híg és tömény kénsav - annyira fontos, vegyi termékek, hogy az általuk termelt a világon több, mint bármely más anyag.A gazdasági jólét egy ország lehet mérni a hangerőt a termelt kénsav benne.
disszociációs folyamat
kénsavat használunk formájában vizes oldatai különböző koncentrációkban.Ez megy keresztül disszociációs reakció két szakaszban, előállító H + ionokat oldatban.
H2SO4 = H + + HSO4-;
HSO4- = H + + SO4-2.
A kénsav egy erős, és az első szakaszban a disszociációs előfordul olyan gyorsan, hogy szinte az összes eredeti molekulák bomlanak H + ionok és HSO4 -1 ionokat (hidrogén) a megoldás.Legutóbbi részben szétesik további, felszabadító egyéb ionok és a H + ion elhagyó szulfát (SO4-2) az oldatban.Azonban, hidrogén-szulfát, hogy egy gyenge sav, még mindig érvényesül oldatot H + és SO4-2.Annak teljes disszociáció csak az, amikor a sűrűsége a kénsav oldat közel van a víz sűrűsége, R. S nagy hígításban.
Tulajdonságok kénsav
Ez különleges abban az értelemben, hogy ez működhet, mint egy közönséges sav vagy erős oxidálószer - attól függően, a hőmérséklet és koncentráció.Egy hideg híg kénsav-oldattal reakcióba lép az aktív fém előállítására egy só (szulfát), és a hidrogén-gázfejlődés.Például a reakció között hideg híg H2SO4 (feltételezve, hogy a teljes két-disszociáció) és cink fém néz ki, mint:
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2.
forró koncentrált kénsavat, amelynek sűrűsége körülbelül 1,8 g / cm3, akkor jár, mint egy oxidálószer, reagáló anyagok, amelyek általában inert a savakat, mint például fémes réz.A reakció során a réz oxidálódik, és a masszát a sav redukáljuk egy oldatot réz-szulfát (II) a víz és a gáz-halmazállapotú kén-dioxid (SO2) hidrogénatom helyett, ami akkor várható, reagáltatásával a savat a fém.
Cu + 2N2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2 O.
Hogyan lehet az oldatok koncentrációja kifejezett
Tény, hogy a koncentrációja bármilyen oldat lehet kifejezni különböző módon, de a legszélesebb körben használt súly szerinti koncentrációja.Ez azt mutatja, hogy hány gramm szénhidrátot az oldott anyag fajlagos tömegét vagy térfogatát az oldat vagy oldószer (jellemzően 1000 g-1,000 cm3, 100 cm3-1 dm3).Ahelyett, hogy a tömege grammban anyag vehet a mennyiség, kifejezve mól, - majd a kapott a moláris koncentrációja, 1000 g vagy 1 dm3 oldat.
Ha a moláris koncentrációja van meghatározva viszonyítva oldat mennyisége nem, de csak az oldószer, ez az úgynevezett a molalitás a megoldás.Ez jellemzi a függetlenségét a hőmérsékletet.Gyakran
tömeg koncentrációja megjelölt gramm 100 gramm oldószerrel.Megszorozzuk ez a szám 100% -kal, hogy készen áll a súly százalék (egy koncentráció).Ez a módszer a leggyakrabban használt alkalmaznak a kénsav-oldattal.
oldat koncentrációját minden egyes meghatározott értéket egy adott hőmérsékleten, ez megfelel egy fajsúly (sűrűség, például kénsav).Így néha az oldatot jellemzi azt.Például, a megoldás a H2SO4, azzal jellemezve százalékos koncentrációját 95,72%, sűrűsége 1,835 g / cm3 a t = 20 ° CHogyan koncentrációjának meghatározására egy ilyen megoldás adják csak, ha a sűrűsége kénsav?A táblázat, amelyben ez a levelezés, a lámpatest minden tankönyv az általános vagy analitikai kémia.
Conversion például koncentrációs
próbálja mozgatni egyik kifejezési módja a koncentráció a megoldás, hogy a többi.Tételezzük fel, hogy van egy oldat H2SO4 vízben koncentrációban 60% érdeklődés.Mi először meghatározza a megfelelő sűrűségű kénsavat.Táblázat tartalmazó százalékok (első oszlop) és a megfelelő sűrűsége a vizes H2SO4 (negyedik oszlop) az alábbiakban felsorolt.
ez határozza meg a kívánt értéket, amely egyenlő a 1,4987 g / cm3.Mi most kiszámíthatja a molaritása ezt a megoldást.Ehhez szükséges, hogy tömegének meghatározásához H2SO4 1 liter oldat és a megfelelő számú mól sav.
hangerőt, amelyek elfoglalják 100 g törzsoldatot:
100 / 1,4987 = 66,7 ml.
