Борфтористоводородная кислота - неорганическая кислота. Химическое название - тетрафторборат водорода; формула H.
В производстве ее получают химическим синтезом фтористоводородной кислоты с окисью или гидроксидом бора, а также - растворением трифторида бора BF3 в воде. В лаборатории эту кислоту можно получить смешиванием сухой борной кислоты и 40%-го раствора плавиковой кислоты. Реакция экзотермическая. Требует принятия мер безопасности: раствор наливают в порошок постепенно, при постоянном перемешивании. Для перемешивания используют палочку из эбонита или винипласта. Процедуру проводят в вытяжном шкафу.
Свойства
В нормальных условиях кислота способна существовать только в растворах (в воде, толуоле и др.). Смешивается с водой, растворима в этиловом спирте. В чистом виде соединение химически неустойчиво. Растворы прозрачные, не имеют цвета или могут быть слегка желтоватого оттенка. Запах отсутствует или слабый, специфический, кислотный. Горячие растворы разлагаются с образованием токсичных оксофтороборных кислот. Ядовита для человека и окружающей среды. Разъедает ткани, коррозионноопасна для металлов. Не горит, не взрывается.
Химически - очень сильная кислота. Взаимодействует с металлами и щелочами с образованием солей - тетрафтороборатов. Реакция со щелочами протекает бурно. Легко вступает в реакции с солями и оксидами металлов, цианидами, солями аммония, мочевиной, со многими органическими соединениями, например, с диазосоединениями (содержащими органический радикал, соединенный с молекулой азота), пропиленом, формальдегидом, аммиаком. Активно реагирует с окислителями.
Меры предосторожности
Вещество относится ко второму классу опасности. Огнебезопасно, но при нагревании выделяет опасные газы, такие как фтороводород, фтор. Реакция с окислителем может привести к воспламенению и даже взрыву. Взаимодействие с металлом приводит к выделению пожароопасного водорода. Герметичные емкости с кислотой при нагревании могут взорваться из-за образовавшихся при разложении газов.
Пожар, в зоне которого оказались емкости с кислотой, можно тушить водой, углекислым газом, порошковыми огнетушителями. Следует принять все меры, чтобы не допустить утечки реактива в окружающую среду.
Являясь сильной кислотой, тетрафторборат водорода опасен для человека: раздражает дыхательные пути, вызывает тяжелые, плохо излечиваемые химические ожоги при контакте с кожей и слизистыми. Проглатывание может привести к летальному исходу. Продукты химических реакций с борфтористоводородной кислотой часто токсичны при вдыхании.
Пострадавшего от контакта с реактивом нужно вынести на свежий воздух, тщательно промыть пораженные участки водой, сделать искусственное дыхание. Обязательно вызвать «Скорую».
Рабочее помещение должно быть оборудовано общей вентиляцией. Сотрудники должны применять полный комплект защитных спецсредств: автономный дыхательный аппарат с фильтрацией воздуха; одежду, рекомендованную для контакта с данной кислотой; плотно прилегающие защитные очки; коррозионноустойчивые резиновые перчатки. Не рекомендуется использование контактных линз.
При комнатной температуре может храниться в стеклянных сосудах. Хранят на складах при температуре не выше +30 °С в герметичных пластиковых емкостях.
При разливе кислоту нейтрализуют карбонатом кальция, технической содой (карбонатом натрия), негашеной известью (оксидом кальция).
Утилизация отходов должна проводиться организациями, имеющими соответствующую лицензию.
Применение
МИНЕРАЛЬНАЯ КИСЛОТА
МИНЕРАЛЬНАЯ КИСЛОТА , сильная неорганическая кислота, как например СОЛЯНАЯ (НСl), АЗОТНАЯ (HNO 3) или СЕРНАЯ КИСЛОТА (H 2 SO 4).
Научно-технический энциклопедический словарь .
Смотреть что такое "МИНЕРАЛЬНАЯ КИСЛОТА" в других словарях:
минеральная кислота - неорганическая кислота …
Едкая минеральная кислота HN03; в концентрированном виде способна вызвать сильные ожоги кожи. Проглатывание кислоты приводит к возникновению резкой жгучей боли и изъязвления полости рта, глотки, пищевода и желудка. Для лечения немедленно… … Медицинские термины
КИСЛОТА АЗОТНАЯ - (nitric acid) едкая минеральная кислота HN03; в концентрированном виде способна вызвать сильные ожоги кожи. Проглатывание кислоты приводит к возникновению резкой жгучей боли и изъязвления полости рта, глотки, пищевода и желудка. Для лечения… … Толковый словарь по медицине
Минеральные воды воды, содержащие в своем составе растворённые соли, микроэлементы, а также некоторые биологически активные компоненты. Среди минеральных вод выделяют минеральные природные питьевые воды, минеральные воды для наружного… … Википедия
неорганическая кислота - минеральная кислота … Cловарь химических синонимов I
ГОСТ 4640-93: Вата минеральная. Технические условия - Терминология ГОСТ 4640 93: Вата минеральная. Технические условия оригинал документа: 7.2 Определение водостойкости (рН) 7.2.1 Аппаратура, оборудование, реактивы Электропечь камерная, обеспечивающая температуру нагрева до 600°С и автоматическое… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Общие … Википедия
МИНЕРАЛЬНЫЙ, минеральная, минеральное. 1. прил. к минерал. Минеральная кислота. Минеральные богатства СССР. Минеральное царство. 2. Содержащий в себе минералы. Минеральные воды. Минеральный источник. Минеральная соль. || Добываемый из минералов.… … Толковый словарь Ушакова
Азиатская, или индийская (cholera asiatica, ch. indica), представляет острую заразную контагиозную болезнь. Как видно уже из названия, родиной X. является Азия; здесь она господствует эндемически в Бенгалии на низовьях Ганга и Брахмапутры;… …
Общее название, прилагаемое обыкновенно ко всем тем хим. реакциям, при которых происходит присоединение воды. Реакции эти чрезвычайно многочисленны и разнообразны, совершаются повсюду в природе и беспрестанно применяются как в лабораторной… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотного остатка, называются минеральными или неорганическими кислотами. Кислотным остатком являются оксиды и неметаллы, соединённые с водородом. Главное свойство кислот - способность образовывать соли.
