atšķaida un koncentrēta sērskābe - tas ir tik svarīgi, ķīmiskie produkti, ka tie ražoti pasaulē vairāk nekā jebkura cita viela.Ekonomiskā bagātība valstī var izmērīt ar saražotās sērskābes tajā.
disociācija process
sērskābe tiek izmantota kā ūdens šķīdumu dažādu koncentrāciju.Tas iziet disociācija reakciju divos posmos, kas ražo H + jonus šķīdumā.
H2SO4 = H + + HSO4-;
HSO4- = H + + SO4-2.
Sērskābe ir spēcīga, un pirmais posms tās disociācijas notiek tik strauji, ka gandrīz visi oriģinālie molekulu pūšanas stāšanās H + -ions un HSO4 -1 -ions (ūdeņraža) šķīdumā.Nesenie daļēji sadalās tālāk, atbrīvojot citus jonus un H + jonu atstājot sulfāts (SO4-2) šķīdumā.Tomēr, hidrogènsulfâtgrupa, kas ir vāja skābe, joprojām dominē šķīdumā H + un SO4-2.Tās pilnīga disociācija notiek tikai tad, kad blīvums sērskābes šķīdumu ir tuvu ūdens blīvumu, r. S augstā atšķaidījumā.
Properties sērskābe
Tas ir īpašs tādā ziņā, ka tā var rīkoties kā parasts skābi vai spēcīgu oksidētāju - atkarībā no temperatūras un koncentrācijas.Auksts atšķaidīta sērskābes reaģē ar aktīvo metālu ražot sāli (sulfāta veidā) un ūdeņraža gāzes attīstību.Piemēram, reakcija starp auksto atšķaidītas H2SO4 (pieņemot, ka tā pilnībā divu disociāciju) un cinka metāla izskatās:
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2.
karsts koncentrēta sērskābe ar blīvumu aptuveni 1,8 g / cm3, tas var darboties kā oksidētāju, reaģējot ar materiāliem, kuri parasti inerts pret skābēm, tādām kā, piemēram, metāliskā vara.Reakcijas laikā, vara tiek oksidēts, un masu skābes ir samazināts, lai veidotu šķīdumu vara sulfāta (II) ūdenī un gāzveida sēra dioksīda (SO2) vietā izmantojot ūdeņradi, kas būtu sagaidāms, reaģējot skābei ar metāla.
Cu + 2N2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2 O.
Kā koncentrācija risinājumu pauda
Patiesībā koncentrācija jebkura risinājuma var izteikt dažādos veidos, bet visplašāk izmanto svara koncentrācija.Tas parāda to grami izšķīdušās vielas īpašos svaru vai tilpumu šķīduma vai šķīdinātāju numuru (parasti 1000 g 1000 cm3, 100 cm3, 1 dm3).Tā vietā, lai masa gramos vielas var veikt daudzumu, kas izteikts dzimumzīmju, - tad ieguva molārā koncentrācija 1000 g vai 1 dm3 šķīduma.
Ja molārā koncentrācija tiek noteikta attiecībā uz summu, risinājuma nav, bet tikai uz šķīdinātāju, to sauc par molality no risinājuma.To raksturo tas, ka neatkarīgi no temperatūras.Bieži
svars koncentrācija norādīts gramos uz 100 gramiem šķīdinātāju.Reizinot šo skaitli ar 100%, tas ir sagatavots pēc svara procentiem (uz vienu koncentrāciju).Tas ir metode visbiežāk izmanto, ir piemērots, lai ar sērskābes.
šķīduma koncentrācija katru vērtību, kas noteikta attiecīgajā temperatūrā, tas atbilst īpatsvaru (blīvums, piemēram sērskābi).Tā dažreiz risinājums ir raksturīga ar to.Tā, piemēram, šķīdums H2SO4, kas raksturīga ar procentuālo koncentrāciju no 95.72%, blīvums ir 1.835 g / cm3 pie t = 20 ° C.Kā koncentrācijas noteikšanai tādu šķīdumu ievada tikai tad, ja blīvuma sērskābes?Tabula sniedzot šo sarakste, ir nostiprināšanās jebkurā mācību grāmata par vispārējo vai analītiskajā ķīmijā.
