Asam sulfat. Formula, sifat, produksi lan aplikasi

Asam sulfat nduweni jeneng sajarah: minyak vitriol. Sinau asam wiwit saka jaman kuna, ing tulisan kasebut digambarake: dokter Yunani Dioscorides, naturalis Romawi Pliny the Elder, alchemis Islam Geber, Razi lan Ibn Sina, liyane. Ing Sumer, ana daftar vitriol, sing diklasifikasikake kanthi werna zat. Saiki tembung "vitriol" nggabungake hidrasi kristal sulfat saka logam divalent.

Ing abad kaping 17, kimiawan Jerman-Walanda, Johann Glauber, nyekel asam sulfat kanthi ngobong belerang karo kalium nitrat (KNO3) ana ing ngarsane uap banyu. Taun 1736, Joshua Ward (apoteker saka London) nggunakake metode iki ing produksi. Wektu iki bisa dianggep minangka titik referensi, nalika asam sulfat wis diproduksi ing skala gedhe. Rumus kasebut (H2SO4), kaya sing umum diyakini, didegake dening ahli kimia Swedia Berzelius (1779-1848), kang banjur diarani bisu.

Berzelius didegaké kanthi bantuan simbol huruf (unsur-unsur kimia) lan indeks numerik ngisor (nuduhake nomer atom ing spesies tartamtu) sing siji molekul ngandhut 1 atom sulfur (S), 2 atom hidrogen (H) lan 4 atom oksigen (O ). Saka wektu iki, komposisi kualitatif lan kuantitatif saka molekul iki dikenal, yaiku, asam sulfur dicritake ing basa kimia.

Rumus struktur, nuduhake sacara grafis ing antarané atom lan ikatan kimia ing antarané ana ing molekul (biasané ditulis minangka garis), ngandharaké yèn ana atom belerang ing tengah molekul, sing disambung karo ikatan rangkep rong atom oksigen. Kanthi loro atom oksigen, kanggo saben atom hidrogen sing ditempelake, atom sulfur padha disambungake dening siji ikatan.

Properties

Asam sulfat iku cairan rada kuning utawa ora ana warna, cairan viscous larut ing banyu ing konsentrasi sembarang. Iku asam mineral kuwat . Asam banget agresif marang logam (konsentrasi ora sesambungan karo wesi tanpa pemanasan, lan passivates iku), rock, jaringan kewan utawa bahan liyane. Ditondoake kanthi dhuwur hygroscopicity lan sifat sing diucapake saka oksidator kuwat. Ing suhu 10.4 ° C, asam kasebut ngalangi. Nalika dipanaskan nganti 300 ° C, asam ameh 99% bakal ngilangi sulfur anhidrida (SO3).

Properti kasebut beda-beda gumantung saka konsentrasi larutan banyu. Ana jeneng umum sing ditampa kanggo solusi asam. Asam enzim dianggep nganti 10%. Rechargeable - saka 29 kanggo 32%. Ing konsentrasi kurang saka 75% (kaya kasebut ing GOST 2184), diarani menara. Yen konsentrasi 98%, banjur wis dadi asam sulfat sing wis dikonsentrasi. Formula (Kimia utawa struktural) ing kabeh kasus tetep ora owah.

Nalika asam sulfat dibubaraké ing anhydrida sulfurik, asam sulfurik oleum utawa fuming dibentuk, rumus kasebut bisa ditulis minangka: H2S2O7. Asam murni (H2S2O7) minangka padhet karo titik lebur 36 ° C. Reaksi hidrasi asam sulfat dicirikan kanthi nyepetake panas ing jumlah gedhe.

Asam sing diencerake bereaksi karo logam, reacting karo, ngatonake sifat-sifat oksidator sing kuwat. Ing wektu sing padha, asam sulfat dipulihake, rumus saka zat sing digawé sing ngurangi (nganti + 4, 0 utawa -2) atom sulfur bisa: SO2, S utawa H2S.

Reaksi karo non-logam, umpamane, karbon utawa belerang:

2 H2SO4 + C → 2 SO2 + CO2 + 2 H2O

2 H2SO4 + S → 3 SO2 + 2 H2O

Reaksi karo natrium klorida:

H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCl

Punika ditondoi dening réaksi substitusi elektrofilik saka atom hidrogen sing dipasang ing cincin benzena saka senyawa aromatik menyang klompok -SO3H.

Nampa

Ing taun 1831, cara kontak kanggo nggolèki H2SO4 wis dipatèni, sing saiki dadi sing utama. Saiki, paling akeh asam sulfat digawe kanthi cara iki. Minangka bahan mentah, bijih sulfida digunakake (luwih asring pirit besi, FeS2), sing dipecat ing tungku-tendha khusus, nalika gas calcining dibentuk. Wiwit suhu gas 900 ° C, disejukkan karo asam sulfat kanthi konsentrasi 70%. Banjur, gas ing siklon lan precipitator elektrostatis dibersihake saka bledug, ing menara wisuh karo asam ing konsentrasi 40 lan 10% saka racun katalitik (As2O5 lan fluorine), ing precipitator elektrostatik wet saka aerosol asam. Sabanjure, gas sing dikalor lebokake sing ngasilake 9% sulfur dioksida (SO2) wis garing lan panganan menyang alat kontak. Melu liwat 3 lapisan katalis vanadium, SO2 dioksidasi dadi SO3. Kanggo mbubarake anhydride sulfur sing dibentuk, asam sulfat sing dikonsep digunakake. Rumus kanggo larutan sulfur anhidrida (SO3) ing asam sulfat anhidrat yaiku H2S2O7. Ing wangun iki, oleum ing tangki-tangkapan baja diangkut menyang konsumen, ing ngendi diencerake ing konsentrasi sing dikarepake.

Aplikasi

Amarga sipat kimia sing beda, H2SO4 nduweni macem-macem aplikasi. Ing produksi asam kasebut, minangka elektrolit ing baterai timbal asam, kanggo maneka maneka warna agen pembersih, uga minangka reagen penting ing industri kimia. Uga digunakake ing produksi: alkohol, plastik, pewarna, karet, eter, adhesif, bahan peledak, sabun lan deterjen, obat-obatan, selulosa lan kertas, produk minyak bumi.