硫酸系统培训资料 编书.doc

第一章 硫酸的性质、用途和品种规格 一、硫酸的性质 1、硫酸的组成 硫酸是三氧化硫(SO3)和水(H2O)化合而成,无色、透明、油状液体 ,化学上一般把一个分子的三氧化硫与一个分子的水相结合的物质称为无水硫酸,即100%的纯硫酸。 工业上通用的硫酸是指三氧化硫与水以任何比例相化合的物质。 三氧化硫与水的分子比＜1时,称为硫酸水溶液;＞1时称为烟硫酸,也就是三氧化硫溶解在100%硫酸中的溶液。 硫酸的浓度通常用其中所含硫酸的重量百分数来表示,习惯上浓度≥75%的硫酸叫做浓硫酸,而把75%以下的硫酸叫做稀硫酸。工业硫酸生产中用于干燥烟气的酸浓度为92.5%～94%，吸收酸浓度为97%～98.5%，最佳为92.5%和98.3%。 2、硫酸的性质 硫酸具有酸性、吸水性和氧化性,通常可与金属、金属氧化物类发生直接反应,硫酸还可与有机化合物发生脱水、水化、磺化等反应。 硫酸密度为1.83g/cm3,通常指98.3%的硫酸密度。当固定温度时，硫酸密度随浓度升高而升高；当固定浓度时，硫酸密度随温度升高而下降(体积膨胀)。 液体硫酸转变为固体硫酸时的温度称为结晶温度,结晶温度随浓度变化而呈不规则变化。结晶温度是冬季生产中控制酸浓度的依据。结晶点最低为94%酸-31.9℃；98.3%酸为+1.8℃；沸点最高为98.3%酸336.8℃。 1)物理性质理化常数 EINECS号：231-639-5 危规号：81007 性状：无色无味澄清油状液体。 成分/组成：浓硫酸98.0%(浓)70%(稀) 密度：98%的浓硫酸1.84g/mL 摩尔质量：98g/mol 物质的量浓度：98%的浓硫酸18.4mol/L 相对密度：1.84 沸点：338溶解性：与水和乙醇混溶 凝固点：无水酸在10，98%硫酸在3时凝固 中心原子杂化方式：sp3[2] 浓硫酸溶解时放出大量的热，因此浓硫酸稀释时应该“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅。”若将水倒入浓硫酸中，温度将达到173，导致酸液飞溅，造成安全隐患。 硫酸是一种无色黏稠油状液体，是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶。[2] 共沸混合物熔点：10 沸点：290（100%酸），沸点：338（98.3%酸） 但是100%的硫酸并不是最稳定的，沸腾时会分解一部分，变为98.3%的浓硫酸，成为338（硫酸水溶液的）共沸混合物。加热浓缩硫酸也只能最高达到98.3%的浓度。 吸水性它是良好的干燥剂。用以干燥酸性和中性气体，如CO，H，N，NO，HCl，SO等，不能干燥碱性气体，如NH3，以及常温下具有还原性的气体，如H2S。吸水是物理变化过程吸水性与脱水性有很大的不同吸水原来就有游离态的水分子，水分子不能被束缚。将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将增加，密度将减小，浓度降低，体积变大，这是因为浓硫酸具有吸水性。浓硫酸化学性质脱水性指浓硫酸脱去非游离态水分子或脱去有机物中氢氧元素的过程。 (1)脱水性简介就硫酸而言，脱水性是浓硫酸的性质，而非稀硫酸的性质，浓硫酸有脱水性且脱水性很强。 (2)可被脱水的物质 物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程，反应时，浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比(2:1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子或脱去非游离态的结晶水，如五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O)。(3)炭化 可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物，被脱水后生成了黑色的炭。如C12H22O11浓硫酸=12C+11H2O(4)黑面包反应 在200mL烧杯中放入20g蔗糖，加入适量，搅拌均匀。然后再加入15mL质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌。观察实验现象可以看到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭，还会闻到刺激性气味气体。(5)络合反应 将SO3通入浓H2SO4中，则会有“发烟”现象。H2SO4+SO3=H2S2O7(亦写为H2O·SO3·SO3)(6)强氧化性 跟金属反应 常温下浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。 加热时，浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成二氧化硫Cu+2H2SO4(浓)=加热=CuSO4+SO2↑+2H2O 2Fe+6H2SO4(浓)=加热=Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O在上述反应中，硫酸表现出了强氧化性和酸性。 非金属反应热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为二氧化硫。在这类反应中，浓硫酸只表现出氧化性。 C+2H2SO4(浓)=加热=CO2↑+2SO2↑+2H2O S+2H2SO4(浓)=加热=3SO2↑+2H2O 2P+5H2SO4(浓)=加热=2H3PO4+5SO2↑+2H2O 跟其他还原性物质反应浓硫