller, diğer metal olmayanlar ve halojenlerle reaksiyona girebilir.

metallerle etkileşim

Bu tür bir işlemi gerçekleştirmek için yüksek bir sıcaklık gereklidir. Bu koşullar altında, bir ilave reaksiyonu meydana gelir. Yani metal atomları kükürt atomlarıyla birleşerek karmaşık maddeler sülfürler oluşturur. Örneğin, iki mol potasyumu bir mol kükürt ile karıştırarak ısıtırsanız, bu metalin bir mol sülfürünü elde edersiniz. Denklem aşağıdaki biçimde yazılabilir: 2K + S = K 2 S.

Oksijen ile reaksiyon

Bu kükürt yanmasıdır. Bu işlemin bir sonucu olarak oksit oluşur. İkincisi iki tip olabilir. Bu nedenle, kükürtün yanması iki aşamada gerçekleşebilir. Birincisi, bir mol kükürt ve bir mol oksijenin bir mol kükürt dioksit oluşturduğu zamandır. Bu kimyasal reaksiyon için denklemi aşağıdaki gibi yazabilirsiniz: S + O 2 \u003d SO 2. İkinci aşama, dioksite bir oksijen atomunun daha eklenmesidir. Bu, yüksek sıcaklıkta iki mol oksijene bir mol oksijen eklerseniz olur. Sonuç, iki mol kükürt trioksittir. Bu kimyasal etkileşimin denklemi şöyle görünür: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3. Bu reaksiyon sonucunda sülfürik asit oluşur. Böylece, açıklanan iki işlemi gerçekleştirerek, ortaya çıkan trioksiti bir su buharı jetinden geçirmek mümkündür. Ve alıyoruz Böyle bir reaksiyon için denklem şu şekilde yazılır: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4.

Halojenlerle etkileşim

Diğer metal olmayanlar gibi kimyasal, bu madde grubuyla reaksiyona girmesine izin verir. Flor, brom, klor, iyot gibi bileşikleri içerir. Sülfür, sonuncusu hariç, bunlardan herhangi biriyle reaksiyona girer. Örnek olarak, düşündüğümüz periyodik tablonun elementinin florlanma sürecini verebiliriz. Bahsedilen metal olmayan bir halojen ile ısıtılarak, iki çeşit florür elde edilebilir. İlk durum: Bir mol kükürt ve üç mol flor alırsak, formülü SF 6 olan bir mol florür elde ederiz. Denklem şöyle görünür: S + 3F 2 = SF 6. Ek olarak ikinci bir seçenek daha var: Bir mol kükürt ve iki mol flor alırsak, SF 4 kimyasal formülüne sahip bir mol florür elde ederiz. Denklem aşağıdaki biçimde yazılır: S + 2F 2 = SF 4 . Gördüğünüz gibi, hepsi bileşenlerin karıştırıldığı oranlara bağlıdır. Aynı şekilde kükürtün klorlanması (iki farklı madde de oluşturulabilir) veya brominasyon işlemi yapmak mümkündür.

Diğer basit maddelerle etkileşim

Kükürt elementinin karakterizasyonu burada bitmiyor. Madde ayrıca hidrojen, fosfor ve karbon ile kimyasal reaksiyona girebilir. Hidrojen ile etkileşim nedeniyle sülfit asit oluşur. Metallerle reaksiyonunun bir sonucu olarak, sülfürün aynı metalle doğrudan reaksiyonu ile de elde edilen sülfürleri elde edilebilir. Hidrojen atomlarının kükürt atomlarına eklenmesi, yalnızca çok yüksek sıcaklık koşulları altında gerçekleşir. Kükürt fosfor ile reaksiyona girdiğinde fosfit oluşur. Aşağıdaki formüle sahiptir: P 2 S 3. Bu maddenin bir molünü elde etmek için iki mol fosfor ve üç mol kükürt almanız gerekir. Kükürt karbon ile etkileşime girdiğinde, metal olmayan olarak kabul edilen karbür oluşur. Kimyasal formülü şöyle görünür: CS 2. Bu maddenin bir molünü elde etmek için bir mol karbon ve iki mol kükürt almanız gerekir. Yukarıda açıklanan tüm ekleme reaksiyonları, yalnızca reaktanlar yüksek sıcaklıklara ısıtıldığında meydana gelir. Kükürtün basit maddelerle etkileşimini düşündük, şimdi bir sonraki noktaya geçelim.

