Სულფატის მჟავა: ფორმულა და ქიმიური თვისებები

ერთ-ერთი პირველი მინერალური მჟავა, რომელიც ცნობილი გახდა ადამიანის გოგირდოვანი ან სულფატი. არა მხოლოდ ის თავად, არამედ მისი მარილები გამოიყენება სამშენებლო, მედიცინის, კვების მრეწველობის, ტექნიკური მიზნებისათვის. ჯერჯერობით არაფერი შეცვლილა ამ კუთხით. რამდენიმე მახასიათებელი, რომელიც სულფატის მჟავას გააჩნია, უბრალოდ ქიმიური სინთეზებით შეუძლებელია. გარდა ამისა, პრაქტიკულად ყოველდღიური ცხოვრების ყველა ფილიალსა და მრეწველობაში მისი მარილის გამოყენებაა შესაძლებელი. აქედან გამომდინარე, დეტალურად განვიხილავთ რა არის და რა თვისებებია გამოხატული თვისებები.

მრავალფეროვანი სახელები

დასაწყისისთვის, ამ ნივთიერების მრავალი სახელია. მათ შორის არიან ისეთებიც, რომლებიც ჩამოყალიბებულია რაციონალური ნომენკლატურის მიხედვით და ის, რაც ისტორიულად ჩამოყალიბდა. ასე რომ, ეს კავშირი აღინიშნება:

• სულფატის მჟავა;
• ვიტამინის ზეთი
• გოგირდის მჟავა;
• ოლეუმი.

მიუხედავად იმისა, რომ ტერმინი "ოლეუმი" არ არის მთლიანად შესაფერისი ამ ნივთიერებისათვის, ვინაიდან ეს არის გოგირდის მჟავის და მაღალი გოგირდის ოქსიდის ნარევი - SO ₃ .

Sulfatic მჟავა: მოლეკულის ფორმულა და სტრუქტურა

ქიმიური აბრევიატურაის თვალსაზრისით, ამ მჟავის ფორმულა შეიძლება დაიწერა შემდეგნაირად: H ₂ SO ₄ . აშკარაა, რომ მოლეკულა შედგება ორი წყალბადის ციტირებისა და მჟავა ნარჩენის ანონიისგან - სულფატური იონის მქონე 2 + მუხლით.

ამავე დროს, შემდეგი ობლიგაციები მოქმედებს მოლეკულაში:

• კოვალენტური პოლარი გოგირდისა და ჟანგბადის შორის;
• წყალბადსა და SO4- ის მჟავა ნარჩენს შორის ძლიერად პოლარულია.

გოგირდის, რომელსაც 6 შეუცვლელი ელექტრონი აქვს, ორი ორმაგი ვენტილია ორ ჟანგბადის ატომთან. კიდევ ერთი წყვილი - სინგლი და ის, რაც თავის მხრივ - ერთი წყლით. შედეგად, მოლეკულის სტრუქტურა საშუალებას იძლევა იყოს ძლიერი. ამავე დროს, წყალბადის cation ძალიან მობილური და ადვილად ტოვებს, რადგან გოგირდის და ჟანგბადის ბევრად უფრო electronegative. ელექტრონულ სიმკვრივეზე თვითონ გამოყვანა, ისინი უზრუნველყოფენ წყალბადს ნაწილობრივ დადებითი მუხტით, რაც მთლიანად გათიშულია. ასე რომ, მჟავური ხსნარები ჩამოყალიბებულია, სადაც არსებობს H ⁺ .

თუ ვსაუბრობთ ელემენტებში ჟანგვის ხარისხზე, მაშინ სულფატის მჟავა, რომლის ფორმულა H ₂ SO ₄ , საშუალებას იძლევა გამოთვალოთ ისინი: წყალბადის +1, ჟანგბადის -2, გოგირდის + 6.

როგორც ნებისმიერ მოლეკულაში, ჯამური ღირებულებაა ნულოვანი.

აღმოჩენის ისტორია

Sulfatic მჟავა ცნობილია ხალხის უძველესი დროიდან. ალქიმიკოსებმაც კი იცოდნენ, თუ როგორ მოიპოვებოდა ეს სხვადასხვა ვიტრიოლის კალცირების მეთოდებით. მას შემდეგ, რაც IX საუკუნის ხალხი მიიღო და გამოიყენა ეს ნივთიერება. მოგვიანებით ევროპაში, ალბერტ მაგნუსმა ისწავლა, თუ როგორ უნდა ამოიღონ მჟავა რკინის სულფატის დაშლის პროცესში.

