תחמוצת גופרית (IV) וחומצה גופרתית

תחמוצת גופרית (IV), או גופרית דו חמצנית, בתנאים רגילים, גז חסר צבע עם ריח מחנק חריף. כאשר מקורר ל-10 מעלות צלזיוס, הוא מתנזל לנוזל חסר צבע.

קַבָּלָה

1. בתנאי מעבדה, תחמוצת הגופרית (IV) מתקבלת ממלחים של חומצה גופרתית על ידי פעולת חומצות חזקות עליהם:

Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + S0 2 + H 2 O 2NaHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2SO 2 + 2H 2 O 2HSO - 3 + 2H + \u003d 2SO 2 + 2H2O

2. כמו כן, דו תחמוצת הגופרית נוצרת על ידי אינטראקציה של חומצה גופרתית מרוכזת בחימום עם מתכות נמוכות פעילות:

Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Cu + 4Н + + 2SO 2- 4 \u003d Cu 2+ + SO 2- 4 + SO 2 + 2H 2 O

3. תחמוצת גופרית (IV) נוצרת גם כאשר גופרית נשרפת באוויר או בחמצן:

4. בתנאים תעשייתיים, SO 2 מתקבל על ידי קליית פיריט FeS 2 או עפרות גופרית של מתכות לא ברזליות (אבץ blende ZnS, עופרת ברק PbS וכו'):

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

נוסחה מבנית של מולקולת SO 2:

ארבעה אלקטרונים גופרית וארבעה אלקטרונים משני אטומי חמצן לוקחים חלק ביצירת קשרים במולקולת SO 2. הדחייה ההדדית של צמדי האלקטרונים הקושרים וזוג האלקטרונים הלא משותף של גופרית נותנת למולקולה צורה זוויתית.

תכונות כימיות

1. תחמוצת גופרית (IV) מציגה את כל התכונות של תחמוצות חומציות:

אינטראקציה עם מים

אינטראקציה עם אלקליות,

אינטראקציה עם תחמוצות בסיסיות.

2. תחמוצת גופרית (IV) מאופיינת בתכונות מפחיתות:

S +4 O 2 + O 0 2 "2S +6 O -2 3 (בנוכחות זרז, כאשר מחומם)

אבל בנוכחות חומרים מפחיתים חזקים, SO 2 מתנהג כמו חומר מחמצן:

דואליות החמצון של תחמוצת הגופרית (IV) מוסברת על ידי העובדה שלגופרית יש מצב חמצון של +4, ולכן ניתן להקטין אותה, במתן 2 אלקטרונים, ל-S +6, ולקבל 4 אלקטרונים. S °. הביטוי של מאפיינים אלה או אחרים תלוי באופי הרכיב המגיב.

תחמוצת גופרית (IV) מסיס מאוד במים (40 נפחים של SO 2 מומסים בנפח 1 ב-20 מעלות צלזיוס). במקרה זה, חומצה גופרתית קיימת רק בתמיסה מימית:

SO 2 + H 2 O "H 2 SO 3

התגובה היא הפיכה. בתמיסה מימית, תחמוצת גופרית (IV) וחומצה גופרתית נמצאים בשיווי משקל כימי, אשר ניתן לעקירה. כאשר קושרים H 2 SO 3 (ניטרול חומצה

u) התגובה ממשיכה לקראת היווצרות חומצה גופרתית; בעת הסרת SO 2 (נשיפה דרך תמיסת חנקן או חימום), התגובה ממשיכה לעבר חומרי המוצא. תמיסת חומצה גופרתית מכילה תמיד תחמוצת גופרית (IV), מה שמעניק לה ריח חריף.

לחומצה גופרתית יש את כל התכונות של חומצות. מתנתק בפתרון צעד צעד:

H 2 SO 3 "H + + HSO - 3 HSO - 3" H + + SO 2- 3

לא יציב תרמית, נדיף. חומצה גופרתית, כחומצה דו-בסיסית, יוצרת שני סוגי מלחים:

בינוני - סולפיטים (Na 2 SO 3);

חומצי - הידרוסולפיטים (NaHSO 3).

