Sieros rūgštis

Sieros rūgštis
Sisteminis (IUPAC) pavadinimas
Sieros rūgštis
Sinonimai
Sulfato rūgštis
Identifikacija
CAS numeris	7664-93-9
ChemSpider	1086
UNII	O40UQP6WCF
RTECS numeris	WS5600000
EC numeris	231-639-5
UN numeris	1830
KEGG	D05963
ChEBI	26836
InChI	1S/H2O4S/c1-5(2,3)4/h(H2,1,2,3,4)
Cheminė informacija
Cheminė formulė	H2SO4
Molinė masė	98,079 g/mol
SMILES	OS(=O)(=O)O
Rūgštingumas (pKa)	−3,0 1,99
Bazingumas (pKb)
Valentingumas
Fizinė informacija
Tankis	1,84 g/cm³, skystis
Išvaizda	Bespalvis, bekvapis, aliejingas skystis
Lydymosi t°	10 °C, 283 K, 50 °F
Virimo t°	290 °C, 563 K, 554 °F
Lūžio rodiklis (nD)
Klampumas	26,7 cP (20 °C)
Tirpumas H2O
Šiluminis laidumas
log P
Garavimo slėgis
kH
Kritinis santykinis drėgnumas
Farmakokinetinė informacija
Biotinkamumas
Metabolizmas
Pusamžis
Pavojus
MSDS
ES klasifikacija	Ėsdinanti (C), Pavojinga aplinkai (N), Toksiška (T), Oksiduojanti (O)
NFPA 704	0 3 2 W
Žybsnio t°
Užsiliepsnojimo t°	nedegi
R-frazės	R35
S-frazės	(S1/2), S26, S30, S45
LD50	2140 mg/kg (žiurkė)
Struktūra
Kristalinė struktūra
Molekulinė forma
Dipolio momentas
Simetrijos grupė
Termochemija
ΔfHo298	−814 kJ·mol−1
Giminingi junginiai
Giminingi rūgštys	Druskos rūgštis, Azoto rūgštis, Vandenilio jodidas, Vandenilio bromidas
Giminingi junginiai	Vandenilio sulfidas, Sieros dioksidas, Peroksosulfato rūgštis, Sieros trioksidas, Oleumas
Giminingos grupės

Sieros rūgštis, sulfato rūgštis (IUPAC nomenklatūra) – stipri neorganinė rūgštis, viena iš svarbiausių chemijos pramonėje. Jos cheminė formulė yra H₂SO₄. Kartais juokais vadinama „chemikų duona“. Tai didžiausiais kiekiais gaminamas cheminis junginys. Jis turi ir plačiausią pritaikymą. Naudojama daugeliui cheminių produktų gaminti. Vien 2001 metais iš viso pagaminta apie 165 milijonai tonų.

Sieros rūgšties formos

Sieros rūgštis puikiai tirpsta vandenyje bet kokiu santykiu. Be to, sieros rūgštyje gali tirpti jos anhidridas sieros trioksidas. Tai lemia didžiulę sieros rūgšties formų įvairovę.

Naudojamos koncentracijos yra:

Masės dalis H2SO4	Tankis (kg/L)	Koncentracija (mol/L)	Pavadinimas	Pastabos
10%	1,07	~1	skiesta sieros rūgštis	dažniausiai naudojama laboratorijose (pH 1)
29–32%	1,25–1,28	4,2–5,0	akumuliatorinė sieros rūgštis	Naudojama švino akumuliatoriuose (pH 0,5)
62–70%	1,52–1,60	9,6–11,5	angl. chamber acid fertilizer acid	Naudojama trąšų (superfosfato ir amonio sulfato) gamyboje. (pH ~0,4)
78–80%	1,70–1,73	13,5–14,0	angl. tower acid Glover acid
98%	1,83	~18	koncentruota sieros rūgštis	(pH ~0,1) Parduodamoje koncentruotoje sieros rūgštyje yra apie 96 % H2SO4, jos tankis 1,84.

• nuo 40 % iki 60 % oleumas gaunamas koncentruotą rūgštį veikiant su SO₃
• 100 % gryna rūgštis – bespalvis sunkus aliejiškas skystis, 10,5 °C temp. virstąs kristalais. Gryna 100 % sieros rūgštis (monohidritas) verda 339 °C temperatūroje.

Savybės

Sieros rūgštis labai audringai reaguoja su vandeniu. Todėl reikia atsargiai, pamažu pilti koncentruotą rūgštį į vandenį norint ją atskiesti ir jokiu būdu ne atvirkščiai. Jai tirpstant vandenyje, tirpalas labai smarkiai įkaista.

