laimeaa ja väkevää rikkihappoa - se on niin tärkeää, kemialliset tuotteet, että ne tuotetaan maailmassa enemmän kuin mikään muu aine.Taloudellinen vauraus maan voidaan mitata määrä tuotetun rikkihappoa se.
dissosiaatiotapahtuman
Rikkihappoa käytetään vesiliuosten muodossa eri pitoisuuksina.Se käy läpi dissosiaatio reaktio kahdessa vaiheessa, jotka tuottavat H + ioneja liuoksessa.
H2SO4 = H + + HSO4-;
HSO4- = H + + SO4-2.
Rikkihappo on vahva, ja ensimmäinen vaihe sen dissosiaatio tapahtuu niin nopeasti, että lähes kaikki alkuperäisen molekyylien hajota H + -ioneja ja HSO4 -1 -ioneja (vety) liuoksessa.Viime osittain hajota edelleen, vapauttaa muiden ionien ja H + -ioneja poistuva sulfaatti (SO4-2) liuokseen.Kuitenkin, vetysulfaatti, joka on heikko happo, edelleen vallitsee liuokseen, H + ja SO4-2.Sen täydellinen dissosiaatio tapahtuu vain, kun tiheys rikkihapon ratkaisu on lähellä veden tiheyttä, r. S suurella laimennuksella.
Ominaisuudet rikkihappoa
Se on erikoinen siinä mielessä, että se voi toimia tavallinen happoa tai vahvan hapettimen - riippuen lämpötilasta ja konsentraatio.Kylmällä laimealla rikkihapon reagoi aktiivisen metallin suolan tuottamiseksi (sulfaatti), ja vedyn kaasun kehittymistä.Esimerkiksi reaktio kylmällä laimealla H2SO4 (olettaen sen kaksi täyttä-dissosiaatio) ja sinkin näyttää:
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2.
kuuma väkevää rikkihappoa, jonka tiheys on noin 1,8 g / cm3, se voi toimia hapettimena, reagoimaan materiaaleja, jotka ovat yleensä inerttejä happojen, kuten esimerkiksi metallista kuparia.Reaktion aikana, kupari hapetetaan, ja massa happo pelkistetään, jolloin muodostuu liuos, jossa oli kuparisulfaattia (II) veteen ja kaasumaisten rikkidioksidia (SO2) vedyn sijasta, mikä olisi odotettavissa saattamalla happo metallin kanssa.
Cu +: 2N2SO4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H2 O
Miten pitoisuus liuosten ilmaistuna
Itse asiassa pitoisuus minkäänlaista ratkaisua voidaan ilmaista monin eri tavoin, mutta yleisimmin käytetty paino pitoisuus.Se kuinka monta grammaa liuenneen aineen ominaispaino tai tilavuuden liuosta tai liuotinta (tyypillisesti 1000 g 1000 cm3, 100 cm3, 1 dm3).Sen sijaan massa grammoina Aine voi ottaa määrä ilmaistuna mol, - sitten saatu moolipitoisuus 1000 g tai 1 dm3 liuosta.
Jos molaarinen pitoisuus määritetään suhteessa liuoksen määrä ei ole, vaan ainoastaan liuotinta, sitä kutsutaan molality liuoksen.Se on tunnettu siitä, että riippumattomuutta lämpötilan.Usein
paino pitoisuudesta grammaa 100 grammaa liuotinta.Kertomalla tämä luku 100%, se on laadittu painoprosenttia (per pitoisuus).Tämä on menetelmä, yleisimmin käytetty on sovellettu rikkihapon.
liuoskonsentraatioeroja jokainen arvo määritetään tietyssä lämpötilassa, se vastaa ominaispaino (tiheys, esimerkiksi rikkihappoa).Joten joskus ratkaisu on tunnettu siitä, että se.Esimerkiksi, liuosta, jossa oli H2SO4, tunnettu siitä, pitoisuusprosentti 95,72%, jonka tiheys on 1,835 g / cm 3 t = 20 ° C: ssaMiten määrittää pitoisuuden tällainen ratkaisu annetaan vain, jos tiheys rikkihappoa?Taulukosta, jossa tämä kirjeenvaihto, on juurruttaminen tahansa oppikirja yleisiin tai analyyttinen kemia.
