Серная кислота и экология биосферы
Другие рефераты
Муниципальное общеобразовательное учреждение
гимназия №26
Серная кислота
и экология биосферы
Реферат
Выполнила ученица 8-2 класса
Л.Глазунова
Челябинск 2004
Оглавление
Стр.
1. Производство серной кислоты 3
2. Свойства серной кислоты 4
3. Применение серной кислоты 6
4. Смог – что это такое? 7
5. Диоксид серы 7
6. Круговорот серы в биосфере 8
7. Очистка газов от SO2 10
8. Контроль атмосферы в г. Челябинске 10
9. Литература 12
1.Производство серной кислоты
Весь процесс можно разбить на три последовательных стадии: получение
диоксида серы, окисление его до триоксида и поглощение триоксида серы.
Получение диоксида серы
Наиболее распространенным сырьем для получения SO2 является пирит
FeS2, который подвергают обжигу:
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
Обжиг проводят в специальной печи. В результате обжига пирита
получается обжиговый газ, который, кроме диоксида серы, содержит кислород,
азот, пары воды и другие примеси. Некоторые из этих примесей вредны для
последующих процессов производства кислоты, поэтому обжиговый газ
подвергают тщательной очистке от твердых частиц и влаги. Осушение газа
проводится концентрированной серной кислотой. Иногда в качестве сырья для
получения серной кислоты используют диоксид серы, содержащийся в отходящих
газах других производств или полученный сжиганием серы.
Получение триоксида серы
Вторая стадия производства серной кислоты – окисление диоксида серы
кислородом воздуха до триоксида. Окисление проводят при температуре 400 –
600 градусов по Цельсию в присутствии катализаторов.
Поглощение триоксида серы
Полученный оксид серы (VI) поступает в поглотительную башню, стенки
которой орошаются концентрированной серной кислотой (массовая доля H2SO4
98%). Поглощение триоксида серы водой неэффективно: образуется «туман» из
мелких капелек серной кислоты, который долго конденсируется.
Конечный продукт производства – раствор SO3 в серной кислоте,
называемый олеумом. Он может быть разбавлен водой до серной кислоты нужной
концентрации.
[pic]
Рис. 1 Схема производства серной кислоты
1-печь для обжига; 2,3-пылеулавливатели; 4-осушительная башня; 5-контактный
аппарат; 6-поглотительная башня.
2.Свойства серной кислоты
Серная кислота представляет собой бесцветную вязкую жидкость,
плотность 1,83 г/мл (200С). Температура плавления серной кислоты составляет
10,30С, температура кипения 296,20С.
Химические свойства серной кислоты во многом зависит от ее
концентрации. В лабораториях и промышленности применяют разбавленную и
концентрированную серную кислоту, хотя это деление условно (четкую границу
между ними провести нельзя).
Взаимодействие с металлами
Разбавленная серная кислота взаимодействует с некоторыми металлами,
например с железом, цинком, магнием, с выделением водорода:
Fe + H2SО4 = FeSO4 + H2
Некоторые малоактивные металлы, такие как медь, серебро, золото, с
разбавленной серной кислотой не реагируют.
Концентрированная серная кислота является сильным окислителем. Она
окисляет многие металлы. Продуктами восстановления кислоты обычно является
оксид серы (IV), сероводород и сера (H2S и S образуется в реакциях кислоты
с активными металлами - магнием, кальцием, натрием, калием и др.). Примеры
реакций:
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2+ 2H2O
Mg + 2H2SO4 = Mg SO4 + SO2+ 2H2O или
4Mg + 5H2SO4 = 4MgSO4 + H2S + 4H2O
Серная кислота высокой концентрации (практически безводная) не
взаимодействует с железом в результате пассивации металла. Явление
пассивации связанно с образованием на поверхности металла прочной сплошной
пленки, состоящей из оксидов или других любых соединений, которая
препятствует контакту металла с кислотой. Благодаря пассивации можно
перевозить и хранить концентрированную серную кислоту в стальной таре.
Концентрированная серная кислота пассивирует также алюминий, никель, хром,
титан.