Классификация
Основная формула минеральных кислот - H n Ac, где Ac - кислотный остаток. В зависимости от состава кислотного остатка выделяют два типа кислот:
- кислородные, содержащие кислород;
- бескислородные, состоящие только из водорода и неметалла.
Основной список неорганических кислот в соответствии с типом представлен в таблице.
|
Тип |
Название |
Формула |
|
Кислородные |
||
|
Азотистая |
||
|
Дихромовая |
||
|
Йодноватая |
||
|
Кремниевые - метакремниевая и ортокремниевая |
H 2 SiO 3 и H 4 SiO 4 |
|
|
Марганцовая |
||
|
Марганцовистая |
||
|
Метафосфорная |
||
|
Мышьяковая |
||
|
Ортофосфорная |
||
|
Сернистая |
||
|
Тиосерная |
||
|
Тетратионовая |
||
|
Угольная |
||
|
Фосфористая |
||
|
Фосфорноватистая |
||
|
Хлорноватая |
||
|
Хлористая |
||
|
Хлорноватистая |
||
|
Хромовая |
||
|
Циановая |
||
|
Бескислородные |
Фтороводородная (плавиковая) |
|
|
Хлороводородная (соляная) |
||
|
Бромоводородная |
||
|
Йодоводородная |
||
|
Сероводородная |
||
|
Циановодородная |
Кроме того, в соответствии со свойствами кислоты классифицируются по следующим признакам:
- растворимость : растворимые (HNO 3 , HCl) и нерастворимые (H 2 SiO 3);
- летучесть : летучие (H 2 S, HCl) и нелетучие (H 2 SO 4 , H 3 PO 4);
- степень диссоциации : сильные (HNO 3) и слабые (H 2 CO 3).
Рис. 1. Схема классификации кислот.
Для обозначения минеральных кислот используются традиционные и тривиальные названия. Традиционные названия соответствуют наименованию элемента, который образует кислоту с добавлением морфем -ная, -овая, а также -истая, -новатая, -новатистая для обозначения степени окисления.
Получение
Основные методы получения кислот представлены в таблице.
Свойства
Большинство кислот - жидкости с кислым вкусом. Вольфрамовая, хромовая, борная и несколько других кислот находятся в твёрдом состоянии при нормальных условиях. Некоторые кислоты (Н 2 СО 3 , H 2 SO 3 , HClO) существуют только в виде водного раствора и относятся к слабым кислотам.
Рис. 2. Хромовая кислота.
Кислоты - активные вещества, реагирующие:
- с металлами:
Ca + 2HCl = CaCl 2 + H 2 ;
- с оксидами:
CaO + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O;
- с основанием:
H 2 SO 4 + 2KOH = K 2 SO 4 + 2H 2 O;
- с солями:
Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + H 2 O.
Все реакции сопровождаются образованием солей.
Возможна качественная реакция с изменением цвета индикатора:
- лакмус окрашивается в красный;
- метил оранж - в розовый;
- фенолфталеин не меняется.
Рис. 3. Цвета индикаторов при взаимодействии кислоты.
Химические свойства минеральных кислот определяются способностью диссоциироваться в воде с образованием катионов водорода и анионов водородных остатков. Кислоты, реагирующие с водой необратимо (диссоциируются полностью) называются сильными. К ним относятся хлорная, азотная, серная и хлороводородная.
Что мы узнали?
Неорганические кислоты образованы водородом и кислотным остатком, которым являются атомы неметалла или оксид. В зависимости от природы кислотного остатка кислоты классифицируются на бескислородные и кислородсодержащие. Все кислоты имеют кислый вкус и способны диссоциироваться в водной среде (распадаться на катионы и анионы). Кислоты получают из простых веществ, оксидов, солей. При взаимодействии с металлами, оксидами, основаниями, солями кислоты образуют соли.
Тест по теме
Оценка доклада
Средняя оценка: 4.4 . Всего получено оценок: 301.