თუმცა, არც ერთი გზა არ იყო მომგებიანი. მაშინ სინთეზის ე.წ. პალატის ვერსია მოვიდა. ამ მიზნით გოგირდოვანი და ნიტრატი დაიწვა, ხოლო განვითარებული ორთქლი წყალში შეიწოვება. შედეგად, სულფატის მჟავა ჩამოყალიბდა.

მოგვიანებით ბრიტანელმა მოახერხა ამ ნივთიერების მოპოვების ყველაზე იაფი მეთოდი. ამისათვის იყენებდნენ პიირტი- FeS ₂ , რკინის პირები. მისი გათავისუფლება და შემდგომი ურთიერთქმედების ჟანგბადის კვლავ წარმოადგენს ერთერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი სამრეწველო მეთოდები სინთეზის გოგირდის მჟავას. ასეთი ნედლეული უფრო ხელმისაწვდომი, უფრო იაფი და მაღალი ხარისხის პროდუქციის დიდი მოცულობისთვის.

ფიზიკური თვისებები

არსებობს რამდენიმე პარამეტრი, მათ შორის გარე პირობა, რომელშიც სულფატის მჟავა განსხვავდება სხვებისგან. მისი ფიზიკური თვისებები შეიძლება აღწერილი იყოს რამდენიმე პუნქტში:

1. სტანდარტული პირობებით, თხევადი.
2. კონცენტრირებულ მდგომარეობაშია მძიმე, ზეთოვანი, რისთვისაც მას "vitriolic oil" უწოდეს.
3. ნივთიერების სიმჭიდროვეა 1.84 გ / სმ ³ .
4. არ აქვს ფერი და სუნი.
5. აქვს გამოხატული "სპილენძის" გემო.
6. ის კარგად იშლება წყალში, თითქმის შეუზღუდავია.
7. ჰიპროსკოპიული, შეუძლია მიიღოს როგორც თავისუფალი და შეკრული წყალი ქსოვილებისგან.
8. არასტაბილური.
9. დუღილის წერტილი 296 ° C.
10. დნობის დროს 10.3 ° C.

ამ ნაერთის ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი მახასიათებელია დიდი რაოდენობით სითბოს გათავისუფლებით. ამიტომაც, სკოლის სკოლამდე ბავშვებიც ასწავლიან, რომ შეუძლებელია მჟავა წყლის დამატება, მაგრამ მხოლოდ პირიქით. ყოველივე ამის შემდეგ, სიმჭიდროვე წყლის ადვილია, ასე რომ დაგროვება ზედაპირზე. თუ მკვეთრად დაამატეთ ის მჟავა, შემდეგ დაშლის რეაქციის შედეგად, ამდენი ენერგია გათავისუფლდება, რომ წყალი ხელს უწყობს და დაიწყებს საშიშ ნივთიერებათა ნაწილაკებს. ეს შეიძლება გამოიწვიოს მძიმე ქიმიური დამწვრობები კანის ხელში.

აქედან გამომდინარე, აუცილებელია მჟავა წყალში თხელი ტრიკთან ერთად დაასხით, შემდეგ კი ნარევი მკაცრად გადაიზრდება, მაგრამ არ იშლება ეფექტურობა, რაც იმას ნიშნავს, რომ თხევადი სპრეიც არის.

ქიმიური თვისებები

ქიმიის თვალსაზრისით, ეს მჟავა ძალიან ძლიერია, მით უმეტეს, თუ ეს კონცენტრირებული ხსნარია. ეს დიაბაზურია, ამიტომაც განცალკევებულია, წყალბადის სულფატის და სულფატის ანონიმს ქმნის.

ზოგადად, მისი ურთიერთქმედება სხვადასხვა ნაერთებთან შეესაბამება ნივთიერებების ამ კლასის დამახასიათებელ ყველა ძირითად რეაქციას. შესაძლებელია რამდენიმე განტოლების მაგალითები, რომელშიც სულფატის მჟავა მონაწილეობს. ქიმიური თვისებები გამოიხატება მის ურთიერთქმედებაში:

• მარილები;
• ლითონების ოქსიდები და ჰიდროქსიდები;
• ამფონერული ოქსიდები და ჰიდროქსიდები;
• ლითონზე მდგარი ლითონების ლითონზე მდგარი ლითონები.

ასეთი ურთიერთქმედების შედეგად, თითქმის ყველა შემთხვევაში, ამ მჟავების (მჟავა ან მჟავა (ჰიდროფოსფატები) საშუალო მარილები იქმნება.