סולפיטים נוצרים כאשר חומצה מנוטרלת לחלוטין עם אלקלי:

H 2 SO 3 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 3 + 2H 2 O

הידרוסולפיטים מתקבלים עם חוסר אלקלי:

H 2 SO 3 + NaOH \u003d NaHSO 3 + H 2 O

לחומצה גופרתית ולמלחים שלה יש גם תכונות מחמצנות וגם מצמצמות, שנקבעות על פי אופי השותף לתגובה.

1. אז, תחת פעולת החמצן, סולפיטים מתחמצנים לסולפטים:

2Na 2 S +4 O 3 + O 0 2 \u003d 2Na 2 S +6 O -2 4

החמצון של חומצה גופרתית עם ברום ואשלגן פרמנגנט ממשיך ביתר קלות:

5H 2 S +4 O 3 +2KMn +7 O 4 \u003d 2H 2 S +6 O 4 +2Mn +2 S +6 O 4 + K 2 S +6 O 4 + 3H 2 O

2. בנוכחות חומרים מפחיתים אנרגטיים יותר, הסולפיטים מציגים תכונות מחמצנות:

מלחים של חומצה גופרתית ממיסים כמעט את כל ההידרוססולפיטים והסולפיטים של מתכות אלקליות.

3. מכיוון ש-H 2 SO 3 היא חומצה חלשה, פעולת החומצות על סולפיטים והידרוסולפיטים משחררת SO 2. בדרך כלל משתמשים בשיטה זו בהשגת SO 2 במעבדה:

NaHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O

4. סולפיטים מסיסים במים עוברים הידרוליזה בקלות, וכתוצאה מכך ריכוז יוני OH - - עולה בתמיסה:

Na 2 SO 3 + NON "NaHSO 3 + NaOH

יישום

תחמוצת גופרית (IV) וחומצה גופרתית מחלישות צבעים רבים, ויוצרות איתם תרכובות חסרות צבע. האחרון יכול להתפרק שוב כאשר הוא מחומם או באור, וכתוצאה מכך הצבע משוחזר. לכן, השפעת ההלבנה של SO 2 ו- H 2 SO 3 שונה מהשפעת ההלבנה של כלור. בדרך כלל, גופרית (IV) rxide מלבין צמר, משי וקש.

תחמוצת גופרית (IV) הורגת מיקרואורגניזמים רבים. לכן, כדי להרוס פטריות עובש, הם מחטאים מרתפים לחים, מרתפים, חביות יין וכו'. הוא משמש גם בהובלה ואחסון של פירות ופירות יער. בכמויות גדולות, תחמוצת גופרית IV) משמשת לייצור חומצה גופרתית.

יישום חשוב הוא תמיסה של סידן hydrosulfite CaHSO 3 (ליקר סולפיט), המשמש לטיפול בעץ ובעיסת נייר.

חלק א'

1. מימן גופרתי.
1) מבנה המולקולה:

2) תכונות פיזיות:גז חסר צבע, עם ריח חריף של ביצים רקובות, כבד יותר מאוויר.

3) מאפיינים כימיים (סיים את משוואות התגובה ושקול את המשוואות לאור TED או מנקודת מבט של חיזור).

4) מימן גופרתי בטבע:בצורה של תרכובות - סולפידים, בצורה חופשית - בגזים געשיים.

2. תחמוצת גופרית (IV) - SO2
1) כניסה לתעשייה. רשמו את משוואות התגובה וחשבו אותן במונחים של חימצון-הפחתה.

2) השגה במעבדה. רשום את משוואת התגובה ושקול אותה לאור TED:

3) תכונות פיזיות:גז עם ריח חריף ומחנק.

4) תכונות כימיות.

3. תחמוצת גופרית (VI) - SO3.
1) השגה בסינתזה מתחמוצת גופרית (IV):

2) תכונות פיזיות:נוזלי, כבד יותר ממים, מעורבב עם חומצה גופרתית - אולאום.