Серная кислота. При обычных условиях концентрированная серная кислота представляет собой тяжёлую маслянистую жидкость без цвета и запаха, с кислым «медным» вкусом. Смешивается с водой в любых соотношениях с выделением тепла. Серная кислота малолетуча, однако при температуре выше 50 0 С способна к образованию паров серного ангидрида, обладающего большей токсичностью, чем сама кислота.
В промышленности выпускается в виде моногидрата - 98% раствор серной кислоты; олеума - 20% раствора серного ангидрида SO 3 в серной кислоте; неочищенной серной кислоты (купоросное масло) - 93-97% раствор серной кислоты.
Применяется серная кислота практически в любой области промышленности: в производстве минеральных удобрений; как электролит в свинцовых аккумуляторах; для получения различных минеральных кислот и солей; в производстве химических волокон, красителей, дымообразующих и взрывчатых веществ; в нефтяной, металлообрабатывающей, текстильной, кожевенной и др. отраслях промышленности; в пищевой промышленности (пищевая добавка Е 513), в промышленном органическом синтезе (в реакциях: дегидратации, гидратации, сульфирования, алкилирования и др.), для восстановления смол в фильтрах на производстве дистилированной воды.
Основными путями поступления серной кислоты в организм являются пероральные, ингаляционные и перкутанные. Смертельной дозой принято считать 5 – 10 г.
При ингаляционных отравлениях наблюдается затрудненное дыхание, которое сопровождается кашлем, охриплостью, возможно развитие ларингита, бронхита или трахеита. При вдыхании больших концентраций развивается отек гортани, легких, возможно развитие асфиксии и шока. Скрытый период отравления серной кислотой может составлять до 90 суток.
При попадании серной кислоты на кожные покровы, она быстро проникает вглубь тканей, образуя сначала белые, а, с истечением времени, коричнево-черные струпья.
При патологоанатомической экспертизе пероральных отравлений наблюдаются следы химического ожога вокруг рта (бурые полосы и пятна), Слизистые оболочки рта, глотки, пищевода окрашены в серо-бурый цвет, слизистая желудка – серовато-красная.
Качественный и количественный анализ на наличие серной кислоты.
При исследовании диализата на наличие серной кислоты ее перегоняют над медными опилками и собирают отгон в приемник, содержащий раствор йода в йодиде калия.
В колбе проходит окислительно-восстановительная реакция с образованием сернистой кислоты, а затем ее разложения до оксида серы (II).
Оксид серы с парами воды, попадая в приемник, взаимодействует с раствором йода с образованием серной кислоты.
При простой перегонке из-за постоянного присутствия хлоридов извлекаемых из биообъекта, они вступают в реакцию со свободной серной кислотой, с образованием хлористого водорода.
Образующуюся в результате перегонки серную кислоту обнаруживают по реакциям:
ü Реакция образования сульфата бария. Появление белого осадка при добавлении хлорида бария свидетельствует о наличии сульфат-ионов, но не доказывает присутствия свободной серной кислоты.
ü Реакция получения сульфата свинца. Выпадение белого осадка, нерастворимого в азотной кислоте, но растворимого в растворах щелочей и растворе ацетата аммония.
ü Реакция с родизонатом бария. Реакция основана на том, что натрия родизонат с солями бария образует бария родизонат, имеющий красную окраску. От добавления серной кислоты или сульфат-ионов бария родизонат разлагается, образуется белый осадок бария сульфата, а красная окраска исчезает.
Реакция специфична для сульфат-иона. Исследование на наличие свободной серной кислоты.
Количественное определение серной кислоты проводят методом алкалиметрии. В качестве титранта используют 0,1 М раствор гидроксида натрия (индикатор метиловый оранжевый).
Хлористоводородная кислота. Бесцветная (техническая соляная кислота желтоватая из-за примесей Fe, Cl 2 и др.) едкая жидкость с резким запахом, содержащая 35 – 38% хлористого водорода. На воздухе легко испаряется, «дымит» из-за образования хлористого водорода с парами воды капелек тумана. Смешивается с водой в любых соотношениях.
В промышленности выпускают «аккумуляторную» хлористоводородную кислоту, содержащую около 37% хлористого водорода и концентрированную хлористоводородную кислоту, содержащую примерно 25% хлористого водорода.
Применяется в химическом синтезе, гидрометаллургии и гальванопластике (для обработки руд, травления металлов), для очистки поверхности металлов при пайке и лужении, для получения хлоридов цинка, марганца, железа и др. металлов. В смеси с ПАВ используется для очистки керамических и металлических изделий от загрязнений и дезинфекции. В пищевой промышленности зарегистрирована в качестве регулятора кислотности и пищевой добавки E 507. Хлористоводородная кислота является естественной составной частью желудочного сока человека. Растворы соляной кислоты, 0,3 - 0,5%, обычно в смеси с ферментом пепсином, назначают внутрь больным с недостаточной кислотностью.
Основным путем поступления хлористоводородной кислоты является ингаляционный, реже перкутанный и пероральный. Смертельной дозой считается 10 – 15 г хлористоводородной кислоты.
При вдыхании хлористого водорода наблюдается раздражение верхних дыхательных путей и легких, проявляющееся охриплостью, кашлем, болью в груди. В тяжелых случаях летальный исход наступает от асфиксии в результате отека гортани или спазма голосовой щели через 3 – 4 часа.
