Неорганічні кислоти, луги і солі

«НЕОРГАНІЧНІ КИСЛОТИ, ЛУГИ І СОЛІ»

1. КИСЛОТИ, ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ.

Кислоти — це сполуки, які при електролітичній дисоціації утворюють іони водню. У водневих розчинах кислоти дисоціюють на іони водню і кислот ний залишок. Кількість атомів водню, яка здатна заміщуватись металами з утво ренням солей, визначає основність кислот. Розрізняють кислоти одноосновні (HCl, HNO3), двохосновні (H2SO4) і трьохосновні (H3PO4).

За походженням кислоти бувають органічні (оцтова, лимонна) і неорга-нічні (сірчана, соляна, азотна), за агрегатним станом — тверді (борна, лимон;

на, стеаринова та ін.) і рідкі (соляна, азотна, фосфорна, сірчана та ін.).

Серед неорганічних кислот найбільше значення мають сірчана, азотна.

і соляна кислоти.

Сірчана кислота (H2SO4) — важка, масляниста, безколірна, досить гіг;

роскопічна рідина питомою вагою 1840,7 кгм3, температура плавлення 10,45 С, температура кипіння 296,2 С. Реагуючи з водою, сірчана кислота виділяє велику кількість тепла, що супроводжується «кипінням «і розбризку;

ванням рідини. Тому для приготування розбавлених розчинів необхідно більш важку концентровану кислоту тонкою цівкою добавляти до води. Концентрована сірчана кислота вступає в реакцію майже з усіма металами, утво-рюючи кислі солі (гідросульфати) і середні солі (сульфати). Вони спричиня-ють сильні опіки.

Сировиною для виробництва сірчаної кислоти є пірит (сірчаний колчедан) Fe2S, гази, які утворюються в якості відходів при відновленні кольорових металів із їх руд, сірководень H2S, який міститься в газах при коксуванні вугілля, а також вільна сірка.

Існує два промислових способа одержання сірчаної кислоти: контактний і нітрозний.

Соляна (HCl), або хлористоводнева, кислота — розчин хлористого водню у воді. Взаємодіє з багатьма металами і окисами. Соляна кислота — безколірна «димляча» на повітрі рідина (технічна соляна кислота жовтувата із-за домішок Fe, Cl2 та ін.). Максимальна концентрація соляної кислоти (при температурі 20 С) 36% за масою, питома вага такого розчину 1180 кг/м3.

Процес виробництва соляної кислоти складається з двох етапів: одержання газоподібного хлористого водню HCl і розчинення його у воді.

Азотна кислота (HNO3) — сильна кислота, яка характеризується ярко вираженими окиснюючими властивостями. За зовнішнім виглядом це безколірна рідина з різким удушливим запахом; питома вага 1520 кг/м3; температура плавлення 41,15 С; температура кипіння 84 С. При кипінні і на світлі розкладається, виділяючи NO2 і забарвлюється в бурий колір. З водою азотна кислота змішується в будь-яких співвідношеннях. Тваринні і рослинні тканини при дії на них азотної кислоти дуже швидко руйнуються. Азотна кислота, реагуючи з металами, утворює солі (нітрати).

Існують слідуючі способи одержання азотної кислоти: аміачний (промисловий), лабораторний і дуговий.

2. АСОРТИМЕНТ, ВИКОРИСТАННЯ, ЗБЕРІГАННЯ І ПЕРЕВЕЗЕННЯ КИСЛОТ.

Сірчана кислота випускається слідуюючих марок: купоросне масло (92−96% H2SO4), камерна (65% H2SO4), башенна (75% H2SO4), олеум (розчин сірчаного ангидрида SO3 в сірчаній кислоті 18−20%), аккумуляторна (32−39% H2SO4), реактивна («ч» — чиста, «чда» — чиста для аналізу, «хч» — хімічно чиста, «оч» — особливої чистоти) і регенерована.

Сірчану кислоту башенну, купоросне масло і олеум зберігають і транспортують в сталевих, нефутерованих баках і цистернах. Для зберігання і перевезення кислоти більш низької концентрації сталеві ємкості футеруються кислостійкими матеріалами (керамікою, свинцем, поліізобути;

леном, вініпластом). Ємкості для перевезення олеума викладаються термоізоляцією для попередження замерзання. Температура зберігання олеума — не нижче 5 С.