3) תכונות כימיות.מראה תכונות אופייניות של תחמוצות חומציות:

חלק שני

1. תאר את התגובה לסינתזה של תחמוצת גופרית (VI) לפי כל קריטריוני הסיווג.

א) קטליטי
ב) הפיך
ג) OVR
ד) חיבורים
ה) אקסותרמית
ה) שריפה

2. תאר את התגובה של האינטראקציה של תחמוצת גופרית (IV) עם מים לפי כל קריטריוני הסיווג.

א) הפיך
ב) חיבורים
ג) לא OVR
ד) אקזוטרמי
ה) לא קטליטי

3. הסבירו מדוע מימן גופרתי מפגין תכונות מפחיתות חזקות.

4. הסבירו מדוע תחמוצת גופרית (IV) יכולה להפגין תכונות חמצון והן מפחיתות:

אשר את התזה הזו עם משוואות התגובות המתאימות.

5. גופרית ממקור וולקני נוצרת כתוצאה מאינטראקציה של דו תחמוצת הגופרית ומימן גופרתי. רשמו את משוואות התגובה וחשבו מנקודת המבט של חמצון-צמצום.

6. רשום את המשוואות לתגובות של מעברים, תוך פענוח הנוסחאות הלא ידועות:

7. כתוב cinquain על הנושא "גופרית דו חמצנית".
1) דו תחמוצת הגופרית
2) חונק וקשה
3) תחמוצת חומצה, OVR
4) משמש לייצור SO3
5) חומצה גופרתית H2SO4

8. בעזרת מקורות מידע נוספים, לרבות האינטרנט, הכינו דוח על רעילות מימן גופרתי (שימו לב לריח האופייני שלו!) ועזרה ראשונה במקרה של הרעלה בגז זה. רשום את תוכנית ההודעות במחברת מיוחדת.

מימן גופרתי
גז חסר צבע עם ריח של ביצים רקובות. הוא נמצא באוויר על ידי ריח, אפילו בריכוזים קטנים. בטבע, הוא נמצא במים של מעיינות מינרלים, ים, גזים געשיים. הוא נוצר במהלך פירוק חלבונים בהיעדר חמצן. הוא יכול להשתחרר לאוויר במספר תעשיות כימיות וטקסטיל, במהלך הפקה ועיבוד של נפט, מביוב.
מימן גופרתי הוא רעל חזק הגורם להרעלה חריפה וכרונית. יש לו השפעה מגרה מקומית ורעילה כללית. בריכוז של 1.2 מ"ג לליטר, הרעלה מתפתחת במהירות הבזק, מוות מתרחש עקב עיכוב חריף של תהליכי נשימה של רקמות. עם הפסקת החשיפה, גם בצורות קשות של הרעלה, ניתן להחזיר את הקורבן לחיים.
בריכוז של 0.02-0.2 מ"ג לליטר, נצפים כאבי ראש, סחרחורת, לחץ בחזה, בחילות, הקאות, שלשולים, אובדן הכרה, עוויתות, נזק לקרום הרירי של העיניים, דלקת הלחמית, פוטופוביה. סכנת ההרעלה גוברת עקב איבוד הריח. חולשת לב ואי ספיקת נשימה, תרדמת גדלים בהדרגה.
עזרה ראשונה - הוצאת הקורבן מהאטמוספרה המזוהמת, שאיפת חמצן, הנשמה מלאכותית; פירושו מעורר את מרכז הנשימה, מחמם את הגוף. כמו כן, מומלצים גלוקוז, ויטמינים, תכשירי ברזל.
מניעה - אוורור מספק, איטום של חלק מפעולות הייצור. כאשר עובדים יורדים לבארות ולמכלים המכילים מימן גופרתי, עליהם להשתמש במסכות גז ובחגורות הצלה על חבלים. שירות חילוץ גז הוא חובה במכרות, במקומות מיצוי ובבתי זיקוק לנפט.

דו תחמוצת הגופרית הוא גז חסר צבע בעל ריח חריף. למולקולה יש צורה זוויתית.