Conversion piemērs koncentrācija
mēģināt pārvietot no vienas veidā paužot koncentrāciju šķīdumā uz otru.Pieņemsim, ka mums ir risinājums H2SO4 ūdenī koncentrācijā 60% procentiem.Mēs vispirms noteikt atbilstošo blīvumu sērskābes.Galda satur procentuālie (pirmā aile) un atbilstošais blīvums Tālāk norādītās ūdens šķīdumā H2SO4 (ceturtā aile).
tā nosaka vēlamo vērtību, kas ir vienāda ar 1,4987 g / cm3.Mēs tagad aprēķināt molaritāte šo risinājumu.Lai to izdarītu, ir nepieciešams, lai masas noteikšanai H2SO4 1 litrā šķīduma un attiecīgo skaitu moliem skābes.
tilpums, kas aizņem 100 g akciju Risinājums:
100 / 1.4987 = 66,7 ml.
Tā kā 66.7 ml 60% šķīdums satur 60 g skābes 1 litrā tā ietvers:
(60 / 66,7) x 1000 = 899, '55
molāro masu sērskābesir vienāds ar 98. Tādējādi skaits molu ietverts 899.55 g tās grami vienāda:
899,55 / 98 = 9.18 mols.
blīvums kā koncentrācijas funkcija sērskābes ir parādīta attēlā.zemāk.
izmantošana sērskābes
Tas tiek izmantots dažādās nozarēs.Ražošanā dzelzs un tērauda, lai attīrītu virsmu no metāla, pirms tas tiek pārklāts ar citu daļu, kas piedalās sintētisko krāsvielu, kā arī citu veidu skābēm, kā piemēram, sālsskābi un slāpekļskābi vielas.To lieto arī ražošanā farmācijas, mēslojuma un sprāgstvielu, un joprojām ir svarīgs reaģents likvidējot piemaisījumus no naftas pārstrādes nozarē.
Šī ķīmiskā viela ļoti noderīga ikdienas dzīvē, un ir viegli pieejama, kā sērskābes izmantotā svina-skābes baterijas (piemēram, tiem, kas ir automašīnu).Šāda skābes parasti koncentrācija ir no apmēram 30% līdz 35% H2SO 4 no svara, līdzsvaru - ūdeni.
Daudziem patērētāju vajadzībām 30% H2SO4 būs vairāk nekā pietiekami, lai apmierinātu savas vajadzības.Tomēr, šajā nozarē, un tas ir nepieciešams daudz lielāku koncentrāciju sērskābes.Raksturīgi, ražošanas procesā, tas vispirms izpaužas pietiekami atšķaidīts un piesārņoti ar organiskām ieslēgumi.Koncentrēta skābe ir iegūts divos posmos: pirmkārt, tas tika koriģēts līdz 70%, un pēc tam - otrajā stadijā - tiek paaugstināts līdz 96-98%, kas ir ierobežot parametrs ekonomiski dzīvotspējīgā ražošanā.
blīvums sērskābes un dažādu
Lai gan gandrīz 99% sērskābes var būt īss laiks refluksa, bet no tā izrietošo zaudējumu SO3 pie viršanas temperatūru pazemina koncentrāciju līdz 98,3%.Parasti rādītājs variāciju no 98% vairāk stabila uzglabāšanai.
tirdzniecības kvalitātes taukskābes atšķiras savā koncentrācijas procentiem, un par kuru tā izvēlēta tās vērtības, ar kādu zemas temperatūras kristalizācija.Tas tiek darīts, lai samazinātu zudumus sērskābes kristālu nogulsnēs transportēšanas un uzglabāšanas laikā.Galvenie veidi ir:
- torņi (slāpekļa) - 75%. blīvums sērskābes šajā klasē ir 1670 kg / m3.Iegūstiet savu tā saukto.slāpekļa metode, kurā iegūtie izejvielas apdedzinot krāsns gāzei, kas satur sēra dioksīda SO2, izklāta torņiem (līdz ar to nosaukumu šķirnes) laikā tiek ārstēti nitrozo (tas ir arī H2SO4, bet ar izšķīdušo slāpekļa oksīdiem).Tā rezultātā, padara skābes un slāpekļa oksīdu, kas netiek patērēti šajā procesā, un atpakaļ uz ražošanas ciklu.
