Wikipedija

Sumporna kiselina: razlika između inačica

Pregledaj povijest
← Starija izmjenaNovija izmjena →
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
VizualnoWikitekst
Nema sažetka uređivanja
Redak 1:
[[Datoteka:Sulfuric-acid-3D-vdW.png|200px|desno|thumb|Model sumporne kiseline]]
'''Sumporna kiselina''' ili '''sulfatna kiselina''' (''[[Vodik|H]]<sub>2</sub>[[Sumpor|S]][[Kisik|O]]<sub>4</sub>'', po [[IUPAC]]u - '''dihidrogensulfat''') bezbojna je uljasta [[tekućina]] i jedan od najvažnijih proizvoda [[kemija|kemijske]] [[industrija|industrije]]. To je snažna, [[anorganska kemija|anorganska]] kiselina s oksidirajućim i dehidratacijskim djelovanjem.
 
==Kemijska i fizikalna svojstva ==
== Dobivanje ==▼
Sumporna se kiselina dobiva kontaktnim postupkom. Prvi korak je spaljivanje [[sumpor]]a pri čemu nastaje [[sumporov dioksid]]:
 
Sumporna kiselina je nagrizajuća, uljasta, bezbojna [[tekućine|tekućina]], miješa se u svim omjerima sa [[voda|vodom]]. To je snažna, [[anorganska kemija|anorganska]] [[kiseline|kiselina]] s oksidirajućim i dehidratacijskim djelovanjem.
:S (s) + O<sub>2</sub> (g) → SO<sub>2</sub> (g)▼
Kada se sumporna kiselina pomiješa sa vodom, voda se '''uvijek''' dodaje u kiselinu, dolazi do egzotermne [[Kemijska reakcija|reakcije]](reakcija pri kojoj se oslobađa energija-toplina). Ako se otopina pažljivo ne miješa, dodavanjem vode [[Temperatura|temperatura]] može porasti sve do temperature ključanja tekućine i prouzročiti špricanje tekućine. Koncentrirana kiselina uništava [[Koža|kožu]] i [[Meso|meso]] i može uzrokovati trajnu [[Sljepoća| sljepoću]] ako dođe u dodir sa [[Oko|očima]]. U tom trenutku je najbolje isprati kiselinu iz očiju sa velikom količinom hladne vode. Usprkos opasnostima uzrokovanim nepažljivim rukovanjem, sumporna kiselina postala je komercijalno važna. Sumporna kiselina je jaka kiselina, koja u vodenoj [[Otopine|otopini]] potpuno disocira na vodikove ione(H<sup>+</sup>) i sulfatne ione(SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>). Svaka molekula otpušta dva iona vodika, H<sup>+</sup>, zato kažemo da je sumporna kiselina diprotonska kiselina. Razrijeđene otopine sumporne kiseline pokazuju sve karakteristike [[Kiseline|kiselina]]. One imaju kiseli [[Okus|okus]], provode [[Električna struja|električnu struju]], neutraliziraju [[Lužine|lužine]], i nagrizaju kemijski aktivne [[Kovine|metale]] pri čemu nastaje [[Vodik|vodik]](H<sub>2</sub>). Od sumporne kiseline mogu nastati dvije normalne [[Soli|soli]] koje sadrže sulfatne ione(SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> -sulfati) i kisele soli koje sadrže hidrogensulfatne ione(HSO<sub>4</sub><sup>-</sup> -hidrogensulfati).
 
▲== Dobivanje ==
Zatim smjesa sumporovog dioksida i [[kisik]]a prelazi preko [[katalizator]]a vanadijevog pentoksida(V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>) pri čemu nastaje SO<sub>3</sub>:
Alkemičari su je pripremali u velikim količinama zagrijavanjem ''prirodnih'' sulfata na visoke temperature, pri čemu je nastajao sumporov(VI) oksid, koji su otapali u vodi. U 15 stoljeću dobivali su ju zagrijavanjem hidriranog željezova(II) sulfata, sa [[Pijesak|pijeskom]]. 1740. godine kiselina se uspješno proizvodila na [[Industrija|industrijskoj skali]] skali spaljivanjem [[Sumpor|sumpora]] sa [[Kalijev nitrat|kalijevim nitratom]] u kutljačama koje su se nalazile u velikoj staklenoj kugli djelomično napunjeno sa vodom.
 
