Сульфатна кислота і сульфати

1. СУЛЬФАТНА
КИСЛОТА І
СУЛЬФАТИ
РОБОТА УЧЕНИЦІ 10 КЛАСУ
СНІГУР АНІ
УЧИТЕЛЬ ЧИСЛАШ В.В.

2. ПЛАН ПРЕЗЕНТАЦІЇ
• 1. ФОРМУЛА СУЛЬФАТНОЇ КИСЛОТИ.
• 2. ЩО ТАКЕ СУЛЬФАТНА КИСЛОТА(ВИЗНАЧЕННЯ)
• 3.ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ.
• 4.ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ.
• 5.СУЛЬФАТИ.
• 6.ВИРОБНИЦТВО СУЛЬФАТНОЇ КИСЛОТИ.
• 7.ЗАСТОСУВАННЯ СУЛЬФАТНОЇ КИСЛОТИ.

3. ФОРМУЛА СУЛЬФАТНОЇ КИСЛОТИ
H2SO4

4. СУЛЬФАТНА КИСЛОТА - ЦЕ ДВОХОСНОВНА
ОКСИГЕНОВМІСНА КИСЛОТА H2SO4, СИЛЬНИЙ
ЕЛЕКТРОЛІТ, СИЛЬНИЙ ОКИСНИК, ШИРОКО
ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ В ХІМІЧНІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ

7. ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
• СУЛЬФАТНА КИСЛОТА — ВАЖКА БЕЗБАРВНА ОЛІЇСТА РІДИНА. НАДЗВИЧАЙНО
ГІГРОСКОПІЧНА. ПОГЛИНАЄ ВОЛОГУ З ВИДІЛЕННЯМ ВЕЛИКОЇ КІЛЬКОСТІ
ТЕПЛОТИ, ТОМУ НЕ МОЖНА ВОДУ ДОЛИВАТИ ДО КОНЦЕНТРОВАНОЇ СУЛЬФАТНОЇ
КИСЛОТИ — ВІДБУВАТИМЕТЬСЯ РОЗБРИЗКУВАННЯ КИСЛОТИ. ДЛЯ РОЗВЕДЕННЯ
ПОТРІБНО СУЛЬФАТНУ КИСЛОТУ ДОЛИВАТИ НЕВЕЛИКИМИ ПОРЦІЯМИ ДО ВОДИ.
• БЕЗВОДНА СУЛЬФАТНА КИСЛОТА РОЗЧИНЯЄ ДО 70 % ОКСИДУ СУЛЬФУРУ(VІ). ПРИ
ЗВИЧАЙНІЙ ТЕМПЕРАТУРІ ВОНА НЕ ЛЕТКА І НЕ МАЄ ЗАПАХУ. ПРИ НАГРІВАННІ
ВІДЩЕПЛЮЄSO3 ДОТИ, ДОКИ НЕ УТВОРИТЬСЯ РОЗЧИН, ЩО МІСТИТЬ 98,3
% H2SO4. БЕЗВОДНА H3SO4 МАЙЖЕ НЕ ПРОВОДИТЬ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ.

8. ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
КОНЦЕНТРОВАНА СУЛЬФАТНА КИСЛОТА ОБВУГЛЮЄ ОРГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ — ЦУКОР, ПАПІР, ДЕРЕВИНУ, ВОЛОКНА ТОЩО,
ВІДБИРАЮЧИ ВІД НИХ ЕЛЕМЕНТИ ВОДИ. ПРИ ЦЬОМУ УТВОРЮЮТЬСЯ ГІДРАТИ СУЛЬФАТНОЇ КИСЛОТИ. ОБВУГЛЮВАННЯ ЦУКРУ
МОЖНА ПОДАТИ РІВНЯННЯМ:
• С12Н22О11 + NH2SO4 = 12С + NH2SO4 ∙ 11Н2O.
• ВУГІЛЛЯ, ЩО УТВОРИЛОСЯ, ЧАСТКОВО ВСТУПАЄ У ВЗАЄМОДІЮ З КИСЛОТОЮ:
• С + 2H2SO4 = СО2 + 2SO2 + 2Н2O.
• ТОМУ КИСЛОТА, ЩО НАДХОДИТЬ У ПРОДАЖ, МАЄ БУРИЙ КОЛІР ВІД ПИЛУ Й ОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН, ЯКІ ВИПАДКОВО
ПОТРАПИЛИ В РОЗЧИН І ОБВУГЛИЛИСЯ.
• НА ПОГЛИНАННІ (ВІДБИРАННІ) ВОДИ СУЛЬФАТНОЮ КИСЛОТОЮ БАЗУЄТЬСЯ ОСУШУВАННЯ ГАЗІВ.
• ЯК СИЛЬНА НЕЛЕТКА КИСЛОТА, H2SO4 ВИТІСНЯЄ ІНШІ КИСЛОТИ ІЗ СУХИХ СОЛЕЙ. НАПРИКЛАД:
• NANO3 + H2SO4 = NAHSO4 + HNO3.
• ОДНАК, ЯКЩО H2SO4 ДОДАЮТЬ ДО РОЗЧИНІВ СОЛЕЙ, ТО ВИТІСНЕННЯ КИСЛОТ НЕ ВІДБУВАЄТЬСЯ.
• ДУЖЕ ВАЖЛИВА ХІМІЧНА ВЛАСТИВІСТЬ СУЛЬФАТНОЇ КИСЛОТИ — ВЗАЄМОДІЯ ЇЇ З МЕТАЛАМИ. РОЗВЕДЕНА І КОНЦЕНТРОВАНА
СУЛЬФАТНА КИСЛОТА РЕАГУЄ З НИМИ ПО-РІЗНОМУ.
• РОЗВЕДЕНІ РОЗЧИНИ СУЛЬФАТНОЇ КИСЛОТИ РОЗЧИНЯЮТЬ МЕТАЛИ, РОЗТАШОВАНІ В РЯДУ СТАНДАРТНИХ ЕЛЕКТРОДНИХ
ПОТЕНЦІАЛІВ ДО ВОДНЮ. ОДНАК НА ПОВЕРХНІ СВИНЦЮ УТВОРЮЄТЬСЯ ПЛІВКА PBSO4, ЯКА ЗАХИЩАЄ ЙОГО ВІД ПОДАЛЬШОЇ
ВЗАЄМОДІЇ З КИСЛОТОЮ. МЕТАЛИ, РОЗТАШОВАНІ В РЯДУ СТАНДАРТНИХ ЕЛЕКТРОДНИХ ПОТЕНЦІАЛІВ ПІСЛЯ ВОДНЮ, З
РОЗВЕДЕНИМИ РОЗЧИНАМИ H2SO4 НЕ ВЗАЄМОДІЮТЬ.
• КОНЦЕНТРОВАНА СУЛЬФАТНА КИСЛОТА ЗА ЗВИЧАЙНОЇ ТЕМПЕРАТУРИ З БАГАТЬМА МЕТАЛАМИ НЕ РЕАГУЄ. ТОМУ БЕЗВОДНУ
СУЛЬФАТНУ КИСЛОТУ МОЖНА ЗБЕРІГАТИ У ЗАЛІЗНІЙ ТАРІ Й ПЕРЕВОЗИТИ У СТАЛЬНИХ ЦИСТЕРНАХ1. ОДНАК ПРИ НАГРІВАННІ
КОНЦЕНТРОВАНА H2SO4 ВЗАЄМОДІЄ МАЙЖЕ З УСІМА МЕТАЛАМИ (КРІМ PT, AU ТА ДЕЯКИХ ІНШИХ). ПРИ ЦЬОМУ ВОНА ВИСТУПАЄ
ЯК ОКИСНИК, САМА ВІДНОВЛЮЄТЬСЯ ЗВИЧАЙНО ДО SO2. ВОДЕНЬ У ЦЬОМУ ВИПАДКУ НЕ ВИДІЛЯЄТЬСЯ, А УТВОРЮЄТЬСЯ ВОДА.
НАПРИКЛАД:
• CU + 2H2SO4 = CUSO4 + SO2 + 2Н2O.

