Кислота серная
-
Химическая формула H2SO4
-
Молекулярная масса (по международным атомным массам 1971 г.) - 98,08
-
Плотность вещества 1,8356 г/см3
Серная кислота - сильная двухосновная кислота (высшая степень окисления серы). При обычных условиях концентрированная серная кислота - это тяжёлая маслянистая жидкость без цвета и запаха.
В технике серной кислотой называют её смеси как с водой, так и с серным ангидридом.
Растворы серного ангидрида SO3 в 100% серной кислоте H2SO4 называются – олеумом. Они образуют два соединения H2SO4·SO3 и H2SO4·2SO3.
Олеум - вязкая бесцветная жидкость или легкоплавкие кристаллы, способные приобретать самые различные оттенки из-за наличия примесей. На воздухе "дымит", в соединении с водой выделяет очень большое количество тепла. Концентрация серного ангидрида колеблеться в очень широких пределах: от единиц до десятков процентов. В сравнении с концентрированной серной кислотой, Олеум обладает максимальным водоотнимающим и окислительным действием. Используется в промышленности при производстве серной кислоты. В органической химии используется как сульфирующий, водоотнимающий или окисляющий реагент.
Производство серной кислоты
Основой для получения серной кислоты служат:
-
сера,
-
сероводород,
-
сульфиды металлов,
-
сульфаты железа, кальция и др,
-
отходящие газы теплоэлектростанций.
Основные стадии получения серной кислоты:
-
Абсорбция SO3
-
Окисление SO2 в SO3
-
Обжиг сырья с получением SO2
В промышленности как правило используют два способа окисления SO2 в производстве серной кислоты:
-
контактный - с использованием твердых катализаторов (контактов),
-
нитрозный - с оксидами азота.
Применение
Серную кислоту используют:
-
при производстве минеральных удобрений;
-
как электролит в свинцовых аккумуляторах;
-
для получения различных минеральных кислот и солей;
-
в производстве химических волокон, красителей, дымообразующих веществ и взрывчатых веществ;
-
в нефтяной, металлообрабатывающей, текстильной, кожевенной и др. отраслях промышленности;
-
в пищевой промышленности - зарегистрирована в качестве пищевой добавки E513 (эмульгатор);
-
в промышленном органическом синтезе в реакциях: гидратации (этанол из этилена); дегидратации (получение диэтилового эфира, сложных эфиров); сульфирования (синтетические моющие средства и промежуточные продукты в производстве красителей); алкилирования (получение изооктана, полиэтиленгликоля, капролактама) и др.
-
для получения водного раствора кислота серная концентрации 14,5% - 40%
Кислота серная техническая ГОСТ 2184-2013
Техническая серная кислота разработана для производства удобрений, искусственного волокна, капролактама, двуокиси титана, этилового спирта, анилиновых красителей и целого ряда других производств. По ГОСТ 2184-2013 различают следующие виды технической серной кислоты:
-
контактную (улучшенную и техническую 1 и 2 сорт);
-
олеум (улучшенный и технический);
-
башенную;
-
регенерированную.
По физико-химическим показателям, необходимо чтобы серная кислота соответствовала нормам:
| Наименование показателя | Норма | ||||||
| Контактная | Олеум | Башенная | Регенери- рованная |
||||
| улучшенная | техническая | улучшенный | технический | ||||
| 1-й сорт | 2-й сорт | ||||||
| 1.Массовая доля моногидрата (H2SO4), % | 92,5-94,0 | не менее 92,5 | не нормируется |
не менее 75 | не менее 91 | ||
| 2.Массовая доля свободного серного ангидрида (SO3), % не более | – | – | – | 24 | 19 | – | – |
| 3.Массовая доля железа (Fe), %, не более | 0,006 | 0,02 | 0,1 | 0,006 | не нормируется |
0,05 | 0,2 |
| 4.Массовая доля остатка после прокаливания, %, не более | 0,02 | 0,05 | не нормируется |
0,02 | то же | 0,3 | 0,4 |
| 5.Массовая доля окислов азота (N2O3), %, не более | 0,00005 | не нормируется |
0.0002 | не нормируется |
0,05 | 0,01 | |
| 6.Массовая доля нитросоединений, %, не более | не нормируется |
0,2 | |||||
| 7.Массовая доля мышьяка (As), %, не более | 0,00008 | не нормируется |
0,00008 | не нормируется |
|||
| 8.Массовая доля хлористых соединений (Cl), %, не более | 0,0001 | не нормируется |
|||||
| 9.Массовая доля свинца (Pb), %, не более | 0,001 | не нормируется |
0,0001 | не нормируется |
|||
| 10.Прозрачность | прозрачная без разбав. |
не нормируется |
|||||
| 11.Цвет, см3 раствора сравнения, не более | 1 | 6 | не нормируется |
||||
Кислота серная аккумуляторная ГОСТ 667-73
Концентрированная аккумуляторная серная кислота специализирована в качестве электролита для заливки свинцовых аккумуляторов после разбавления ее дистиллированной водой. По физико-химическим показателям, необходимо чтобы аккумуляторная серная кислота соответствовала нормам, указанным в таблице.