muuntaminen esimerkiksi pitoisuus
yrittää siirtyä yhdestä tapa ilmaista liuoksen pitoisuus toiselle.Oletetaan, että meillä on ratkaisu H2SO4 vedessä pitoisuuteen 60% etua.Me ensin määritellä riittävän tiheässä rikkihappoa.Sisältävän taulukon prosenttiosuudet (ensimmäinen sarake) ja vastaava tiheys vesiliuosta H2SO4: a (neljäs pylväs) alla.
se määrittää halutun arvon, joka on yhtä suuri kuin 1,4987 g / cm3.Nyt laskea liuoksen molaarisuus.Tämän vuoksi on tarpeen määrittää massan H2SO4 1 litra liuosta ja vastaava määrä moolia happoa.
määrä, jotka varaavat 100 g varastoliuosta:
100 / 1,4987 = 66,7 ml.
Koska 66,7 ml: ssa 60%: sta liuosta sisältää 60 g happoa 1 litrassa se sisältää:
(60 / 66,7) x 1000 = 899, '55
Moolimassa rikkihaponon yhtä suuri kuin 98. Näin ollen, määrä moolien sisältämien 899,55 g: sen grammaa yhtä suuri kuin:
899,55 / 98 = 9,18 moolia.
tiheys funktiona rikkihapon pitoisuus on esitetty kuviossa.alla.
rikkihapon käyttö
Sitä käytetään eri teollisuuden aloilla.Tuotannossa raudan ja teräksen käytetään pinnan puhdistukseen metalli, ennen kuin se on peitetty toisen aineen mukana luomiseen synteettisiä väriaineita samoin kuin muun tyyppiset hapot, kuten kloorivety- ja typpihappo.Sitä käytetään myös lääkkeiden valmistuksessa, lannoitteiden ja räjähteiden, ja on edelleen tärkeä reagenssi epäpuhtauksien poistamiseksi öljynjalostusteollisuus.
Tämä kemikaali on erittäin hyödyllinen jokapäiväisessä elämässä, ja on helposti saatavilla rikkihapon käytetään lyijyakkuja (esimerkiksi ne, jotka ovat autoja).Tällainen happo on yleensä pitoisuus on noin 30%: sta 35%: H2SO 4 paino- tasapaino - vesi.
Monissa kuluttajasovelluksissa 30% H2SO4 on enemmän kuin tarpeeksi heidän tarpeisiinsa.Kuitenkin, teollisuuden ja se vaatii paljon suurempi rikkihapon pitoisuus.Tyypillisesti, tuotantoprosessissa, se ensin saa tarpeeksi laimennetaan ja saastuneet orgaaninen sulkeumia.Väkevää happoa on saatu kahdessa vaiheessa: ensin, se säädettiin 70%, ja sitten - toisessa vaiheessa - nostetaan 96-98%, mikä on rajoittava parametri taloudellisesti kannattavan tuotannon.
tiheys rikkihappoa ja erilaisia
Vaikka lähes 99%: sta rikkihappoa voi olla lyhyen ajan palautusjäähdyttäen, mutta tämän seurauksena menetys SO3 kiehumispisteessä alentaa pitoisuus 98,3%.Yleensä indikaattori vaihtelu 98% enemmän kestävät säilytystä.
kaupallinen ura happoja vaihtelevat sen pitoisuus kiinnostuksen, ja joita varten se on valinnut ne arvot, jotka alhaisessa lämpötilassa kiteytyminen.Tämä tehdään vähentää menetyksiä rikkihapon kiteitä sedimentin kuljetuksen ja varastoinnin aikana.Tärkeimmät lajikkeet ovat:
- tornit (typen) - 75%. tiheys rikkihapon tässä luokassa on 1670 kg / m3.Saada hänen ns.typen menetelmä, jossa saatu raaka-aineiden polton aikana uunin kaasua sisältävät rikkidioksidia SO2, vuonna vuorattu tornit (siis lajikkeen nimi) käsitellään nitroso (tämä on myös H2SO4, mutta liuenneen typen oksideja).Tämän seurauksena, tekee hapon ja typen oksideja, joita ei kuluteta prosessissa, ja palautetaan tuotannon aikana.