При перкутанном и пероральном отравлениях симптомы аналогичны симптомам отравления серной кислотой, однако выражены в меньшей степени. На коже наблюдается серозное воспаление с пузырями, пораженные участки имеют серо-белесоватый цвет, ожоги незначительны. При попадании на слизистую оболочку глаза вызывает конъюнктивит, химический ожог, помутнение роговицы.
При паталогоанатомическом вскрытии наблюдается сероватый или черный цвет слизистых оболочек полости рта, пищевода, желудка и верхнего отдела кишечника. Содержимое желудка представляет собой бурую массу. Печень, почки и сердце подвержено жировой дистрофии. Сердечная мышца дряблая и имеет желтоватый цвет.
Качественный и количественный анализ на наличие хлористоводородной кислоты.
Водное извлечение из биологического материала или диализат, первоначально исследуют на наличие хлорид-ионов. Образование обильного белого осадка с нитратом серебра указывает на необходимость проведения дальнейшего исследования на свободную хлористоводородную кислоту.
Вследствие возможности образования хлористоводородной кислоты из хлоридов при наличии свободной серной кислоты сначала проводят исследование на серную кислоту, а затем на хлористоводородную.
При исследовании диализата на наличие хлористоводородной кислоты, ее, как и соляную кислоту, получают путем перегонки диализата на песчаной бане. Первоначально из колбы в приемник отгоняется вода, а при достижении хлористого водорода 10% концентрации, он начинает перегоняться в приемник и растворяется в присутствующей воде. По возможности перегонку проводят до выпаривания всей жидкости из колбы.
Дистиллят исследуют на наличие хлористого водорода реакциями:
ü Реакция с нитратом серебра. Появление белого осадка, растворимого в растворе аммиака и образующегося снова при добавлении азотной кислоты, свидетельствует о наличии хлорид-ионов.
ü Реакция выделения йода. При добавлении к дистилляту калия хлората при небольшом нагревании, выделяется свободный хлор, который обнаруживают по посинению йодкрахмальной бумаги.
Количественное определение.
Количественное определение хлористого водорода важно, чтобы судить о том, имеется ли в данном случае (например, в рвотных массах) введенная кислота, а не хлористоводородная кислота желудочного сока (0,1-0,2%), которая обычно в содержимом желудка трупа уже нейтрализована.
Определенную часть водного извлечения подвергают перегонке, выпаривая содержимое колбы, как описано выше, досуха. В дистилляте определяют количество хлористого водорода титрованием по Фольгарду или весовым путем, взвешивая серебра хлорид.
Метод Фольгарда не применим к количественном определению хлористоводородной кислоты, если биологический материал подвержен гниению Образующийся сероводород вступает в реакцию с нитратом серебра с образованием осадка сульфида серебра (AgS) и искажает результаты анализа. Поэтому для количественного определения хлористоводородной кислоты в несвежем биологическом материале используют метод гравиметрии.
К раствору добавляется избыток нитрата серебра, образующиеся осадки хлорида и сульфида серебра отфильтровывают и обрабатывают 10% раствором аммиака для растворения хлорида серебра. Аммиачный раствор подкисляют азотной кислотой, и выделившийся осадок хлорида серебра отфильтровывают, высушивают и взвешивают.
Азотная кислота. Бесцветная прозрачная жидкость. Смешивается с водой в любых соотношениях. В открытом виде азотная кислота выделяет тяжелее пары, образующие белый дым. Негорюча, но обладает способностью воспламенять все горючие вещества. Способна взрываться в присутствии растительных и минеральных масел, спирта.
В промышленности выпускается в виде 50 – 60% и 96 – 98% растворов.
Промышленное применение азотной кислоты: в производстве минеральных удобрений; в военной промышленности (в производстве взрывчатых веществ, как окислитель ракетного топлива, в синтезе различных веществ, в том числе отравляющих); для травления печатных форм; в производстве красителей и лекарств (нитроглицерин); в ювелирном деле (основной способ определения золота в золотом сплаве).
Как и у предыдущих кислот, основными путями поступления азотной кислоты являются ингаляционный, перкутанный и пероральный. Смертельной дозой считается 8 – 10 г азотной кислоты.
Раздражение верхних дыхательных путей и легочной ткани ведет к развитию токсического отека легких. Скрытый период составляет от 3 до 6 ч. При ингаляционных отравлениях наблюдаются синюшность слизистых оболочек век и губ, в трахее и бронхах скапливается большое количество мелкопузырчатой пены, легкие увеличены в объеме, на разрезе цвет легких синюшно-красный с большим скоплением пены. Внутренние органы полнокровны, наблюдается отек мягкой мозговой оболочки и головного мозга.
При попадании на кожу ткани приобретают желтый цвет за счет продуктов разложения и нитрования. При приеме внутрь отравление начинается с резких болей во рту, глотке, пищеводе, желудке. Рвота бурыми массами с обрывками слизистой оболочки. Летальный исход наступает вследствие шока или коллапса.
При паталогоанатомическом вскрытии содержимое желудка имеет запах оксидов азота, в окружности и слизистой оболочки рта, слизистой пищеварительного тракта наблюдается желтоватая окраска. Сердечная мышца и печень серовато-красного цвета с бурым оттенком, дряблые.
