Acidi sulfat: formula dhe vetitë kimike

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-02 17:56

Një nga acidet minerale të para që u bë i njohur për njeriun është sulfuri, ose sulfati. Jo vetëm ajo vetë, por edhe shumë nga kripërat e saj u përdorën në ndërtim, mjekësi, industri ushqimore dhe për qëllime teknike. Deri më tani, asgjë nuk ka ndryshuar në këtë drejtim. Një sërë karakteristikash që posedon acidi sulfat e bëjnë atë thjesht të domosdoshëm në sintezat kimike. Përveç kësaj, kripërat e tij përdoren pothuajse në të gjithë sektorët e jetës së përditshme dhe të industrisë. Prandaj, ne do të shqyrtojmë në detaje se çfarë është dhe cilat janë tiparet e vetive të manifestuara.

Shumë emrash

Le të fillojmë me faktin se kjo substancë ka shumë emra. Midis tyre ka nga ato që janë formuar sipas nomenklaturës racionale dhe ato që janë zhvilluar historikisht. Pra, kjo lidhje është caktuar si:

• acid sulfat;
• vitriol;
• acid sulfurik;
• oleum.

Megjithëse termi "oleum" nuk është mjaft i përshtatshëm për këtë substancë, pasi është një përzierje e acidit sulfurik dhe oksidit më të lartë të squfurit -SO_3.

Acidi sulfate: formula dhe struktura molekulare

Nga pikëpamja e shkurtesës kimike, formula e këtij acidi mund të shkruhet si më poshtë: H₂SO_{4. Natyrisht, molekula përbëhet nga dy katione hidrogjeni dhe një anion i mbetjes acide - joni sulfat, i cili ka një ngarkesë prej 2+.}

Në këtë rast, lidhjet e mëposhtme veprojnë brenda molekulës:

• polare kovalente midis squfurit dhe oksigjenit;
• kovalente fort polare midis hidrogjenit dhe mbetjes acide SO_4.

Squfuri, që ka 6 elektrone të paçiftëzuara, formon dy lidhje dyfishe me dy atome oksigjeni. Me disa të tjerë - beqarë, dhe ata, nga ana tjetër, beqarë me hidrogjenë. Si rezultat, struktura e molekulës lejon që ajo të jetë mjaft e fortë. Në të njëjtën kohë, kationi i hidrogjenit është shumë i lëvizshëm dhe largohet lehtësisht, sepse squfuri dhe oksigjeni janë shumë më elektronegativë. Duke tërhequr densitetin e elektroneve në vetvete, ato sigurojnë hidrogjenin me një ngarkesë pjesërisht pozitive, e cila bëhet e plotë kur shkëputet. Kështu formohen tretësirat acidike, në të cilat ka H+.

Nëse flasim për gjendjet e oksidimit të elementeve në përbërje, atëherë acidi sulfat, formula e të cilit është H₂SO_{4, ju lejon lehtësisht t'i llogaritni ato: hidrogjen +1, oksigjen -2, squfur +6.}

Ashtu si në çdo molekulë, ngarkesa totale është zero.

Historia e zbulimit

Acidi sulfat është i njohur për njerëzit që nga lashtësia. Edhe alkimistët dinin ta merrnin duke kalcinuar vitriol të ndryshëm. MeQysh në shekullin e 9-të, njerëzit e morën dhe e përdornin këtë substancë. Më vonë në Evropë, Albert Magnus mësoi se si të nxirrte acidin nga dekompozimi i sulfatit të hekurit.

Megjithatë, asnjë nga metodat nuk ishte fitimprurëse. Pastaj u bë i njohur i ashtuquajturi version i dhomës së sintezës. Për këtë, squfuri dhe nitrat u dogjën, dhe avujt e lëshuar thitheshin nga uji. Si rezultat, u formua acidi sulfat.

Edhe më vonë, britanikët arritën të gjenin metodën më të lirë për marrjen e kësaj substance. Për këtë është përdorur piriti - FeS_{2, piritet hekuri. Pjekja e tij dhe ndërveprimi i mëvonshëm me oksigjenin ende përbëjnë një nga metodat më të rëndësishme industriale për sintezën e acidit sulfurik. Lëndët e para të tilla janë më të përballueshme, më të lira dhe më cilësore për vëllime të mëdha prodhimi.}

Vetitë fizike

Ka disa parametra, duke përfshirë edhe ata të jashtëm, të cilët e dallojnë acidin sulfat nga të tjerët. Vetitë e tij fizike mund të përshkruhen në disa pika:

1. Lëng në kushte standarde.
2. Në gjendjen e tij të koncentruar është i rëndë, i yndyrshëm, për të cilin ka marrë emrin "vitriol".
3. Densiteti i lëndës - 1,84 g/cm3.
4. Pa ngjyrë apo erë.
5. Ka një shije të theksuar "bakri".
6. Trihet shumë mirë në ujë, pothuajse pa kufi.
7. Higroskopik, i aftë për të kapur si ujin e lirë ashtu edhe atë të lidhur nga indet.
8. Jo e paqëndrueshme.
9. Pika e vlimit - 296oC.
10. Shkrihet në 10, 3oC.

