Хүхрийн хүчил (H2SO4) нь идэмхий хүчил, аюултай урвалжуудын нэг юм. хүнд мэддэг, ялангуяа төвлөрсөн хэлбэрээр. Химийн цэвэр хүхрийн хүчил нь тослог тууштай, үнэргүй, өнгөгүй хүнд хортой шингэн юм. Энэ нь хүхрийн давхар ислийн (SO2) контактын исэлдэлтийн аргаар олж авдаг.

+ 10.5 ° C-ийн температурт хүхрийн хүчил нь хөвөн шиг шунаж, чийгийг шингээж, хөлдөөсөн шилэн талст масс болж хувирдаг. орчин. Аж үйлдвэр, химийн салбарт хүхрийн хүчил нь гол зүйлийн нэг юм химийн нэгдлүүдтонноор олборлосон хэмжээгээрээ тэргүүлэх байр суурийг эзэлдэг. Тиймээс хүхрийн хүчлийг "химийн цус" гэж нэрлэдэг. Хүхрийн хүчлийн тусламжтайгаар бордоо, эм, бусад хүчил, их хэмжээний бордоо болон бусад зүйлийг олж авдаг.

Хүхрийн хүчлийн физик, химийн үндсэн шинж чанарууд

1. Хүхрийн хүчил нь цэвэр хэлбэрээр (H2SO4 томъёо) 100% -ийн концентрацитай, өнгөгүй, өтгөн шингэн юм. Хамгийн их чухал өмч H2SO4 нь өндөр гигроскоптой - энэ нь агаараас усыг зайлуулах чадвар юм. Энэ үйл явц нь их хэмжээний дулаан ялгарах дагалддаг.
2. H2SO4 нь хүчтэй хүчил юм.
3. Хүхрийн хүчлийг моногидрат гэж нэрлэдэг - энэ нь 1 моль SO3 тутамд 1 моль H2O (ус) агуулдаг. Гайхамшигтай гигроскопийн шинж чанартай тул хийнээс чийгийг гаргаж авахад ашигладаг.
4. Буцлах цэг - 330 ° C. Энэ тохиолдолд хүчил нь SO3 болон усанд задардаг. Нягт - 1.84. Хайлах цэг - 10.3 ° C/.
5. Баяжуулсан хүхрийн хүчил нь хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм. Редокс урвалыг эхлүүлэхийн тулд хүчилийг халаах шаардлагатай. Урвалын үр дүн нь SO2 юм. S+2H2SO4=3SO2+2H2O
6. Концентрациас хамааран хүхрийн хүчил нь металуудтай харилцан адилгүй урвалд ордог. Шингэрүүлсэн төлөвт хүхрийн хүчил нь устөрөгчийн өмнөх хүчдэлийн цуваа дахь бүх металлыг исэлдүүлэх чадвартай. Үл хамаарах зүйл нь исэлдэлтэнд хамгийн тэсвэртэй байдаг. Шингэрүүлсэн хүхрийн хүчил нь давс, суурь, амфотер, үндсэн ислүүдтэй урвалд ордог. Баяжуулсан хүхрийн хүчил нь хүчдлийн цуваа дахь бүх метал, түүний дотор мөнгө исэлдүүлэх чадвартай.
7. Хүхрийн хүчил нь хоёр төрлийн давс үүсгэдэг: хүчиллэг (эдгээр нь гидросульфатууд) ба завсрын (сульфатууд)
8. H2SO4 нь органик болон металл бус бодисуудтай идэвхтэй урвалд ордог бөгөөд заримыг нь нүүрс болгон хувиргадаг.
9. Хүхрийн ангидрит нь H2SO4-д сайн уусдаг бөгөөд энэ тохиолдолд олеум үүсдэг - хүхрийн хүчил дэх SO3-ийн уусмал. Гаднаас нь харахад энэ нь иймэрхүү харагдаж байна: хүхрийн хүчил ялгарч, хүхрийн ангидрит ялгардаг.
10. Усан уусмал дахь хүхрийн хүчил нь хүчтэй хоёр үндсэн хүчил бөгөөд усанд нэмэхэд асар их хэмжээний дулаан ялгардаг. Баяжуулсан уусмалаас H2SO4-ийн шингэрүүлсэн уусмал бэлтгэхдээ жижиг урсгалтай усанд илүү хүнд хүчил нэмэх шаардлагатай бөгөөд эсрэгээр нь биш. Ус буцалгах, хүчил цацахаас сэргийлэхийн тулд үүнийг хийдэг.

Баяжуулсан ба шингэрүүлсэн хүхрийн хүчил

Хүхрийн хүчлийн төвлөрсөн уусмалд мөнгө, палладийг уусгах чадвартай 40% -ийн уусмалууд орно.

Шингэрүүлсэн хүхрийн хүчилд концентраци нь 40% -иас бага уусмалууд орно. Эдгээр нь тийм ч идэвхтэй шийдэл биш боловч гууль, зэстэй урвалд орох чадвартай байдаг.

Хүхрийн хүчил бэлтгэх

Аж үйлдвэрийн хэмжээнд хүхрийн хүчлийн үйлдвэрлэл 15-р зуунд эхэлсэн боловч тэр үед үүнийг "витриолын тос" гэж нэрлэдэг байв. Өмнө нь хүн төрөлхтөн хэдхэн арван литр хүхрийн хүчил хэрэглэдэг байсан бол орчин үеийн ертөнцөд тооцоолол жилд сая сая тонн болж байна.

Хүхрийн хүчлийн үйлдвэрлэл явуулж байна аж үйлдвэрийн хувьд, мөн тэдгээрийн гурав нь:

1. Холбоо барих арга.
2. Нитрозын арга
3. Бусад аргууд

Тэд тус бүрийн талаар дэлгэрэнгүй ярилцъя.

Холбоо барих үйлдвэрлэлийн арга

Холбоо барих үйлдвэрлэлийн арга нь хамгийн түгээмэл бөгөөд дараахь ажлуудыг гүйцэтгэдэг.

• Үр дүн нь хамгийн их хэрэглэгчдийн хэрэгцээг хангах бүтээгдэхүүн юм.
• Үйлдвэрлэлийн явцад байгаль орчны хохирол багасдаг.

Холбоо барих аргад дараахь бодисуудыг түүхий эд болгон ашигладаг.

• пирит (хүхрийн пирит);
• хүхэр;
• ванадийн исэл (энэ бодис нь катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг);
• устөрөгчийн сульфид;
• төрөл бүрийн металлын сульфид.

Үйлдвэрлэлийн процессыг эхлүүлэхийн өмнө түүхий эдийг урьдчилан бэлтгэдэг. Эхлэхийн тулд тусгай бутлах үйлдвэрүүдэд пиритийг буталдаг бөгөөд энэ нь идэвхтэй бодисын холбоо барих хэсгийг нэмэгдүүлэх замаар урвалыг хурдасгах боломжийг олгодог. Пирит нь цэвэршүүлэлтэнд ордог: түүнийг том саванд ус руу буулгаж, энэ хугацаанд хаягдал чулуулаг болон бүх төрлийн хольцууд гадаргуу дээр хөвдөг. Процессын төгсгөлд тэдгээрийг устгана.

Үйлдвэрлэлийн хэсэг нь хэд хэдэн үе шатанд хуваагдана.

1. Буталсаны дараа пиритийг цэвэрлэж, зууханд илгээж, 800 ° C хүртэл температурт шатаадаг. Эсрэг урсгалын зарчмын дагуу агаарыг доороос тасалгаанд нийлүүлдэг бөгөөд энэ нь пиритийг түдгэлзүүлсэн байдалд байлгадаг. Өнөөдөр энэ үйл явц хэдхэн секунд үргэлжилдэг бол өмнө нь гал гаргахад хэдэн цаг зарцуулдаг байв. Шарах явцад хог хаягдал нь төмрийн исэл хэлбэрээр гарч ирдэг бөгөөд үүнийг арилгаж, дараа нь металлургийн үйлдвэрт шилжүүлдэг. Шатаах үед усны уур, O2, SO2 хий ялгардаг. Усны уур, жижиг хольцоос цэвэрлэж дууссаны дараа цэвэр хүхрийн исэл ба хүчилтөрөгчийг олж авна.
2. Хоёр дахь шатанд ванадийн катализатор ашиглан даралтын дор экзотермик урвал явагдана. Температур 420 ° C хүрэх үед урвал эхэлдэг боловч үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд 550 ° C хүртэл нэмэгдүүлэх боломжтой. Урвалын явцад каталитик исэлдэлт үүсч, SO2 нь SO3 болно.
3. Үйлдвэрлэлийн гурав дахь шатны мөн чанар нь дараах байдалтай байна: шингээх цамхагт SO3-ийн шингээлт, энэ үед олеум H2SO4 үүсдэг. Энэ хэлбэрээр H2SO4 нь тусгай саванд цутгаж (гантай урвалд ордоггүй) эцсийн хэрэглэгчтэй уулзахад бэлэн байдаг.

Үйлдвэрлэлийн явцад бид дээр хэлсэнчлэн маш их хэмжээний дулааны энерги үүсдэг бөгөөд үүнийг халаалтын зориулалтаар ашигладаг. Хүхрийн хүчлийн олон үйлдвэрүүд уурын турбин суурилуулдаг бөгөөд тэдгээр нь ялгарсан уурыг нэмэлт цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Хүхрийн хүчил үйлдвэрлэх азотын арга

Илүү их төвлөрсөн, цэвэр хүхрийн хүчил, олеум үйлдвэрлэдэг контакт үйлдвэрлэлийн аргын давуу талтай ч азотын аргаар нэлээд их хэмжээний H2SO4 үйлдвэрлэдэг. Ялангуяа суперфосфатын үйлдвэрүүдэд.

H2SO4-ийг үйлдвэрлэхийн тулд контакт ба нитрозын аргын аль алинд нь анхны материал нь хүхрийн давхар исэл юм. Эдгээр зорилгоор тусгайлан хүхэр шатаах эсвэл хүхрийн металлыг шарах замаар олж авдаг.

Хүхрийн давхар ислийг хүхрийн хүчил болгон боловсруулах нь хүхрийн давхар ислийг исэлдүүлэх, ус нэмнэ. Томъёо дараах байдалтай байна.
SO2 + 1|2 O2 + H2O = H2SO4

Гэхдээ хүхрийн давхар исэл нь хүчилтөрөгчтэй шууд урвалд ордоггүй тул азотын аргаар хүхрийн давхар ислийг азотын ислийг ашиглан исэлдүүлдэг. Энэ процессын явцад азотын өндөр исэл (бид азотын давхар исэл NO2, азотын гурвалсан исэл NO3 тухай ярьж байна) нь азотын исэл NO болж буурдаг бөгөөд дараа нь хүчилтөрөгчөөр дахин исэлдүүлэн илүү өндөр исэлд хүргэдэг.

Азотын аргаар хүхрийн хүчлийг үйлдвэрлэх нь техникийн хувьд хоёр аргаар албан ёсоор явагддаг.

• танхим.
• Цамхаг.

Азотын арга нь олон тооны давуу болон сул талуудтай.

Азотын аргын сул талууд:

• Үр дүн нь 75% хүхрийн хүчил юм.
• Бүтээгдэхүүний чанар муу.
• Азотын ислийн бүрэн бус өгөөж (HNO3 нэмэх). Тэдний ялгаруулалт нь хортой.
• Хүчил нь төмөр, азотын исэл болон бусад хольцыг агуулдаг.

Азотын аргын давуу талууд:

• Процедурын өртөг бага байна.
• SO2-ыг 100% дахин боловсруулах боломж.
• Техник хангамжийн дизайны энгийн байдал.

Оросын хүхрийн хүчлийн гол үйлдвэрүүд

Манай улсын H2SO4-ийн жилийн үйлдвэрлэл зургаан оронтой тоонд буюу 10 сая тонн орчим байна. ОХУ-д хүхрийн хүчлийн тэргүүлэгч үйлдвэрлэгчид нь түүний гол хэрэглэгчид болох компаниуд юм. Ашигт малтмалын бордоо үйлдвэрлэх чиглэлээр үйл ажиллагаа явуулдаг компаниудын тухай ярьж байна. Жишээлбэл, "Балаково эрдэс бордоо", "Аммофос".