- Kontaktinformācija - 92,5-98,0%.Blīvums sērskābe par 98% no grupas, ir vienāds ar 1836.5 kg / m3.Get it kā apdedzinot gāzes satur SO2, un process ietver oksidēšanos dioksīda anhidrīds SO3 pie tās kontaktā (līdz ar to nosaukumu šķirnes) ar vairākiem slāņiem cietu vanādija katalizatoru.
- Oleum - 104.5%. Tās blīvums ir 1896.8 kg / m3.Šī SO3 šķīdums H2SO4, pie kam pirmais komponents satur 20%, un skābes - ir 104.5%.
- augstas kvalitātes oleumu - 114,6% .Tā blīvums - 2002 kg / m3.
- battery - 92-94%.
Kā darbojas auto akumulatoru
darbu vienā no populārākajiem elektriskās ierīces ir pilnībā balstīta uz elektroķīmiskās procesiem, kas notiek klātbūtnē ūdens šķīdumu sērskābes.
automobiļu akumulatoru ietver atšķaidītu sērskābi elektrolīts un pozitīvs un negatīvs elektrods formā vairākām platēm.Pozitīvās plates ir izgatavotas no sarkanīgi brūna materiāla - no svina dioksīda (PbO2), un negatīvs - pelēkā "porains" svina (Pb).
Jo elektrodi ir izgatavoti no svina vai svinu saturošam materiālam, šāda veida baterijas bieži dēvē par svina-skābes baterijām.Tās operativitāti, t. E. izejas spriegums ir tieši nosaka, kāda šobrīd sērskābes blīvums (kg / m3 vai g / cm3), ielej akumulatoru kā elektrolītu.
Kas notiek ar elektrolītu akumulatora izlādes
elektrolītu svina-skābes akumulators ir uzglabāšanas Sērskābes kādā ķīmiski tīru destilētu ūdeni ar koncentrāciju, kas interesē par 30% no pilnas maksas.Neto skābe ir blīvums 1,835 g / cm3, elektrolītu - aptuveni 1.300 g / cm3.Kad akumulators ir izlādējies, elektroķīmiskās reakcijas, kā rezultātā izvēlēts no sērskābi elektrolītu.Līdz ar to koncentrācijas šķīduma blīvums ir atkarīgs gandrīz proporcionāli, lai tā būtu jāsamazina sakarā ar samazināšanos elektrolītu koncentrāciju.
Kamēr izlādes strāva plūst caur akumulatora skābe pie tās elektrodiem tiek plaši izmantots, un elektrolīta kļūst atšķaidītu.Diffusion Skābju no visa apjoma elektrolītu un elektrodu plates atbalsta aptuveni pastāvīgu intensitāti ķīmisko reakciju un, līdz ar to, izejas spriegumu.
sākumā izlādējot skābes difūzijas elektrolīta plāksnes ir ātrs, jo iegūtā sulfātu ar vēl guva poru aktīvā materiāla elektrodiem.Kad sulfāts sāk veidot un aizpildīt poras elektrodiem, difūzijas notiek lēnāk.
teorētiski iespējams turpināt pildīt, līdz visa skābe netika izmantota, un elektrolītu sastāvā būs tīra ūdens.Tomēr pieredze rāda, ka līmenis nedrīkst turpināties pēc elektrolīta blīvums ir samazinājies līdz 1.150 g / cm3.