• נקודת התכה - -75.46 מעלות צלזיוס,
• נקודת רתיחה - -10.6 מעלות צלזיוס,
• צפיפות גז - 2.92655 גרם/ליטר.

מתנזל בקלות לנוזל חסר צבע ונייד בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס ובלחץ של כ-0.5 מגפ"ס.

עבור צורה נוזלית, הצפיפות היא 1.4619 גרם / ס"מ 3 (ב-10 מעלות צלזיוס).

גופרית דו חמצנית מוצקה - גבישים חסרי צבע, סינגוניה מעוינת.

דו תחמוצת הגופרית מתנתקת באופן ניכר רק בכ-2800 מעלות צלזיוס.

הפירוק של דו-חמצני גופרית נוזלי ממשיך לפי התכנית:

2SO 2 ↔ SO 2+ + SO 3 2-

מודל תלת מימד של מולקולה

המסיסות של דו תחמוצת הגופרית במים תלויה בטמפרטורה:

• ב-0 מעלות צלזיוס, 22.8 גרם של דו תחמוצת הגופרית מתמוססים ב-100 גרם מים,
• ב-20 מעלות צלזיוס - 11.5 גרם,
• ב-90 מעלות צלזיוס - 2.1 גרם.

תמיסה מימית של דו תחמוצת הגופרית היא חומצה גופרתית H 2 SO 3.

דו תחמוצת הגופרית מסיס באתנול, H 2 SO 4, oleum, CH 3 COOH. דו חמצני גופרית נוזלי מעורבב בכל יחס עם SO 3. CHCl 3, CS 2, דיאתיל אתר.

גופרית דו חמצנית נוזלית ממיסה כלורידים. יודי מתכת ותיוציאנטים אינם מתמוססים.

מלחים מומסים בגופרית דו חמצנית נוזלית מתנתקים.

ניתן להפחית גופרית דו חמצנית לגופרית ולחמצן לתרכובות גופרית משושה.

דו תחמוצת הגופרית היא רעילה. בריכוז של 0.03-0.05 מ"ג/ליטר, הוא מגרה את הריריות, איברי הנשימה והעיניים.

השיטה התעשייתית העיקרית להפקת דו תחמוצת הגופרית היא מגופרית פיריט FeS 2 על ידי שריפתו ועיבוד נוסף עם H 2 SO 4 קר חלש.

בנוסף, ניתן להשיג גופרית דו חמצנית על ידי שריפת גופרית וכן תוצר לוואי של קליית עפרות נחושת ואבץ גופרתי.

גופרית גופרית זמינה לצמחים רק לאחר המעבר לצורת הסולפט. רוב הגופרית קיימת בקרקע כחלק מתרכובות אורגניות שאינן נספגות בצמחים. רק לאחר מינרליזציה של חומרים אורגניים ומעבר של גופרית לצורת סולפט, גופרית אורגנית הופכת זמינה לצמחים.

התעשייה הכימית אינה מייצרת דשנים עם גופרית דו חמצנית כמרכיב הפעיל העיקרי. עם זאת, הוא נמצא כטומאה בדשנים רבים. אלה כוללים פוספוגבס, סופר-פוספט פשוט, אמוניום גופרתי, אשלגן גופרתי, אשלגן מגנזיה, גבס, אפר פצלי שמן, זבל, כבול ועוד רבים אחרים.

ספיגת גופרית דו חמצנית על ידי צמחים

גופרית נכנסת לצמחים דרך השורשים בצורה SO 4 2- ועלים בצורה של דו תחמוצת הגופרית. יחד עם זאת, ספיגת הגופרית מהאטמוספרה מספקת עד 80% מהצורך של הצמח ליסוד זה. בהקשר זה, ליד מרכזי תעשייה, שבהם האטמוספירה עשירה בגופרית דו חמצנית, הצמחים מצוידים היטב בגופרית. באזורים מרוחקים מצטמצמת מאוד כמות הגופרית הדו-חמצנית במשקעים ובאטמוספירה, והזנת צמחים עם גופרית תלויה בנוכחותו בקרקע.