Сірчана кислота використовується у виробництві добрив (40%), кислот із їх солей, вибухових речовин, для очищення нафтопродуктів, виготовлення ліків і миючих засобів, фарбників, штучних волокон, пластмас, для виготовлення електролітів.

Соляна кислота виготовляється технічна синтетична і реактивна. Перша виробляється двух сортів з вмістом HCl відповідно 31,0 і 27,5%, а друга марок, А — для підприємств кольорової металургії, Б — для медичної і харчової промисловості, сільського господарства та інших спеціальних цілей і В — для всіх інших споживачів. Вміст HCl відповідно 35−38%, не менше 31,5% і не менше 31,0%.

Соляна кислота транспортується в сталевих, гумованих, герметично зачиняємих цистернах, скляних бутлях або поліетиленових каністрах місткістю до 40 л.

Пари кислоти подразнюють верхні дихальні шляхи і слизову оболонку очей, в результаті чого може бути викликаний катар дихальних шляхів, замутнення роговиці очей. Під дією на шкіру кислота викликає опіки і подразнення. Тому її зберігають в добре провітрюваних приміщеннях, герметичних, захищених від корозії ємкостях.

Соляна кислота використовується в гідрометалургії і гальвінопластиці, для очищення поверхні металів при паянні і луженні, одержання хлоридів цинку, марганцю, заліза та інших металів. Оскільки соляна кислота є складовою частиною шлункового соку, розведену HCl використовують в медецині при лікуванні хворих з пониженою кислотністю.

Азотна кислота випускається двох марок: розбавлена (50−60% HNO3) і концентрована (більш високої концентрації «хч», «чда»,"ч" і «оч»). Вона є одним із крупнотонажних продуктів хімічної промисловості. ЇЇ широко використовують для одержання добрив, бездимного пороху, вибухових речовин, фарбників, пластмас, сірчаної кислоти, для травлення металів, в ракетній техніці (як окислювач) та ін.

3. ЛУГИ, ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ, АСОРТИМЕНТ, ВИКОРИСТАННЯ.

Лугами називають розчинювані у воді гідрати окислів металів (гідрооксиди). В залежності від кількості гідроксильних груп ОН луги діляться на однокислотні NaOH і багатокислотні Са (ОН)2.

Найбільше значення серед лугів мають їдке калі КОН і їдкий натр NaOH.

Їдке калі - сильний луг, їдкий, напомацки мильний. Одержують її електролізом водного розчину KCl, а випускають у вигляді твердої речовини (марок, А і Б) або рідини (марок В і Г) з вмістом їдких лугів в перерахунку на КОН відповідно 95, 93, 52 і 50%. Використовується для виготовлення електролітів лужних аккумуляторів, виробництва рідкого мила та ін.

Тверде рідке калі - біла кристалічна речовина, яка володіє великою гігроскопічністю, легко розчинна у воді і спирті. Діє руйнівним чином на тваринні і рослинні тканини, роз"їдає скло і фарфор особливо при нагріванні, негорюче, вибухонебезпечне.

Їдкий натр (каустична сода) — сильний луг, який одержується мімічним способом або електролізом водного розчину кухонної солі (електрохімічний метод). Виготовляється рідкий і твердий, технічний і реактивний, першого та другого сортів.

Твердий NaOH — біла непрозора, досить гігроскопічна маса або луски.

Агрегатний стан і метод одержання їдкого натра відбивається в його маркуванні. Наприклад, ТХ — твердий хімічний, ТР — твердий ртутний, РР — розчин ртутний, РД — розчин діафрагмний.

Використовується у виробництві штучних волокон, корда, як обмивочний обезжирюючий засіб та ін.

Рідкі луги перевозять і зберігають в залізничних цистернах, контейнерах, сталевих або поліетиленових бочках, тверді - в барабанах із чорної кровельної сталі або в поліетиленових мішках, які вкладені в 3−4-шарні паперові мішки або в металеві барабани.

4. СОЛІ, ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ, АСОРТИМЕНТ, ПРИЗНАЧЕННЯ.