- Yhteystiedot - 92,5-98,0%.Tiheys rikkihappo 98%: n luokkaa on yhtä suuri kuin 1836,5 kg / m3.Ota se mahdollisimman ampumisen sisältävän kaasun SO2, ja Prosessissa hapettuminen dioksidin anhydridin SO3 sen yhteystiedot (siis lajikkeen nimi) useita kerroksia kiinteää vanadiinikatalyyttiä.
- Oleum - 104,5%. Sen tiheys on 1896,8 kg / m3.Tämä ratkaisu SO3 on H2SO4, jossa ensimmäinen komponentti käsittää 20%, ja happoa - on 104,5%.
- korkealaatuisesta oleumilla - 114,6% .Sen tiheys - 2002 kg / m3.
- akku - 92-94%.
Miten auton akku
työn yksi suosituimmista sähkölaitteet on täysin perustuu sähkökemialliseen prosesseja, jotka tapahtuvat, kun läsnä on vesipitoista liuosta, jossa oli rikkihappoa.
auto akku käsittää laimeaa rikkihappoa elektrolyytti ja positiivinen ja negatiivinen elektrodi muodossa useita levyjä.Positiivilevyjä on tehty punaruskea materiaali - lyijy hiilidioksidi (PbO2), ja negatiivinen - Harmaan "kuohkea" lyijy (Pb).
Koska elektrodit ovat lyijyä tai lyijyllistä materiaali, tämän tyyppinen akku on usein kutsutaan lyijyakkuja.Sen toimivuuden, t. E. jännite on suoraan määritetään, mitä tällä hetkellä rikkihappoa tiheys (kg / m3 tai g / cm 3), kaadetaan akun elektrolyytti.
Mitä tapahtuu elektrolyytti akun purkautumisen
elektrolyytti lyijy-akku on tallennusratkaisu rikkihapon kemiallisesti puhdas tislattua vettä, jonka pitoisuus korkoa 30% täyteen.Net happo tiheys on 1,835 g / cm3, elektrolyytti - noin 1.300 g / cm3.Kun akku on tyhjä, se sähkökemialliset reaktioita, jolloin elektrolyytti valittu rikkihappoa.Tiheys liuoksen konsentraatio riippuu melkein suhteellisesti, joten se olisi vähennettävä laskun vuoksi elektrolyytin pitoisuus.
Niin kauan kuin vastuuvapauden virta kulkee akkuhapon lähellä sen elektrodit on laajalti käytössä, ja elektrolyytti muuttuu laimeaa.Diffuusio happojen koko tilavuuden elektrolyytin ja elektrodin levyjen tukee lähes vakiona intensiteetti kemiallisia reaktioita, ja näin ollen lähtöjännite.
alussa vastuuvapauden happo diffuusio elektrolyytissä levy on nopea, koska tulokseksi sulfaatti kanssa vielä teki huokosia aktiivinen materiaali elektrodien.Kun sulfaatti alkaa muodostua ja täyttää huokoset elektrodien, diffuusio tapahtuu hitaammin.
teoriassa mahdollista edelleen purkaa, kunnes kaikki happo ei käytetty, ja elektrolyyttiä, joka koostuu puhdasta vettä.Kokemus on kuitenkin osoittanut, että taso ei pitäisi jatkaa jälkeen elektrolyytti tiheys on laskenut 1,150 g / cm3.