Kükürt ve kompleks bileşikler

Bileşikler, molekülleri iki (veya daha fazla) farklı elementten oluşan maddelerdir. Sülfürün kimyasal özellikleri, alkaliler gibi bileşiklerin yanı sıra konsantre sülfat asidi ile reaksiyona girmesine izin verir. Bu maddelerle reaksiyonları oldukça tuhaftır. İlk olarak, söz konusu metal olmayan alkali ile karıştırıldığında ne olduğunu düşünün. Örneğin, altı mol alıp bunlara üç mol kükürt eklerseniz, iki mol potasyum sülfit, bir mol verilen metal sülfit ve üç mol su elde edersiniz. Bu tür bir reaksiyon aşağıdaki denklemle ifade edilebilir: 6KOH + 3S \u003d 2K 2 S + K2SO 3 + 3H 2 O. Aynı prensibe göre, eklerseniz etkileşim oluşur. Sonraki, konsantre bir çözelti olduğunda kükürt davranışını düşünün üzerine sülfat asidi eklenir. Birinci maddenin bir molünü ve ikinci maddenin iki molünü alırsak, aşağıdaki ürünleri elde ederiz: üç mol miktarında kükürt trioksit ve ayrıca su - iki mol. Bu kimyasal reaksiyon, yalnızca reaktanlar yüksek bir sıcaklığa ısıtıldığında gerçekleşebilir.

Kabul edilen metal olmayanların elde edilmesi

Sülfürün çeşitli maddelerden ekstrakte edilebileceği birkaç ana yöntem vardır. İlk yöntem onu ​​piritten izole etmektir. İkincisinin kimyasal formülü FeS 2'dir. Bu madde oksijene erişim olmadan yüksek bir sıcaklığa ısıtıldığında, başka bir demir sülfür - FeS - ve kükürt elde edilebilir. Reaksiyon denklemi aşağıdaki gibi yazılmıştır: FeS 2 \u003d FeS + S. Endüstride sıklıkla kullanılan kükürt elde etmenin ikinci yöntemi, az miktarda oksijen koşulu altında kükürt sülfürün yanmasıdır. Bu durumda, metal olmayan ve su olarak kabul edilenleri alabilirsiniz. Reaksiyonu gerçekleştirmek için bileşenleri ikiye bir molar oranda almanız gerekir. Sonuç olarak, nihai ürünleri ikiye iki oranında elde ederiz. Bu kimyasal reaksiyonun denklemi şu şekilde yazılabilir: 2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O. Ek olarak, çeşitli metalurjik işlemler sırasında, örneğin nikel gibi metallerin üretiminde kükürt elde edilebilir, bakır ve diğerleri.

Endüstriyel kullanım

Düşündüğümüz metal olmayan, kimya endüstrisinde en geniş uygulamasını bulmuştur. Yukarıda belirtildiği gibi, burada ondan sülfat asidi elde etmek için kullanılır. Ayrıca kükürt, yanıcı bir malzeme olması nedeniyle kibrit imalatında bir bileşen olarak kullanılır. Ayrıca patlayıcı, barut, maytap vb. üretiminde de vazgeçilmezdir. Ayrıca haşere kontrol ürünlerinde kükürt maddelerden biri olarak kullanılmaktadır. Tıpta, cilt hastalıkları için ilaç üretiminde bir bileşen olarak kullanılır. Ayrıca söz konusu madde çeşitli boyaların üretiminde kullanılmaktadır. Ayrıca fosfor üretiminde de kullanılır.

