Урок 26 9б 7.12 9а 8.12 Химические реакции, лежащие в основе промышленного способа получения серной кислоты. Химические свойства концентрированной серной кислоты. Химическое загрязнение окружающей среды соединениями серы.
Учить §15, стр 83 -84 концентрированная кислота. Проблемы химического загрязнения самостоятельно
Производство серной кислоты
1 стадия Печь для обжига колчедана 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 + Q
Процесс гетерогенный. 1 Измельчение железного колчедана (пирита)
2 метод «кипящего слоя»
3 800 *С; отвод лишнего тепла
4 увеличение концентрации кислорода в воздухе
2 стадия Контактный аппарат
После очистки, осушки и теплообмена сернистый газ поступает в контактный аппарат, где окисляется в серный ангидрид (450 -500*С, катализатор оксид ванадия (V) V2O5)
2SO2 + O2 ↔ 2SO3 + Q
3 стадия Поглотительная башня.
Однако, если для поглощения оксида серы использовать воду, то образуется серная кислота в виде тумана, состоящего из мельчайших капелек серной кислоты. Для того, чтобы не образовывался сернокислотный туман, используют 98%-ную концентрированную серную кислоту. Оксид серы очень хорошо растворяется в такой кислоте, образуя олеум: H2SO4·nSO3. Применяют керамические насадки и принцип противотока.
nSO3 + H2SO4 → H2SO4·nSO3
Образовавшийся олеум сливают в металлические резервуары и отправляют на склад. Затем олеумом заполняют цистерны, формируют железнодорожные составы и отправляют потребителю.
Общие научные принципы химического производства:
- Непрерывность.
- Противоток
- Катализ
- Увеличение площади соприкосновения реагирующих веществ.
- Теплообмен
- Рациональное использование сырья
Серная кислота - это один из самых важных продуктов в химической промышленности. Она предназначена для производства минеральных удобрений (сульфат аммония, суперфосфат), разнообразных солей и кислот, моющих и лекарственных средств, искусственных волокон, красителей, взрывчатых веществ. Также серная кислота имеет применение в металлургии (например, разложение урановых руд), для очистки нефтепродуктов, для осушки газов и так далее.
С H2ЅО4 – нужно вести себя очень осторожно.
Концентрированная серная кислота реагирует как с металлами до водорода, так и после. НО! Концентрированная серная кислота при комнатной температуре пассивирует железо и алюминий. Поэтому кислоту можно перевозить в стальных цистернах.
Химические свойства концентрированной серной кислоты.
Атом серы в составе кислоты имеет высшую степень окисления +6, поэтому серная кислота проявляет сильные окислительные свойства. Эти свойства проявляются при взаимодействии с металлами, неметаллами, бинарными соединениями, органическими веществами.
Рассмотрим каждое из свойств.
Взаимодействие концентрированной серной кислоты с металлами
1) Алюминий, железо и хром с H2SO4 (конц) в нормальных условиях не реагируют, из-за пассивации. В горячей кислоте металлы растворяются.
2) С платиной и золотом H2SO4 (конц) не реагирует вообще.
Со всеми другими металлами кислота взаимодействует, образуя различные продукты, в зависимости от активности металла.
Металл
|
Продукты
|
Li - Al
|
H2S, соль, вода
|
Mn, Zn
|
S, соль, вода
|
Fe - Pb
|
SO2, соль, вода
|
Cu - Hg
|
SO2, соль, вода
|
Взаимодействие концентрированной серной кислоты с неметаллами
Серная кислота (конц) окисляет некоторые неметаллы (которые проявляют восстановительные свойства), как правило, до максимальной — высшей степени окисления (образуется оксид этого неметалла). Сера при этом тоже восстанавливается до SO2.
Техногенные источники поступления оксидов серы в атмосферу — топливная энергетика (55 %), металлургическая промышленность (25 %), очистка и переработка нефти и угля (10 %), химическая промышленность, транспорт и другие виды хозяйственной деятельности человека (10 %).
|