Крымд, Армянск хотод Зүүн Европын хамгийн том титаны давхар исэл үйлдвэрлэгч Крым Титан ажилладаг. Үүнээс гадна үйлдвэр нь хүхрийн хүчил, эрдэс бордоо, төмрийн сульфат гэх мэт үйлдвэрлэдэг.

Хүхрийн хүчил янз бүрийн төрөлолон үйлдвэр үйлдвэрлэдэг. Жишээлбэл, аккумуляторын хүхрийн хүчлийг Карабашмед, ФКП Бийскийн Олеум үйлдвэр, Святогор, Славия, Северхимпром гэх мэт үйлдвэрлэдэг.

Олеумыг UCC Shchekinoazot, FKP Biysk Oleum Plant, Уралын уул уурхай, металлургийн компани, Киришинефтеоргсинтез ТХГН гэх мэт үйлдвэрлэдэг.

Тусгай цэвэршилттэй хүхрийн хүчлийг OHC Shchekinoazot, Component-Reaktiv үйлдвэрлэдэг.

Ашигласан хүхрийн хүчлийг ZSS болон HaloPolymer Кирово-Чепецкийн үйлдвэрүүдээс худалдаж авч болно.

Техникийн хүхрийн хүчлийн үйлдвэрлэгчид нь Промсинтез, Хипром, Святогор, Апатит, Карабашмед, Славия, Лукойл-Пермнефтеоргсинтез, Челябинскийн цайрын үйлдвэр, Электроцинк зэрэг юм.

H2SO4-ийн үйлдвэрлэлийн гол түүхий эд нь пирит бөгөөд энэ нь баяжуулах үйлдвэрүүдийн хаягдал учраас Норильск, Талнахын баяжуулах үйлдвэрүүд нийлүүлэгч юм.

H2SO4 үйлдвэрлэлээр дэлхийд тэргүүлэгч байр суурийг АНУ, 30 сая тонн, Хятад 60 сая тонн тус тус эзэлдэг.

Хүхрийн хүчлийн хэрэглээний хамрах хүрээ

Дэлхийд жилд 200 сая тонн H2SO4 хэрэглэдэг бөгөөд үүнээс олон төрлийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэдэг. Хүхрийн хүчил нь үйлдвэрлэлийн зориулалтаар ашиглах цар хүрээгээрээ бусад хүчлүүдийн дунд далдуу модыг зөв эзэмшдэг.

Хүхрийн хүчил бол хамгийн чухал бүтээгдэхүүнүүдийн нэг гэдгийг та аль хэдийн мэдэж байгаа химийн үйлдвэр, тиймээс хүхрийн хүчлийн хамрах хүрээ нэлээд өргөн. H2SO4-ийн хэрэглээний үндсэн чиглэлүүд нь дараах байдалтай байна.

• Хүхрийн хүчлийг эрдэс бордоо үйлдвэрлэхэд асар их хэмжээгээр ашигладаг бөгөөд энэ нь нийт тоннын 40 орчим хувийг зарцуулдаг. Ийм учраас бордоо үйлдвэрлэдэг үйлдвэрүүдийн хажууд H2SO4 үйлдвэрлэдэг үйлдвэрүүд баригддаг. Эдгээр нь аммонийн сульфат, суперфосфат гэх мэт. Тэдгээрийг үйлдвэрлэх явцад хүхрийн хүчлийг цэвэр хэлбэрээр (100% концентраци) авдаг. Нэг тонн аммофос эсвэл суперфосфат үйлдвэрлэхийн тулд танд 600 литр H2SO4 хэрэгтэй болно. Эдгээр бордоог ихэнх тохиолдолд хөдөө аж ахуйд ашигладаг.
• H2SO4 нь тэсрэх бодис үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.
• Газрын тосны бүтээгдэхүүнийг цэвэршүүлэх. Керосин, бензин, эрдэс тос авахын тулд хүхрийн хүчил ашиглан нүүрсустөрөгчийг цэвэршүүлэх шаардлагатай. Нүүрс устөрөгчийг цэвэршүүлэхийн тулд газрын тосыг боловсруулах явцад энэ үйлдвэр дэлхийн H2SO4 тоннын 30 орчим хувийг "авдаг". Түүнчлэн түлшний октаны тоог хүхрийн хүчлээр нэмэгдүүлж, газрын тос олборлох явцад худгийг цэвэрлэдэг.
• Металлургийн үйлдвэрт . Металлурги дахь хүхрийн хүчил нь утас, хуудас металлын царцдас, зэвийг арилгахаас гадна өнгөт металлын үйлдвэрлэлд хөнгөн цагааныг сэргээхэд ашигладаг. Металл гадаргууг зэс, хром эсвэл никельээр бүрэхийн өмнө гадаргууг хүхрийн хүчилээр наасан байна.
• Эмийн үйлдвэрлэлд .
• Будаг үйлдвэрлэхэд.
• Химийн үйлдвэрт. H2SO4 нь угаалгын нунтаг, этилен, шавьж устгах бодис гэх мэт үйлдвэрлэлд ашиглагддаг бөгөөд үүнгүйгээр эдгээр процессууд боломжгүй юм.
• Бусад мэдэгдэж байгаа хүчил, органик болон органик бус нэгдлүүд, үйлдвэрлэлийн зориулалтаар ашигладаг.

Хүхрийн хүчлийн давс ба тэдгээрийн хэрэглээ

Хүхрийн хүчлийн хамгийн чухал давсууд:

• Глауберийн давс Na2SO4 10H2O (талст натрийн сульфат). Түүний хэрэглээний хамрах хүрээ нь нэлээд өргөн цар хүрээтэй: шил, сод үйлдвэрлэх, мал эмнэлэг, анагаах ухаанд.
• Барийн сульфат BaSO4 нь резин, цаас, цагаан өнгийн эрдэс будаг үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Үүнээс гадна, энэ нь ходоодны флюроскопи хийхэд анагаах ухаанд зайлшгүй шаардлагатай байдаг. Энэ процедурт зориулж "барийн будаа" хийхэд ашигладаг.
• Кальцийн сульфат CaSO4. Байгальд энэ нь гипс CaSO4 2H2O, ангидрит CaSO4 хэлбэрээр байж болно. Гипс CaSO4 · 2H2O, кальцийн сульфатыг анагаах ухаан, барилгын салбарт ашигладаг. Гипсийг 150 - 170 ° C-ийн температурт халаахад хэсэгчилсэн шингэн алдалт үүсч, бидний хувьд алебастр гэж нэрлэгддэг гипс шатдаг. Алебастрыг устай зуурсан гурилын тууштай хольсноор масс нь хурдан хатуурч, нэг төрлийн чулуу болж хувирдаг. Энэ бол alabaster-ийн энэ өмчийг барилгын ажилд идэвхтэй ашигладаг: цутгамал, цутгах хэвийг үүнээс хийдэг. Шавардлагын ажилд алебастр нь холбох материалын хувьд зайлшгүй шаардлагатай байдаг. Гэмтлийн тасагт байгаа өвчтөнүүдэд тусгай бэхэлгээний хатуу боолт өгдөг - тэдгээр нь алебастрын үндсэн дээр хийгдсэн байдаг.
• Төмрийн сульфат FeSO4 · 7H2O нь бэх бэлтгэх, мод шингээх, мөн хөдөө аж ахуйн үйл ажиллагаанд хортон шавьж устгахад ашиглагддаг.
• Alum KCr(SO4)2 · 12H2O, KAl(SO4)2 · 12H2O гэх мэтийг будаг, арьс ширний үйлдвэрлэлд (арьс идээлэх) ашигладаг.
• Та бүхний олонх нь зэсийн сульфат CuSO4 · 5H2O гэдгийг мэддэг. Энэ нь ургамлын өвчин, хортон шавьжтай тэмцэхэд хөдөө аж ахуйн идэвхтэй туслах юм - үр тариаг CuSO4 · 5H2O усан уусмалаар эмчилж, ургамал дээр цацдаг. Мөн зарим эрдэс будаг бэлтгэхэд ашигладаг. Мөн өдөр тутмын амьдралд энэ нь хананаас хөгц арилгахад ашиглагддаг.
• Хөнгөн цагааны сульфат - энэ нь целлюлоз, цаасны үйлдвэрт ашиглагддаг.

Шингэрүүлсэн хэлбэрээр хүхрийн хүчлийг хар тугалганы батерейнд электролит болгон ашигладаг. Үүнээс гадна угаалгын нунтаг, бордоо үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Гэхдээ ихэнх тохиолдолд энэ нь олеум хэлбэрээр ирдэг - энэ нь H2SO4 дахь SO3-ийн уусмал юм (та мөн oleum-ийн бусад томъёог олж болно).

Гайхалтай баримт! Олеум нь төвлөрсөн хүхрийн хүчлээс илүү химийн идэвхтэй боловч гантай урвалд ордоггүй! Энэ шалтгааны улмаас хүхрийн хүчил өөрөө тээвэрлэхээс илүү хялбар байдаг.

"Хүчиллэг хатан хаан" -ын хэрэглээний хамрах хүрээ нь үнэхээр өргөн цар хүрээтэй бөгөөд үүнийг үйлдвэрлэлд ашигладаг бүх арга замын талаар ярихад хэцүү байдаг. Мөн хүнсний үйлдвэрт эмульгатор, ус цэвэршүүлэх, тэсрэх бодисын синтез болон бусад олон зорилгоор ашигладаг.

Хүхрийн хүчлийн түүх

Бидний хэн нь зэсийн сульфатын талаар дор хаяж нэг удаа сонсоогүй вэ? Тиймээс үүнийг эрт дээр үеэс судалж байсан бөгөөд шинэ эриний эхэн үеийн зарим бүтээлд эрдэмтэд витриолын гарал үүсэл, тэдгээрийн шинж чанаруудын талаар ярилцсан. Витриолыг Грекийн эмч Диоскорид, Ромын байгаль судлаач Ахлагч Плиний нар судалж, хийсэн туршилтынхаа талаар бүтээлдээ бичжээ. Эмнэлгийн зорилгоор янз бүрийн витриол бодисыг эртний эмч Ибн Сина хэрэглэж байсан. Металлургид витриолыг хэрхэн ашигласан талаар алхимичдын бүтээлүүдэд дурдсан байдаг Эртний ГрекПанополисын Зосима.

Хүхрийн хүчил олж авах эхний арга бол калийн алимыг халаах үйл явц бөгөөд 13-р зууны алхимийн уран зохиолд энэ тухай мэдээлэл байдаг. Тухайн үед алхимийн найрлага, үйл явцын мөн чанарыг алхимичид мэддэггүй байсан ч 15-р зуунд хүхрийн хүчлийн химийн нийлэгжилтийг зориудаар судалж эхэлжээ. Процесс нь дараах байдалтай байсан: алхимичид хүхэр ба сурьма (III) сульфид Sb2S3-ийн холимогийг азотын хүчлээр халаах замаар боловсруулсан.

Дундад зууны үед Европт хүхрийн хүчлийг "витриолын тос" гэж нэрлэдэг байсан боловч дараа нь нэр нь vitriol хүчил болж өөрчлөгдсөн.

17-р зуунд Иоганн Глаубер калийн нитрат болон уугуул хүхрийг усны уурын дэргэд шатаасны үр дүнд хүхрийн хүчил гаргаж авсан. Хүхрийг хужиртай исэлдүүлсний үр дүнд хүхрийн исэл гаргаж авсан бөгөөд энэ нь усны ууртай урвалд орж, тослог тууштай шингэн үүссэн. Энэ нь витриолын тос байсан бөгөөд хүхрийн хүчлийн энэ нэр өнөөг хүртэл байсаар байна.