Sülfürün elektronik yapısı

Bildiğiniz gibi, tüm atomlar, içinde protonların - pozitif yüklü parçacıklar - ve nötronların, yani. sıfır yüklü parçacıklardan oluşan bir çekirdekten oluşur. Elektronlar çekirdeğin etrafında negatif bir yük ile dönerler. Bir atomun nötr olması için yapısında aynı sayıda proton ve elektrona sahip olması gerekir. İkincisi daha varsa, bu zaten bir negatif iyondur - bir anyon. Aksine, proton sayısı elektron sayısından fazlaysa, bu pozitif bir iyon veya katyondur. Kükürt anyonu bir asit kalıntısı olarak hareket edebilir. Sülfür asit (hidrojen sülfür) ve metal sülfit gibi maddelerin moleküllerinin bir parçasıdır. Bir madde suda çözündüğünde meydana gelen elektrolitik ayrışma sırasında bir anyon oluşur. Bu durumda, molekül, bir metal veya hidrojen iyonu olarak temsil edilebilen bir katyona ve ayrıca bir katyona - bir asit kalıntısının bir iyonuna veya bir hidroksil grubuna (OH-) ayrışır.

Periyodik tablodaki sülfürün seri numarası on altı olduğundan, çekirdeğinde tam olarak bu sayıda proton olduğu sonucuna varabiliriz. Buna dayanarak, etrafında dönen on altı elektronun da olduğunu söyleyebiliriz. Nötron sayısı, kimyasal elementin seri numarasını molar kütleden çıkararak bulunabilir: 32 - 16 \u003d 16. Her elektron rastgele dönmez, belirli bir yörünge boyunca. Kükürt, periyodik tablonun üçüncü periyoduna ait kimyasal bir element olduğu için çekirdeğin etrafında üç yörünge vardır. Birincisinin iki elektronu var, ikincisinin sekizi ve üçüncüsünün altısı var. Kükürt atomunun elektronik formülü şu şekilde yazılır: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Doğada yaygınlık

Temel olarak, dikkate alınan kimyasal element, çeşitli metallerin sülfürleri olan minerallerin bileşiminde bulunur. Her şeyden önce pirit - demir tuzu; aynı zamanda kurşun, gümüş, bakır cilası, çinko blende, cinnabar - cıva sülfürdür. Ek olarak, yapısı üç veya daha fazla kimyasal elementle temsil edilen minerallerin bileşimine kükürt de dahil edilebilir.

Örneğin kalkopirit, mirabilit, kieserit, alçıtaşı. Her birini daha ayrıntılı olarak düşünebilirsiniz. Pirit, bir ferrum sülfür veya FeS2'dir. Altın bir parlaklığa sahip açık sarı bir renge sahiptir. Bu mineral genellikle mücevher yapımında yaygın olarak kullanılan lapis lazuli'de bir kirlilik olarak bulunabilir. Bunun nedeni, bu iki mineralin genellikle ortak bir tortuya sahip olmasıdır. Bakır parlaklığı - kalkosit veya kalkozin - metale benzer mavimsi gri bir maddedir. ve gümüş parlaklık (arjantit) benzer özelliklere sahiptir: ikisi de metal gibi görünür, gri bir renge sahiptir. Cinnabar, gri yamaları olan kahverengimsi kırmızı donuk bir mineraldir. Kimyasal formülü CuFeS 2 olan kalkopirit altın sarısıdır, aynı zamanda altın blende olarak da adlandırılır. Çinko blende (sfalerit) kehribardan ateşli turuncuya kadar bir renge sahip olabilir. Mirabilite - Na 2 SO 4 x10H 2 O - şeffaf veya beyaz kristaller. Tıpta da kullanılır. Kieseritin kimyasal formülü MgSO 4 xH 2 O'dur. Beyaz veya renksiz bir toza benziyor. Alçının kimyasal formülü CaSO 4 x2H 2 O'dur. Ayrıca bu kimyasal element, canlı organizmaların hücrelerinin bir parçasıdır ve önemli bir eser elementtir.

sülfürik asidin özellikleri

Susuz sülfürik asit (monohidrat), büyük miktarda ısı açığa çıkararak suyla her oranda karışan ağır yağlı bir sıvıdır. 0°C'deki yoğunluk 1.85 g/cm3'tür. 296°C'de kaynar ve -10°C'de donar. Sülfürik aside sadece monohidrat değil, aynı zamanda sulu çözeltileri () ve ayrıca oleum adı verilen monohidrat () içindeki kükürt trioksit çözeltileri denir. Oleum, ondan desorpsiyon nedeniyle havada "sigara içiyor". Saf sülfürik asit renksizdir, ticari asit ise safsızlıklarla birlikte koyu renklidir.