Взаимодействие с неметаллами
Концентрированная серная кислота может окислять неметаллы, например:
S + 2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O
Окислительные свойства концентрированной серной кислоты могут также
проявлятся с некоторыми сложными веществами – восстановителями, например:
2KBr + 2H2SO4 = Br2 + SO2 + K2SO4 + 2H2O
Взаимодействие с основными оксидами и основаниями
Серная кислота проявляет все типичные свойства кислот. Так, она
реагирует с основными и амфотерными оксидами и гидроксидами с образованием
солей. Как двусоставная кислота H2SO4 образует два типа солей: средние соли
– сульфаты и кислые соли – гидросульфаты. Примеры реакций:
Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O
сульфат алюминия
2KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O
сульфат калия
KOH + H2SO4 = KHSO4 + H2O
гидросульфат калия
Гидросульфаты образуются, когда кислота берется в избытке. Многие
соли серной кислоты выделяются из растворов виде кристаллогидратов,
например
Al2 (SO4)3(18H2O
Na2SO4 ( 10H2O.
Взаимодействие с солями
С некоторыми солями кислота вступает в реакции обмена, например:
CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + CO2( + H2O
BaCl2+ H2SO4 = ВаSO4( + 2HCl
Последняя реакция является качественной на серную кислоту и ее соли:
об их присутствии в растворе судят по образованию белого осадка BaSO4,
который практически не растворяется в концентрированной азотной кислоте.
Взаимодействие с водой
При растворение в воде серная кислота активно взаимодействует с ней
образуя гидраты:
nH2O + H2SO4 = H2SO4 (nH2O
Благодаря способности связывать воду серная кислота является хорошим
осушителем.
3. Применение серной кислоты
Серная кислота – важнейший продукт химической промышленности. Она
находит применение в производстве минеральных удобрений, волокон,
пластмасс, красителей, взрывчатых веществ, в металлургии при получении
меди, никеля, урана и других металлов. Используется как осушитель газов.
Большое практическое применение из солей серной кислоты имеют
различные сульфаты. Медный и железный купоросы CuSO4(5H2O и FeSO4(7H2O
используются в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями растений, в
производстве красок, для пропитки древесины в качестве антисептического
средства. Купоросами называют кристаллогидраты сульфатов некоторых металлов
(меди, железа, цинка и никеля).
Гипс CaSO4(2H2O и сульфат кальция CaSO4 используют в строительстве,
медицине и других областях. Из гипса при прокаливании получают алебастр
CaSO4(0,5H2O:
CaSO4(2H2O = CaSO4(0.5H2O+1.5H2O
Алебастр, смешанный с водой, быстро затвердевает, превращаясь в гипс:
CaSO4(0,5H2O + 1,5Н2О = CaSO4(2H2O
Сульфат натрия Na2SO4 используется в производстве стекла. Сульфаты
калия K2SO4 и аммония (NH4)2SO4 применяют как удобрения. Сульфат бария
BaSO4 применяется в производстве бумаги, резины и минеральных красок.
4.Смог – что это такое?
Термин «смог» - производное от английских слов «смоук» (дым) и «фог»
(«туман»). Обычно термин смог ассоциируется у нас с Лондоном, однако такое
явление наблюдается и в других городах.
Смог образуется преимущественно над большими городами в результате
действия солнечного света на воздух, загрязненный выбросами углеводородов,
оксидов азота и других продуктах сгорания топлива в автомобильных
двигателях, на тепловых станциях и т. п. Смог представляет собой туман с
голубоватой дымкой, содержащей вредные для человека вещества: диоксиды
азота NO2 и серы SO2, монооксид углерода CO. Смог поражает слизистые
оболочки глаз и дыхательных путей человека и животных. При больших
концентрациях он действует удушающее. В 1952 г. в Лондоне погибло от смога
в течение трех-четырех суток более 4000 человек. В1963 г. смог,
опустившийся на Нью-Йорк, убил 350 человек. Постепенно гибнет под подушкой
коричневого смога мегаполис Мехико.
[pic]
Рис. 2 Cмог
Потери урожаев сельскохозяйственных культур и природной растительности
при систематическом действии смога оценивается в более чем 1 млрд. долларов
ежегодно, и цифра эта с каждым годом возрастает.
5. Диоксид серы SO2
Диоксид серы SO2 составляет более 95% всех техногенных выбросов
серосодержащих веществ в атмосферу. По ряду данных, планетарный выброс SO2
составляет около 110,4 млн. т (без учета нефтепереработки и выплавки
металлов). С учетом этих отраслей экономики американские ученые считают
мировой выброс SO2 равным около 174 млн.
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