9. СУЛЬФАТИ
• СУЛЬФАТИ ПРИСУТНІ У ВСІХ ПОВЕРХНЕВИХ ВОДАХ І Є ОДНИМИ З НАЙВАЖЛИВІШИХ АНІОНІВ.
ГОЛОВНИМ ДЖЕРЕЛОМ СУЛЬФАТІВ В ПОВЕРХНЕВИХ ВОДАХ Є ПРОЦЕСИ ХІМІЧНОГО ВИВІТРЮВАННЯ І РОЗЧИНЕННЯ
СІРКОВМІСНИХ МІНЕРАЛІВ, В ОСНОВНОМУ ГІПСУ, А ТАКОЖ ОКИСЛЕННЯ СУЛЬФІДІВ І СІРКИ:
2FES2 + 7O2 + 2H2O = 2FESO4 + 2H2SO4
2S + 3O2 + 2H2O = 2H2SO4
ЗНАЧНІ КІЛЬКОСТІ СУЛЬФАТІВ НАДХОДЯТЬ У ВОДОЙМИ В ПРОЦЕСІ ВІДМИРАННЯ ОРГАНІЗМІВ, ОКИСЛЕННЯ НАЗЕМНИХ І
ВОДНИХ РЕЧОВИН РОСЛИННОГО І ТВАРИННОГО ПОХОДЖЕННЯ І З ПІДЗЕМНИМ СТОКОМ.
У ВЕЛИКИХ КІЛЬКОСТЯХ СУЛЬФАТИ МІСТЯТЬСЯ В ШАХТНИХ ВОДАХ І В ПРОМИСЛОВИХ СТОКАХ ВИРОБНИЦТВ, В ЯКИХ
ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ СІРЧАНА КИСЛОТА, НАПРИКЛАД, ОКИСЛЕННЯ ПІРИТУ. СУЛЬФАТИ ВИНОСЯТЬСЯ ТАКОЖ ЗІ СТІЧНИМИ
ВОДАМИ КОМУНАЛЬНОГО ГОСПОДАРСТВА ТА СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО ВИРОБНИЦТВА.
ІОННА ФОРМА SO42- ХАРАКТЕРНА ТІЛЬКИ ДЛЯ МАЛО МІНЕРАЛІЗОВАНИХ ВОД. ПРИ ЗБІЛЬШЕННІ МІНЕРАЛІЗАЦІЇ СУЛЬФАТНІ
ІОНИ СХИЛЬНІ ДО УТВОРЕННЯ СТІЙКИХ АСОЦІЙОВАНИХ НЕЙТРАЛЬНИХ ПАР ТИПУ CASO4, MGSO4.
ЗМІСТ СУЛЬФАТНИХ ІОНІВ В РОЗЧИНІ ОБМЕЖУЄТЬСЯ ПОРІВНЯНО МАЛОЇ РОЗЧИННІСТЬ СУЛЬФАТУ КАЛЬЦІЮ (ТВІР РОЗЧИННОСТІ
СУЛЬФАТУ КАЛЬЦІЮ L = 6,1 · 10-5). ПРИ НИЗЬКИХ КОНЦЕНТРАЦІЯХ КАЛЬЦІЮ, А ТАКОЖ У ПРИСУТНОСТІ СТОРОННІХ СОЛЕЙ
КОНЦЕНТРАЦІЯ СУЛЬФАТІВ МОЖЕ ЗНАЧНО ПІДВИЩУВАТИСЯ.
СУЛЬФАТИ БЕРУТЬ АКТИВНУ УЧАСТЬ В СКЛАДНОМУ ВИРІ СІРКИ. ЗА ВІДСУТНОСТІ КИСНЮ ПІД ДІЄЮ СУЛЬФАТРЕДУЦИРУЮЩИХ
БАКТЕРІЙ ВОНИ ВІДНОВЛЮЮТЬСЯ ДО СІРКОВОДНЮ І СУЛЬФІДІВ, ЯКІ ПРИ ПОЯВІ В ПРИРОДНІЙ ВОДІ КИСНЮ ЗНОВУ
ОКИСЛЮЮТЬСЯ ДО СУЛЬФАТІВ. РОСЛИНИ ТА ІНШІ АВТОТРОФНІ ОРГАНІЗМИ ВИТЯГУЮТЬ РОЗЧИНЕНІ У ВОДІ СУЛЬФАТИ ДЛЯ
ПОБУДОВИ БІЛКОВОЇ РЕЧОВИНИ. ПІСЛЯ ВІДМИРАННЯ ЖИВИХ КЛІТИН ГЕТЕРОТРОФНІ БАКТЕРІЇ ЗВІЛЬНЯЮТЬ СІРКУ ПРОТЕЇНІВ У
ВИГЛЯДІ СІРКОВОДНЮ, ЛЕГКО ОКИСЛЮЄТЬСЯ ДО СУЛЬФАТІВ У ПРИСУТНОСТІ КИСНЮ.