בתהליכי חיזור, דו תחמוצת הגופרית יכולה להיות גם חומר מחמצן וגם גורם מפחית מכיוון שלאטום בתרכובת זו יש מצב חמצון ביניים של +4.

כיצד מגיב חומר החמצון SO 2 עם חומרים מפחיתים חזקים יותר, למשל עם:

SO 2 + 2H 2 S \u003d 3S ↓ + 2H 2 O

כיצד מגיב החומר המפחית SO 2 עם חומרי חמצון חזקים יותר, למשל עם בנוכחות זרז, עם וכו':

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3

SO 2 + Cl 2 + 2H 2 O \u003d H 2 SO 3 + 2HCl

קַבָּלָה

1) דו תחמוצת הגופרית נוצרת במהלך הבעירה של גופרית:

2) בתעשייה, הוא מתקבל על ידי שריפת פיריט:

3) במעבדה ניתן להשיג דו תחמוצת הגופרית:

Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

יישום

גופרית דו חמצנית נמצאת בשימוש נרחב בתעשיית הטקסטיל להלבנת מוצרים שונים. בנוסף, הוא משמש בחקלאות להשמדת מיקרואורגניזמים מזיקים בחממות ובמרתפים. בכמויות גדולות, SO 2 משמש לייצור חומצה גופרתית.

תחמוצת גופרית (VI) – כך 3 (אנהידריד גופרית)

אנהידריד גופרית SO 3 הוא נוזל חסר צבע, אשר בטמפרטורות מתחת ל-17 מעלות צלזיוס הופך למסה גבישית לבנה. הוא סופג לחות טוב מאוד (היגרוסקופי).

תכונות כימיות

תכונות חומצה-בסיס

אופן אינטראקציה של אנהידריד גופרתית חומצת תחמוצת טיפוסית:

SO 3 + CaO = CaSO 4

ג) עם מים:

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

תכונה מיוחדת של SO 3 היא יכולתו להתמוסס היטב בחומצה גופרתית. תמיסה של SO 3 בחומצה גופרתית נקראת אולאום.

היווצרות אולאום: H 2 SO 4 + נ SO 3 \u003d H 2 SO 4 ∙ נ SO 3

תכונות חיזור

תחמוצת גופרית (VI) מאופיינת בתכונות חמצון חזקות (בדרך כלל מופחתת ל-SO 2):

3SO 3 + H 2 S \u003d 4SO 2 + H 2 O

קבלת ושימוש

אנהידריד גופרית נוצר במהלך החמצון של דו תחמוצת הגופרית:

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3

בצורתו הטהורה, לאנהידריד גופרית אין ערך מעשי. הוא מתקבל כתוצר ביניים בייצור חומצה גופרתית.

H2SO4

אזכור של חומצה גופרתית נמצא לראשונה בקרב אלכימאים ערבים ואירופים. זה הושג על ידי סידוד ברזל סולפט (FeSO 4 ∙ 7H 2 O) באוויר: 2FeSO 4 \u003d Fe 2 O 3 + SO 3 + SO 2 או תערובת עם: 6KNO 3 + 5S \u003d 3K 2 SO 4 + 2SO 3 + 3N 2, והאדים שנפלטו של אנהידריד גופרית התעבו. סופגים לחות, הם הפכו לאוליאום. בהתאם לשיטת ההכנה, H 2 SO 4 נקרא שמן ויטריול או שמן גופרית. בשנת 1595, האלכימאי אנדראס ליבביוס קבע את זהותם של שני החומרים.

במשך זמן רב, שמן ויטריול לא היה בשימוש נרחב. העניין בו גדל מאוד לאחר המאה ה-18. התגלה אינדיגו קרמין, צבע כחול יציב. המפעל הראשון לייצור חומצה גופרתית נוסד ליד לונדון בשנת 1736. התהליך בוצע בתאי עופרת, שבתחתיתם נשפכו מים. תערובת מותכת של מלפטר עם גופרית נשרפה בחלק העליון של החדר, ואז הוחדר אוויר לשם. ההליך חזר על עצמו עד שנוצרה חומצה בריכוז הנדרש בתחתית המיכל.

