Л. М. Түгелбаева Р. Ғ. Рысқалиева Р. К. Ашкеева
жүктеу/скачать 0,62 Mb.
|
Химия элемент китап
| Күкірт қышқылы – түссіз, иіссіз, ауыр майлы сұйықтық (20°С температурада тығыздығы 1,83 г/мл), суда жақсы ериді. Концентрлі күкірт қышқылын суда еріткенде көп мөлшерде жы-
лу бөлінеді, сондықтан оны суға (керісінше емес!) абайлап там- шылатып, ерітіндіні араластырып отырып құяды. Күкірт қышқылының химиялық қасиеттері көп жағдайда оның концентрациясына байланысты болады. Құрамында H2SО4 мөл- шері 70 %-дан төмен болса, судағы күкірт қышқылының мұндай ерітіндісі сұйытылған деп, ал ол мөлшерден жоғары болса, онда концентрлі күкірт қышқылы деп аталады. Металдардың кернеу қатарында сутекке дейін орналасқан ме- талдардың сұйытылған күкірт қышқылымен əрекеттесуі нəти- жесінде су түзіледі жəне сутек газы бөлінеді, мысалы: H2SO4(сұй.) + Zn = ZnSO4 + H2, ал белсенділігі төмен, бұл қатарда сутектен кейін орналасқан металдармен сұйытылған күкірт қышқылы əрекеттеспейді. Концентрлі күкірт қышқылы өте күшті тотықтырғыш болып табылады. Ол көптеген металдарды тотықтырады. Қышқылдың тотықсыздану өнімі күкірт (IV) оксиді, күкірт жəне күкіртсутек (қышқылдың концентрациясы мен металдың белсенділігіне бай- ланысты) болады. Мысалы: 2H2SO4(конц.) + Cu = CuSO4 + SO2 + 2H2O 4H2SO4(конц.) + 3Zn = 3ZnSO4 + S + 4H2O 5H2SO4(конц.) + 4Mg = 4MgSO4 + H2S + 4H2O Кейбір металдар (мысалы, темір, алюминий, хром, титан) кон- центрациясы жоғары күкірт қышқылымен металл пассивтенуі нəтижесінде əрекеттеспейді. Пассивтену құбылысы металл мен қышқылдың əрекеттесуіне кедергі келтіретін металдың беткі қа- батында тұрақты тегіс оксидті немесе тұзды қабықшаның түзі- луімен байланысты. Пассивтену нəтижесінде концентрлі күкірт қышқылын болат ыдыста сақтауға жəне тасымалдауға болады. Концентрлі күкірт қышқылы бейметалдарды да тотықтырады, мысалы: H2SO4 + С = 2SO2 + CO2 + 2H2O Концентрлі күкірт қышқылының тотықтырғыштық қасиеті кейбір күрделі заттар тотықсыздандырғыштармен байқалады, мысалы: 2H2SO4 + 2КBr = SO2 + Br2 + К2SO4 + 2H2O Концентрлі жəне сұйытылған күкірт қышқылының тотықтыр- ғыштық қасиеттерін салыстырсақ, онда концентрлі күкірт қыш- қылында сульфат анион тотықтырғыш, ал сұйытылған күкірт қышқылында сутек ионы деп тұжырымдауға болады. Күкірт қышқылы қышқылдарға тəн барлық қасиеттерді көр- сетеді. Екі негізді қышқыл ретінде ол сатылы диссоциацияланады: H SО H+ + HSО - – гидросульфат ионы 2 4 4 HSО - H+ + SО 2- – сульфат ионы 4 4 Күкірт қышқылы өте күшті электролит, сондықтан екі саты- сында да толығымен диссоциацияға ұшырайды. Күкірт қышқылы негіздік жəне екідайлы оксидтермен жəне гидроксидтермен тұз түзе əрекеттеседі. Екі негізді қышқыл ре- тінде H2SO4 екі түрлі тұздар түзеді: орта – сульфаттар жəне қышқылдық тұздар – гидросульфаттар, мысалы: H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O (сілті жеткіліксіз болғанда) Күкірт қышқылының көптеген тұздары суда жақсы ериді. Ері- мейтін сульфаттарға барий, стронций жəне күміс сульфаттары жатады. Күкірт қышқылының көптеген тұздары ерітінділерінен кристалгидраттар түрінде бөлінеді, мысалы: Al2(SO4)3∙18H2O, Na2SO4∙10H2O. Сульфаттарды қыздырғанда байқалатын өзгерістерге қарап, оларды екіге бөлуге болады. Олардың кейбіреулері, мысалы Na2SO4, К2SO4 1000°С температураға дейін қыздырғанда да бал- қығанымен айырылмайды, ал басқалары төмен температурада- ақ өзіне сай күкірттің оксидтері мен үш оксидіне айырылады, мысалы: Al2(SO4)3 = Al2О3 +3SO3 2НgSO4 = 2Нg + 2SO3 + О2 Күкірт қышқылының тұздары тек катиондар бойынша гидро- лизденеді немесе гидролизге мүлдем ұшырамайды. Кейбір тұздармен күкірт қышқылы алмасу реакциясына тү- седі, мысалы: CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + CO2↑ + H2O BaCl2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2HCl Соңғы реакция күкірт қышқылы мен оның тұздарына сапалық реакция, олардың ерітіндінің құрамында бар екеніне BaSO4↓ ақ тұнбасы дəлел болады, бұл тұз концентрлі азот қышқылында мүлдем ерімейді. Күкірт қышқылы суда ерігенде белсенді əрекеттесіп, гидраттар түзеді: nH2O + H2SO4 = H2SO4∙nH2O Күкірт қышқылы өзінің суды қосып алу мүмкіндігіне бай- ланысты өте жақсы құрғатқыш болып табылады. Құрамында сутек жəне оттек бар көптеген органикалық қосылыстар (қағаз, мата, қант) күкірт қышқылының əсерінен қышқылдың суды бай- ланыстыру нəтижесінде көмірленеді. Мысалы, қанттың көмірле- ну үдерісі: nС12Н22О11 + H2SO4 = 12nС + H2SO4∙11nН2О Күкірт қышқылы өндірісі. Барлық үдерісті үш сатыға бөлуге болады: күкірт диоксидін алу, триоксидке дейін оның тотығуы жəне күкірт триоксидінің жұтылуы. Күкірт диоксидін алу. SO2 алу үшін көп қолданылатын шикізат – FeS2 пирит, оны өртейді: 4FeS2 + 11O2→ 2Fe2O3 + 8SO2 Өртеу нəтижесінде өртенді газ алынады, оның құрамында кү- кірт диоксидінен басқа оттек, азот, су буы жəне басқа да қоспалар бар. Қышқыл өндірісінің келесі үдерістеріне бұл қоспалардың кейбіреулерінің зияны болғандықтан, өртенді газды зиянды қат- ты бөлшектер мен ылғалдан тазартады. Кей жағдайларда күкірт қышқылын алу үшін шикізат ретінде басқа өндірістердің тастан- ды газдарының құрамындағы немесе күкірт жануынан алынған күкірт диоксиді қолданылады: S + O2 = SO2 Күкірт үш оксидін алу. Бұл үдерісті жанасу əдісімен жүзеге асырады: тотығуды 400- 600°С температурада катализатор қатысында (ванадий (V) оксиді, платина) жүргізеді: 2SO2 + O2« 2SO3 Бұл экзотермиялық үдеріс, бөлінген жылу өртенді газды қыздыру үшін пайдаланылады. Күкірт үш оксидін сіңіру. Күкірт үш оксиді күкірт қышқылының қатысуымен олеум – H2SO4·nSO3 түзе гидролизденеді: SO3 + H2SO4 = H2S2O7 Ол күкірт қышқылының қажетті концентрациясына дейін сұ- йытылуы мүмкін: H2S2O7 + H2O = 2H2SO4 Күкірт қышқылы – химия өнеркəсібінің маңызды өнімі. Кү- кірт қышқылымен тікелей немесе жанама байланыста болмай- тын химия өндірісі саласын атау қиынға соғады. Күкірт қышқы- лын қолдану саласының көптігіне байланысты ол басқа қосы- лыстармен салыстырғанда бірінші орынды алады. Оны минерал- ды тыңайтқыштар, талшықтар, бояғыштар, жарылғыш заттар, дəрілік заттар өндірісінде, металлургияда, машина жасау, мұнай өндіру өнеркəсіптерінде кең қолданады. Күкірт қышқылы тұздарының ішінде сульфаттардың қолда- нылуы ерекше. Мыс CuSO4∙5H2O жəне темір FeSO4∙7H2O купо- ростары ауыл шаруашылығында өсімдік зиянкестерімен күресте, бояғыштар өндірісінде қолданылады. Кейбір металдардың (мыс, темір, мырыш, никель) сульфаттарының кристалгидраттарын купоростар деп атайды. Гипс CаSO4∙2H2O пен кальций сульфатын CаSO4 құрылыста, медицинада жəне де басқа салаларда қолданады. Гипстен қатты қыздырғанда алебастр CаSO4∙0,5H2O алады: CаSO4∙2H2O = CаSO4∙0,5H2O + 1,5Н2О Сумен араластырылған алебастр тез қатып, гипске айналады: CаSO4∙0,5H2O + 1,5Н2О = CаSO4∙2H2O Натрий сульфаты Na2SO4 шыны өндірісінде кең қолданылады. Натрий сульфаты табиғи минерал Na2SO4∙10Н2О – глаубер тұзы немесе мирабилиттің құрамына кіреді. Калий сульфаты К2SO4 жəне аммоний сульфаты (NН4)2SO4 тыңайтқыш ретінде (калийлі жəне азотты) қолданылады. Саз топырақтың негіздік ортасын жою үшін гипстеу жүргізіледі, яғни топыраққа гипс CaSO4·2H2O салынады. Алюмокалийлі ашудастар КА1(SO4)2∙12Н2О бояғыш қасиет көрсетеді, оларды тері өндірісінде қолданады. Барий суль- фаты ВаSO4 қағаз, резеңке, минералды бояулар өндірісінде пай- даланылады. жүктеу/скачать 0,62 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|