Dva procesa proizvodnje se koriste danas. Oba postupka zahtijevaju korištenje [[Sumporov dioksid|sumporova(IV) oksida]], koji se dobiva sagorijevanjem [[Pirit|željezova(II) sulfida]] ili [[Sumpor|sumpora]] u struji [[Zrak|zraka]]. Jedna od ovih metoda je proces u olovnim ćelijama, koje imaju oblik tornja izgrađenoga od cigli [[Olovo|olova]]. U tim tornjevima reagiraju [[Sumporov dioksid|sumporov(IV) oksid]], [[Vodena para|vodena para]], [[Kisik|kisik]] i [[Dušikovi oksidi|dušikovi oksidi]] te nastaju kapljice sumporne kiseline koje se slijevaju u dno te komore. Gotovo svi dušini oksidi se vraća u komoru te ponovno stupa u reakciju. Sumporna kiselina proizvedena na ovaj način, sadrži samo 62-70% sumporne kiseline, dok ostatak čini voda. Otprilike 20% od ukupne proizvodnje sumporne kiseline se proizvodi ovom metodom, ali se taj postupak sve manje koristi.
:2SO<sub>2</sub> + O<sub>2</sub> → 2 SO<sub>3</sub>▼
Druga metoda je dobivanje sumporne kiseline, koja se koristi od 1900-tih, a temelji se na oksidaciji [[Sumporov dioksid|sumporov(IV) oksid]] u sumporov(VI) oksid(SO3), uz [[Katalizator|katalizator]]. Fino rasprostranjena [[Platina|platina]], je najučinkovitiji katalizator, ali ima dva nedostatka. Prilično je skupa i ta da određene nečistoće u sumporovom(IV) oksidu, smanjuju njeno djelovanje. Mnogi proizvođači sumporne kiseline koriste dva katalizatora. Prvi ima veću površinu, ali je slabijeg učinka, kao što su željezov(III) oksid ili vanadijev(V) oksid, koji mogu pokrenuti reakciju, onda se koristi manja količina platine koja dovršava reakciju. Pri 400 °C, oksidacija sumporovog(IV) oksida u sumporov(VI) oksid je gotovo završena. Sumporov(VI) oksid se otapa u koncentriranoj sumpornoj kiselini. Ta se otopina sumporovog(VI) oksida u sumpornoj kiselini naziva oleum ili dimeća sumporna kiselina. Kasnije se kiselina razrijedi do koncentracije od 96%. Proizvodnja sumporne kiseline u SAD-u u ranim 70-tima dosiže 29 milijuna tona godišnje, što odgovara dnevnoj proizvodnji od 1/3 kg po osobi tijekom godine. Najveću upotrjebu sumporne kiseline zahtjeva proizvodnja gnojiva, koristi su u sintezi raznih organskih spojeva, u rafiniranju [[Nafta|nafte]], izradi boja, pigmenata, obradi metala izradi najlona itd. Jedan od nekoliko čestih proizvoda sumporne kiseline su olovni akumulatori za automobile.
 
▲:S (s) + O<sub>2</sub> (g) → SO<sub>2</sub> (g)
Nastali SO<sub>3</sub> se uvodi u otopinu koncentrirane sumporne kiseline pri čemu nastaje pirosumporna kiselina:
 
:SO2SO<sub>32</sub>(g) + H O<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>(g) → 2 HSO<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>73</sub>(g)
 
▲:2SOSO<sub>23</sub>(g) + OH<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>(l) → 2 SOH<sub>32</sub>S<sub>2</sub>O<sub>7</sub>(l)
Dodatkom vode nastaje sumporna kiselina:
 
:H<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>7</sub>(l) + H<sub>2</sub>O(l) → 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>(l)
 
== Upotreba ==
UpotrebljavaKoncentrirana sumporna kiselina, nekad zvana vitriol, koristi se najvišekao sredstvo za sušenje u [[Eksikator|eksikatorima]]. Uklanja vodu iz drveta, pamuka, šećera i papira pri čemu dolazi do karbonizacije. Koristi se za proizvodnju [[umjetno gnojivo|umjetnaumjetnih gnojiva]] (50%), u kemijskoj industriji (20%), za boje (5%), u proizvodnji [[Željezo|željeza]] i [[čelik]]a (3%), u petrokemijskoj industriji (2%) i ostalim industrijama kao što su tekstilna, kožarska i prehrambena (koja troši oko 15% proizvodnje)., Najvećiu proizvođači su:proizvodnji [[KinaEteri|etera]], [[SADNitroglicerin|nitroglicerina]], [[Japan]]ljepila, [[Rusija]] i državeboja, [[Europska UnijaLijek|Europske Unijelijekova]] itd. Rijetko se upotrebljava čistaVruća sumporna kiselina. Najčešćeima seblago koristiizražena njenasvojstva 96-98%oksidirajuće vodenakiseline, otopina.pa Kaoje dodataku namirnicamastanju nosiotapati brojslabije ''E513''.kemijski Sumpornaaktivne kiselinametale dajepoput [[sulfatiBakar|sulfatebakra]] i, [[hidrogensulfatiŽiva|hidrogensulfatežive]]. Ui [[vodaOlovo|vodiolova]] sepri otapačemu uznastaju naglosulfati oslobađanjetih metala, [[toplinaSumporov dioksid|toplinesumporov(IV)oksid]], pai se mora oprezno miješati s vodom, dodajući uvijek kiselinu u vodu. Kod industrijske sumporne kiseline dozvoljen je veći stupanj nečistoća; kod nje se boja kreće od bezbojne do žućkaste boje. U svijetu je proizvedeno 165 milijuna tona sumporne kiseline, 2001. godine[[Voda|voda]].
Tijekom 19. stoljeća njemački kemičar Baron Justus von Liebig otkrio je da kada doda sumpornu kiselinu [[Tlo|tlu]], povećava se količina fosfora dostupnog biljkama. Ovo otkriće je doprinijelo povećanju proizvodnje sumporne kiseline i poboljšalo metode proizvodnje.
 
Najveći proizvođači su: [[Kina]], [[SAD]], [[Japan]], [[Rusija]] i države [[Europska Unija|Europske Unije]]. Rijetko se upotrebljava čista sumporna kiselina. Najčešće se koristi njena 96-98% vodena otopina. Kao dodatak namirnicama nosi broj ''E513''. Kod industrijske sumporne kiseline dozvoljen je veći stupanj nečistoća; kod nje se boja kreće od bezbojne do žućkaste boje. U svijetu je proizvedeno 165 milijuna tona sumporne kiseline, 2001. godine.
 
== Sastojak kiselih kiša ==
Dobavljeno iz "https://hr.wikipedia.org/wiki/Sumporna_kiselina"