18-р зууны 30-аад онд Лондонгийн эм зүйч Уорд Жошуа энэ урвалыг хүхрийн хүчлийн үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлд ашигласан боловч Дундад зууны үед түүний хэрэглээ хэдэн арван килограммаар хязгаарлагдаж байв. Хэрэглэх хүрээ нь нарийн байсан: алхимийн туршилт, үнэт металлыг цэвэршүүлэх, эмийн санд ашиглах. Бага хэмжээгээр баяжуулсан хүхрийн хүчлийг бертолит давс агуулсан тусгай шүдэнз үйлдвэрлэхэд ашигласан.

Витриол хүчил нь зөвхөн 17-р зуунд Орост гарч ирсэн.

Английн Бирмингем хотод Жон Робак 1746 онд хүхрийн хүчил үйлдвэрлэх дээрх аргыг тохируулан үйлдвэрлэлээ эхлүүлжээ. Үүний зэрэгцээ тэрээр удаан эдэлгээтэй том хар тугалгатай камер ашигласан бөгөөд энэ нь шилэн савнаас хямд байв.

Энэ арга нь аж үйлдвэрт бараг 200 жилийн турш байр сууриа хадгалж, 65% хүхрийн хүчлийг танхимд гаргаж авсан.

Хэсэг хугацааны дараа Английн Гловер, Францын химич Гэй-Люссак нар процессыг өөрөө сайжруулж, 78% -ийн агууламжтай хүхрийн хүчил авч эхлэв. Гэхдээ ийм хүчил нь жишээлбэл, будагч бодис үйлдвэрлэхэд тохиромжгүй байв.

19-р зууны эхээр хүхрийн давхар ислийг хүхрийн ангидрид болгон исэлдүүлэх шинэ аргыг нээсэн.

Эхэндээ энэ нь азотын ислийг ашиглан хийгдсэн бөгөөд дараа нь цагаан алтыг катализатор болгон ашигласан. Хүхрийн давхар ислийг исэлдүүлэх эдгээр хоёр аргыг улам боловсронгуй болгосон. Платин болон бусад катализатор дээр хүхрийн давхар ислийг исэлдүүлэх нь контактын арга гэж нэрлэгддэг болсон. Энэ хийг азотын ислээр исэлдүүлэхийг хүхрийн хүчил үйлдвэрлэх азотын арга гэж нэрлэдэг.

Их Британийн цууны хүчлийн худалдаачин Перегрин Филипп зөвхөн 1831 онд хүхрийн исэл (VI) ба төвлөрсөн хүхрийн хүчил үйлдвэрлэх эдийн засгийн процессыг патентжуулсан бөгөөд энэ арга нь түүнийг үйлдвэрлэх контакт арга болгон өнөөдөр дэлхий нийтэд танил болсон юм.

Суперфосфатын үйлдвэрлэл 1864 онд эхэлсэн.

19-р зууны наяад онд Европт хүхрийн хүчлийн үйлдвэрлэл 1 сая тоннд хүрчээ. Гол үйлдвэрлэгчид нь Герман, Англи улсууд байсан бөгөөд дэлхийн нийт хүхрийн хүчлийн 72 хувийг үйлдвэрлэдэг.

Хүхрийн хүчлийг тээвэрлэх нь хөдөлмөр их шаарддаг, хариуцлагатай ажил юм.

Хүхрийн хүчил нь аюултай ангилалд багтдаг химийн бодис, арьсанд хүрэхэд хүнд түлэгдэлт үүсгэдэг. Үүнээс гадна хүний ​​биед химийн хордлого үүсгэдэг. Хэрэв тээвэрлэх явцад тодорхой дүрэм журмыг дагаж мөрдөөгүй бол хүхрийн хүчил нь тэсрэх чадвартай тул хүн болон хүрээлэн буй орчинд ихээхэн хор хөнөөл учруулдаг.

Хүхрийн хүчил нь аюулын 8-р ангилалд хамаарах бөгөөд тусгайлан бэлтгэгдсэн, бэлтгэгдсэн мэргэжилтнүүд тээвэрлэх ёстой. Хүхрийн хүчлийг хүргэх чухал нөхцөл бол аюултай ачаа тээвэрлэх тусгайлан боловсруулсан дүрмийг дагаж мөрдөх явдал юм.

Автомашины тээвэрлэлтийг дараахь дүрмийн дагуу гүйцэтгэнэ.

1. Тээвэрлэлтийн хувьд тусгай савыг хүхрийн хүчил, титантай урвалд ордоггүй тусгай ган хайлшаар хийдэг. Ийм савнууд исэлддэггүй. Аюултай хүхрийн хүчлийг хүхрийн хүчлийн химийн тусгай саванд тээвэрлэдэг. Тэдгээр нь дизайны хувьд ялгаатай бөгөөд хүхрийн хүчлийн төрлөөс хамааран тээвэрлэхэд сонгогддог.
2. Утаатай хүчлийг тээвэрлэхдээ хүчиллэг химийн шинж чанарыг хадгалахын тулд шаардлагатай температурын горимыг хадгалдаг тусгай изотерм термос савыг авдаг.
3. Хэрэв ердийн хүчил зөөвөрлөж байгаа бол хүхрийн хүчлийн савыг сонгоно.
4. Утаа, усгүй, өтгөрүүлсэн, батерей, бээлий гэх мэт хүхрийн хүчлийг авто замаар тээвэрлэх нь тусгай саванд: танк, торх, саванд хийгддэг.
5. Аюултай ачаа тээвэрлэлтийг зөвхөн ADR гэрчилгээтэй жолооч л хийх боломжтой.
6. Тээвэрлэлтийн явцад та зөвшөөрөгдсөн хурдыг чанд дагаж мөрдөх ёстой тул аяллын цаг нь ямар ч хязгаарлалтгүй.
7. Тээвэрлэлтийн явцад олон хүн цуглардаг газар, үйлдвэрлэлийн байгууламжийг дайран өнгөрөх тусгай маршрутыг барьдаг.
8. Тээвэрлэлт нь тусгай тэмдэглэгээ, аюулын тэмдэгтэй байх ёстой.

Хүний хувьд хүхрийн хүчлийн аюултай шинж чанар

Хүхрийн хүчил нь хүний ​​биед ихээхэн аюул учруулдаг. Түүний хортой нөлөө нь арьсанд шууд хүрэхэд төдийгүй хүхрийн давхар исэл ялгарах үед түүний уураар амьсгалах үед үүсдэг. Аюултай нөлөөнд дараахь зүйлс орно.

• Амьсгалын систем;
• Арьс;
• Салст бүрхэвч.

Биеийн хордлого нь хүхрийн хүчилд ихэвчлэн ордог хүнцэлээр нэмэгддэг.

Чухал! Таны мэдэж байгаагаар хүчил нь арьсанд хүрэхэд хүнд түлэгдэлт үүсдэг. Хүхрийн хүчлийн уураар хордох нь тийм ч аюултай биш юм. Агаар дахь хүхрийн хүчлийн аюулгүй тун нь 1 квадрат метр талбайд ердөө 0.3 мг байна.

Хэрэв хүхрийн хүчил салст бүрхэвч эсвэл арьсанд хүрвэл сайн эдгэрдэггүй хүнд түлэгдэлт үүсдэг. Хэрэв түлэгдэлт нь цар хүрээний хувьд мэдэгдэхүйц байвал хохирогч түлэгдэлтийн өвчин үүсгэдэг бөгөөд энэ нь мэргэшсэн эмнэлгийн тусламжийг цаг тухайд нь үзүүлэхгүй бол үхэлд ч хүргэж болзошгүй юм.

Чухал! Насанд хүрсэн хүний ​​хувьд хүхрийн хүчлийн үхлийн тун нь 1 литр тутамд ердөө 0.18 см байдаг.

Мэдээжийн хэрэг, өдөр тутмын амьдралд хүчиллэгийн хортой нөлөөг "тэмдэглэх" нь асуудалтай байдаг. Ихэнх тохиолдолд уусмалтай ажиллахдаа үйлдвэрлэлийн аюулгүй байдлын арга хэмжээг үл тоомсорлосны улмаас хүчиллэг хордлого үүсдэг.

Ажил дээрх техникийн асуудал эсвэл хайхрамжгүй байдлаас болж хүхрийн хүчлийн уураар бөөнөөр хордож, агаар мандалд их хэмжээгээр ялгардаг. Ийм нөхцөл байдлаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд аюултай хүчил хэрэглэдэг үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагаанд хяналт тавих үүрэг бүхий тусгай албад ажилладаг.

Хүхрийн хүчлийн хордлогын үед ямар шинж тэмдэг илэрдэг вэ?

Хэрэв хүчил залгисан бол:

• Хоол боловсруулах эрхтний бүсэд өвдөлт.
• Дотор муухайрах, бөөлжих.
• Гэдэсний хүнд хэлбэрийн эмгэгийн үр дүнд гэдэсний хэвийн бус хөдөлгөөн.
• Шүлсний их хэмжээний шүүрэл.
• Бөөрөнд хортой нөлөө үзүүлдэг тул шээс нь улаан өнгөтэй болдог.
• Хоолой, хоолой хавагнах. Амьсгалах, хоолой сөөх зэрэг шинж тэмдэг илэрдэг. Энэ нь амьсгал боогдохоос болж үхэлд хүргэж болзошгүй юм.
• Бохь дээр бор толбо гарч ирдэг.
• Арьс нь хөх өнгөтэй болдог.

Арьсыг шатаах үед түлэгдэлтээс үүдэлтэй бүх хүндрэлүүд байж болно.

Уурын хордлогын үед дараах зураг ажиглагдаж байна.

• Нүдний салст бүрхэвч түлэгдэх.
• Хамраас цус гарах.
• Амьсгалын замын салст бүрхэвч түлэгдэх. Энэ тохиолдолд хохирогч хүчтэй өвдөлтийг мэдэрдэг.
• Амьсгалах шинж тэмдэг бүхий мөгөөрсөн хоолой хавагнах (хүчилтөрөгчийн дутагдал, арьс хөх өнгөтэй болдог).
• Хэрэв хордлого нь хүнд байвал дотор муухайрах, бөөлжих шинж тэмдэг илэрдэг.

Мэдэх нь чухал! Хоол идсэний дараа хүчиллэгээр хордох нь уураар амьсгалах хордлогоос хамаагүй илүү аюултай.

Хүхрийн хүчлийн гэмтэлийн анхны тусламж, эмчилгээний журам

Хүхрийн хүчилтэй харьцахдаа дараахь зүйлийг хийнэ.

• Юуны өмнө түргэн тусламж дуудах хэрэгтэй. Хэрэв шингэн дотогш орвол ходоодоо бүлээн усаар зайлна. Үүний дараа та 100 грамм наранцэцгийн эсвэл чидуны тосыг бага багаар уух хэрэгтэй. Үүнээс гадна та нэг хэсэг мөс залгиж, сүү эсвэл шатсан магни уух хэрэгтэй. Хүхрийн хүчлийн концентрацийг бууруулж, хүний ​​нөхцөл байдлыг хөнгөвчлөхийн тулд үүнийг хийх ёстой.
• Хэрэв хүчил таны нүд рүү орвол тэдгээрийг урсгал усаар зайлж, дараа нь дикаин, новокаины уусмалаар дусаах хэрэгтэй.
• Арьсан дээр хүчил үүсвэл түлэгдсэн хэсгийг урсгал усаар сайтар зайлж, содтой боолт хийнэ. Та ойролцоогоор 10-15 минутын турш зайлах хэрэгтэй.
• Уурын хордлогын үед цэвэр агаарт гарах, мөн нөлөөлөлд өртсөн салст бүрхэвчийг аль болох хурдан усаар зайлах хэрэгтэй.

Эмнэлгийн нөхцөлд эмчилгээ нь түлэгдэлтийн талбай, хордлогын зэргээс хамаарна. Өвдөлт намдаах эмчилгээг зөвхөн новокайнаар хийдэг. Нөлөөлөлд өртсөн хэсэгт халдвар үүсэхээс зайлсхийхийн тулд өвчтөнд антибиотик эмчилгээ хийдэг.