Качественный и количественный анализ на наличие азотной кислоты.
Для обнаружения азотной кислоты перегонку диализата проводят, как и в случае с серной кислотой, над медными опилками, а в приемник, для улавливания образующегося в колбе оксида азота (IV), помещают воду. При взаимодействии азотной кислоты с медными опилками образуется оксид азота (II), который окисляется до оксида азота (IV), реагирующего с водой, в результате чего образуется смесь азотной и азотистой кислот.
Обнаружение образующихся азотной и азотистой кислот проводят по реакциям:
ü Реакция с дифениламином . Реакция основана на окислении дифениламина азотной кислотой, при этом вначале образуется бесцветный дифенилбензидин, который при дальнейшем окислении превращается в соединение синего цвета. Реакция является неспецифичной. Такое же окрашивание дают соли азотной и азотистой кислот, а также другие окислители.
ü Реакция с бруцином. Появление красного окрашивания свидетельствует о наличии азотной кислоты.
БРУЦИН
ü Реакция с белком на азотную кислоту (ксантанпротеиновая проба). Свободная азотная кислота при достаточной концентрации способна фиксироваться белками и окрашивать их в желтый цвет, переходящий в оранжевый от добавления аммиака. Шерстяные и шелковые нити будут изменять свою окраску в результате данной реакции в отличие от хлопчатобумажных нитей, которые остаются белыми.
Подобную окраску (пожелтение нитей) может давать и пикриновая кислота, однако и окрашивание раствора диализата тоже будет желтым.
Реакция на азотистую кислоту. Зеленое окрашивание при добавлении раствора феназона в присутствии серной кислоты, свидетельствует о наличии азотистой кислоты в диализате.
Количественное определение азотной кислоты проводят методом нейтрализации. В качестве титранта используют 0,1М раствор натрия гидроксида, индикатор – фенолфталеин.
II. Едкие щелочи.
К едким щелочам относят натрия гидроксид (каустическая сода, NаОН), калия гидроксид (КОН) и кальция гидроксид Са(ОН)2. Слабое основание – раствор аммиака (NН4ОН).
Гидроксид натрия (каустическая сода, каустик, едкий натр, едкая щёлочь) . Белое твёрдое кристаллическое вещество. На воздухе расплывается, так как притягивает влагу. Хорошо растворяется в воде с большим выделением теплоты, образуя растворы мылкие на ощупь. Растворяется в спирте и глицерине.
Гидроксид натрия применяется в большинстве отраслей промышленности и для бытовых нужд: в целлюлозно-бумажной промышленности; для омыления жиров при производстве мыла, шампуней и других моющих средств; в химических отраслях промышленности (для нейтрализации кислот и кислотных окислов, как реагент или катализатор в химических реакциях, в химическом анализе для титрования, для травления алюминия и в производстве чистых металлов, в нефтепереработке для производства масел); в качестве агента для растворения засоров канализационных труб; в гражданской обороне для дегазации и нейтрализации отравляющих веществ; для очистки выдыхаемого воздуха от углекислого газа; при приготовлении пищи (для мытья и очистки фруктов и овощей от кожицы, в производстве шоколада и какао, напитков, мороженого, окрашивания карамели, для размягчения маслин и придания им чёрной окраски, при производстве хлебобулочных изделий, в качестве пищевой добавки E-524.
Пути поступления в организм: пероральный, ингаляционный (в виде пыли). Особенно выражено действие при непосредственном контакте с кожей или слизистыми. Развивается резко выраженное раздражающее и прижигающее действие, глубокие некрозы из-за образования рыхлых растворимых белковых альбуминатов. Смертельной дозой принято считать 10 – 20 г гидроксида натрия.
При попадании на кожу или слизистые типичен глубокий ожог с образованием мягких струпьев и последующим их рубцеванием. При ингаляционном поражении возникает острый воспалительный процесс дыхательных путей; возможна пневмония. При попадании гидроксида натрия внутрь (перорально) наблюдается острое воспаление, мелкие язвы, ожоги слизистых оболочек губ, рта, пищевода и желудка. Отравление сопровождается сильной жаждой, слюнотечением, кровавой рвотой, при тяжелых случаях развивается внутреннее кровотечение. Попадание на слизистую глаза чревато сильными ожогами, вплоть до появления слепоты.
Качественный и количественный анализ на наличие гидроксида натрия.
Обнаружение гидроксида натрия проводят по катиону Na + .
ü Реакция с гидроксистибиатом калия. В уксуснокислой среде при добавлении к диализату раствора гидроксистибиата калия появляется белый кристаллический осадок.
Переоткрытие гидроксида натрия возможно из-за образования в кислой среде метосурьмяной кислоты HSbO 3 , которая будет выпадать в осадок.
ü Реакция с цинк-уранилацетатом. При наличии ионов натрия в нейтральных и уксуснокислых средах цинк-уранилацетат образует кристаллический осадок зеленовато-желтого цвета. Кристаллы имеют вид октаэдров или тетраэдров.
 |
Количественное определение гидроксида натрия проводят методом ацидиметрии, используя в качестве титранта 0,1М раствор хлористоводородной кислоты, индикатор – фенолфталеин.