Yoğunluk, kristalleşme sıcaklığı, kaynama noktası gibi sülfürik asidin fiziksel özellikleri bileşimine bağlıdır. Şek. 1, sistemin bir kristalizasyon diyagramını gösterir. İçindeki maksimum, bileşiklerin bileşimine karşılık gelir veya minimumların varlığı, iki maddenin karışımlarının kristalleşme sıcaklığının, her birinin kristalleşme sıcaklığından daha düşük olmasıyla açıklanır.

Pirinç. bir

Susuz %100 sülfürik asit, 10.7 °C'lik nispeten yüksek bir kristalleşme sıcaklığına sahiptir. Ticari bir ürünün nakliye ve depolama sırasında donma olasılığını azaltmak için, teknik sülfürik asit konsantrasyonu, yeterince düşük bir kristalleşme sıcaklığına sahip olacak şekilde seçilir. Endüstri, üç tip ticari sülfürik asit üretmektedir.

Sülfürik asit çok aktiftir. Metal oksitleri ve çoğu saf metali çözer; yüksek sıcaklıklarda diğer tüm asitleri tuzlardan uzaklaştırır. Özellikle açgözlü sülfürik asit, hidrat verme özelliğinden dolayı su ile birleşir. Suyu diğer asitlerden, kristal tuzlardan ve hatta hidrokarbonların oksijen türevlerinden alır; bunlar suyun kendisi değil, hidrojen ve oksijen kombinasyonu H: O = 2. selüloz, nişasta ve şeker içeren odun ve diğer bitki ve hayvan dokularıdır. konsantre sülfürik asitte yok edildi; su asitle bağlanır ve dokudan sadece ince dağılmış karbon kalır. Seyreltik asitte selüloz ve nişasta parçalanarak şekerleri oluşturur. Konsantre sülfürik asit insan derisi ile temas ederse yanıklara neden olur.

Nispeten düşük üretim maliyeti ile birlikte sülfürik asidin yüksek aktivitesi, uygulamasının muazzam ölçeğini ve aşırı çeşitliliğini önceden belirlemiştir (Şekil 2). Çeşitli miktarlarda sülfürik asit veya ondan yapılan ürünleri tüketmemiş bir endüstri bulmak zordur.

Pirinç. 2

En büyük sülfürik asit tüketicisi, mineral gübrelerin üretimidir: süperfosfat, amonyum sülfat ve diğerleri.Birçok asit (örneğin, fosforik, asetik, hidroklorik) ve tuzlar, büyük ölçüde sülfürik asit yardımıyla üretilir. Sülfürik asit, demir dışı ve nadir metallerin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Metal işleme endüstrisinde, sülfürik asit veya tuzları, çelik ürünleri boyama, kalaylama, nikel kaplama, krom kaplama vb. Petrol ürünlerini rafine etmek için önemli miktarlarda sülfürik asit kullanılır. Bir dizi boya (kumaşlar için), vernikler ve boyalar (binalar ve makineler için), tıbbi maddeler ve bazı plastiklerin elde edilmesi de sülfürik asit kullanımı ile ilişkilidir. Sülfürik asit, etil ve diğer alkollerin yardımıyla bazı esterler, sentetik deterjanlar, tarımsal zararlılar ve yabani otlarla mücadele için bir takım pestisitler üretilir. Sülfürik asit ve tuzlarının seyreltik çözeltileri suni ipek üretiminde, tekstil endüstrisinde elyaf veya kumaşları boyamadan önce işlemek için ve ayrıca hafif sanayinin diğer dallarında kullanılır. Gıda endüstrisinde sülfürik asit nişasta, melas ve bir dizi başka ürünün üretiminde kullanılmaktadır. Taşıma, kurşun sülfürik asit piller kullanır. Sülfürik asit, gazları kurutmak ve asitleri konsantre etmek için kullanılır. Son olarak, nitrasyon işlemlerinde ve çoğu patlayıcının üretiminde sülfürik asit kullanılır.