Sumporna kiselina

Sumporna kiselina (H2SO4, po IUPACu - dihidrogensulfat) bezbojna je uljasta tečnost i jedan od najvažnijih proizvoda hemijske industrije. To je snažna, neorganska kiselina sa oksidirajućim i dehidratacijskim djelovanjem.

Pregled
Sumporna kiselina je najznačajnija od svih  kiselina sumpora i  jedan od glavnih proizvoda  obimnije hemijske industrije. U malim koncentracijama, u prirodi se javlja u sumpornim vodama i u kiseloj kiši. Čista (100%) sumporna kiselina je  bezbojna i uljasta i bezmirisna tekućina, vrlo korozivna. Zagrijavanjem se razgrađuje,  uz otpuštanje sumpor-trioksida, SO3 i vode, kada  nastaje azeotropna smjesa sa tačkom ključanja  na 338 °C i relativnim učešćem H2SO4 od 98,3%.  U najširoj  upotrebi  najčešće je obična ili koncentrirana sumporna kiselina, koja sadrži 96% supstance i 4% vode.

U sumpornoj kiselini lahko se otapa sumpor-trioksid, a kiselina koja sadrži više tog oksida  nego što odgovara azeotropnoj smjesi, puši  se zbog njegovog viška, a označava se kao sedimeća  sumporna kiselina ili oleum.

Sumporna kiselina je  jedna  od najjačih kiselina. Zagrijana  i koncentrirana, ispoljava  jako oksidacijsko djelovanje pa može oksidirati i metale pozitivnoga redukcijskog potencijala, kao što je bakar, ali ne nagriza željezo, na kojem se  stvara zaštito  sloj, što omogućava  bezbijedan  transport u željeznim spremištima. Razrijeđena smporna  kiselina reagira s mnogim metalima negativnoga redukcijskog potencijala,   nakon čega se oslobađa  vodik i nastaju soli,  isključujući olovo, jer se na njegovoj površini stvara sloj netopivog  sulfata koji čini zaštitni sloj metala od daljnjeg otapanja.

Ovo je diprotonska  kiselina  iz koje  se odvode dva niza soli, koje se označavaju  kao 
hidrogensulfati, opća formula:  MHSO4, gdje je M =  jednovalentni metal,i 
sulfati – M2SO4, kao što su  galice, alauni  i dr.

Sumporna kiselina jako je higroskopna, pa  snažno veže vodu,  u svim omjerima. Pritom se oslobađa velika količina toplote, zbog čega je moguće  prskanje ove tečnosti, pa,  prilikom  razrjeđivanja, vrijedi opće hemijsko pravilo: kiselina  u vodu, a nikako voda  u kiselinu.  Zbog higroskopnosti,  ova  kiselina lahko oduzima vodu iz  organskih materijala, pa  ih pougljeniše   i razgrađuje. Na površini tijela, koži stvara  oštećenja slična opekotinama, a udisanjem oštećuje  sluzokožu i organe za disanje.

Sumporna kiselina se dovija na dva načina.  Ranije je  bio rasprostranjen postupak olovnih komora,  u kojima je sumpor-dioksid, (SO2), nastao  prženjem pirita ili sagorijevanjem sumpora, oksidirao  u prisustvu  vode,  pomoću dušičnih oksida.  Suvremena proizvodnja sumporne kiseline je uglavnom  po kontaktnim postupkom. U ovj tehnološkoj varijanti, sumpor-dioksid oksidira na  zraku,  uz  dodatak katalizatora, kao što je  vanadij  (V)  oksid u sumpor-trioksidu, koji se apsorbira u 98%-tnoj sumpornoj kiselini.  Tako  nastaje disumporna kiselina ( H2S2O7, koja razrjeđivanjem  u vodi daje koncentriranu sumpornu kiselinu,  koja je znatno čistija  od one iz postupka olovnih komora.

Sumporna kiselina je danas  najvažnija je kiselina u hemijskoj  industriji. Najveće količine – procjenjuje se oko 50%  svjetske proizvodnje –  potroši se  u proizvodnji vještačkih  đubriva , kao što su superfosfati, amonij-sulfat i dr, a odtstsk u dobijanju  ostalih sumpornih spojeva i drugih hemikalija, industriji vještačkih  vlakana, sintetskih bojila i eksploziva, industriji nafte za pročišćavanje naftnih frakcija. Upotrebljava se i  kao akumulatorska kiselina, u farmaceutskoj industriji  i dobijanju tekstilnih pomoćnih sredstava, polimernih materijala,  te u metalurgiji, kao sredstvo za  isušivanje, osobito plinova.

 Dobijanje 

Sumporna kiselina se dobija kontaktnim postupkom. Prvi korak je spaljivanje sumpora pri čemu nastaje sumpor dioksid:

S (s) +  O2 (g)  →  SO2 (g)

Zatim smjesa sumpor dioksida i kisika prelazi preko katalizatora vanadij-pentoksida (V2O5) pri čemu nastaje SO3:

2SO2  +  O2  → 2 SO3

Nastali SO3 se uvodi u rastvor koncentrovane sumporne kiseline pri čemu nastaje pirosumporna kiselina:

SO3  + H2SO4  →  H2S2O7

Dodatkom vode nastaje sumporna kiselina:

2H2S2O7  + 2H2O  → 4H2SO4

 Upotreba 

Upotrebljava se najviše za umjetna gnojiva (50%), u hemijskoj industriji (20%), za boje (5%), u proizvodnji željeza i čelika (3%), u petrohemijskoj industriji (2%) i ostalim industrijama kao što su tekstilna, kožarska i prehrambena (koja troši oko 15% proizvodnje). Kao dodatak namirnicama nosi broj E513. Sumporna kiselina daje soli sulfate i hidrogensulfate. U vodi se otapa uz naglo oslobađanje topline, pa se mora oprezno miješati s vodom, dodajući uvijek kiselinu u vodu.

Također pogledajte
Sumpor
Sumporovodik
Sulfat

Reference

Vanjski linkovi

Kategorija:Kiseline
Kategorija:Spojevi sumpora
Kategorija:Aditivi sa E-brojem
Kategorija:Neorganska otapala