Тақырып 10

16 топ элементтері. Күкірт қышқылын өндіру

Спецификация бойынша не тексеріледі:

Оттек және озонКүкірт және оның қосылыстарыКүкірт қышқылыЖанасу әдісімен өндіру

Бір минутта мәні

16 топта оттек пен күкірт тұр. Оттек екі аллотропиялық түр түзеді — O2 және озон O3. Күкірт күкіртсутек, күкірт диоксиді SO2, күкірт ангидриді SO3 және күкірт қышқылын береді. Өнеркәсіпте күкірт қышқылын жанасу әдісімен үш кезеңде алады: SO2 алу, оны катализаторда SO3-ке дейін тотықтыру және SO3-ті сіңіру.

Басты формулалар

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
1-кезең: пиритті күйдіру (немесе S + O2 → SO2)
2SO2 + O2 ⇌ 2SO3
2-кезең: V2O5 катализаторы, 400–500 °C
SO3 + H2SO4 → H2SO4·SO3
3-кезең: сіңіру — олеум
Cu + 2H2SO4(конц) → CuSO4 + SO2 + 2H2O
Концентрлі қышқыл — тотықтырғыш

Ұғымдар мен терминдер

Олеум
SO3-тің 100%-дық күкірт қышқылындағы ерітіндісі
Озон
O3, оттектің аллотропы, Жерді ультракүлгін сәуледен қорғайды
Пирит
Күкірт колчеданы FeS2 — күкірт қышқылының шикізаты
Купорос
Сульфаттардың кристаллогидраттары: мыс CuSO4·5H2O, темір FeSO4·7H2O

Тақырыпты талдау

Неліктен күкірт қышқылымен сіңіреді

SO3-ті сумен сіңірсе, ұсталуы қиын күкірт қышқылы тұманы түзіледі. Сондықтан SO3-ті концентрлі H2SO4-пен сіңіріп, олеум алады да, кейін сұйылтады.

SO2-нің тотығуы — экзотермиялық қайтымды реакция, сондықтан температураны тым көтермейді, ал жылдамдық үшін катализатор қолданады.

Күкірт қышқылының қасиеттері

Сұйылтылғаны — қарапайым күшті қышқыл: H-қа дейінгі металдармен H2 бөледі, сульфатқа сапалық реакция: Ba2+ + SO42− → BaSO4↓ (ақ).

Концентрлісі — күшті тотықтырғыш және су тартқыш: қант пен қағазды көмірлендіреді, суықта Fe және Al-ді пассивтейді, мыспен SO2 бөледі.

Сұйылту ережесі: қышқылды суға құяды, керісінше емес.

Шешімі бар есеп мысалдары

Есеп 11 т пирит FeS2-тен неше тонна 100%-дық күкірт қышқылын алуға болады?
  1. M(FeS2) = 56 + 64 = 120 г/моль; n = 1 000 000 / 120 ≈ 8 333 моль.
  2. 1 моль FeS2-тен 2 моль S, демек 2 моль H2SO4 алынады: n = 16 667 моль.
  3. m(H2SO4) = 16 667 · 98 ≈ 1 633 000 г ≈ 1,63 т.
Жауабы ≈ 1,63 т

ҰБТ-дағы жиі қателіктер

  • SO2 тотығуының катализаторы — Fe немесе Pt емес, V2O5 (Pt бұрын қолданылған).
  • SO3-ті сумен емес, концентрлі H2SO4-пен сіңіреді.
  • Концентрлі H2SO4 мыспен H2 емес, SO2 береді.

Есте сақта

Жанасу әдісі: S/FeS2 → SO2 → (V2O5) SO3 → олеум → H2SO4.

Өзіңді тексер

1. SO2-ні SO3-ке тотықтыру катализаторы:
  1. Fe
  2. V2O5
  3. MnO2
  4. Ni
Жауабын көрсету

V2O5 Ванадий(V) оксиді.

2. Өндірісте SO3-ті немен сіңіреді?
  1. Сумен
  2. Концентрлі H2SO4-пен
  3. Сілті ерітіндісімен
  4. Аммиакпен
Жауабын көрсету

Концентрлі H2SO4-пен Тұман түзілмес үшін.

3. Сульфат-ионға реагент:
  1. AgNO3
  2. Ba2+ ионы
  3. Фенолфталеин
  4. NH4+ ионы
Жауабын көрсету

Ba2+ ионы Ақ BaSO4 тұнбаға түседі.

Байланысты тақырыптар

4. Кинетика. Химиялық тепе-теңдік9. 15 топ элементтері: азот және фосфор18. Есептер: шығым, олеум, қоспалар, пластинка, электролиз

Деңгейіңді біл: ҰБТ-ға тегін диагностика