Ходоодны цус алдалтын үед цусны сийвэн эсвэл цус сэлбэх эмчилгээ хийдэг. Цус алдалтын эх үүсвэрийг мэс заслын аргаар арилгах боломжтой.

1. Хүхрийн хүчил нь байгальд 100% цэвэр хэлбэрээр байдаг. Жишээлбэл, Италид Сөнөсөн тэнгис дэх Сицилид байдаг өвөрмөц үзэгдэл– хүхрийн хүчил ёроолоос шууд урсдаг! Тэгээд ийм зүйл тохиолддог: пиритээс дэлхийн царцдасЭнэ тохиолдолд энэ нь түүний үүсэх түүхий эд болдог. Энэ газрыг бас Үхлийн нуур гэж нэрлэдэг бөгөөд шавьж хүртэл түүний ойролцоо нисэхээс айдаг!
2. Их хэмжээний галт уулын дэлбэрэлтийн дараа дэлхийн агаар мандалд хүхрийн хүчлийн дуслууд ихэвчлэн олддог бөгөөд ийм тохиолдолд буруутан нь байгаль орчны сөрөг үр дагаварт хүргэж, уур амьсгалын ноцтой өөрчлөлтийг үүсгэдэг.
3. Хүхрийн хүчил нь усыг идэвхтэй шингээгч тул хийн чийг шингээгч болгон ашигладаг. Эрт дээр үед доторх цонхыг мананцараас урьдчилан сэргийлэхийн тулд энэ хүчилийг саванд хийж, цонхны нээлхийн шилний хооронд байрлуулсан байв.
4. Хүхрийн хүчил нь хүчиллэг борооны гол шалтгаан болдог. Хүчиллэг борооны гол шалтгаан нь хүхрийн давхар ислийн агаарын бохирдол бөгөөд усанд уусвал хүхрийн хүчил үүсгэдэг. Хүхрийн давхар исэл нь эргээд чулуужсан түлш шатаах үед ялгардаг. Хүчиллэг борооны талаар судалж үзсэн сүүлийн жилүүдэд, азотын хүчлийн агууламж нэмэгдсэн. Энэ үзэгдлийн шалтгаан нь хүхрийн давхар ислийн ялгаралтыг бууруулах явдал юм. Гэсэн хэдий ч хүчиллэг борооны гол шалтгаан нь хүхрийн хүчил хэвээр байна.

Бид танд хүхрийн хүчилтэй хийсэн сонирхолтой туршилтуудын видео бичлэгийг санал болгож байна.

Хүхрийн хүчлийг элсэн чихэр рүү цутгахад үзүүлэх урвалыг авч үзье. Хүхрийн хүчил элсэн чихэртэй колбонд орох эхний секундэд хольц нь харанхуйлна. Хэдэн секундын дараа бодис хар өнгөтэй болно. Дараа нь хамгийн сонирхолтой зүйл тохиолддог. Масс хурдан өсч, колбоноос гарч эхэлдэг. Гаралт нь сүвэрхэг нүүрстэй төстэй, анхны эзэлхүүнээс 3-4 дахин их бардам бодис юм.

Видеоны зохиогч Кока-Колагийн урвалыг давсны хүчил, хүхрийн хүчилтэй харьцуулахыг санал болгож байна. Кока кола давсны хүчилтэй холилдоход харааны өөрчлөлт ажиглагддаггүй ч хүхрийн хүчилтэй холилдоход кока кола буцалж эхэлдэг.

Хүхрийн хүчил ариун цэврийн цаастай холбогдох үед сонирхолтой харилцан үйлчлэл ажиглагдаж болно. Ариун цэврийн цаас нь целлюлозоор хийгдсэн байдаг. Целлюлозын молекулд хүчил шүргэх үед тэр даруй задарч, чөлөөт нүүрстөрөгчийг ялгаруулдаг. Хүчил модтой шүргэлцэх үед ижил төстэй шаталт ажиглагдаж болно.

Би өтгөрүүлсэн хүчилтэй колбонд калийн жижиг хэсгийг нэмнэ. Эхний секундэд утаа гарч, дараа нь металл тэр даруй шатаж, гал авалцаж, дэлбэрч, хэсэг хэсгээрээ хуваагдана.

Дараах туршилтаар хүхрийн хүчил шүдэнзэнд хүрэхэд гал авалцдаг. Туршилтын хоёр дахь хэсэгт ацетон, шүдэнз бүхий хөнгөн цагаан тугалган цаасыг дүрнэ. Тугалган цаасыг шууд халааж, асар их хэмжээний утаа гаргаж, бүрэн уусгана.

Хүхрийн хүчилд жигд натри нэмэхэд сонирхолтой нөлөө ажиглагдаж байна. Сод нь шууд өнгөтэй болдог шар. Урвал хурдан буцалгах, эзлэхүүн нэмэгдэх зэргээр үргэлжилдэг.

Дээр дурдсан бүх туршилтыг гэртээ хийхгүй байхыг бид хатуу зөвлөж байна. Хүхрийн хүчил нь маш түрэмгий, хортой бодис юм. Ийм туршилтыг албадан агааржуулалтаар тоноглогдсон тусгай өрөөнд хийх ёстой. Хүхрийн хүчилтэй урвалд ороход ялгардаг хий нь маш хортой бөгөөд амьсгалын замд гэмтэл учруулж, бие махбодийг хордуулдаг. Үүнээс гадна арьс, амьсгалын тогтолцооны хувийн хамгаалалтын хэрэгслийг ашиглан ижил төстэй туршилтуудыг хийдэг. Өөртөө анхаарал тавь!

Физик шинж чанар

Цэвэр 100% хүхрийн хүчил (моногидрат) нь +10 ° C-т талст масс болж хатуурдаг өнгөгүй тослог шингэн юм. Реактив хүхрийн хүчил нь ихэвчлэн 1.84 г/см3 нягттай бөгөөд ойролцоогоор 95% H 2 SO 4 агуулдаг. Энэ нь зөвхөн -20 хэмээс доош хатуурдаг.

Монгидрат хайлах цэг нь 10.37 ° C, хайлуулах дулаан нь 10.5 кЖ / моль. Хэвийн нөхцөлд энэ нь маш өндөр диэлектрик тогтмол (25 ° C-д e = 100) бүхий маш наалдамхай шингэн юм. Монгидратын жижиг дотоод электролитийн диссоциаци нь [H 3 SO 4 + ]·[HSO 4 - ] = 2·10 -4 ба [H 3 O + ]·[НS 2 О 7 - ] = 4 гэсэн хоёр чиглэлд зэрэгцээ явагдана. ·10 - 5. Түүний молекулын ионы найрлагыг ойролцоогоор дараах өгөгдлөөр (% -аар) тодорхойлж болно.

H 2 SO 4 HSO 4 - H 3 SO 4 + H 3 O + HS 2 O 7 - H 2 S 2 O 7

99,50,180,140,090,050,04

Бага хэмжээний ус нэмсэн ч гэсэн схемийн дагуу диссоциаци давамгайлдаг: H 2 O + H 2 SO 4<==>H 3 O + + HSO 4 -

Химийн шинж чанар

H 2 SO 4 нь хүчтэй хоёр үндсэн хүчил юм.

H2SO4<-->H + + H SO 4 -<-->2H + + SO 4 2-

Эхний алхам нь (дундаж концентрацийн хувьд) 100% диссоциацалд хүргэдэг.

K2 = ( ) / = 1.2 10-2

1) Металлуудтай харилцах:

а) шингэрүүлсэн хүхрийн хүчил нь зөвхөн устөрөгчийн зүүн талд байгаа хүчдэлийн цуваа дахь металуудыг уусгана:

Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (шингэрүүлсэн) --> Zn +2 SO 4 + H 2 O

б) төвлөрсөн H 2 +6 SO 4 - хүчтэй исэлдүүлэгч бодис; Металлуудтай харьцахдаа (Au, Pt-аас бусад) үүнийг S +4 O 2, S 0 эсвэл H 2 S -2 болгон бууруулж болно (Fe, Al, Cr нь халаалтгүйгээр урвалд ордоггүй - идэвхгүй байдаг):

• 2Ag 0 + 2H 2 +6 SO 4 --> Ag 2 +1 SO 4 + S +4 O 2 + 2H 2 O
• 8Na 0 + 5H 2 +6 SO 4 --> 4Na 2 +1 SO 4 + H 2 S -2 + 4H 2 O
• 2) концентрацитай H 2 S + 6 O 4 нь хүчтэй исэлдүүлэх шинж чанартай тул зарим металл бус бодисуудтай халах үед урвалд орж, бага исэлдэлтийн төлөвтэй хүхрийн нэгдлүүд болж хувирдаг (жишээлбэл, S + 4 O 2):

C 0 + 2H 2 S +6 O 4 (conc) --> C +4 O 2 + 2S +4 O 2 + 2H 2 O

S 0 + 2H 2 S +6 O 4 (conc) --> 3S +4 O 2 + 2H 2 O

• 2P 0 + 5H 2 S +6 O 4 (conc) --> 5S +4 O 2 + 2H 3 P +5 O 4 + 2H 2 O
• 3) үндсэн оксидуудтай:

CuO + H 2 SO 4 --> CuSO4 + H2O

CuO + 2H + --> Cu 2+ + H 2 O

4) гидроксидтэй:

H 2 SO 4 + 2NaOH --> Na 2 SO 4 + 2H 2 O

H + + OH - --> H 2 O

H 2 SO 4 + Cu(OH) 2 --> CuSO 4 + 2H 2 O

• 2H + + Cu(OH) 2 --> Cu 2+ + 2H 2 O
• 5) давстай солилцох урвал:

BaCl 2 + H 2 SO 4 --> BaSO 4 + 2HCl

Ba 2+ + SO 4 2- --> BaSO 4

BaSO 4 (хүчилд уусдаггүй) цагаан тунадас үүсэх нь хүхрийн хүчил ба уусдаг сульфатыг тодорхойлоход хэрэглэгддэг.

MgCO 3 + H 2 SO 4 --> MgSO 4 +H 2 O + CO 2 H 2 CO 3

Моногидрат (цэвэр, 100% хүхрийн хүчил) нь хүчиллэг шинж чанартай ионжуулагч уусгагч юм. Олон металлын сульфатууд нь сайн уусдаг (бисульфат болж хувирдаг), бусад хүчлүүдийн давс нь дүрмээр бол уусдаг (бисульфат болж хувирдаг). Азотын хүчилмоногидрат дотор HNO 3 + 2 H 2 SO 4 сул суурь шиг ажилладаг<==>H 3 O + + NO 2 + + 2 HSO 4 - перхлорт - маш сул хүчил H 2 SO 4 + HClO 4 = H 3 SO 4 + + ClO 4 - Фторсульфон ба хлоросульфон хүчил нь арай илүү хүчтэй хүчил (HSO 3 F >) HSO 3 Cl > HClO 4). Моногидрат нь дан электрон хостой атом агуулсан олон органик бодисыг сайн уусгадаг (протоныг холбох чадвартай). Тэдгээрийн заримыг нь уусмалыг усаар шингэлснээр өөрчлөгдөөгүй тусгаарлаж болно. Моногидрат нь өндөр криоскопийн тогтмол (6.12 °) бөгөөд заримдаа молекулын жинг тодорхойлох хэрэгсэл болгон ашигладаг.

Баяжуулсан H 2 SO 4 нь ялангуяа халах үед нэлээд хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм (энэ нь ихэвчлэн SO 2 хүртэл буурдаг). Жишээлбэл, энэ нь HI болон хэсэгчлэн HBr (гэхдээ HCl биш) -ийг чөлөөт галоген болгон исэлдүүлдэг. Олон металлууд мөн үүгээр исэлддэг - Cu, Hg гэх мэт (алт, цагаан алт нь H 2 SO 4-ийн хувьд тогтвортой байдаг). Тиймээс зэстэй харилцан үйлчлэл нь тэгшитгэлийн дагуу явагдана.