Солями називають хімічні сполуки, які є продуктами заміщення водню металами в кислотах. Вони складаються із іона металу і кислотного залишку і поділяються на нормальні, кислі і основні. Продукти повного заміщення атомів водню в кислоті атомами металу називаються нормальними солями — CuSO4, Al (NO3)3, FeSO4, CuCl та ін. Кислотні солі є продуктами часткового заміщення атомів водню кислоти на метал NaHSO4, KH2PO4, Ca (HCO3)2, а основні - продуктами часткового заміщення гідроксильних груп в молекулах основ на кислотні залишки — Al (OH)3, Cu (OH)2 та ін.

Розрізняють також солі двойні, змішанні і комплексні.

Солі сірчаної кислоти — це сульфати, гідросульфати, купороси, квасці. Із них велике значення мають слідуючі солі:

сульфат кальцію СаSO4 в природі зустрічається у вигляді ангидрида СаSO4 і гіпса СаSO4 2Н2О; використовується при виготовленні алібастру;

мідний купорос СuSO4 5Н2О служить для виготовлення деяких мінеральних фарб, оприскування рослин і протравлення зерна;

залізний купорос FeSO4 7Н2О використовується для пропітки деревини від гниття, виготовлення чорнил, боротьби з шкідниками сільського господарства;

квасці—KCr (SO4) 12Н2О i KAl (SO4)2 12Н2О хромокалієві і алюмокалієві використовуються при дублюванні шкіри, виробництва фарб, в хімічній, текстильній, медичній, целюлозно — паперовій промисловості і водоочистці.

Солі азотної кислоти (нітрати) — тверді кристалічні речовини білого кольору, добре розчинні у воді. Солі, які утворені лужними або лужно-земельними металами, називаються селітрами (NaNO3 — чилійська, KNO3 — індійська, Ca (NO3)2 — норвезька). Вони широко використовуються в сільському господарстві в якості азотних добрив, в піротехніці і виробництві пороху (КNO3), для виготовлення вибухових сумішей, амоналів.

Крім того, в промисловості широке розповсюдження одержали слідуючі види солей.

Сода кальційована Na2CO3 — білий дрібний кристалічний порошок, який легко розчиняється у воді з виділенням тепла. Вміст чистого продукту — менше 98%. Питома вага 2530 кг/м3, температура плавлення 852 С. У вологому приміщенні поглинає вологу і звалюється. Розрізняють соду кальційовану, аміачну і природну. Її випускають технічною і реактивною. Використовують в хімічній, скляній, миловаренній, паперовій та в інших галузях.

Сода питна (харчова) NaНCO3 — білий порошок питомою вагою 2200 кг/м3. При нагріванні переходить в кальційовану соду. У воді розчинюється слабше, ніж кальційована .

Нашатирь NaН4Cl (хлорид амонія) — кристалічний порошок білого кольору. Легко розчинюється у воді. Використовується при пайці металів і нанесення на них покрить — цинкуванні, луженні та ін.4.

Хлорне вапно СаОCl2 — білий порошок, який отримується хлоруванням гашеного вапна газоподібним хлором. Сильно поглинає вологу, легко втрачає хлор при зберіганні. Подразнює дихальні шляхи і шкіру. Використовується в якості дегазаційного і дезинфікуючого засобів.

Барій сірчанокислий аккумуляторний BaSO4 — сухий тонкодисперсний порошок білого кольору. Використовується для регенерації відпрацьованого електроліта аккумуляторів.

Біхромат калія (хромпік) K2Cr2O7 — кристали краснуватого кольору. Отруйний. Сильний окислюва. Використовується в сирниковій промисловості і піротехніці.

Бура технічна — порошок, кристали якого білого кольору. Одержують із борної кислоти і соди. Використовується в якості флюса, для очищування поверхні при зварюванні, різці і пайці, в скляній і керамічній промисловості, сільському господарстві (мікродобриво), як медичний препарат.

Нітрит натрію NaNO2 — кристали білого кольору з жовтуватим відтінком. Використовується у виробництві фарбників і в медицині.

Тринатрій фосфат Na3PO4 12H2O — кристали білого або світло-жовтого кольору. У воді добре розчиняється. Використовуєть для пом"якшення води і як антикорозійна присадка води, яка охолоджує дизель.