Производство серной кислоты
«Едва найдется другое, искусственно добываемое вещество, столь часто применяемое в технике, как серная кислота…»
(Д. И. Менделеев)
FeS2 - пирит, серный колчедан, железный колчедан
S8самородная ромбическая сера
H2S – сероводород
С u2S; ZnS; PbS – сульфиды цветных металлов
CaSO4*2H2O – гипс
Технология производства
Технология производства
I стадия: Обжиг пирита
Печь для обжига в
«кипящем слое»
1. Крупные куски пирита дробят, мелкие спекают;
2. Обогащают воздух кислородом;
3. Теплообмен, т.к. температура выше 8000C;
4. Толстые стены печи обшиты сталью.
II стадия. Циклон
Очистка от
крупной пыли.
Двойной цилиндр, центробежная сила, сила гравитационного притяжения.
II стадия. Электрофильтр
Очистка от
мелкой пыли
Сетка заряжена положительно
Проволока отрицательно
II стадия. Сушильная башня
Керамические трубки - «насадка», увеличивают площадь соприкосновения.
Концентрированная серная кислота сверху, «печной газ» снизу.
Очистка «печного
газа»
Теплообменник и контактный аппарат
Теплообмен:
III стадия.
Окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI)
2 SO2(г) + O2(г) Û 2 SO3(г) +Q
1.Соединения
2.Экзотермическая
3.Гомогенная
4.Каталитическая
5.Обратимая
6.Окислительно-восстановительная
Поглотительная
башня
Керамические трубки - увеличение площади соприкосновения.
Серная кислота сверху, оксид серы (VI) снизу.
Принцип противотока.
Получение олеума
SO3 + H2SO4 ® H2S2O7
Дисерная к-та
H2S2O7 + SO3 ® H2S3O10ОЛЕУМ
Трисерная к-та
H2S3O10 + SO3 ® H2S4O13
Тетрасерная к-та
IV стадия.
Поглощение оксида серы (VI) водой
SO3(г) + Н 2О (ж) ® Н 2SO4(ж) + Q
1.Соединения
2.Экзотермическая
3.Гетерогенная
4.Некаталитическая
5.Необратимая
6.Без изменения степеней окисления
Полный процесс производства H2SO4
Применение серной кислоты
Ø1. Производство минеральных удобрений.
Ø2. Производство сульфатов (солей серной кислоты).
Ø3. Производство синтетических волокон.
Ø4. Черная и цветная металлургия.
Ø5. Производство органических красителей.
Ø6. Спирты, кислоты, эфиры(орг. вещества).
Ø7. Пищевая промышленность(патока, глюкоза), эмульгатор (загуститель) Е513.
Ø8. Нефтехимия(минеральные масла).
Ø9. Производство взрывчатых веществ
Применение серной кислоты
Технологические принципы производства серной кислоты
1. Принцип непрерывности
2. Принцип комплексного использования сырья, использование отходов другого производства
3. Принцип безотходного производства
4. Принцип теплообмена
5. Принцип противотока («кипящий слой»)
6. Принцип автоматизации и механизации производственных процессов.
Транспортировка и хранение серной кислоты
Транспортируют в железнодорожных и автоцистернах из кислотостойкой стали
Хранят в герметически закрытых емкостях из полимера или нержавеющей стали, покрытой кислотоупорной плёнкой
Решение экологических проблем
1. Использование технологических схем, сводящих к минимуму загрязнение атмосферы
2. Совершенствование технологического
оборудования, в частности различных фильтров и поглотителей
Серная кислота
Выполнила ученица 9 «А» класса Смольянинова Юлия.
- Серная кислота - это бесцветная маслянистая жидкость.
- Застывает в кристаллическую массу при температуре +10°С.
- Серная кислота имеет плотность 1,84г/см3.
- 1 литр такой кислоты весит 2кг.
- Затвердевает кислота при температуре -20°С.
- При растворении этой кислоты в воде будет выделено большое количество теплоты вследствие образования гидратов.
- Эти гидраты можно выделить из раствора при низких температурах в твердом виде.
Разбавленная кислота проявляет и окислительные свойства, поэтому она реагирует с металлами, которые находятся в ряду активности до водорода
H 2 SO 4 + Zn = H 2 + ZnSO 4
Реагирует с основными оксидами:
H 2 SO 4 + CuO = CuSO 4 + H 2 O
Химические свойства
С гидроксидами:
Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 = CuSO 4 + 2H 2 O
2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O
- Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 = CuSO 4 + 2H 2 O 2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O
Взаимодействие с солями при обменных реакциях:
H 2 SO 4 + BaCl 2 = 2HCl + BaSO 4
(на холоде)" width="640"
Химические свойства
- Некоторые металлы (Al,Cr,Fe) не реагируют с концентрированной кислотой.
- Это происходит из-за образования защитной пленки на поверхности металла.