Cu + 2 H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + H 2 O

Исэлдүүлэгч бодисын үүрэг гүйцэтгэдэг хүхрийн хүчил нь ихэвчлэн SO 2 хүртэл буурдаг. Гэсэн хэдий ч хамгийн хүчирхэг бууруулагч бодисоор үүнийг S, тэр ч байтугай H 2 S хүртэл бууруулж болно. Төвлөрсөн хүхрийн хүчил нь тэгшитгэлийн дагуу хүхэрт устөрөгчтэй урвалд ордог.

H 2 SO 4 + H 2 S = 2H 2 O + SO 2 + S

Энэ нь устөрөгчийн хийгээр хэсэгчлэн багасдаг тул хатаахад ашиглах боломжгүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Цагаан будаа. 13.

Төвлөрсөн хүхрийн хүчлийг усанд уусгах нь дулааныг их хэмжээгээр ялгаруулах (мөн системийн нийт эзэлхүүн бага зэрэг буурах) дагалддаг. Моногидрат нь дамжуулах чадвар бараг байхгүй цахилгаан гүйдэл. Үүний эсрэгээр хүхрийн хүчлийн усан уусмал нь сайн дамжуулагч юм. Зураг дээр харж болно. 13, ойролцоогоор 30% хүчил нь хамгийн их цахилгаан дамжуулах чадвартай. Муруйн хамгийн бага нь H 2 SO 4 · H 2 O найрлагатай гидраттай тохирч байна.

Монгидратыг усанд уусгах үед ялгарах дулааны хэмжээ (ууссан эцсийн концентрацаас хамаарч) 84 кЖ/моль H 2 SO 4 хүртэл байна. Үүний эсрэгээр, 0 ° C хүртэл урьдчилан хөргөсөн 66% хүхрийн хүчлийг цастай (жингийн хувьд 1: 1) холих замаар температурыг -37 ° C хүртэл бууруулж болно.

H 2 SO 4-ийн усан уусмалын нягтын өөрчлөлтийг түүний концентрацитай ( жин %) доор үзүүлэв.

Эдгээр өгөгдлөөс харахад хүхрийн хүчлийн агууламжийн нягтралыг жингийн 90-аас дээш жингээр тодорхойлно. % нь маш буруу болно. Өөр өөр температурт янз бүрийн концентрацитай H 2 SO 4 уусмал дээрх усны уурын даралтыг Зураг дээр үзүүлэв. 15. Хүхрийн хүчил нь түүний уусмал дээрх усны уурын даралт нь хатаж буй хий дэх хэсэгчилсэн даралтынхаас бага байх үед л хатаах үүрэг гүйцэтгэдэг.

Цагаан будаа. 15.

Цагаан будаа. 16. H 2 SO 4 уусмалын буцлах цэг. H 2 SO 4 уусмал.

Хүхрийн хүчлийн шингэрүүлсэн уусмалыг буцалгахад уснаас нь нэрж, буцалгах цэг нь 337 ° C хүртэл өсдөг бөгөөд H 2 SO 4-ийн 98.3% нь нэрж эхэлдэг (Зураг 16). Үүний эсрэгээр, илүү их төвлөрсөн уусмалаас хүхрийн ангидридын илүүдэл ууршдаг. 337 ° C-т буцалж буй хүхрийн хүчлийн уур нь H 2 O ба SO 3 болж хэсэгчлэн задарч, хөргөх үед дахин нэгддэг. Хүхрийн хүчлийн өндөр буцалгах цэг нь түүнийг халах үед маш дэгдэмхий хүчлийг давснаас нь салгахад ашиглах боломжийг олгодог (жишээлбэл, NaCl-ээс HCl).

Баримт

Төвлөрсөн хүхрийн хүчлийг -10 хэмд талсжуулах замаар моногидратыг гаргаж авч болно.

Хүхрийн хүчил үйлдвэрлэх.

• 1-р шат. Пиритийг шатаах зуух.
• 4FeS 2 + 11O 2 --> 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q

Процесс нь нэг төрлийн бус байна:

• 1) нунтаглах төмрийн пирит (пирит)
• 2) "шингэн ор" арга
• 3) 800 ° C; илүүдэл дулааныг зайлуулах
• 4) агаар дахь хүчилтөрөгчийн концентрацийг нэмэгдүүлэх
• 2-р шат. Цэвэрлэх, хатаах, дулаан солилцооны дараа хүхрийн давхар исэл нь холбоо барих төхөөрөмжид орж, хүхрийн ангидрид (450 ° C - 500 ° C; катализатор V 2 O 5) болж исэлддэг.
• 2SO2 + O2
• 3-р шат. Шингээх цамхаг:

nSO 3 + H 2 SO 4 (конс) --> (H 2 SO 4 nSO 3) (олеум)

Манан үүссэн тул ус ашиглах боломжгүй. Керамик хушуу ба эсрэг гүйдлийн зарчмыг ашигладаг.

Өргөдөл.

Санаж байна уу! Хүхрийн хүчлийг жижиг хэсгүүдэд ус руу хийнэ, харин эсрэгээр нь биш. Үгүй бол химийн хүчтэй урвал үүсч, хүнд түлэгдэлт үүсгэж болзошгүй.

Хүхрийн хүчил нь химийн үйлдвэрлэлийн гол бүтээгдэхүүний нэг юм. Ашигт малтмалын бордоо (суперфосфат, аммонийн сульфат), төрөл бүрийн хүчил, давс, эм, угаалгын нунтаг, будагч бодис, хиймэл утас, тэсрэх бодис үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Энэ нь металлургийн салбарт (хүдрийг задлах, жишээлбэл уран), газрын тосны бүтээгдэхүүнийг цэвэрлэх, хатаах бодис болгон ашигладаг.

Маш хүчтэй (75% -иас дээш) хүхрийн хүчил нь төмрт ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй байх нь чухал юм. Энэ нь ган саванд хадгалах, тээвэрлэх боломжийг олгодог. Харин эсрэгээр, шингэрүүлсэн H 2 SO 4 нь устөрөгч ялгаруулж төмрийг амархан уусгана. Исэлдүүлэх шинж чанар нь түүний онцлог шинж биш юм.

Хүчтэй хүхрийн хүчил нь чийгийг маш сайн шингээдэг тул хий хатаахад ихэвчлэн ашиглагддаг. Олон хүнээс органик бодисустөрөгч, хүчилтөрөгч агуулсан, энэ нь ихэвчлэн технологид ашиглагддаг усыг зайлуулдаг. Энэ нь (мөн хүчтэй H 2 SO 4-ийн исэлдүүлэх шинж чанар) нь ургамал, амьтны эд эсэд хортой нөлөө үзүүлдэгтэй холбоотой юм. Ажиллаж байхдаа санамсаргүй байдлаар таны арьс, хувцас дээр хүхрийн хүчил орж ирвэл тэр даруй их хэмжээний усаар угааж, аммиакийн шингэрүүлсэн уусмалаар гэмтсэн хэсгийг чийглээд дахин усаар зайлна.

Хүхэр бол химийн элемент, энэ нь үелэх системийн зургаа дахь бүлэг ба гуравдугаар үед багтдаг. Энэ нийтлэлд бид түүний химийн шинж чанар, үйлдвэрлэл, хэрэглээ гэх мэтийг нарийвчлан авч үзэх болно. Физик шинж чанар нь өнгө, цахилгаан дамжуулалтын түвшин, хүхрийн буцлах цэг гэх мэт шинж чанаруудыг агуулдаг. Химийн шинж чанар нь түүний бусад бодисуудтай харилцан үйлчлэлийг тодорхойлдог.

Физикийн үүднээс хүхэр

Энэ бол эмзэг бодис юм. Хэвийн нөхцөлд энэ нь нэгтгэх хатуу төлөвт үлддэг. Хүхэр нь нимбэгний шар өнгөтэй.

Мөн ихэнх тохиолдолд түүний бүх нэгдлүүд шар өнгөтэй байдаг. Усанд уусдаггүй. Энэ нь дулаан, цахилгаан дамжуулах чанар багатай. Эдгээр шинж чанарууд нь түүнийг ердийн металл бус гэж тодорхойлдог. Хүхрийн химийн найрлага нь тийм ч төвөгтэй биш боловч энэ бодис нь хэд хэдэн өөрчлөлттэй байж болно. Энэ бүхэн болор торны бүтцээс хамаардаг бөгөөд тэдгээрийн тусламжтайгаар атомууд холбогддог боловч тэдгээр нь молекул үүсгэдэггүй.

Тиймээс эхний сонголт бол ромбик хүхэр юм. Энэ нь хамгийн тогтвортой. Энэ төрлийн хүхрийн буцалгах температур нь дөрвөн зуун дөчин таван градус байна. Гэхдээ энэ бодис нь хий болж хувирахын тулд биеийн байдал, тэр эхлээд шингэнээр дамжин өнгөрөх хэрэгтэй. Тиймээс хүхрийн хайлах нь нэг зуун арван гурван градусын температурт явагддаг.

Хоёрдахь сонголт бол моноклиник хүхэр юм. Энэ нь хар шар өнгөтэй зүү хэлбэртэй болор юм. Эхний төрлийн хүхрийг хайлуулж, дараа нь аажмаар хөргөх нь энэ төрөл үүсэхэд хүргэдэг. Энэ сорт нь бараг ижил физик шинж чанартай байдаг. Жишээлбэл, энэ төрлийн хүхрийн буцалгах цэг нь ижил дөрвөн зуун дөчин таван градус байна. Үүнээс гадна хуванцар гэх мэт ийм олон төрлийн бодис байдаг. Энэ нь бараг буцалгах хүртэл халсан ромб хэлбэртэй усыг хүйтэн ус руу асгаж гаргаж авдаг. Энэ төрлийн хүхрийн буцалгах цэг ижил байна. Гэхдээ энэ бодис нь резин шиг сунах шинж чанартай байдаг.

Миний ярихыг хүсч буй физик шинж чанаруудын өөр нэг бүрэлдэхүүн хэсэг бол хүхрийн гал асаах температур юм.

Энэ үзүүлэлт нь материалын төрөл, гарал үүслээс хамаарч өөр өөр байж болно. Жишээлбэл, техникийн хүхрийн гал асаах температур нь зуун ерэн градус байна. Энэ бол нэлээд бага үзүүлэлт юм. Бусад тохиолдолд хүхрийн гялалзах цэг нь хоёр зуун дөчин найман градус, бүр хоёр зуун тавин зургаан градус байж болно. Энэ нь ямар материалаас гаргаж авсан, түүний нягтрал ямар байхаас хамаарна. Гэхдээ хүхрийн шаталтын температур нь бусад химийн элементүүдтэй харьцуулахад шатамхай бодис юм гэж дүгнэж болно. Үүнээс гадна заримдаа хүхэр нь найм, зургаа, дөрөв, хоёр атомаас бүрдэх молекулуудад нэгдэж чаддаг. Одоо хүхрийг физикийн үүднээс авч үзээд дараагийн хэсэг рүү шилжье.

Хүхрийн химийн шинж чанар

Энэ элемент нь харьцангуй бага атомын масстай, нэг мольд гучин хоёр граммтай тэнцэнэ. Хүхрийн элементийн шинж чанар нь энэ бодисын исэлдэлтийн янз бүрийн зэрэгтэй байх чадвартай байдаг. Энэ нь устөрөгч эсвэл хүчилтөрөгчөөс ялгаатай. Юу гэсэн асуултыг авч үзвэл химийн шинж чанархүхрийн элементийн хувьд нөхцөл байдлаас шалтгаалан багасгах, исэлдүүлэх шинж чанарыг хоёуланг нь харуулдаг гэдгийг дурдахгүй байх боломжгүй юм. Тиймээс, энэ бодисыг янз бүрийн химийн нэгдлүүдтэй дарааллаар нь харцгаая.