במאה ה 19 השיטה שופרה: במקום סלטפטר, נעשה שימוש בחומצה חנקתית (היא נותנת כשהיא מתפרקת בתא). להחזרת גזים חנקניים למערכת תוכננו מגדלים מיוחדים שהעניקו את השם לכל התהליך - תהליך המגדל. מפעלים הפועלים בשיטת המגדל קיימים עד היום.

חומצה גופרתית היא נוזל שמן כבד, חסר צבע וריח, היגרוסקופי; מתמוסס היטב במים. כאשר חומצה גופרתית מרוכזת מומסת במים, משתחררת כמות גדולה של חום, ולכן יש לשפוך אותה בזהירות למים (ולא להיפך!) ולערבב את התמיסה.

תמיסה של חומצה גופרתית במים עם תכולת H2SO4 של פחות מ-70% נקראת בדרך כלל חומצה גופרתית מדוללת, ותמיסה של יותר מ-70% נקראת חומצה גופרתית מרוכזת.

תכונות כימיות

תכונות חומצה-בסיס

חומצה גופרתית מדוללת מציגה את כל התכונות האופייניות של חומצות חזקות. היא מגיבה:

H 2 SO 4 + NaOH \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O

H 2 SO 4 + BaCl 2 \u003d BaSO 4 ↓ + 2HCl

תהליך האינטראקציה של יוני Ba 2+ עם יוני סולפט SO 4 2+ מוביל ליצירת משקע לבן בלתי מסיס BaSO 4. זֶה תגובה איכותית ליון סולפט.

תכונות חיזור

ב-H 2 SO 4 מדולל, יוני H + הם חומרי חמצון, וב-H 2 SO 4 מרוכז יוני סולפט הם SO 4 2+. יוני SO 4 2+ הם חומרי חמצון חזקים יותר מאשר יוני H + (ראה תרשים).

IN חומצה גופרתית מדוללתממיסים מתכות שנמצאות בסדרת המתחים האלקטרוכימית למימן. במקרה זה, סולפטים מתכת נוצרים ומשתחררים:

Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2

מתכות שנמצאות בסדרת המתחים האלקטרוכימית לאחר מימן אינן מגיבות עם חומצה גופרתית מדוללת:

Cu + H 2 SO 4 ≠

חומצה גופרתית מרוכזתהוא חומר מחמצן חזק, במיוחד כאשר הוא מחומם. זה מחמצן הרבה, וכמה חומרים אורגניים.

כאשר חומצה גופרתית מרוכזת מקיימת אינטראקציה עם מתכות שנמצאות בסדרת המתחים האלקטרוכימית לאחר מימן (Cu, Ag, Hg), נוצרים סולפטים מתכתיים, כמו גם תוצר ההפחתה של חומצה גופרתית - SO 2.

תגובה של חומצה גופרתית עם אבץ

עם מתכות פעילות יותר (Zn, Al, Mg), ניתן להפחית חומצה גופרתית מרוכזת לחינם. לדוגמה, כאשר חומצה גופרתית מקיימת אינטראקציה עם, בהתאם לריכוז החומצה, יכולים להיווצר בו זמנית מוצרים שונים של הפחתת חומצה גופרתית - SO 2, S, H 2 S:

Zn + 2H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

3Zn + 4H 2 SO 4 = 3ZnSO 4 + S↓ + 4H 2 O

4Zn + 5H 2 SO 4 = 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

בקור, חומצה גופרתית מרוכזת פסיבית מתכות מסוימות, למשל, ולכן היא מועברת במיכלי ברזל:

Fe + H 2 SO 4 ≠

חומצה גופריתית מרוכזת מחמצנת חלק לא-מתכות (וכו'), ומשחזרת לתחמוצת גופרית (IV) SO 2:

