Неорганічні кислоти, луги і солі

«НЕОРГАНІЧНІ КИСЛОТИ, ЛУГИ І СОЛІ»

1. КИСЛОТИ, ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ.

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

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

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

Серед неорганічних кислот найбільше значення мають сірчана, азотна.

й соляна кислоти.

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

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

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

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

Існує два промислових способу одержання сірчаної кислоти: контактний й нітрозний.

Соляна (HCl), чи хлористоводнева, кислота — розчин хлористого водню у воді. Взаємодіє із багатьма металами й 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 З) 36% за масою, питома ваги такого розчину 1180 кг/м3.

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

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

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

2. АСОРТИМЕНТ, ВИКОРИСТАННЯ, ЗБЕРІГАННЯ І ПЕРЕВЕЗЕННЯ КИСЛОТ.

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

Сірчану кислоту башенну, купоросне олію й олеум зберігають й транспортують в сталевих, нефутерованих баках й цистернах. Для зберігання й перевезення кислоти более 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 з їхні солей, вибухових речовин, для очищення нафтопродуктів, виготовлення ліків й миючих засобів, фарбників, штучних волокон, пластмас, для виготовлення електролітів.

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

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

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

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

Азотна кислота випускається двох марок: розбавлена (50−60% HNO3) й концентрована (более високої концентрації «хч», «чда»,"ч" й «оч»). Вона є одним з 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.

Луками називають розчинювані у воді гідрати окислів металів (гідрооксиди). У залежності від кількості гідроксильних груп ВІН луги діляться на однокислотні NaOH й багатокислотні Са (ОН)2.

Найбільше значення серед лугів мають їдке калі КІН й їдкий натр NaOH.

Їдке калі - сильний луг, їдкий, напомацки мильний. Одержують її електролізом водного розчину KCl, а випускають у вигляді твердої речовини (марок, А й Б) чи рідини (марок У й Р) із вмістом їдких лугів в перерахунку на КІН відповідно 95, 93, 52 й 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 й спирті. Діє руйнівним чином на тваринні й рослинні тканини, роз"їдає скло й порцеляна особливо при нагріванні, негорюче, вибухонебезпечне.

Їдкий натр (каустична сода) — сильний луг, який одержується мімічним способом чи електролізом водного розчину кухонної солі (електрохімічний метод). Виготовляється рідкий й твердий, технічний й реактивний, Першого та іншого сортів.

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

Агрегатний стан й 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, корду, як обмивочний обезжирюючий засіб та ін.

Рідкі луги перевозять й зберігають в залізничних цистернах, контейнерах, сталевих чи поліетиленових бочках, тверді - в барабанах з чорної кровельної сталі чи в поліетиленових мішках, котрі вкладені в 3−4-шарні паперові мішки чи в металеві барабани.

4. СОЛІ, ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ, АСОРТИМЕНТ, ПРИЗНАЧЕННЯ.

Солями називають хімічні сполуки, котрі є продуктами заміщення водню металами в кислотах. Вони складаються з іона металу й кислотного залишку й поділяються на нормальні, кислі й 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 метав 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 й комплексні.

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

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

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

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

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

Солі азотної кислоти (нітрати) — тверді кристалічні речовини білого кольору, добро розчинні у воді. Солі, котрі утворені лужними чи 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 й виробництві пороху (КNO3), для виготовлення вибухових сумішей, амоналів.

Крім цього у промисловості широке поширення здобули слідуючі види солей.

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

Сода питна (харчова) NaНCO3 — білий порошок питомою вагою 2200 кг/м3. При нагріванні переходити 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 й нанесення ними покрить — цинкуванні, луженні та ін.4.

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

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

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

Тринатрій фосфат Na3PO4 12H2O — кристали білого чи світло-жовтого кольору. У воді добро розчиняється. Використовуєть для пом"якшення води й як антикорозійна добавка води, котра охолоджує дизель.