Një nga veçoritë më të rëndësishme të këtij përbërësi është aftësia për tu hidratuar me çlirimin e një sasie të madhe nxehtësie. Prandaj, edhe nga banka e shkollës, fëmijëve u mësohet se nuk mund të shtohet uji në acid, por vetëm anasjelltas. Në fund të fundit, uji është më i lehtë në densitet, kështu që do të grumbullohet në sipërfaqe. Nëse i shtohet acidit papritmas, atëherë si rezultat i reaksionit të shpërbërjes, do të lirohet një sasi kaq e madhe energjie sa që uji do të vlojë dhe do të fillojë të spërkat së bashku me grimcat e një lënde të rrezikshme. Kjo mund të shkaktojë djegie të rënda kimike në lëkurën e duarve.

Prandaj, acidi duhet të hidhet në ujë në një rrjedhë të hollë, pastaj përzierja do të nxehet shumë, por nuk do të ndodhë vlimi, që do të thotë se lëngu do të spërkasë edhe.

Vetitë kimike

Nga pikëpamja e kimisë, ky acid është shumë i fortë, veçanërisht nëse është një tretësirë e koncentruar. Ai është dybazik, prandaj shpërbëhet në shkallë, me formimin e anioneve hidrosulfate dhe sulfate.

Në përgjithësi, ndërveprimi i tij me komponime të ndryshme korrespondon me të gjitha reaksionet kryesore karakteristike të kësaj klase substancash. Mund të japim shembuj të disa ekuacioneve në të cilat merr pjesë acidi sulfat. Vetitë kimike manifestohen në ndërveprimin e tij me:

• kripëra;
• oksidet dhe hidroksidet e metaleve;
• oksidet dhe hidroksidet amfoterike;
• metale që qëndrojnë në një seri tensionesh deri në hidrogjen.

Bsi rezultat i ndërveprimeve të tilla, pothuajse në të gjitha rastet, formohen kripëra mesatare të një acidi të caktuar (sulfate) ose kripëra acidike (hidrosulfate).

Një veçori e veçantë është gjithashtu se me metalet sipas skemës së zakonshme Me + H₂SO₄=MeSO₄ + H_{2↑ reagon vetëm një tretësirë e një lënde të caktuar, domethënë një acid i holluar. Nëse marrim të koncentruar ose shumë të ngopur (oleum), atëherë produktet e ndërveprimit do të jenë krejtësisht të ndryshme.}

Vetitë e veçanta të acidit sulfurik

Këta përfshijnë vetëm ndërveprimin e tretësirave të përqendruara me metalet. Pra, ekziston një skemë e caktuar që pasqyron të gjithë parimin e reagimeve të tilla:

1. Nëse metali është aktiv, rezultati është formimi i sulfurit të hidrogjenit, kripës dhe ujit. Kjo do të thotë, squfuri reduktohet në -2.
2. Nëse metali është me aktivitet mesatar, atëherë rezultati është squfur, kripë dhe ujë. Kjo do të thotë, reduktimi i jonit të sulfatit në squfur të lirë.
3. Metalet me reaktivitet të ulët (pas hidrogjenit) - dioksid squfuri, kripë dhe ujë. Squfuri në gjendje oksidimi +4.

Gjithashtu, vetitë e veçanta të acidit sulfat janë aftësia për të oksiduar disa jometale në gjendjen e tyre më të lartë të oksidimit dhe për të reaguar me komponime komplekse dhe për t'i oksiduar ato në substanca të thjeshta.

Metodat e marrjes në industri

Procesi i sulfatit për prodhimin e acidit sulfurik përbëhet nga dy lloje kryesore:

• kontakt;
• kulla.

Të dyja janë mënyrat më të zakonshmeindustrisë në të gjitha vendet e botës. Opsioni i parë bazohet në përdorimin e piritit të hekurit ose piritit të squfurit si lëndë e parë - FeS_{2. Gjithsej janë tre faza:}

1. Pjekja e lëndëve të para me formimin e dioksidit të squfurit si produkt djegieje.
2. Kalimi i këtij gazi përmes oksigjenit mbi një katalizator vanadiumi për të formuar anhidrid sulfurik - SO_3.
3. Në kullën absorbuese anhidridi tretet në një tretësirë të acidit sulfat me formimin e një tretësire me përqendrim të lartë - oleum. Lëng i trashë me vaj shumë i rëndë.