S + 2H 2 SO 4 \u003d 3SO 2 + 2H 2 O

C + 2H 2 SO 4 \u003d 2SO 2 + CO 2 + 2H 2 O

קבלת ושימוש

בתעשייה, חומצה גופרתית מתקבלת במגע. תהליך הרכישה מתבצע בשלושה שלבים:

1. השגת SO 2 על ידי צליית פיריט:

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

1. חמצון של SO 2 ל-SO 3 בנוכחות זרז - תחמוצת ונדיום (V):

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3

1. פירוק SO 3 בחומצה גופרתית:

H2SO4+ נ SO 3 \u003d H 2 SO 4 ∙ נ SO 3

האולאום המתקבל מועבר במיכלי ברזל. חומצה גופרתית בריכוז הנדרש מתקבלת מהאולאום על ידי שפיכתה למים. זה יכול לבוא לידי ביטוי בתרשים:

H 2 SO 4 ∙ נ SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

חומצה גופרתית מוצאת יישומים שונים בתחומים שונים של הכלכלה הלאומית. הוא משמש לייבוש גזים, לייצור חומצות אחרות, לייצור דשנים, צבעים שונים ותרופות.

מלחים של חומצה גופרתית

רוב הסולפטים מסיסים מאוד במים (CaSO 4 מסיס מעט, אפילו פחות PbSO 4 ו-BaSO 4 כמעט בלתי מסיס). כמה סולפטים המכילים מים של התגבשות נקראים ויטריול:

CuSO 4 ∙ 5H 2 O גופרת נחושת

FeSO 4 ∙ 7H 2 O סולפט ברזל

למלחים של חומצה גופרתית יש הכל. היחס שלהם לחימום מיוחד.

סולפטים של מתכות פעילות (, ) אינן מתפרקות אפילו ב-1000 מעלות צלזיוס, בעוד שאחרות (Cu, Al, Fe) - מתפרקות בחימום קל לתחמוצת מתכת ו-SO 3:

CuSO 4 \u003d CuO + SO 3

הורד:

הורד בחינם תקציר על הנושא: "ייצור חומצה גופרתית בשיטת מגע"

ניתן להוריד מאמרים בנושאים אחרים

*בתמונה של הרשומה צילום של גופרת נחושת

תחמוצת גופרית (גופרית דו חמצנית, גופרית דו חמצנית, גופרית דו חמצנית) היא גז חסר צבע שבתנאים רגילים יש לו ריח אופייני חד (בדומה לריח של גפרור מואר). הוא מתנזל בלחץ בטמפרטורת החדר. דו תחמוצת הגופרית מסיס במים ויוצר חומצה גופרתית לא יציבה. כמו כן, חומר זה מסיס בחומצה גופרתית ובאתנול. זהו אחד המרכיבים העיקריים המרכיבים גזים געשיים.

דו תחמוצת הגופרית

השגת SO2 - דו תחמוצת הגופרית - מורכבת מבחינה תעשייתית משריפת גופרית או קליית סולפידים (בעיקר משתמשים בפיריט).

4FeS2 (פיריט) + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (דו תחמוצת הגופרית).

במעבדה ניתן להשיג דו תחמוצת הגופרית על ידי פעולת חומצות חזקות על הידרוסולפיטים וסולפיטים. במקרה זה, החומצה הגופרתית המתקבלת מתפרקת מיד למים ולדו תחמוצת הגופרית. לדוגמה:

Na2SO3 + H2SO4 (חומצה גופרתית) = Na2SO4 + H2SO3 (חומצה גופרתית).
H2SO3 (חומצה גופריתית) = H2O (מים) + SO2 (גז גופרתי).

הדרך השלישית להשיג דו תחמוצת הגופרית היא ההשפעה של חומצה גופרתית מרוכזת בחימום על מתכות נמוכות פעילות. לדוגמה: Cu (נחושת) + 2H2SO4 (חומצה גופרתית) = CuSO4 (סולפט נחושת) + SO2 (דו תחמוצת הגופרית) + 2H2O (מים).