Гидроксид калия (едкое кали, каустический поташ). Бесцветные, очень гигроскопичные кристаллы, но гигроскопичность меньше, чем у гидроксида натрия. Водные растворы имеют сильнощелочную реакцию.
Применение в промышленности: в пищевой промышленности (пищевая добавка E525), для получения метана, поглощения кислотных газов и обнаружения некоторых катионов в растворах, в производстве жидких мыл, для очистки изделий из нержавеющей стали от жира и других масляных веществ, а также остатков механической обработки, электролит в щелочных (алкалиновых) батарейках.
Пути поступления в организм и симптомы отравлений сходны с гидроксидом натрия. Многие реакции на организм выражены сильнее, чем у гидроксида натрия. Смертельной дозой считается 10 – 20 г гидроксида калия.
Качественный и количественный анализ на наличие гидроксида калия.
Выраженная щелочная реакция среды диализатов, отсутствие карбонатов и присутствие ионов калия указывают на наличие калия гидроксида в материале.
Для обнаружения ионов калия в диализатах применяют реакции:
ü Реакция с гидротартратом натрия (NaHC 4 H 4 O 6). Выпадение белого осадка свидетельствует о присутствии К + .
ü Реакция с кобальтнитритом натрия (Na 3 . При наличии ионов калия выпадает желтый кристаллический осадок K 2 Nа[Сo(NO 2) 6 ].
Эти реактивы дают осадки с ионами калия в нейтральных или слабокислых растворах, поэтому, диализаты, имеющие щелочную реакцию, до начала исследования нейтрализуют или доводят до слабокислой реакции (рН=3-4) раствором уксусной кислоты.
Количественное определение гидроксида калия проводят методом ацидиметрии, используя в качестве титранта 0,1М раствор хлористоводородной кислоты, индикатор – фенолфталеин.
Аммиак – едкий бесцветный газ с резким запахом. Обладает высокой летучестью. Очень летуч. При растворении аммиака в воде образуется гидроксид аммония.Аммиак водный (аммония гидроксид, аммиачная вода, едкий аммоний, едкий аммиак ). Летучая жидкость с резким специфическим запахом. Токсичность в воздухе резко возрастает при повышении температуры и влажности.
Промышленно выпускается 25%-й раствор аммиака. Насыщенный раствор содержит 33% аммиака, а нашатырный спирт – 10%. Промышленное применение: в пищевой промышленности (пищевая добавка E 527); в качестве удобрения.
Основной путь поступления аммиака – ингаляционный. Смертельной дозой считается 10 – 15 мл 33% раствора или 25 – 50 мл 10% раствора.
При больших концентрациях в воздухе наблюдается обильное слезотечение, боль в глазах, ожог конъюнктивы и роговицы, потеря зрения. Со стороны дыхательных путей – приступы кашля, резкий отек языка, ожог слизистых оболочек верхних дыхательных путей с некрозом, отек гортани, бронхит, бронхоспазм. При очень высоких концентрациях наступает паралич ЦНС и быстрая смерть при явлениях асфиксии. Смерть наступает в течение 10 – 15 минут.
При паталогоанатомическом вскрытии наблюдаются ярко-красные оболочки рта, глотки, пищевода, желудка, отек легких, изменения в почках (нефроз и некроз извитых канальцев), кровоизлияние в головной мозг, запах аммиака от внутренних органов.
Качественный и количественный анализ на наличие гидроксида аммония.
Анализ на аммиак проводиться, если предварительные испытания указали на возможное его присутствие.
Предварительные испытания на аммиак проводят с тремя индикаторными бумажками: красной лакмусовой, смоченной раствором сульфата меди и смоченной раствором свинца ацетата. Посинение красной лакмусовой бумажки и бумажки смоченной раствором меди сульфата указывает на наличие аммиака.
Почернение «свинцовой» бумажки указывает на наличие сероводорода и, следовательно, на процесс гниения. В этом случае исследование на наличие аммиака является нецелесообразным. Образование аммиака может происходить также при наличии щелочей (NаОН, КОН), выделяющих аммиак из его солей и белковых веществ.
Реакция с реактивом Несслера. Желто-бурое или оранжево-коричневое окрашивание выпавшего осадка дийододимеркураммония свидетельствует о наличии аммиака в диализате. Реакция не является специфичной, поскольку многие ионы могут давать осадки такого цвета в щелочной среде в присутствии иодид-ионов.
Количественное определение гидроксида аммония проводят методом ацидиметрии, используя в качестве титранта 0,1М раствор хлористоводородной кислоты, индикатор – метиловый оранжевый.
Кислотами называются химические соединения, содержащие в своём составе атомы водорода, способные замещаться на атомы металлов. В воде большинство кислот (НА) распадается (диссоциирует) на ионы водорода (Н +) и кислотного остатка (А -).
НА Н + + А -
По степени диссоциации в воде различают сильные, практически полностью распадающиеся на ионы (азотная, соляна, серная), средние (фосфорная, плавиковая) и слабые, практически не диссоциирующие в воде кислоты (уксусная, борная). Кислоты можно обнаружить по изменению цвета некоторых веществ – индикаторов. Например, лакмус в кислотах – красный, фенолфталиен – бесцветный, метилоранж – оранжевый.
