Концентрированная серная кислота в промышленном производстве
Достижения химической промышленности современного мира на сегодняшний день позволяют создавать новые вещества и материалы, используя для этого самые разные химические соединения. Одним из примеров может служить концентрированная серная кислота, которая весьма распространена в химической индустрии.
Серная кислота, имеющая формулу H2SO4, представляет собой жидкость без цвета масленичной консистенции, которая при достижении 10,4°С превращается в твердую кристаллическую массу. Концентрированная серная кислота содержит 96,4% SO4, причем плотность ее очень высока и достигает 1,87 г/см, в результате чего 1 литр неразбавленной серной кислоты весит приблизительно 2 кг. Примечательно, что если кислоту растворить в воде, то ее температура значительно повышается, поскольку при реакции в ней образуется большое количество гидратов. Это замечательное свойство широко используется для выделения различных веществ в результате повышения температуры не только воды, но и других жидкостей.
Концентрированная серная кислота используется также для осушения газов, поскольку она обладает способностью впитывать пары различных жидкостей. Этим же свойством объясняется обугливание некоторых органических веществ, особенно углеводов, при соприкосновении с этой кислотой. Дело в том, что углеводы содержат в себе водород и кислород в таком же соотношении, что и H2SO4, вследствие чего при соприкосновении этих веществ серная кислота забирает у углеводов воду, а углерод выделяется в виде угольной пыли.
При производстве садовых удобрений концентрированная серная кислота, химические свойства которой позволяют использовать ее в качестве хорошего окислителя, также применяется для вытеснения других летучих кислот из солей. В результате возможно производить такие удобрения, как суперфосфат, сульфат аммония и другие. Благодаря окислительным свойствам, она используется для окисления всех металлов, стоящих в ряду сопряжения до серебра включительно, в результате чего образуется два ряда солей — сульфаты (среднего типа) и гидросульфаты (кислого типа) с выделением эфира.
Серная кислота - это чрезвычайно едкая жидкость, которая также обладает опасными парами. Предельно допустимая норма концентрации паров H2SO4 составляет 1 мг/м3 , вследствие чего всем работникам, имеющим дело с серной кислотой, выдается спецодежда и средства индивидуальной защиты. Концентрированная серная кислота, свойства которой чрезвычайно опасны для человека без защиты, применяется в следующих сферах деятельности:
- промышленный органический синтез;
- производство препаратов лекарственного назначения;
- очистка нефтепродуктов;
- кожевенная и металлообрабатывающая промышленность;
- производство красителей, пластмасс, синтетических моющих средств и так далее.
Серная кислота производится двумя промышленными способами — с использованием твердых контактов (катализаторов), а также с применением оксидов азота (нитрозный способ). В качестве сырья чаще всего выступает сера, однако для некоторых видов серной кислоты могут использоваться сульфиды металлов. В промышленности производится концентрированная серная кислота следующих видов: техническая, купоросное масло, чистая (аккумуляторная), олеум (раствор ангидрида) и башенная.
В заключение следует еще раз подчеркнуть, что серная кислота относится к едким токсичным веществам 2 класса опасности. При попадании в органы дыхания паров кислоты образуются ожоги верхних дыхательных путей, сопровождающиеся сильным кашлем, который может перерасти в бронхит, трахеит и ларингит. Именно поэтому при работе с серной кислотой большое внимание уделяется высокой степени защиты работников от вредного воздействия жидкой и эфирной составляющей этого вещества.