Fe + H2SO4 (конц.) = (на холоде)
- Производство минеральных удобрений - самая крупная область применения.
- Электролит в свинцовых аккумуляторах
- Очистка нефтепродуктов
- Производство синтетических моющих средств, красителей, пластмасс, фтороводорода и других реактивов.
- Обогащение руд в горнодобывающей промышленности
- Металлообрабатывающая, текстильная, кожевенная и другие отрасли промышленности
- Производство лекарственных препаратов
- Серная кислота и олеум - очень едкие вещества.
- Они поражают кожу, слизистые оболочки, дыхательные пути (вызывают химические ожоги).
- При вдыхании паров этих веществ они вызывают затруднение дыхания, кашель, нередко -ларингит, трахеит, бронхит и т. д.
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Центр дистанционного образования детей-инвалидов при ОГАОУ «Белгородский инженерный юношеский лицей-интернат» СЕРНАЯ КИСЛОТА Подготовила: учитель химии, Быкова О.С.
Серная кислота H2SO4 - сильная двухосновная кислота, отвечающая высшей степени окисления серы (+6). При обычных условиях концентрированная серная кислота - тяжёлая маслянистая жидкость без цвета и запаха, с кислым «медным» вкусом. В технике серной кислотой называют её смеси как с водой, так и с серным ангидридом SO3.
Молекулы и ионы серной кислоты имеют тетраэдрическое строение.
FeS 2 S H 2 S SO 2 → SO 3 → H 2 SO 4 Пирит Серный колчедан Получение серной кислоты
Общие свойства растворов кислот
Разбавление серной кислоты
I. Химические свойства разбавленной серной кислоты 1.Диссоциация: H 2 SO 4 H + + HSO 4 - HSO 4 - ↔ H + + SO 4 2 -
2. Взаимодействие с металлами (до Н) Zn + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 Mg + H 2 SO 4 → MgSO 4 + H 2 Cu + H 2 SO 4 →
3 . Взаимодействие с о c новными и амфотерными оксидами CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O CuO + 2 H + → Cu 2 + + H 2 O ZnO + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 O ZnO + 2 H + → Zn 2+ + H 2 O
4 . Взаимодействие с основаниями и амфотерными гидроксидами 2NaOH + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 +2 H 2 O H + + ОН - → H 2 O NaOH + H 2 SO 4 → Na H SO 4 +H 2 O Кислая соль гидро сульфат натрия Zn(OH) 2 + H 2 SO 4 → ZnSO 4 +2H 2 O Zn(OH) 2 + 2 H + → Zn 2+ +2H 2 O
5 .Взаимодействие с сол ями H 2 SO 4 +BaCI 2 = BaSO 4 ↓ + 2HCI Ba 2+ +SO 4 2- = BaSO 4 ↓ K 2 CO 3 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O 2 H + + CO 3 2- = CO 2 + H 2 O
Качественная реакция H 2 SO 4 +BaCI 2 = BaSO 4 ↓ + 2HCI Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓
Серная кислота вытесняет более летучие кислоты NaCI + H 2 SO 4 → NaHSO4 + HCI
Свойства концентрированной серной кислоты Органические вещества обугливаются!!! C12H22O11 (сахароза) → 12С (уголь)
концентрированная серная кислота окисляет неметаллы неМе + H2SO4(конц.) = H2O + SO2 + кислородсодержащая кислота неМе, C + 2H2SO4 = 2H2O + CO2 + 2SO2 S + 2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O 2P + 5H2SO4 = 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O
концентрированная серная кислота окисляет металлы концентрированная H2+6SO4 – сильный окислитель; при взаимодействии с металлами (кроме Au, Pt) может восстанавливаться до S+4O2, S0 или H2S-2 (без нагревания не реагируют также Fe, Al, Cr - пассивируются): 2Ag + 2H2SO4 → Ag2SO4 + SO2+ 2H2O 8Na + 5H2SO4 → 4Na2SO4 + H2S + 4H2O
Спасибо за внимание!
Если эти утверждения верны на Ваш взгляд, то напротив них поставьте знак «+», а если нет, то знак «-».
1. Свойства концентрированной серной кислоты обусловлены тем, что степень окисления серы в ней равна +6 2. Концентрированная серная кислота является восстановителем. 3. Концентрированную серную кислоту нельзя перевозить в стальных цистернах, т.к. в состав стали входит железо 4. Концентрированная серная кислота не взаимодействует с металлами, стоящими после водорода. 5. Концентрированная серная кислота взаимодействует с неметаллами 6. Концентрированная серная кислота диссоциирует практически полностью с образованием ионов водорода и сульфат-ионов. 7. Продукты восстановления серы в серной кислоте могут быть со степенями окисления +4, -2. 8. Алюминий в концентрированной серной кислоте разрушается. 9. На органические вещества концентрированная серная кислота не действует 10. Концентрированная серная кислота может вытеснять другие кислоты из их солей