Хүхэр ба энгийн бодисууд

Энгийн бодисууд нь зөвхөн нэг химийн элемент агуулсан бодис юм. Түүний атомууд нь жишээлбэл хүчилтөрөгчийн хувьд молекул болж нийлж болно, эсвэл металлын нэгэн адил нэгдэхгүй байж болно. Тиймээс хүхэр нь металл, бусад металл бус, галогентэй урвалд орж болно.

Металлуудтай харилцах

Энэ төрлийн процессыг гүйцэтгэхийн тулд өндөр температур шаардлагатай. Эдгээр нөхцөлд нэмэлт урвал явагдана. Өөрөөр хэлбэл, металлын атомууд хүхрийн атомуудтай нэгдэж, улмаар үүсдэг нарийн төвөгтэй бодисуудсульфидууд. Жишээлбэл, хэрэв та хоёр моль калийг халааж, нэг моль хүхэртэй холивол энэ металлын нэг моль сульфид гарч ирнэ. Тэгшитгэлийг дараах байдлаар бичиж болно: 2K + S = K 2 S.

Хүчилтөрөгчтэй үзүүлэх урвал

Энэ бол хүхрийн шаталт юм. Энэ үйл явцын үр дүнд түүний исэл үүсдэг. Сүүлийнх нь хоёр төрлийн байж болно. Тиймээс хүхрийн шаталт хоёр үе шаттайгаар явагдана. Эхнийх нь нэг моль хүхэр ба нэг моль хүчилтөрөгчөөс нэг моль хүхрийн давхар исэл үүсэх явдал юм. Үүний тэгшитгэлийг бичнэ үү химийн урвалдараах байдлаар хийж болно: S + O 2 = SO 2. Хоёр дахь шат нь давхар исэлд өөр хүчилтөрөгчийн атом нэмэх явдал юм. Хэрэв та өндөр температурт нэг моль хүчилтөрөгчийг хоёр моль дээр нэмбэл энэ нь тохиолддог. Үр дүн нь хоёр моль хүхрийн триоксид юм. Үүний тэгшитгэл химийн харилцан үйлчлэлдараах байдалтай байна: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3. Энэ урвалын үр дүнд хүхрийн хүчил үүсдэг. Тиймээс, тайлбарласан хоёр процессыг хийснээр та үүссэн триоксидыг усны уурын урсгалаар дамжуулж болно. Ийм урвалын тэгшитгэлийг дараах байдлаар бичнэ: SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4.

Галогентэй харилцан үйлчлэл

Химийн бодисууд нь бусад металл бус металлын нэгэн адил тодорхой бүлгийн бодисуудтай урвалд орох боломжийг олгодог. Үүнд фтор, бром, хлор, иод зэрэг нэгдлүүд орно. Хүхэр нь сүүлчийнхээс бусадтай нь урвалд ордог. Жишээ болгон бид үелэх системийн элементийг фторжуулах үйл явцыг дурдаж болно. Дээр дурдсан металл бус металлыг галогенээр халаах замаар хоёр төрлийн фторыг авч болно. Эхний тохиолдол: хэрэв бид нэг моль хүхэр, гурван моль фторыг авбал томъёо нь SF 6 болох нэг моль фторыг авна. Тэгшитгэл нь дараах байдалтай байна: S + 3F 2 = SF 6. Үүнээс гадна хоёрдахь хувилбар бий: хэрэв бид нэг моль хүхэр, хоёр моль фторыг авбал SF 4 химийн томъёотой нэг моль фторыг авна. Тэгшитгэлийг дараах байдлаар бичнэ: S + 2F 2 = SF 4. Таны харж байгаагаар энэ бүхэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холих харьцаанаас хамаарна. Яг үүнтэй адил хүхрийн хлоржуулах (хоёр өөр бодис үүсэх боломжтой) эсвэл бромжуулах процессыг хийж болно.

Бусад энгийн бодисуудтай харилцах

Хүхрийн элементийн шинж чанарууд үүгээр дуусдаггүй. Мөн бодис нь устөрөгч, фосфор, нүүрстөрөгчтэй химийн урвалд орж болно. Устөрөгчтэй харилцан үйлчлэлийн улмаас сульфидын хүчил үүсдэг. Металлуудтай урвалд орсны үр дүнд тэдгээрийн сульфидыг олж авах боломжтой бөгөөд энэ нь эргээд хүхрийг ижил металлтай урвалд оруулах замаар шууд гаргаж авдаг. Хүхрийн атомд устөрөгчийн атом нэмэх нь зөвхөн маш өндөр температурын нөхцөлд л явагддаг. Хүхэр нь фосфортой урвалд ороход түүний фосфид үүсдэг. Энэ нь дараах томьёотой: P 2 S 3. Энэ бодисоос нэг моль авахын тулд хоёр моль фосфор, гурван моль хүхэр авах шаардлагатай. Хүхэр нь нүүрстөрөгчтэй харилцан үйлчлэхэд металл бус карбид үүсдэг. Түүний химийн томъёо нь дараах байдалтай байна: CS 2. Тухайн бодисоос нэг моль авахын тулд нэг моль нүүрстөрөгч, хоёр моль хүхэр авах шаардлагатай. Дээр дурдсан бүх нэмэлт урвалууд нь зөвхөн урвалжуудыг өндөр температурт халаахад л явагддаг. Бид хүхрийн энгийн бодисуудтай харилцан үйлчлэлийг авч үзсэн бөгөөд одоо дараагийн зүйл рүү шилжье.

Хүхэр ба нийлмэл нэгдлүүд

Нарийн төвөгтэй бодисууд нь молекулууд нь хоёр (эсвэл түүнээс дээш) өөр элементээс бүрддэг бодис юм. Хүхрийн химийн шинж чанар нь шүлт зэрэг нэгдлүүд, түүнчлэн төвлөрсөн сульфатын хүчилтэй урвалд орох боломжийг олгодог. Түүний эдгээр бодисуудтай үзүүлэх урвал нь нэлээд өвөрмөц юм. Эхлээд тухайн металл бусыг шүлттэй холиход юу болохыг харцгаая. Жишээлбэл, зургаан моль аваад гурван моль хүхэр нэмбэл хоёр моль калийн сульфид, нэг моль калийн сульфит, гурван моль ус гарч ирнэ. Энэ төрлийн урвалыг дараах тэгшитгэлээр илэрхийлж болно: 6KOH + 3S = 2K 2 S + K2SO 3 + 3H 2 O. Хэрэв та нэмбэл харилцан үйлчлэлийн ижил зарчим үүснэ Дараа нь сульфатын хүчлийн төвлөрсөн уусмал дахь хүхрийн төлөв байдлыг авч үзье. үүн дээр нэмдэг. Хэрэв бид эхний нэг моль ба хоёр дахь бодисын хоёр моль авах юм бол бид дараахь бүтээгдэхүүнийг олж авна: гурван моль хэмжээтэй хүхрийн гурвалсан исэл, түүнчлэн ус - хоёр моль. Энэ химийн урвал нь урвалж бодисыг өндөр температурт халаах үед л тохиолдож болно.

Асуудалтай металл бусыг олж авах

Төрөл бүрийн бодисоос хүхрийг гаргаж авах хэд хэдэн үндсэн арга байдаг. Эхний арга нь пиритээс тусгаарлах явдал юм. Сүүлчийн химийн томъёо нь FeS 2 юм. Энэ бодисыг хүчилтөрөгчөөр хангахгүйгээр өндөр температурт халаахад өөр нэг төмрийн сульфид - FeS - ба хүхэр гаргаж авах боломжтой. Урвалын тэгшитгэлийг дараах байдлаар бичнэ: FeS 2 = FeS + S. Аж үйлдвэрт ихэвчлэн ашигладаг хүхэр үйлдвэрлэх хоёр дахь арга нь хүхрийн сульфидыг шатаах явдал юм. их хэмжээнийхүчилтөрөгч. Энэ тохиолдолд та металл бус, ус авч болно. Урвалыг хийхийн тулд та бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хоёроос нэг молийн харьцаагаар авах хэрэгтэй. Үүний үр дүнд бид эцсийн бүтээгдэхүүнийг хоёроос хоёр хүртэлх харьцаагаар авдаг. Энэхүү химийн урвалын тэгшитгэлийг дараах байдлаар бичиж болно: 2H 2 S + O 2 = 2S + 2H 2 O. Үүнээс гадна хүхрийг янз бүрийн металлургийн процессоор, жишээлбэл, никель гэх мэт металл үйлдвэрлэх замаар олж авч болно. , зэс болон бусад.

Аж үйлдвэрийн хэрэглээ

Бидний авч үзэж буй металл бус нь химийн үйлдвэрт хамгийн өргөн хэрэглээгээ олсон. Дээр дурдсанчлан эндээс сульфатын хүчил гаргаж авахад ашигладаг. Үүнээс гадна хүхэр нь шатамхай материал учраас шүдэнз хийх бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг. Энэ нь мөн тэсрэх бодис, дарь, оч гэх мэт үйлдвэрлэлд зайлшгүй шаардлагатай. Үүнээс гадна хүхрийг хортон шавьжтай тэмцэх бүтээгдэхүүний нэг бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг. Анагаах ухаанд энэ нь арьсны өвчний эм үйлдвэрлэхэд бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг. Энэ бодисыг мөн янз бүрийн будагч бодис үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Үүнээс гадна энэ нь фосфор үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.

Хүхрийн электрон бүтэц

Та бүхний мэдэж байгаагаар бүх атомууд нь протон буюу эерэг цэнэгтэй бөөмс, нейтрон, өөрөөр хэлбэл тэг цэнэгтэй бөөмсөөс бүрддэг цөмөөс бүрддэг. Сөрөг цэнэгтэй электронууд цөмийн эргэн тойронд эргэлддэг. Атом саармаг байхын тулд түүний бүтцэд ижил тооны протон, электрон байх ёстой. Хэрэв сүүлийнх нь илүү олон байвал энэ нь аль хэдийн сөрөг ион - анион юм. Хэрэв эсрэгээрээ протоны тоо электроноос их байвал энэ нь эерэг ион буюу катион юм. Хүхрийн анион нь хүчиллэг үлдэгдэл болж чаддаг. Энэ нь сульфидын хүчил (устөрөгчийн сульфид), металл сульфид зэрэг бодисын молекулуудын нэг хэсэг юм. Анион нь бодисыг усанд уусгах үед үүсдэг электролитийн диссоциацийн үед үүсдэг. Энэ тохиолдолд молекул нь катион болж задардаг бөгөөд үүнийг металл эсвэл устөрөгчийн ион, түүнчлэн катион - хүчиллэг үлдэгдэл эсвэл гидроксил бүлгийн ион (OH-) хэлбэрээр илэрхийлж болно.

Учир нь серийн дугаарҮелэх систем дэх хүхэр нь арван зургаан байвал түүний цөм яг ийм тооны протон агуулдаг гэж дүгнэж болно. Үүний үндсэн дээр бид арван зургаан электрон эргэлддэг гэж хэлж болно. Химийн элементийн серийн дугаарыг молийн массаас хасах замаар нейтроны тоог олж болно: 32 - 16 = 16. Электрон бүр эмх замбараагүй, тодорхой тойрог замд эргэлддэг. Хүхэр нь үелэх системийн 3-р үед хамаарах химийн элемент учраас цөмийн эргэн тойронд гурван тойрог зам байдаг. Тэдний эхнийх нь хоёр электрон, хоёр дахь нь найм, гурав дахь нь зургаан электронтой. Хүхрийн атомын электрон томъёог дараах байдлаар бичнэ: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Байгаль дахь тархалт

Үндсэндээ энэ химийн элемент нь янз бүрийн металлын сульфид болох ашигт малтмалаас олддог. Юуны өмнө энэ нь пирит юм - төмрийн давс; Энэ нь мөн хар тугалга, мөнгө, зэс гялбаа, цайрын хольц, cinnabar - мөнгөн усны сульфид юм. Нэмж дурдахад хүхэр нь ашигт малтмалын нэг хэсэг байж болох бөгөөд бүтэц нь гурав ба түүнээс дээш химийн элементээр илэрхийлэгддэг.