תכונות כימיות של דו תחמוצת הגופרית

הנוסחה לגופרית דו חמצנית היא SO3. חומר זה שייך לתחמוצות חומציות.

1. דו תחמוצת הגופרית מתמוססת במים ליצירת חומצה גופרתית. בתנאים רגילים, תגובה זו הפיכה.

SO2 (דו תחמוצת הגופרית) + H2O (מים) = H2SO3 (חומצה גופרתית).

2. עם אלקליות, דו תחמוצת הגופרית יוצרת סולפיטים. לדוגמה: 2NaOH (נתרן הידרוקסיד) + SO2 (דו תחמוצת הגופרית) = Na2SO3 (נתרן גופרתי) + H2O (מים).

3. הפעילות הכימית של דו תחמוצת הגופרית גבוהה למדי. תכונות ההפחתה הבולטות ביותר של דו תחמוצת הגופרית. בתגובות כאלה, מצב החמצון של הגופרית עולה. לדוגמה: 1) SO2 (דו תחמוצת הגופרית) + Br2 (ברום) + 2H2O (מים) = H2SO4 (חומצה גופרתית) + 2HBr (מימן ברומיד); 2) 2SO2 (דו תחמוצת הגופרית) + O2 (חמצן) = 2SO3 (סולפיט); 3) 5SO2 (דו תחמוצת הגופרית) + 2KMnO4 (אשלגן פרמנגנט) + 2H2O (מים) = 2H2SO4 (חומצה גופרתית) + 2MnSO4 (מנגן גופרתי) + K2SO4 (אשלגן גופרתי).

התגובה האחרונה היא דוגמה לתגובה איכותית ל-SO2 ו-SO3. מתרחש שינוי צבע סגול).

4. בנוכחות חומרים מפחיתים חזקים, דו תחמוצת הגופרית יכולה להפגין תכונות מחמצנות. לדוגמה, על מנת להפיק גופרית מגזי פסולת בתעשייה המתכתית, נעשה שימוש בהפחתת דו תחמוצת הגופרית עם פחמן חד חמצני (CO): SO2 (גופרית דו חמצנית) + 2CO (פחמן חד חמצני) = 2CO2 + S (גופרית).

כמו כן, תכונות החמצון של חומר זה משמשות על מנת לקבל חומצה זרחתית: PH3 (פוספין) + SO2 (גז גופרתי) = ​​H3PO2 (חומצה זרחתית) + S (גופרית).

היכן משתמשים בדו תחמוצת הגופרית?

גופרית דו חמצנית משמשת בעיקר לייצור חומצה גופרתית. הוא משמש גם בייצור משקאות דלי אלכוהול (יין ומשקאות אחרים מקטגוריית המחיר הבינוני). בשל תכונתו של גז זה להרוג מיקרואורגניזמים שונים, מחסנים וחנויות ירקות עוברים בו חיטוי. בנוסף, תחמוצת הגופרית משמשת להלבנת צמר, משי, קש (אלה חומרים שלא ניתן להלבין עם כלור). במעבדות, גופרית דו חמצנית משמשת כממס ועל מנת להשיג מלחים שונים של חומצה גופרתית.

השפעה פיזיולוגית

לגופרית דו חמצנית תכונות רעילות חזקות. תסמינים של הרעלה הם שיעול, נזלת, צרידות קול, טעם מוזר בפה, כאב גרון חמור. שאיפת גופרית דו חמצנית בריכוז גבוה גורמת לקושי בבליעה וחנק, הפרעות דיבור, בחילות והקאות ועלולה להתפתח בצקת ריאות חריפה.

MAC עבור גז חמוץ:
- בתוך הבית - 10 מ"ג/מ"ר;
- מקסימום יומי ממוצע חד פעמי באוויר אטמוספרי - 0.05 מ"ג/מ"ר.

הרגישות לגופרית דו חמצנית משתנה בין פרטים, צמחים ובעלי חיים. למשל, בין עצים אלון וליבנה הם העמידים ביותר, ואשוח ואורן הכי פחות עמידים.