| Наименование показателя | Норма | |
| Высший сорт | 1-й сорт | |
| 1. Массовая доля моногидрата (Н2SO4),% | 92 –94 | 92 – 94 |
| 2. Массовая доля железа (Fе), %, не более | 0,005 | 0,010 |
| 3. Массовая доля остатка после прокаливания, %, не более | 0.02 | 0,03 |
| 4. Массовая доля окислов азота (N2O3), %, не более | 0,00003 | 0,0001 |
| 5. Массовая доля мышьяка (As), %, не более | 0,00005 | 0,00008 |
| 6. Массовая доля хлористых соединений (Cl), %, не более | 0,0002 | 0,0003 |
| 7. Массовая доля марганца (Mn), %, не более | 0,00005 | 0,0001 |
| 8. Массовая доля суммы тяжелых металлов в пересчете на свинец (Pb), %, не более | 0,01 | 0,01 |
| 9. Массовая доля меди (Cu), %,не более | 0,0005 | 0,0005 |
| 10. Массовая доля веществ, восстанавливающих KMnO4, см3 раствора с (1/5 KMnO4) =0,01 моль/дм3, не более | 4,5 | 7 |
Упаковка, транспортирование, хранение
Модернизированную серную кислоту перевозят в железнодорожных цистернах из кислотостойкой стали с нанесением трафаретов "Улучшенная серная кислота", "Опасно", а также трафарета приписки.
Техническую серную кислоту первого и второго сортов, башенную и регенерированную кислоты транспортируют в железнодорожных сернокислотных цистернах, в том числе и в стальных контейнерах, стальных бочках по ГОСТ 6247. Транспортировку Олеума осуществляют в специальных олеумных цистернах отправителя с утеплением или устройством для подогрева с нанесением трафаретов "Олеум" или "Олеум улучшенный", "Опасно", а также трафарета приписки.
Транспортировку технической серной кислоты осуществляют железнодорожным транспортом в цистернах и автомобильным транспортом в контейнерах и бочках, соответствуя правилам перевозки грузов, которые действуют на каждом виде транспорта. Заполнение цистерн, контейнеров и бочек рассчитывают с учетом полного использования их емкости и объемного расширения продукта при возможном перепаде температуры в пути следования.
Техническая серная кислота первого и второго сортов, модернизированный и технический олеум, башенная и регенерированная кислоты должны храниться в емкостях из стали или спецстали, как нефутерованных, так и футерованных кислотоупорным кирпичом или кислотоустойчивым материалом.
Модернизированную серную кислоту необходимо хранить у потребителя в чистых герметически закрытых емкостях из нержавеющей стали или стальных емкостях - марки Ст3 по ГОСТ 380, футерованных кислотоупорными плиткой или кирпичом.
Аккумуляторную серную кислоту наливают в специальные сернокислотные цистерны с нанесением трафаретов "Аккумуляторная серная кислота", "Опасно", а также трафарета приписки, в контейнеры из нержавеющей стали марки ЭИ-448 по ГОСТ 5632-72 и в контейнеры, которые внутри защищены фторопластом или в стеклянные бутыли. Стеклянные бутыли, необходимо закрывать стеклянными притертыми или навинчивающимися полиэтиленовыми или пластмассовыми крышками.
Цистерны перед заливом следует тщательно осматривать с внутренней стороны, они должны быть очищены от грязных остатков.
Меры предосторожности
Серная кислота техническая пожаро- и взрывобезопасна, при соединении ее с водой, происходит бурная реакция с большим выделением тепла, паров и газов.
Техническая серная кислота очень токсична. По степени воздействия на организм, относится к веществам второго класса опасности.
Предельно допустимая концентрация паров серной кислоты в воздухе рабочей зоны производственных помещений - 1 мг/м3
Работая с серной кислотой, необходимо соблюдать меры безопасности. В наличии следует иметь специальную одежду и обувь, а также средства индивидуальной защиты.