Жишээлбэл, халькопирит, мирабилит, кизерит, гипс. Та тус бүрийг илүү нарийвчлан авч үзэх боломжтой. Пирит нь төмрийн сульфид буюу FeS 2 юм. Энэ нь алтан шаргал өнгөтэй цайвар шар өнгөтэй. Энэхүү ашигт малтмал нь ихэвчлэн үнэт эдлэл хийхэд өргөн хэрэглэгддэг номин цэцгийн хольц хэлбэрээр олддог. Энэ хоёр ашигт малтмал ихэвчлэн нийтлэг ордтой байдагтай холбоотой. Зэсийн гялбаа - халькоцит, эсвэл халькоцит нь металтай төстэй хөх саарал өнгөтэй бодис юм. Мөнгөний гялбаа (аргентит) нь ижил төстэй шинж чанартай байдаг: тэд хоёулаа металлтай төстэй бөгөөд саарал өнгөтэй байдаг. Cinnabar нь саарал толботой, уйтгартай хүрэн улаан өнгөтэй эрдэс юм. Халькопирит, химийн томъёо нь CuFeS 2 нь алтан шар өнгөтэй бөгөөд үүнийг алтан хольц гэж нэрлэдэг. Цайрын хольц (сфалерит) нь хуваас улбар шар хүртэл янз бүрийн өнгөтэй байж болно. Мирабилит - Na 2 SO 4 x10H 2 O - тунгалаг эсвэл цагаан талстууд. Үүнийг анагаах ухаанд хэрэглэдэг гэж бас нэрлэдэг. Кизеритын химийн томъёо нь MgSO 4 xH 2 O. Энэ нь цагаан эсвэл өнгөгүй нунтаг шиг харагддаг. Гипсийн химийн томъёо нь CaSO 4 x2H 2 O. Үүнээс гадна энэ химийн элемент нь амьд организмын эсийн нэг хэсэг бөгөөд чухал ул мөр элемент юм.

Хүхрийн хүчлийн шинж чанар

Усгүй хүхрийн хүчил (моногидрат) нь устай бүх хэмжээгээр холилдож, их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг хүнд тослог шингэн юм. 0 ° C-ийн нягт нь 1.85 г / см3 байна. Энэ нь 296 ° C-т буцалгаж, - 10 ° C-т хөлддөг. Хүхрийн хүчил нь зөвхөн моногидрат төдийгүй түүний усан уусмал (), түүнчлэн моногидрат дахь хүхрийн триоксидын уусмал () гэж нэрлэгддэг. Олеум нь шингэсэний улмаас агаарт "утдаг". Цэвэр хүхрийн хүчил нь өнгөгүй байдаг бол техникийн хүхрийн хүчил нь хольцын нөлөөгөөр бараан өнгөтэй байдаг.

Хүхрийн хүчлийн физик шинж чанар, тухайлбал нягтрал, талсжих температур, буцлах цэг нь түүний найрлагаас хамаардаг. Зураг дээр. Зураг 1-д системийн талсжилтын диаграммыг үзүүлэв. Түүний доторх максимум нь нэгдлүүдийн найрлагатай тохирч байгаа эсвэл минимум байгаа нь хоёр бодисын хольцын талсжих температур нь тус бүрийн талстжих температураас бага байдагтай холбон тайлбарладаг.

Цагаан будаа. 1

Усгүй 100% хүхрийн хүчил нь харьцангуй өндөр талстжих температур 10.7 ° C байна. Арилжааны бүтээгдэхүүнийг тээвэрлэх, хадгалах явцад хөлдөх боломжийг багасгахын тулд техникийн хүхрийн хүчлийн концентрацийг хангалттай бага талстжих температуртай байхаар сонгоно. Тус үйлдвэр нь гурван төрлийн хүхрийн хүчил үйлдвэрлэдэг.

Хүхрийн хүчил маш идэвхтэй байдаг. Энэ нь өндөр температурт металлын исэл ба ихэнх цэвэр металлуудыг уусгаж, бусад бүх хүчлийг давснаас зайлуулдаг. Хүхрийн хүчил нь гидрат үүсгэх чадвартай тул устай ялангуяа шуналтай нийлдэг. Энэ нь бусад хүчил, давсны талст гидрат, тэр ч байтугай ус биш, харин устөрөгч ба хүчилтөрөгчийн холимог H:O = 2. целлюлоз агуулсан мод болон бусад ургамал, амьтны эд эсийг агуулсан нүүрсустөрөгчийн хүчилтөрөгчийн уламжлалаас усыг зайлуулдаг. цардуул, элсэн чихэр нь төвлөрсөн хүхрийн хүчилд устдаг; ус нь хүчилтэй холбогддог бөгөөд эдээс зөвхөн нарийн тархсан нүүрстөрөгч үлддэг. Шингэрүүлсэн хүчилд целлюлоз, цардуул задарч элсэн чихэр үүсгэдэг. Төвлөрсөн хүхрийн хүчил хүний ​​арьсанд хүрвэл түлэгдэлт үүсгэдэг.

Хүхрийн хүчлийн өндөр идэвхжил нь үйлдвэрлэлийн харьцангуй бага өртөгтэй хослуулан түүний хэрэглээний асар том цар хүрээ, хэт олон янз байдлыг урьдчилан тодорхойлсон (Зураг 2). Хүхрийн хүчил эсвэл түүнээс хийсэн бүтээгдэхүүнийг янз бүрийн хэмжээгээр хэрэглэдэггүй үйлдвэрийг олоход хэцүү байдаг.

Цагаан будаа. 2

Хүхрийн хүчлийн хамгийн том хэрэглэгч бол ашигт малтмалын бордоо үйлдвэрлэх явдал юм: суперфосфат, аммонийн сульфат гэх мэт олон хүчил (жишээлбэл, фосфор, цууны, давсны хүчил) болон давсыг ихэвчлэн хүхрийн хүчил ашиглан үйлдвэрлэдэг. Хүхрийн хүчил нь өнгөт болон ховор металлын үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг. Металл боловсруулах үйлдвэрт хүхрийн хүчил эсвэл түүний давсыг будах, цагаан тугалга, никель бүрэх, хром бүрэх гэх мэтийн өмнө ган бүтээгдэхүүнийг даршилж авахад ашигладаг. Нефтийн бүтээгдэхүүнийг боловсруулахад их хэмжээний хүхрийн хүчлийг зарцуулдаг. Олон тооны будагч бодис (даавууны хувьд), лак, будаг (барилга, машинд зориулсан), эмийн бодис, зарим хуванцарыг үйлдвэрлэхэд хүхрийн хүчлийн хэрэглээ орно. Хүхрийн хүчил, этил болон бусад спиртийг ашиглан зарим эфир, синтетик угаалгын нунтаг, хортон шавьжтай тэмцэх олон тооны пестицидийг үйлдвэрлэдэг. хөдөө аж ахуйболон хогийн ургамал. Хүхрийн хүчил ба түүний давсны шингэрүүлсэн уусмалыг районы үйлдвэрлэл, нэхмэлийн үйлдвэрт утас, даавууг будахаас өмнө боловсруулах, түүнчлэн бусад хөнгөн үйлдвэрүүдэд ашигладаг. Хүнсний үйлдвэрт хүхрийн хүчлийг цардуул, моласс болон бусад олон төрлийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Тээвэрлэлт нь хар тугалганы хүхрийн хүчлийн батерейг ашигладаг. Хүхрийн хүчил нь хий хатаах, хүчлийг баяжуулахад ашиглагддаг. Эцэст нь хүхрийн хүчил нь нитратжуулалтын процесс, ихэнх тэсрэх бодис үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.

Хүхрийн хүчил H2SO4, молийн масс 98.082; өнгөгүй, тослог, үнэргүй. Маш хүчтэй хоёр үндсэн хүчил, 18 ° C-д p К а 1 - 2.8, K 2 1.2 10 -2, pK а 2 1.92; S=O 0.143 нм, S-OH 0.154 нм, HOSOH өнцөг 104°, OSO 119° дахь холбоосын урт; задралаар буцалгаж, (98.3% H 2 SO 4 ба 1.7% H 2 O 338.8 ° C буцалгах температуртай; мөн Хүснэгт 1-ийг үзнэ үү). Хүхрийн хүчил, H 2 SO 4-ийн 100% -ийн агууламжтай тохирох найрлагатай (%): H 2 SO 4 99.5%, HSO 4 - 0.18%, H 3 SO 4 + 0.14%, H 3 O + 0 .09%, H. 2 S 2 O 7 0.04%, HS 2 O 7 0.05%. SO 3-тай бүх харьцаагаар холилдоно. Усан уусмалд хүхрийн хүчилбараг бүрэн H +, HSO 4 - болон SO 4 2- хуваагддаг. H2SO4 үүсгэдэг n H 2 O, хаана n=1, 2, 3, 4 ба 6.5.

хүхрийн хүчил дэх SO 3-ийн уусмалыг олеум гэж нэрлэдэг бөгөөд тэдгээр нь H 2 SO 4 · SO 3 ба H 2 SO 4 · 2 SO 3 нэгдэл үүсгэдэг. Oleum нь мөн H 2 SO 4 + SO 3 = H 2 S 2 O 7 урвалаар олж авсан пиросульфурын хүчил агуулдаг.

Хүхрийн хүчил бэлтгэх

олж авах түүхий эд хүхрийн хүчилүйлчлэх: S, металл сульфид, H 2 S, дулааны цахилгаан станцын хаягдал, Fe, Ca сульфат гэх мэт Үйлдвэрлэлийн үндсэн үе шатууд хүхрийн хүчил: 1) SO 2 үйлдвэрлэх түүхий эд; 2) SO 2 - SO 3 (хувиргах); 3) SO 3. Үйлдвэрлэлийн хувьд олж авах хоёр аргыг ашигладаг хүхрийн хүчил, SO 2-ийн исэлдэлтийн аргаар ялгаатай - хатуу катализатор (контакт) ба азот - азотын ислүүдтэй холбоо барих. Хүлээн авах хүхрийн хүчилХолбоо барих аргаар орчин үеийн үйлдвэрүүд Pt ба Fe оксидыг орлуулсан ванадийн катализаторыг ашигладаг. Цэвэр V 2 O 5 нь сул катализаторын идэвхжилтэй бөгөөд энэ нь дэргэд огцом нэмэгддэг шүлтлэг металлууд, ба хамгийн их нөлөө нь K давсууд байдаг шүлтлэг металлын дэмжих үүрэг нь бага хайлах пиросульфонадатууд (3K 2 S 2 O 7 V 2 O 5, 2 K 2 S 2 O 7 V 2 O 5) үүсдэг. ба K 2 S 2 O 7 V 2 O 5, 315-330, 365-380 ба 400-405 ° C-д задардаг). Катализийн нөхцөлд идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсэг нь хайлсан төлөвт байна.

SO 2 - SO 3-ийн исэлдэлтийн схемийг дараах байдлаар илэрхийлж болно.

Эхний үе шатанд тэнцвэрт байдалд хүрч, хоёр дахь шат нь удаан бөгөөд үйл явцын хурдыг тодорхойлдог.