Kun tiheys putoaa 1300 ja 1150, mikä tarkoittaa sitä, että paljon sulfaatti oli muodostunut reaktion aikana, ja se täyttää huokoset aktiivisen materiaalin levyt, eli. E. liuoksesta jo poistettu lähes kaikki rikkihappoa.Tiheys on verrannollinen riippuu pitoisuudesta, ja vain riippuu tiheydestä akun latauksen.Kuvaesitetään riippuvuutta tiheydestä akun elektrolyytti.
tiheyden muutosta elektrolyytin, paras keino määrittää tilan akun purkautumisen, jos se käytetään oikein.
auton akku vastuuvapauden korko, tiheydestä riippuen elektrolyytin
sen tiheys on mitattava kahden viikon välein, ja aina kirjattava lukemat myöhempää käyttöä varten.
tiheämpi elektrolyytti, enemmän happoa se sisältää ja enemmän akku on ladattu.Tiheys 1,300-1,280 g / cm3 latautunut kokonaan.Pääsääntöisesti seuraavat eri tutkinnon akun lataus, tiheydestä riippuen elektrolyytin:
- 1,300-1,280 - täyteen:
- 1,280-1,200 - enemmän kuin puoliksi tyhjä;
- 1,200-1,150 - hintaan alle puoli;
- 1150 - melkein tyhjä.
on täyteen ladattu akku ennen kuin kytket sen tieverkon jännite kunkin kennon on 2,5-2,7 V. Heti kun kuorma on kytketty, jännite nopeasti laskee noin 2,1 V kolme tai neljä minuuttia.Tämä johtuu muodostumista ohut kerros lyijysulfaatti pinnalla negatiivisen elektrodin levyt ja kerroksen välillä peroksidia ja metalli johtaa positiivisten levyjen.Lopullinen arvo kennojännite jälkeen yhteyden tieverkosto on noin 2,15-2,18 volttia.
Kun virta alkaa virrata akun ensimmäisen tunnin aikana toiminnan, jännitehäviö on 2 V. lisääntyneen sisäinen vastus solun johtuen muodostuu suuria määriä sulfaattia, joka täyttää huokoset levyjen ja valinta happamassa elektrolyytissä.Vähän ennen virtaa ja enintään tiheys elektrolyytti on 1.300 g / cm3.Aluksi hänen masennus tapahtuu nopeasti, mutta aseta tasapainoista tilaa välillä tiheyden happo lähellä levy ja irtotavarana elektrolyytin, valinta happoa elektrodien tukee Uusien osia pääosa happamassa elektrolyytissä.Keskimääräinen tiheys elektrolyytin laskee edelleen tasaisesti suhteesta kuviossa.edellä.Sen jälkeen, kun ensimmäinen tippa jännite laskee hitaammin, mikä vähentää sen nopeus riippuu kuormasta akun.Aikataulu vastuuvapausmenettelystä kuviossa.alla.
tilan seuranta akun elektrolyytti
käytetään määrittämään tiheys areometrin.Se koostuu suljettuun lasiputkeen jatkeen kanssa alapäässä, on täytetty lyijyn tai elohopean ja arvostellaan asteikolla yläpään.Tämä asteikko on merkitty välillä 1100 ja 1300, joilla on erilaisia väliarvot, kuten on esitetty kuviossa.alla.Jos tämä Areometri sijoitettu elektrolyytin, se uppoaa tiettyyn syvyyteen.Kuitenkin, hän siirtää tietty määrä elektrolyytin, ja kun asema saavutetaan tasapaino, paino joutuneiden tilavuus on yhtä suuri paino areometrillä.Koska ominaispaino on suhde sen painosta ja tilavuudesta, ja paino areometrin on tiedossa, jokaisen tason upottamalla liuokseen se vastaa tiettyä tiheyttä.Jotkut areometrit on asteikkojen arvot tiheys, mutta merkitään "Charged", "Puolet vastuuvapauden", "Full vastuuvapaus" tai vastaavaa.