Opsioni i dytë është praktikisht i njëjtë, por oksidet e azotit përdoren si katalizator. Nga pikëpamja e parametrave të tillë si cilësia e produktit, kostoja dhe konsumi i energjisë, pastërtia e lëndëve të para, produktiviteti, metoda e parë është më efikase dhe e pranueshme, prandaj përdoret më shpesh.

Sinteza laboratorike

Nëse është e nevojshme të merret acid sulfurik në sasi të vogla për kërkime laboratorike, atëherë metoda e bashkëveprimit të sulfurit të hidrogjenit me sulfatet e metaleve me pak aktiv është më e përshtatshme.

Në këto raste ndodh formimi i sulfurit të metaleve të hekurit dhe acidi sulfurik formohet si nënprodukt. Për studime të vogla, ky opsion është i përshtatshëm, megjithatë, një acid i tillë nuk do të ndryshojë në pastërti.

Gjithashtu në laborator mund të kryeni një reagim cilësor ndaj solucioneve sulfate. Reagjenti më i zakonshëm është kloruri i bariumit, pasi joni Ba²⁺, së bashku meanion sulfat precipiton në një precipitat të bardhë - qumësht barit: H₂SO₄ + BaCL₂=2HCL + BaSO_4↓

Kripërat më të zakonshme

Acidi sulfat dhe sulfatet që ai formon janë përbërës të rëndësishëm në shumë industri dhe familje, duke përfshirë ushqimin. Kripërat më të zakonshme të acidit sulfurik janë:

1. Gips (alabaster, selenit). Emri kimik është një hidrat ujor kristalor i sulfatit të kalciumit. Formula: CaSO_{4. Përdoret në ndërtim, mjekësi, pulpë dhe letër, bizhuteri.}
2. Barit (spar i rëndë). sulfat bariumi. Në tretësirë, është një precipitat qumështor. Në formë të ngurtë - kristale transparente. Përdoret në instrumente optike, rreze X, veshje izoluese.
3. Mirabilite (kripa e Glauber). Emri kimik është dekahidrat sulfat natriumi. Formula: Na₂SO₄10H_{2O. Përdoret në mjekësi si laksativ.}

Ka shumë shembuj të kripërave që kanë rëndësi praktike. Megjithatë, ato të përmendura më sipër janë më të zakonshmet.

Sulfat lye

Kjo substancë është një tretësirë që formohet si rezultat i trajtimit termik të drurit, pra celulozës. Qëllimi kryesor i këtij përbërësi është të përftojë sapun sulfat në bazë të tij duke u vendosur. Përbërja kimike e pijeve sulfate është si më poshtë:

• lignin;
• acidet hidroksi;
• monosakaridet;
• fenole;
• rrëshirë;
• acidet e paqëndrueshme dhe yndyrore;
• sulfide, kloride, karbonate dhe sulfate të natriumit.

Ka dy lloje kryesore të kësaj substance: pije sulfate e bardhë dhe e zezë. E bardha shkon në industrinë e pulpës dhe letrës, ndërsa e zeza përdoret për prodhimin e sapunit sulfat në industri.

Aplikacionet kryesore

Prodhimi vjetor i acidit sulfurik është 160 milionë tonë në vit. Kjo është një shifër shumë domethënëse, e cila tregon rëndësinë dhe përhapjen e këtij kompleksi. Ka disa industri dhe vende ku përdorimi i acidit sulfat është i nevojshëm:

1. Në bateritë si elektrolit, veçanërisht në ato me plumb.
2. Në fabrikat ku prodhohen plehrat sulfate. Pjesa më e madhe e këtij acidi përdoret posaçërisht për prodhimin e plehrave minerale për bimët. Prandaj, impiantet për prodhimin e acidit sulfurik dhe prodhimin e plehrave më së shpeshti ndërtohen krah për krah.
3. Në industrinë ushqimore si emulsifikues, i treguar me kodin E513.
4. Në sinteza të shumta organike si një agjent dewatering, një katalizator. Kështu fitohen eksplozivët, rrëshirat, pastruesit dhe detergjentët, najlonet, polipropileni dhe etileni, ngjyrat, fibrat kimike, esteret dhe komponime të tjera.
5. Përdoret në filtra për të pastruar ujin dhe për të bërë ujë të distiluar.
6. Përdoret në nxjerrjen dhe përpunimin e elementeve të rrallë nga xeherori.

Gjithashtu shumë dhi e egëracidi shkon në kërkime laboratorike, ku merret me metoda lokale.