Kad blīvums samazinās no 1300 līdz 1150, kas nozīmē, ka daudz sulfātu izveidojās reakcijas laikā, un tas aizpilda poras aktīvā materiāla plāksnēm, IE. E. no šķīduma jau izņemta gandrīz visi sērskābe.Blīvums ir proporcionāls koncentrācijas apgādībā, un tikai atkarīgs no blīvuma akumulatora uzlādes.Fig.Turpmāk parāda atkarību blīvumu akumulatora elektrolītu.
izmaiņas blīvuma elektrolītu, labākais veids, kā noteikt stāvokli akumulatoru izlādes, ar nosacījumu, ka tas tiek pareizi izmantota.
automašīnu akumulatoru izlādes ātrums, atkarībā no blīvuma elektrolītu
Tās blīvums ir jāmēra ik pēc divām nedēļām, un vienmēr būtu jāreģistrē rādījumus turpmākai atsaucei.
blīvāks elektrolīta, jo vairāk skābes tā satur, un vairāk akumulators ir uzlādēts.In 1,300-1,280 g / cm3 blīvums parādīta pilnīga uzlāde.Kā likums, šādu atšķirīgu pakāpi akumulatora uzlādes, atkarībā no blīvuma elektrolītu:
- 1,300-1,280 - pilnībā uzlādēts:
- 1,280-1,200 - vairāk nekā puse tukšas;
- 1,200-1,150 - jāmaksā mazāk nekā puse;
- 1150 - gandrīz tukša.
ir pilnībā uzlādēts akumulators, pirms pievienojat savu ceļu tīkla sprieguma katrai šūnai ir no 2,5 līdz 2,7 V Tiklīdz slodze ir savienots, spriegums ātri samazinās līdz aptuveni 2,1 V trīs vai četras minūtes.Tas notiek tāpēc, veidojot kārtiņu svina sulfāta uz virsmas negatīvo elektrodu plāksnēm un slāni starp peroksīdu un metāla svina pozitīvo plāksnēm.Galīgā vērtība šūnu sprieguma pēc savienojumam ar autoceļu tīkla ir aptuveni 2,15-2,18 volti.
Kad strāva sāk plūst caur akumulatoru pirmajā stundā darbības laikā, sprieguma kritums līdz 2 V sakarā ar palielinātu iekšējo pretestību šūnu dēļ veidojas liels daudzums sulfātu, kas piepilda ar plāksnēm poras un izvēli skābes elektrolītu.Neilgi pirms sākuma pašreizējā plūsmu un maksimālo blīvumu elektrolīta ir 1.300 g / cm3.Sākumā viņa depresija notiek ātri, bet tad noteikti līdzsvarotu stāvokli starp blīvumu skābes pie plāksnes un ar lielāko daļu elektrolītu, izvēloties skābes elektrodiem atbalsta ierašanās jaunām daļām no galvenās daļas skābes elektrolītu.Vidējais blīvums elektrolīta turpina samazināties nepārtraukti par attiecībām parādīts attēlā.iepriekš.Pēc sākotnējās kritums sprieguma samazinās lēnāk, samazinot tās ātrums ir atkarīgs no slodzes akumulatoru.Laika grafiks izlādes process parādīts attēlā.zemāk.
statusa uzraudzība akumulatoru elektrolīta
izmanto, lai noteiktu blīvumu hidrometru.Tā sastāv no noslēgtā stikla mēģenē ar pagarinājumu pie apakšējā galā, piepildīta ar svina skrotis vai dzīvsudrabu un diferencēto skalas augšgalā.Šī skala ir atzīmēta no 1100 līdz 1300 ar dažādiem starpvērtībām, kā parādīts attēlā.zemāk.Ja šis hidrometrs ievietots elektrolīta, tas izlietne uz noteiktā dziļumā.Tomēr, viņš varētu pārvietot noteiktu daudzumu elektrolīta, un, kad ir sasniegts stāvoklis Līdzsvara svars izspiešanas tilpums ir vienāds ar svaru aerometru.Tā blīvums ir attiecība starp tās svara tilpumu, un no hidrometra svars ir zināms, katrs iegremdēšanas līmeni šķīdumā tā atbilst konkrētai blīvumu.Daži blīvummēri ir svari ar tādām vērtībām kā blīvumu, bet ir atzīmētas ar "pieprasītas", "Puse no budžeta izpildes apstiprināšanu", "Full izlādes" vai tamlīdzīgi.