განსაკუთრებული თვისება ასევე არის ის, რომ მხოლოდ ამ ნივთიერების გადაწყვეტა, ანუ მჟავა გამრეცხი, რეაგირებს ლითონებთან ჩვეულებრივი Me + H ₂ SO ₄ = MeSO ₄ + H ₂ სქემა. თუ კონცენტრირებული ან ძალიან გაჯერებული (ოლეუმი) მიიღებთ, მაშინ ურთიერთქმედების პროდუქცია საკმაოდ განსხვავდება.

გოგირდის მჟავას განსაკუთრებული თვისებები

ასეთია ლითონებთან კონცენტრირებული გადაწყვეტილებების ურთიერთქმედება. ასე რომ, არსებობს გარკვეული სქემა, რომელიც ასახავს ამ რეაქციების მთელ პრინციპს:

1. თუ ლითონის აქტიურია, შედეგი არის წყალბადის, სულფიდის, მარილისა და წყლის ფორმირება. ანუ, გოგირდის აღდგენა -2.
2. თუ ლითონი საშუალო აქტივობაა, შედეგი გოგირდის, მარილისა და წყლისაა. ანუ, სულფატური იონის შემცირება გოგირდის გასათავისუფლებლად.
3. დაბალი ქიმიური აქტივობის ლითონები (წყალბადის შემდეგ) - გოგირდის დიოქსიდი, მარილი და წყალი. გოგირდის ჟანგვის მდგომარეობაშია +4.

ასევე, სულფატების მჟავების განსაკუთრებული თვისებებია მათი არომატიზატორების მაღალი ჟანგვის მდგომარეობის ჟანგვისა და კომპლექსური ნაერთებით რეაგირება და მარტივი ნივთიერებების დაჟანგვის უნარი.

წარმოების მეთოდები ინდუსტრიაში

გოგირდის მჟავას წარმოების პროცესი შედგება ორი ძირითადი ტიპი:

• საკონტაქტო
• კოშკი.

ორივე არის მსოფლიოში ყველაზე გავრცელებული მეთოდები ინდუსტრიაში. პირველი ვარიანტი ეფუძნება რკინის pyrites ან გოგირდის pyrite-FeS ₂ , როგორც ნედლეულის გამოყენებას. სულ სამი ეტაპია:

1. საწვავის გაზის ფორმირების ნედლეულის გათავისუფლება, როგორც წვის პროდუქტი.
2. ამ გაზის ტრანსპორტირება ჟანგბადის საშუალებით ვანადიუმის კატალიზატორიდან, რომელიც ქმნის გოგირდის ანჰიდრიდს-ს _3-ს .
3. აბსორბციის კოშკში, ანჰიდრიდი იხსნება სულფატის მჟავის გამოსავლიანობაში, მაღალი კონცენტრაციის, ოლეუმის გამოსხივების ფორმით. ძალიან მძიმე ზეთოვანი თხევადი.

მეორე ვარიანტი პრაქტიკულად იგივეა, მაგრამ აზოტის ოქსიდები გამოიყენება როგორც კატალიზატორი. ასეთი პარამეტრების თვალსაზრისით პროდუქტის ხარისხი, ხარჯები და ენერგომოხმარება, ნედლეულის სიწმინდე, პროდუქტიულობა, პირველი მეთოდი უფრო ეფექტური და მისაღებია, ამიტომ უფრო ხშირად გამოიყენება.

სინთეზი ლაბორატორიაში

თუ საჭიროა ლაბორატორიული გამოკვლევებისთვის მცირე რაოდენობით გოგირდის მჟავას მიღება, მაშინ საუკეთესო საშუალებაა წყალბადის სულფიდის ურთიერთქმედება დაბალი აქტივობის ლითონების სულფატებით.

ამ შემთხვევებში იქმნება შავი ლითონის სულფიდები, ხოლო გოგირდის მჟავა წარმოქმნილია როგორც პროდუქტი. მცირე კვლევებისთვის ეს ვარიანტი შესაფერისია, მაგრამ ასეთ მჟავების სისუფთავე არ განსხვავდება.

