Серная кислота

Химическая формула H₂SO₄
Молекулярная масса (по международным атомным массам 1971 г.) - 98,08
Плотность вещества 1,8356 г/см³

Серная кислота - сильная двухосновная кислота, отвечающая высшей степени окисления серы. При обычных условиях концентрированная серная кислота - тяжёлая маслянистая жидкость без цвета и запаха.

В технике серной кислотой называют её смеси как с водой, так и с серным ангидридом.
Растворы серного ангидрида SO₃ в в 100% серной кислоте H₂SO₄ называются олеумом, они образуют два соединения H₂SO₄·SO₃ и H₂SO₄·2SO₃.
Олеум представляет собой вязкую бесцветную жидкость или легкоплавкие кристаллы, которые, однако, могут приобретать самые различные оттенки вследствие наличия примесей. На воздухе "дымит", реагирует с водой с выделением очень большого количества тепла. Концентрация серного ангидрида может варьировать в очень широких пределах: от единиц до десятков процентов. Олеум по сравнению с концентрированной серной кислотой обладает ещё большим водоотнимающим и окислительным действием. Применяется в промышленности при производстве серной кислоты. В органической химии применяется как сульфирующий, водоотнимающий или окисляющий реагент.

Производство серной кислоты

Сырьём для получения серной кислоты служат сера, сульфиды металлов, сероводород, отходящие газы теплоэлектростанций, сульфаты железа, кальция и др.
Основные стадии получения серной кислоты:

1. Обжиг сырья с получением SO₂
2. Окисление SO₂ в SO₃
3. Абсорбция SO₃

В промышленности применяют два метода окисления SO₂ в производстве серной кислоты: контактный - с использованием твердых катализаторов (контактов), и нитрозный - с оксидами азота.

Применение

• в производстве минеральных удобрений;
• как электролит в свинцовых аккумуляторах;
• для получения различных минеральных кислот и солей;
• в производстве химических волокон, красителей, дымообразующих веществ и взрывчатых веществ;
• в нефтяной, металлообрабатывающей, текстильной, кожевенной и др. отраслях промышленности;
• в пищевой промышленности - зарегистрирована в качестве пищевой добавки E513 (эмульгатор);
• в промышленном органическом синтезе в реакциях:
  • дегидратации (получение диэтилового эфира, сложных эфиров);
  • гидратации (этанол из этилена);
  • сульфирования (синтетические моющие средства и промежуточные продукты в производстве красителей);
  • алкилирования (получение изооктана, полиэтиленгликоля, капролактама) и др.

Кислота серная техническая ГОСТ 2184-77

Техническая серная кислота предназначается для производства удобрений, искусственного волокна, капролактама, двуокиси титана, этилового спирта, анилиновых красителей и целого ряда других производств. По ГОСТ 2184-77 различают следующие виды технической серной кислоты:

• контактную (улучшенную и техническую);
• олеум (улучшенный и технический);
• башенную;
• регенерированную.

Кислота серная аккумуляторная ГОСТ 667-73

Концентрированная аккумуляторная серная кислота предназначена в качестве электролита для заливки свинцовых аккумуляторов после разбавления ее дистиллированной водой. По физико-химическим показателям аккумуляторная серная кислота должна соответствовать нормам, указанным в таблице.

Упаковка, транспортирование, хранение

Улучшенную серную кислоту транспортируют в железнодорожных цистернах из кислотостойкой стали с нанесением трафаретов "Улучшенная серная кислота", "Опасно", а также трафарета приписки.
Техническую серную кислоту 1-го и 2-го сортов, башенную и регенерированную кислоты транспортируют в железнодорожных сернокислотных цистернах, а также в стальных контейнерах, стальных бочках по ГОСТ 6247.
Олеум транспортируют в специальных олеумных цистернах отправителя с утеплением или устройством для подогрева с нанесением трафаретов "Олеум" или "Олеум улучшенный", "Опасно", а также трафарета приписки.

Техническую серную кислоту транспортируют железнодорожным транспортом в цистернах и автомобильным транспортом в контейнерах и бочках в соответствии с правилами перевозок грузов, действующими на каждом виде транспорта.
Заполнение цистерн, контейнеров и бочек рассчитывают с учетом полного использования их вместимости и объемного расширения продукта при возможном перепаде температур в пути следования.

Техническая серная кислота 1-го и 2-го сортов, улучшенный и технический олеум, башенная и регенерированная кислоты должны храниться в емкостях из стали или спецстали, как нефутерованных, так и футерованных кислотоупорным кирпичом или кислотоустойчивым материалом.
Улучшенная серная кислота должна храниться у потребителя в чистых герметически закрытых емкостях из нержавеющей стали или емкостях из стали марки Ст3 по ГОСТ 380, футерованных кислотоупорными плиткой или кирпичом.

Аккумуляторную серную кислоту наливают в специальные сернокислотные цистерны с нанесением трафаретов "Аккумуляторная серная кислота", "Опасно", а также трафарета приписки, в контейнеры из нержавеющей стали марки ЭИ-448 по ГОСТ 5632-72 и в контейнеры, защищенные внутри фторопластом или в стеклянные бутыли. Стеклянные бутыли должны быть закрыты стеклянными притертыми или навинчивающимися полиэтиленовыми или пластмассовыми крышками.

Цистерны перед заливом должны быть тщательно осмотрены с внутренней стороны и очищены от грязных остатков.

Меры предосторожности

Серная кислота техническая пожаро- и взрывобезопасна, при соприкосновении ее с водой происходит бурная реакция с большим выделением тепла, паров и газов.
Техническая серная кислота токсична. По степени воздействия на организм относится к веществам 2-го класса опасности.
Предельно допустимая концентрация паров серной кислоты в воздухе рабочей зоны производственных помещений - 1 мг/м³
Работающие с серной кислотой должны быть обеспечены специальной одеждой и обувью, а также средствами индивидуальной защиты.