10. ВИРОБНИЦТВО СУЛЬФАТНОЇ КИСЛОТИ
СИРОВИНА. ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА СУЛЬФАТНОЇ КИСЛОТИ ВИКОРИСТОВУЮТЬ РІЗНІ СУЛЬФУРОВМІСНІ
РЕЧОВИНИ. ЦЕ МОЖУТЬ БУТИ ЯК ПРИРОДНІ МАТЕРІАЛИ, ТАК І ВІДХОДИ ІНШИХ ВИРОБНИЦТВ, А ТАКОЖ
ГАЗУВАТІ ПРОДУКТИ ВИПАЛЮВАННЯ СУЛЬФІДІВ КОЛЬОРОВИХ МЕТАЛІВ.
Нині найчастіше використовують залізний колчедан — поширену природну мінеральну
сировину. Крім того, він містить від 40
до 50 % Сульфуру, решта — домішки сполук Кобальту, Ніколу, Арсену, Селену, Купруму,
Цинку тощо. Це означає, що руду потрібно переробляти комплексно, без відходів, а
отже, значно зменшити вартість сульфатної кислоти.
Запаси самородної сірки у природі невеликі. Однак з погляду сучасних вимог щодо
підвищення ефективності виробництва сульфатної кислоти й охорони довкілля самородна
сірка — один із найкращих видів природної сировини. Внаслідок її спалювання добувають
газ з великим вмістом сульфур(ІV) оксидуSO2, який практично не потребує спеціального
очищення. Це має велике значення для контактного способу добування сульфатної кислоти,
тому використання саме цієї сировини збільшується.
Проте найдешевшу сульфатну кислоту виробляють на заводах, що використовують
відходи інших виробництв як сировину, — коксохімічних, нафтопереробних, кольорової
металургії. Ефективність такої сировини очевидна ще й тому, що її використання дає змогу
зменшувати викиди в атмосферу речовин, які згубно впливають на рослини, тварин і
людей.
Отже, як сировину в основному використовують пірит FeS2. З нього добувають сульфур
діоксид SO2, далі — сульфур триоксид SO3 і, нарешті, сульфатну кислоту. Ці перетворення
й відображають три стадії виробництва сульфатної кислоти.

11. ЗАСТОСУВАННЯ СУЛЬФАТНОЇ КИСЛОТИ

12. КІНЕЦЬ.