ასევე ლაბორატორიაში შეიძლება ჩატარდეს ხარისხობრივი რეაქცია სულფატის გადაწყვეტილებებზე. ყველაზე გავრცელებული რეაქტი არის ბარიუმის ქლორიდი, მას შემდეგ, რაც Ba ^{2+ იონი,} სულფატური ანონიმთან ერთად აძლიერებს თეთრი ნალექების - ბარიტის რძეში: H ₂ SO ₄ + BaCL ₂ = 2HCL + BaSO ₄ ↓

ყველაზე გავრცელებული მარილები

სულფატის მჟავა და სულფატები, რომლებიც ქმნიან მნიშვნელოვან ნაერთებს, ბევრ საწარმოსა და ოჯახში, მათ შორის საკვებია. გოგირდის მჟავების ყველაზე გავრცელებული მარილები არიან:

1. თაბაშირი (ალბატერი, სელენიტი). ქიმიური სახელი კალციუმის სულფატის კალციუმის ჰიდრატის წყალხსნარია. ფორმულა: CaSO ₄ . იგი გამოიყენება სამშენებლო, მედიცინაში, მერქნისა და ქაღალდის წარმოებაში, საიუველირო წარმოებაზე.
2. ბარიტი (მძიმე ნაჭრები). ბარიუმის სულფატი. გამოსავალი არის რძის ნალექი. მყარი ფორმა, გამჭვირვალე კრისტალები. გამოყენებულია ოპტიკური ინსტრუმენტები, რენტგენები, საიზოლაციო საფარის წარმოებისათვის.
3. მირაბელიტი (გლაბერის მარილი). ქიმიური სახელი ნატრიუმის ჰიდრატირებული ნატრიუმის სულფატია. ფორმულა: Na ₂ SO ₄ * 10H ₂ O. მედიკამენტად გამოიყენება ლაქატი.

შესაძლებელია მაგალითები, როგორც ბევრი მარილები, რომლებიც პრაქტიკული მნიშვნელობისაა. თუმცა, ეს ყველაზე გავრცელებულია.

სულფირებული ლია

ეს ნივთიერება არის ხსნარი, რომელიც ჩამოყალიბებულია ხის თერმული დამუშავებით, რაც არის ცელულოზა. ამ ნაერთის მთავარი მიზანი ისაა, რომ სულფატის საპოხი მასალის მომზადება ნალექის გზით. სულფატური ლიქიორის ქიმიური შემადგენლობა შემდეგია:

• ლიგინი;
• ჰიდროქსი მჟავები;
• მონოსაკარდიდები;
• ფენოლი;
• ფისები
• არასტაბილური და ცხიმოვანი მჟავები;
• სულფიდები, ქლორიდები, კარბონატები და ნატრიუმის სულფატები.

ამ ნივთიერების ორი ძირითადი ტიპია: თეთრი და შავი სულფატური ლიქიორი. თეთრი ფოთლები მერქნისა და ქაღალდის წარმოებისათვის და შავი გამოიყენება სალფოტის საპნის წარმოებაში.

ძირითადი პროგრამები

წლიური წარმოება გოგირდის მჟავა წელიწადში 160 მილიონი ტონაა. ეს არის ძალიან მნიშვნელოვანი ფიგურა, რომელიც მიუთითებს ამ ნაწილის მნიშვნელობასა და გავრცელებას. არსებობს რამდენიმე ინდუსტრია და ადგილები, სადაც აუცილებელია გამოიყენოთ სულფატის მჟავა:

1. ბატარეებში, როგორც ელექტროლიტი, განსაკუთრებით ტყვიის.
2. ქარხნებში, სადაც სულფატური სასუქები იწარმოება. ამ მჟავების ნაზავი ზუსტად მცენარეების მინერალური განაყოფიერების წარმოებას გულისხმობს. აქედან გამომდინარე, გოგირდის მჟავას წარმოება და სასუქების წარმოება ყველაზე ხშირად აშენებულია გვერდით.
3. კვების მრეწველობაში, როგორც ემულსიფიკატორი, რომელიც მითითებულია კოდი E513.
4. მრავალრიცხოვანი ორგანული სინთეზებით, როგორც წყლის მოხსნის აგენტი, კატალიზატორი. ამგვარად, დამზადებულია ასაფეთქებელი, ფისები, სარეცხი, კაპრონი, პოლიპროპილენი და ეთილენი, საღებავები, ქიმიური ბოჭკოები, ეთერები და სხვა ნაერთები.
5. გამოიყენება წყლის გაწმენდისა და გაჟღენთილი წყლის წარმოების ფილტრებში.
6. გამოყენებულია ძვრიდან იშვიათი ელემენტების მოპოვება და დამუშავება.

ასევე, ბევრი გოგირდის მჟავა მიდის ლაბორატორიულ კვლევებზე, სადაც ის მიიღება ადგილობრივი მეთოდებით.