Kwas siarkowy  (VI)
 

Kwas siarkowy (kwas siarkowy (VI)), H2SO4, jeden z najmocniejszych kwasów - wszystkie układy kwaśniejsze od kwasu siarkowego 100% (o większej mocy kwasowej) nazywamy superkwasami. Przez niektórych zwany krwią przemysłu chemicznego.

Właściwości

  • Bezbarwna, klarowna, gęsta, oleista ciecz
  • Niszczy białko
  • Reaguje z metalami półszlachetnymi np. Cr
  • Czernieje zostawiony na powietrzu (zwęglanie glukozy i aeroplanktonu)
  • Bez zapachu
  • Higroskopijny
  • Silnie żrący
  • Temperatura topnienia 15°C
  • Temperatura wrzenia 310°C
  • Z wodą tworzy azeotrop przy stężeniu ok. 96%
  • Gęstość 1,84 g/cm3
  • Rozpuszczalny bez ograniczeń w wodzie i etanolu
  • Ciśnienie par ok. 0,0001 mbar (20°C)

Kwas siarkowy jest silnym środkiem pochłaniającym wodę. Ma szerokie zastosowanie w syntezie laboratoryjnej, produkcji papieru, jako elektrolit do akumulatorów samochodowych, zakwaszacz.

 

Otrzymywanie kwasu siarkowego

Współcześnie kwas siarkowy otrzymuje się w przemyśle głównie metodą kontaktową. Metoda ta składa się z trzech etapów:

  • spalanie siarki do SO2
  • utlenianie SO2 do SO3
  • absorpcja SO3 w oleum i stężonym kwasie siarkowym.

Spalanie siarki

Reakcję spalania siarki przedstawia równanie:

S + O2 + 3,76 N2 → SO2 + 3,76 N2 δH = -297 kJ
Współczynnik 3,76 wynika ze stosunku objętościowego tlenu i azotu w powietrzu użytym do spalania.

Z podanego równania reakcji wynika, że z 1 mola zużytego tlenu otrzymuje się 1 mol SO2. Spalanie siarki odbywa się bez zmiany objętości gazów.

Gdyby siarkę spalać nie w powietrzu, lecz w tlenie, to otrzymywałoby się czysty SO2 W przypadku spalania w powietrzu sumaryczne stężenie wytworzonego dwutlenku siarki i nie spalonego tlenu będzie zawsze równe 21%, czyli początkowemu stężeniu tlenu w powietrzu. Stężenie dwutlenku siarki w gazach spalinowych wynosić może zatem maksymalnie 21% (gdy przereaguje cały tlen wprowadzony z powietrzem).

Przy produkcji kwasu siarkowego (VI) nie uzyskuje się podczas spalania siarki tak dużych stężeń SO2. Po pierwsze dlatego, że im mniej tlenu pozostaje w gazach, tym reakcja spalania zachodzi wolniej. Do jej przeprowadzenia potrzebne byłyby więc piece o dużej objętości. Po drugie dlatego, że tlen potrzebny jest w gazach po to, aby w dalszej części instalacji przeprowadzić utlenianie dwutlenku siarki do trójtlenku. Spalając siarkę w omówionych niżej piecach otrzymuje się gaz zawierający 10 - 12% dwutlenku siarki. Resztę stanowi azot i tlen.