Mivel 66,7 ml 60% -os oldat 60 g savat 1 liter ez tartalmaz:
(60 / 66,7) x 1000 = 899, '55
Moláris tömeg kénsavategyenlő: 98. Ennélfogva az anyajegyek száma szereplő 899,55 g annak gramm egyenlő:
899,55 / 98 = 9,18 mol.
sűrűség függvényében a koncentrációt kénsav ábrán látható.alább.
kénsav alkalmazását
használják a különböző iparágakban.A termelés a vas és acél tisztítására használják a felület a fém, mielőtt azt borított másik anyag részt vesz a létrehozását szintetikus színezékek, valamint más típusú savak, mint a sósav és a salétromsav.Azt is használják a gyógyszergyártás, a műtrágyák és robbanóanyagok, és még mindig fontos reagens szennyeződések eltávolítása a kőolaj-finomító iparban.
Ez a kémiai rendkívül hasznos a mindennapi életben, és könnyen rendelkezésre áll, mint egy kénsav-oldattal használt ólom-savas akkumulátorok (például azok, amelyek az autókban).Az ilyen sav koncentrációja általában körülbelül 30 tömeg% és 35% H2SO 4 tömeg, a mérleg - a víz.
Sok fogyasztói alkalmazások 30% H2SO4 lesz több, mint elég ahhoz, hogy megfeleljen az igényeiknek.Azonban, az iparban, és ez megköveteli a sokkal nagyobb koncentrációban kénsavat.Jellemzően a gyártási folyamat során, először kap elég hígítani és szennyezett szerves zárványok.Koncentrált savat kapunk két szakaszban: először ra beállítjuk 70% -os, majd - a második lépésben - emeljük 96-98%, amely a korlátozó paraméter gazdaságilag életképes termelést.
sűrűségű kénsavat, és a különböző
Bár közel 99% -os kénsavat lehet egy rövid ideig visszafolyató hűtő alatt, de az ebből fakadó SO3 a forrásponton csökkenti a koncentrációt, hogy 98,3%.Általában jelzi a variáció 98% stabilabb a raktárban.
kereskedelmi minőségű savakat változhat annak koncentrációja az érdeklődés, és amelyek esetében a kiválasztott azokat az értékeket, ahol az alacsony hőmérsékletű kristályosítás.Ez úgy történik, hogy csökkentsék a veszteséget a kénsav kristályok az üledékben szállítás és tárolás során.A fő fajták:
- tornyok (dinitrogén) - 75%. sűrűségű kénsavat ebben az osztályban van 1670 kg / m3.Kap az úgynevezett.dinitrogén-módszer, amely a kapott nyersanyagok égetés során kemence tartalmazó gáz kén-dioxid SO2, a bélelt tornyok (innen a neve a fajta) kezelik nitrozocsoportokkal (ez is H2SO4, de oldott nitrogén-oxidok).Ennek eredményeként teszi sav és a nitrogén-oxidok, amelyek nem kerülnek felhasználásra a folyamatban, és visszatért a termelési ciklus.
- Kapcsolat - 92,5-98,0%.Sűrűség kénsav 98% az osztály egyenlő 1836,5 kg / m3.Szerezd meg a tüzelést tartalmazó gáz SO2, és az eljárás során az oxidációs-dioxid-anhidrid SO3 érintkezőfelületek (innen a neve a fajta) több réteg szilárd vanádium katalizátor.
- Oleum - 104,5%. A sűrűsége 1896,8 kg / m3.Ez a megoldás SO3 a H2SO4, ahol az első komponens 20%, és a sav - IS 104,5%.
- kiváló minőségű oleum - 114,6% .A sűrűsége - 2002 kg / m3.
- akkumulátor - 92-94%.
Hogyan működik az autó akkumulátor
munka az egyik legnépszerűbb elektromos készülékek teljes mértékben alapul az elektrokémiai folyamatok zajlanak jelenlétében egy vizes oldat kénsavat.
gépjármű-akkumulátor, amely tartalmaz egy híg kénsav elektrolitot, valamint pozitív és negatív elektródák formájában több lemezről.Pozitív lemezek készülnek a vöröses-barna anyag - ólom-dioxid (PbO2), és negatív - szürke "szivacsos" ólom (Pb).
Mivel az elektródák ólomból vagy ólmozott anyag, az ilyen típusú akkumulátor gyakran nevezik ólom-savas akkumulátorok.A működőképesség t. E. A kimeneti feszültség közvetlenül határozza meg, amit az éppen kénsav sűrűsége (kg / m3 vagy g / cm3), öntenek az akkumulátor, mint az elektrolit.
Mi történik az elektrolit az akkumulátor töltöttségi
elektrolit ólom-sav akkumulátor egy tárolási megoldás kénsav egy vegytiszta desztillált víz koncentrációja kamat 30% a teljes töltöttség.Nettó sav sűrűsége 1,835 g / cm3, elektrolit - körülbelül 1,300 g / cm3.Ha az akkumulátor lemerült, elektrokémiai reakciók mennek végbe, így a választott elektrolitot kénsav.A sűrűsége a koncentrációja az oldat függ majdnem arányosan, ezért csökkenteni kell csökkenése miatt az elektrolit koncentrációt.