Үйлдвэрлэл хүхрийн хүчилхүхэрээс давхар контакт ба давхар шингээлтийн аргыг ашиглан (1-р зураг) дараах үе шатуудаас бүрдэнэ. Агаарыг тоосноос цэвэрлэсний дараа хийн үлээгчээр хатаах цамхаг руу нийлүүлж, 93-98% хүртэл хатаана. хүхрийн хүчилэзлэхүүний 0.01% чийгийн агууламжтай. Хатаасан агаар нь контактын дулааны солилцооны аль нэгэнд урьдчилан халаасны дараа хүхрийн зууханд ордог. Зуух нь хушуугаар хангагдсан хүхрийг шатаадаг: S + O 2 = SO 2 + 297.028 кЖ. 10-14% эзэлхүүнтэй SO 2 агуулсан хий нь уурын зууханд хөргөж, SO 2-ийн агууламж 9-10% хүртэл 420 ° C-д шингэлсний дараа хувиргах эхний үе шатанд контакт аппарат руу ордог. катализаторын гурван давхаргад (SO 2 + V 2 O 2 = SO 3 + 96.296 кЖ) явагддаг бөгөөд дараа нь хийг дулаан солилцогчдод хөргөнө. Дараа нь 8.5-9.5% SO 3 агуулсан хий нь 200 ° C-д шингээлтийн эхний шатанд орж, усалгаатай, 98%. хүхрийн хүчил: SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 + 130.56 кЖ. Дараа нь хий нь шүрших цэвэрлэгээнд ордог хүхрийн хүчил, 420 ° C хүртэл халааж, хоёр дахь катализаторын давхаргад тохиолддог хувиргах хоёр дахь шатанд ордог. Шингээлтийн 2-р үе шат эхлэхээс өмнө хийг экономайзерт хөргөж, 2-р шатны шингээгч рүү нийлүүлж, 98% -ийн усаар усалдаг. хүхрийн хүчил, дараа нь цацруулагчийг цэвэрлэсний дараа агаар мандалд цацагдана.

1 - хүхрийн зуух; 2 - хаягдал дулааны бойлер; 3 - эдийн засагч; 4 - асаах галын хайрцаг; 5, 6 - эхлэх зуухны дулаан солилцуур; 7 - холбоо барих төхөөрөмж; 8 - дулаан солилцогч; 9 - олеум шингээгч; 10 - хатаах цамхаг; 11 ба 12 - эхний ба хоёр дахь моногидрат шингээгч; 13 - хүчлийн цуглуулга.

1 - диск тэжээгч; 2 - зуух; 3 - хаягдал дулааны бойлер; 4 - циклон; 5 - цахилгаан тунадас; 6 - угаалгын цамхаг; 7 - нойтон электростатик тунадас; 8 - үлээх цамхаг; 9 - хатаах цамхаг; 10 - шүрших урхи; 11 - анхны моногидрат шингээгч; 12 - дулаан солилцогч; 13 - холбоо барих төхөөрөмж; 14 - олеум шингээгч; 15 - хоёр дахь моногидрат шингээгч; 16 - хөргөгч; 17 - цуглуулга.

1 - хоргүйжүүлэх цамхаг; 2, 3 - эхний болон хоёр дахь үйлдвэрлэлийн цамхаг; 4 - исэлдэлтийн цамхаг; 5, 6, 7 - шингээх цамхаг; 8 - цахилгаан тунадас.

Үйлдвэрлэл хүхрийн хүчилметалл сульфидээс (Зураг 2) илүү төвөгтэй бөгөөд дараах үйлдлүүдээс бүрдэнэ. FeS 2-ийг агаарын тэсэлгээний тусламжтайгаар шингэрүүлсэн давхаргатай зууханд шатаадаг: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + 13476 кЖ. SO2-ийн 13-14% -ийн агууламжтай, 900 ° C температуртай шарсан хий нь бойлер руу орж, 450 ° C хүртэл хөргөнө. Тоосжилтыг циклон болон цахилгаан тунадасжуулагчаар гүйцэтгэдэг. Дараа нь хий нь 40% ба 10% усалгаатай хоёр угаалгын цамхаг дамжин өнгөрдөг. хүхрийн хүчил. Энэ тохиолдолд хий нь эцсийн эцэст тоос, фтор, хүнцэлээс цэвэрлэгддэг. Аэрозольоос хий цэвэрлэх зориулалттай хүхрийн хүчилугаалгын цамхагт үйлдвэрлэсэн нойтон цахилгаан тунадасжуулагчийн хоёр үе шаттай. Хатаах цамхагт хатаасны дараа хийг 9% SO 2 хүртэл шингэлсний дараа хийн үлээгчээр хувиргах эхний үе шатанд (3 давхар катализатор) нийлүүлнэ. Дулаан солилцогчдод хувиргах эхний шатнаас гарч буй хийн дулааны ачаар хий нь 420 ° C хүртэл халаадаг. SO 3-т 92-95%-иар исэлдсэн SO 2 нь олеум ба моногидрат шингээгч рүү шингээх эхний шатанд орж SO 3-аас чөлөөлөгдөнө. Дараа нь SO 2 ~ 0.5% агуулсан хий нь нэг буюу хоёр катализаторын давхарга дээр явагддаг хувиргах хоёр дахь шатанд ордог. Катализаторын хоёр дахь шатнаас гарч буй хийн дулааны ачаар хий нь өөр бүлгийн дулаан солилцогчдод 420 ° C хүртэл халаадаг. Хоёр дахь шингээлтийн шатанд SO 3-ыг салгасны дараа хий нь агаар мандалд гарна.

Холбоо барих аргыг ашиглан SO 2-ийг SO 3 болгон хувиргах зэрэг нь 99.7%, SO 3-ийн шингээлтийн зэрэг нь 99.97% байна. Үйлдвэрлэл хүхрийн хүчилкатализын нэг үе шатанд явагддаг бөгөөд SO 2-ийг SO 3 болгон хувиргах зэрэг нь 98.5% -иас хэтрэхгүй байна. Агаар мандалд гарахаас өмнө хий нь SO 2-ийн үлдэгдэлээс цэвэрлэгддэг (харна уу). Орчин үеийн суурилуулалтын бүтээмж нь өдөрт 1500-3100 тн байна.

Нитрозын аргын мөн чанар (Зураг 3) нь шарсан хийг хөргөж, тоосноос нь цэвэрлэсний дараа нитроз гэж нэрлэгддэг бодисоор боловсруулдаг явдал юм. хүхрийн хүчил, үүнд азотын исэл ууссан байна. SO 2 нь нитрозоор шингэж, дараа нь исэлддэг: SO 2 + N 2 O 3 + H 2 O = H 2 SO 4 + NO. Үүссэн NO нь нитрозад муу уусдаг бөгөөд түүнээс ялгарч, улмаар хийн фазын хүчилтөрөгчөөр хэсэгчлэн исэлдэж NO 2 болдог. NO ба NO 2-ийн холимог дахин шингэдэг хүхрийн хүчилгэх мэт. Азотын исэл нь азотын процесст зарцуулагддаггүй бөгөөд бүрэн шингэээгүйн улмаас үйлдвэрлэлийн мөчлөгт буцаж ирдэг. хүхрийн хүчилтэдгээрийг яндангийн хий хэсэгчлэн гадагшлуулдаг. Нитрозын аргын давуу талууд: багаж хэрэгслийн энгийн байдал, хямд өртөг (харьцахаас 10-15% бага), SO 2-ийг 100% дахин боловсруулах боломж.

Цамхагийн нитрозын процессын техник хангамжийн загвар нь энгийн: SO 2 нь керамик савлагаатай 7-8 доторлогоотой цамхагт боловсруулагддаг, цамхагийн нэг нь (хөндий) исэлдэлтийн эзэлхүүнийг тохируулах боломжтой. Цамхагууд нь хүчил цуглуулагч, хөргөгч, шахуургатай байдаг бөгөөд тэдгээр нь цамхаг дээрх даралтат савыг хүчилээр хангадаг. Сүүлийн хоёр цамхагийн өмнө сүүлний сэнс суурилуулсан. Аэрозольоос хий цэвэрлэх зориулалттай хүхрийн хүчилцахилгаан тунадасжуулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Уг процесст шаардлагатай азотын ислийг HNO 3-аас гаргаж авдаг. Агаар мандалд азотын ислийн ялгаралтыг бууруулах, SO 2-ыг 100% дахин боловсруулахын тулд азотын ислийг гүн шингээх усны хүчлийн аргатай хослуулан үйлдвэрлэлийн болон шингээлтийн бүсийн хооронд азотгүй SO 2 боловсруулах циклийг суурилуулсан. Нитрозын аргын сул тал нь бүтээгдэхүүний чанар багатай: концентраци хүхрийн хүчил 75%, азотын исэл, Fe болон бусад хольцтой.

Талсжих боломжийг багасгах хүхрийн хүчилХудалдааны зэрэглэлийн стандартыг тээвэрлэх, хадгалах явцад тогтоодог хүхрийн хүчил, концентраци нь хамгийн бага талсжих температуртай тохирч байна. Агуулга хүхрийн хүчилтехникийн зэрэглэлд (%): цамхаг (азот) 75, контакт 92.5-98.0, олеум 104.5, өндөр хувьтай олеум 114.6, зай 92-94. Хүхрийн хүчил 5000 м 3 хүртэлх хэмжээтэй ган саванд хадгалагдаж, агуулахын нийт багтаамж нь арав хоногийн үйлдвэрлэлийн гарцад зориулагдсан. Oleum болон хүхрийн хүчилтөмөр замын ган цистернд тээвэрлэж . Төвлөрсөн ба зайтай хүхрийн хүчилхүчилд тэсвэртэй гангаар хийсэн саванд тээвэрлэнэ. Олеумыг тээвэрлэх савнууд нь дулаан тусгаарлагчаар хучигдсан байдаг бөгөөд дүүргэхийн өмнө олеумыг халаана.

Тодорхойлох хүхрийн хүчилколориметрийн болон фотометрийн аргаар, BaSO 4-ийн суспенз хэлбэрээр - фототурбидиметрийн аргаар, түүнчлэн кулометрийн аргаар.

Хүхрийн хүчлийн хэрэглээ

Хүхрийн хүчлийг эрдэс бордоо үйлдвэрлэх, хар тугалга батерейнд электролит болгон, төрөл бүрийн эрдэс хүчил давс, химийн утас, будагч бодис, утаа үүсгэгч бодис, тэсрэх бодис үйлдвэрлэх, газрын тос, металл боловсруулах, нэхмэл эдлэл, арьс шир, бусад үйлдвэрүүд. Үүнийг үйлдвэрлэлийн органик нийлэгжилтэнд усгүйжүүлэх (диэтил эфир, эфир үйлдвэрлэх), усжуулах (этиленээс этилийн спирт), сульфонжуулах (мөн будагч бодис үйлдвэрлэх завсрын бүтээгдэхүүн), алкилизаци (изооктан, полиэтилен гликол, капролактам үйлдвэрлэх) зэрэгт ашигладаг. гэх мэт хамгийн том хэрэглэгч хүхрийн хүчил- эрдэс бордооны үйлдвэрлэл. 1 тонн P 2 O 5 фосфорын бордоонд 2.2-3.4 тонн зарцуулдаг. хүхрийн хүчил, мөн 1 т (NH 4) 2 SO 4 - 0.75 т. хүхрийн хүчил. Тиймээс хүхрийн хүчлийн үйлдвэрүүдийг эрдэс бордоо үйлдвэрлэх үйлдвэрүүдтэй хамтран барих хандлагатай байдаг. Дэлхийн үйлдвэрлэл хүхрийн хүчил 1987 онд 152 сая тоннд хүрсэн.

Хүхрийн хүчилба олеум нь амьсгалын зам, арьс, салст бүрхэвчинд нөлөөлж, амьсгалахад хүндрэлтэй, ханиалгах, ихэвчлэн ларингит, трахеит, бронхит гэх мэт маш түрэмгий бодис юм. Ажлын талбайн агаар дахь хүхрийн хүчлийн аэрозолын зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ нь 1.0 мг / м 3, агаар мандалд 0.3 мг / м 3 (хамгийн ихдээ нэг удаагийн), 0.1 мг / м 3 (өдөр тутмын дундаж) байна. Уурын гайхалтай концентраци хүхрийн хүчил 0.008 мг/л (өртөх хугацаа 60 минут), үхэлд хүргэдэг 0.18 мг/л (60 мин). Аюулын ангилал 2. Аэрозол хүхрийн хүчил S оксид агуулсан хими, металлургийн үйлдвэрүүдийн ялгарлын үр дүнд агаар мандалд үүсч, хүчиллэг бороо хэлбэрээр унадаг.