Кислоты оказывают сильное действие на организм человека и животных, т.к. обладают водоотнимающим действием и, изменяя щелочную реакцию протоплазмы живой клетки на кислую, осаждают белки. Действие кислоты на живой организм зависит от вида и концентрации кислоты. Под действием кислот может происходить раздражение и полное разрушение тканей.
В контакте с кислотами многие металлы подвергаются коррозии. Для защиты от разрушения применяют стойкие к действию кислот металлы, сплавы, силикатные и полимерные материалы. Для эти х же целей в кислоты иногда вводят специальные вещества – ингибиторы, которые уменьшают или устраняют коррозионное действие кислоты. Различают органические и неорганические кислоты.
По масштабам производства неорганические кислоты значительно превосходят органические. Они широко применяются во многих отраслях промышленности. Среди неорганических кислот наибольшее распространение в народном хозяйстве получила серная кислота.
Серная кислота является одним из основных продуктов химической промышленности и широко применяется во многих производствах. Она принадлежит к числу сильных неорганических кислот и является самой дешёвой из них (более чем в 2 раза дешевле азотной и соляной кислот).
Основное количество серной кислоты расходуется на производство минеральных удобрений (суперфосфата, сульфата аммония, нитрофоса, нитрофоски и др.). Вторым по величине потребителем является нефтепереработка, где серная кислота расходуется для очистки нефтепродуктов. Большие количества кислоты используются в металлургии цветных металлов, в гальванотехнике, в производстве других кислот (соляной, фосфорной, плавиковой, борной, хромовой, уксусной, лимонной и др.), для получения сульфатов металлов, простых и сложных эфиров, крахмала, сахара, для дубления кож, для снаряжения аккумуляторов и многих других целей. В смеси с азотной кислотой серная кислота используется для нитрования органических соединений при получении взрывчатых веществ и красителей.
В технике под серной кислотой понимают любые смеси оксида серы (VI) с водой. Состав такой «серной кислоты» можно отразить формулой
x H 2 O + y SO 3 (где x,y > 0).Если соотношение > 0 – имеют дело с водным раствором серной кислоты, если 0 – с олеумом, раствором оксида серы (VI) в серной кислоте.
Безводная серная кислота или моногидрат при 20 0 С представляет собой маслянистую жидкость с плотностью 1820 кг/м 3 . Температура кристализации моногидрата +10, 45 0 С, кипения +296,2 0 С при атмосферном давлении.
С водой и оксидом серы (VI) серная кислота смешивается в любых соотношениях, образуя промежуточные соединения состава H 2 SO 4 *nH 2 O (где n=4.2,1) и H 2 SO 4 *mSO 3 (где m= 1,2). Рассматривая химические свойства серной кислоты, следует различать поведение разбавляемой и концентрированной кислот. Так, разбавленная кислота реагирует со всеми (за исключением свинца) металлами, стоящими в ряду активности правее водорода.
На поверхности свинца в контакте с разбавленной серной кислотой образуется плотная нерастворимая в кислоте плёнка сульфата, препятствующая дальнейшему растворению металла.
Концентрированная же серная кислота, обладая сильным окислительным действием, реагирует с металлами не непосредственно, а через промежуточную стадию образования оксида. В результате взаимодействия образуются сульфаты соответствующих металлов, оксид серы (IV) и вода.
По действием концентрированной кислоты легко (особенно при нагревании) растворяются такие металлы, стоящие в ряду активности после водорода, как медь, ртуть, серебро и другие. В то же время железо, хром, алюминий и даже кальций не разрушаются концентрированной кислотой, т.к. образующиеся на поверхности этих металлов оксидные плёнки имеют более плотную структуру и препятствуют непосредственному контакту металлов с кислотой. Это явление получило название пассивирования.
Концентрированная кислота и олеум отличаются высоким сродством к воде. При смешивании их с водой выделяется большое количество тепла. Сильное водоотнимающее действие серной кислоты проявляется в её способности поглощать пары воды из воздуха. На этом основано применение концентрированной серной кислоты для сушки газов.
Многие органические соединения в контакте с концентрированной серной кислотой, теряя воду, обугливаются.
Устойчивыми к действию серной кислоты являются эмали (до температуры кипения растворов любых концентраций, винипласт (до 60 0 С при действии 80%-ной H 2 SO 4), полиизобутилен (до 20-60 0 С в зависимости от концентрации кислоты), полиэтилен (до 80 0 С при действии 70%-ной кислоты), фторопласт – 4 (до 250 0 С). При нагревании до 400 0 С серная кислота практически полностью диссоциирует на воду о оксид серы (VI).
Серную кислоту в настоящее время производят двумя способами: контактным и нитрозным, или башенным.