Reaguoja su metalų oksidais:

$\mathrm {\ CuO+H_{2}SO_{4}\ \longrightarrow \ CuSO_{4}+H_{2}O}$

Reaguoja su silpnų rūgščių druskomis:

$\mathrm {\ H_{2}SO_{4}+CH_{3}COONa\ \longrightarrow \ NaHSO_{4}+CH_{3}COOH}$

Tokios reakcijos gali būti naudingos norint pasigaminti rūgščių. Labai naudinga reakcija tarp koncentruotos sieros rūgšties ir nitrato (su skiesta rūgštimi nevyksta), nes taip galima gauti vertingą azoto rūgštį:

$\mathrm {\ H_{2}SO_{4}+2NaNO_{3}\ \longrightarrow \ Na_{2}SO_{4}+2HNO_{3}}$

Kaip ir visos rūgštys sieros rūgštis reaguoja su dauguma metalų

$\mathrm {\ Fe(k)+H_{2}SO_{4}(aq)\ \longrightarrow \ H_{2}(d)+FeSO_{4}(aq)}$

Koncentruota sieros rūgštis

Sugeria iš oro vandens garus. Ji yra stiprus oksidatorius: šildoma reaguoja su beveik visais metalais (išskyrus Au, Pt ir kitus). Reaguoja su vandeniu, ir susidaro hidratai. Iš organinių medžiagų atima vandenilį ir deguonį vandens pavidalu, jas suanglina.

Gavimas

Sieros rūgštis susidaro reaguojant sieros (VI) oksidui su vandeniu. Sieros rūgštį galima gaminti iš sieros ir jos junginių.

Gamybos technologijos principai yra bendri ir yra taikomi gaminant daugelį cheminių medžiagų. Sieros rūgšties gamyklose naudojamos įvairios žaliavos, dažniausiai gaunamos netoliese. Jos naudojamos kompleksiškai. Pvz., sieros (IV) oksidas, susidarantis apdorojant spalvotųjų metalų sulfidines rūdas, arba vandenilio sulfidas, išsiskiriantis koksuojant akmens anglis bei perdirbant gamtines dujas. Taip kombinuojamos įvairios cheminės technologijos. Daugelyje gamyklų sieros (IV) oksidas gaunamas deginant piritą. Pirito degimo reakcija egzoterminė, jai vykstant, temperatūra būna didesnė už optimalią, t. y. 800 C. Šilumos perteklius paimamas ir panaudojamas kitur, pvz., vandens garams gauti. Būtina valyti sieros (IV) oksidą, nes jame esančios priemaišos nuodija katalizatorių, t. y. šis praranda savo katalizines savybes. Priemaišos pašalinamos oksidą perleidžiant per specialų agregatą (cikloną), sudarytą iš dviejų vienas į kitą įmontuotų cilindrų.

Sieros rūgšties gamybos procesas nepertraukiamas: pirito deginimas krosnyje, sieros (IV) oksido ir oro valymas, jų sąveika kontaktiniame aparate, sieros (IV) oksido reakcija absorbcijos bokšte.

Alchemikams sieros rūgštį pavyko gauti X amžiuje, kaitinant kai kuriuos sulfatus. XV amžiuje alchemikai išmoko gauti sieros rūgštį degindami sieros ir salietros mišinį.

Sieros rūgštį Lietuvoje iš elementinės sieros gamina akcinė bendrovė „Lifosa", įsikūrusi Kėdainiuose.

Apsauga

Sieros rūgšties gamyklose nuolat tikrinama dujų koncentracija ore. Apsinuodyti galima, kai ore sieros (IV) oksido SO₂ koncentracija siekia 0,06 mg/l. Vandenilio sulfido koncentracija turi būti ne didesnė kaip 10 mg/m³. Gamyklos patalpose darbininkai turi dujokaukes. Apsinuodijęs dujomis išnešamas į gryną orą arba jam duodama kvėpuoti prisodrinti deguonies oro ir gerti geriamosios sodos (natrio hidrokarbonato) atskiesto tirpalo. Ant odos patekusią sieros rūgštį reikia greitai nuplauti vandeniu. Po to apiplauti 5 procentų sodos tirpalu ir patepti vazelinu.

Panaudojimas

Kadangi gerai sugeria drėgmę, turi oksidacinių savybių, yra nelaki, plačiai naudojama ūkyje. Sieros rūgštis naudojama spalvotųjų retųjų metalų, vaistų, dažų, neorganinių rūgščių, sintetinių pluoštų gamyboje, maisto, trąšų pramonėje, juodųjų metalų ėsdinimui.

Sieros rūgštis sudaro 2 rūšių druskas - normaliąsias (pvz., natrio sulfatas) ir rūgščiąsias (pvz., natrio hidrosulfatas). Sieros rūgšties druskos plačiai naudojamos (medicinoje, veterinarijoje, žemės ūkyje, gamyboje).

Literatūra

• • Feldmanas Fricas, Guntis Rudzytis. Neorganinė chemija. Vertimas į lietuvių kalbą 1991.