Mindaddig, amíg a kisülési áram folyik keresztül az akkumulátor sav annak közelében elektródákat széles körben használják, és az elektrolit válik híg.Diffúziója savak a teljes térfogata az elektrolit és az elektród lemezek támogatja megközelítőleg állandó intenzitású a kémiai reakciók, és ennek következtében a kimeneti feszültség.
elején a kisülés a sav diffúzió az elektrolitban lemez gyorsan, mert a keletkező szulfát még szereznek pórusokat az aktív anyagot elektródák.Amikor a szulfát kezd kialakulni, és töltse ki a pórusokat az elektródák, a diffúziós eljárás végzik lassabban.
elméletileg lehetséges, hogy továbbra is, hogy teljesíti, amíg az összes sav nem használták, és az elektrolit áll majd a tiszta víz.A tapasztalat azonban azt mutatja, hogy a szintje nem folytatódik a elektrolit sűrűség csökkent 1,150 g / cm3.
Amikor a sűrűség esik 1300 1150, ami azt jelenti, hogy sokkal szulfát képződik a reakció során, és kitölti a pórusokat az aktív anyag a lemezeken, azaz a. E. A megoldás már eltávolítottuk csaknem az összes kénsavat.A sűrűség arányos a koncentráció-függő, és csak attól függ, hogy a sűrűsége a töltöttségi szintet.Ábra.mutatja a függőség a sűrűsége elektrolit.
denzitásváltozást az elektrolit, a legjobb eszköz az állapotának meghatározására az akkumulátor töltöttségét, feltéve, hogy megfelelően használják.
autó akkumulátor kisütési sebesség függvényében a sűrűsége az elektrolit
A sűrűsége kell mérni kéthetente, és mindig meg kell jegyezni olvasmányok a jövőben is.
sűrűbb az elektrolit, annál savat tartalmaz, és a több akkumulátor feltöltése.A sűrűsége a 1,300-1,280 g / cm3 teljesen feltöltődött.Általános szabály, hogy a következő eltérő mértékben feltöltéssel, attól függően, hogy a sűrűsége az elektrolit:
- 1,300-1,280 - teljesen feltöltve:
- 1,280-1,200 - több mint félig üres;
- 1,200-1,150 - kevesebbe, mint a fele;
- 1150 - szinte üres.
egy teljesen feltöltött akkumulátor csatlakoztatása előtt úthálózat feszültség Minden cella 2,5-2,7 V. Amint a terhelés csatlakoztatva, a feszültség gyorsan esik körülbelül 2,1 V három-négy percig.Ez akkor fordul elő miatt a kialakulását egy vékony réteg ólom-szulfát a felszínen a negatív elektród lemez és egy réteg között a peroxid és a fém ólom a pozitív lemezek.A végleges értéke a cella feszültsége után a kapcsolat az úthálózat mintegy 2,15-2,18 volt.
Amikor áram folyik keresztül az akkumulátor az első órában a működés, a feszültségesés a 2 V miatt megnövekedett belső ellenállását a sejt képződése miatt nagy mennyiségű szulfátot, amely kitölti a pórusokat, a lemezek és a kiválasztás a savas elektrolit.Röviddel kezdete előtt áram és a maximális sűrűsége a elektrolit 1,300 g / cm3.Eleinte a depresszió lép fel gyorsan, de majd állítsa a kiegyensúlyozott állapot közötti sűrűség savat tartalmazó tábla közelében, és a nagy részét az elektrolit, a kiválasztás a sav elektródák által támogatott érkezése új alkatrészek a fő része a savas elektrolit.Az átlagos sűrűsége az elektrolit továbbra is folyamatosan csökken a kapcsolat ábrán látható.fent.A kezdeti csökkenés felszültsége lassabban, csökkentve annak sebessége függ a terhelés az akkumulátor.Időbeosztás mentesítési eljárás ábrán látható.alább.
állapot ellenőrzését az elektrolit
meghatározásához használt sűrűsége hydrometert.Ez áll a zárt üvegcsőben egy kiterjesztés az alsó végén, tele sörét vagy a higany és a fokozatos skála a felső végén.Ez a skála van jelölve származó 1100 és 1300, a különféle közbenső értékek, ábrán látható.alább.Ha ez sűrűségmérőnek helyezni az elektrolit, akkor elsüllyed egy bizonyos mélységet.Azonban, ő kiszorít egy bizonyos térfogatú elektrolit, és amikor a helyzet az egyensúly elérése, a súlya a kiszorított térfogat egyenlő a tömeg egy hidrométer.Mivel a fajsúly az aránya a súlya térfogatra, és súlya a hidrométer ismert, minden egyes merülési szintjét az oldatban ez megfelel egy specifikus sűrűsége.Néhány hidrométerekkel van mérlegek értékeit sűrűségű, de vannak jelölve "feltöltött", "fele a mentesítési", "Full mentesítés" vagy hasonlók.