В основе контактного способа лежит реакция окисления оксида серы (IV) в оксид серы (VI), протекающая на поверхности твёрдого катализатора
2 SO 2 + O 2 2SO 3 + Q 1
Образовавшийся оксид серы (VI), поглощаясь водой, превращается в серную кислоту
SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 +Q 2
Сущность нитрозного способа состоит в окислении оксида серы (IV) смесью оксидов азота NO 2 и N 2 O 3 в присутствии воды. Не разбирая подробно механизма этого сложного процесса, представим его следующей схемой:
SO 2 + NO 2 (N 2 O 3) + H 2 O H 2 SO 4 + NO (2NO)
Нитрозный способ по сравнению с контактным обладает рядом недостатков: во первых, он не позволяет получить серную кислоту с концентрацией больше 75%, во-вторых, получаемая кислота содержит много примесей и пригодна только для производства минеральных удобрений, наконец, производство кислоты нитрозным способом связано с выбросом в атмосферу большого количества оксидов азота, оказывающих вредное воздействие на окружающую среду. В связи с этим в нашей стране прекращено строительство сернокислых заводов, работающих по нитрозному способу, и более 90% производимой серной кислоты получают на контактных установках.
В качестве сырья для получения серной кислоты, в принципе, могут быть использованы любые вещества, содержащие серу. Чаще других используется серный колчедан FeS 2 (около 45% производимой серной кислоты), элементарная сера, отходящие газы заводов цветной металлургии и газы нефтедобычи и нефтепереработки. В последние годы наметилась тенденция увеличения доли отходящих газов цветной металлургии и попутных газов нефтедобычи в общем балансе сырья для производства серной кислоты.
Технологический процесс производства серной кислоты контактным способом включает четыре основные стадии: обжиг серусодержащего сырья, очистка обжигового газа, контактное окисление оксида серы (IV) и абсорция оксида серы (VI).
Учитывая, что основным источником сырья для производства серной кислоты в нашей стране является серный колчедан, принципиальную схему контактного способа производства серной кислоты упрощённо можно представить следующим образом (рис.1).
1) обжиг серосодержащего сырья;
2) очистка обжигового газа от примесей;
3) контактное окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI);
4) поглощение оксида серы VI водой и получение серной кислоты.
Q Пыль Примеси Q Катализатор
|
|
Концентрированная серная кислота
Рис. 1 Принципиальная схема производства серной кислоты
Обжиг серного колчедана, протекающий по уравнению реакции 4 FeS 2 + 110 2 = 2 Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q, является типичным гетерогенным процессом. Для его осуществления используются печи трех типов: механические полочные, печи пылевидного обжига и печи кипящего слоя (КС). Последние являются наиболее эффективными и постепенно становятся основным видом оборудования для обжига серного колчедана. Оптимальные условия обжига колчедана выбираются с учётом установленных экспериментально зависимостей скорости реакции, от размеров частиц обжигаемого колчедана, температуры и потока воздуха, подаваемого в печь.
На второй стадии обжиговый газ очищается от механических примесей и оксидов селена и мышьяка в скрубберах и электрофильтрах (стадия 2). Контактное окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI) (стадия 3) является обратимым, гетерогенно-каталитическим, экзотермическим процессом, протекающим с уменьшением газового объёма. В реальных условиях процесс контактного окисления ведут в политермическом режиме, начиная при относительно высоких температурах и заканчивая при относительно низких температурах. В промышленности нашли распространение полочные контактные аппараты и аппараты с кипящим слоем катализатора. Наиболее эффективными катализаторами оказались ванадиевые контактные массы, состоящие из оксида ванадаия (V), нанесённого на пористые носители.
Заключительная стадия (стадия 4) процесса осуществляется в скрубберах с насадкой, орошаемых в начале олеумом, а затем 98,3%-ной серной кислотой, имеющей наивысший коэффициент поглощения SO 3 . Процесс абсорции проводят при температурах 30…60 0 С при атмосферном давлении. Качество выпускаемой в настоящее время серной кислоты регламентируется четырьмя государственными стандартами. В таблице 2.1. приведены некоторые технические требования, предъявляемые к серной кислоте государственными стандартами 2184-77 (Кислота серная техническая), 667-73 (Кислота серная аккумуляторная), 4204-77 (Кислота серная) и 14262-78 (Кислота серная особой чистоты). В каждом из ГОСТов подробно описываются методы, с помощью которых определяются физико-химические свойства серной кислоты.
Таблица 1. – Физико-химические свойства серной кислоты
| ГОСТ | Показатели Физико-химические свойства серной кислоты | Внешний вид | Массовая доля моногидрата,% | Массовая доля свободного окисла серы (VI), % | Массовая доля железа, %, не более | Массовая доля остатка после прокаливания, %, не более |
| 2184-77 | 1. Контактная улучшенная (высший сорт) | - | 92,5-94,0 | - | 0,007 | 0,02 |
| 2. Контактная улучшенная (1-й сорт) | - | 92,5-94,0 | - | 0,015 | 0,03 | |
| 3. Контактная техническая (1-й сорт) | - | 92,5 | - | 0,02 | 0,05 | |
| 4. Контактная техническая (2-й сорт) | - | 92,5 | - | 0,1 | - | |
| 5. Олеум улучшенный (высший сорт) | Механических примесей нет | - | 0,007 | 0,02 | ||
| 6. Олеум улучшенный (1-й сорт) | Маслянистая жидкость с опалесценцией | - | 0,01 | 0,03 | ||
| 7. Олеум технический | - | - | - | - | ||
| 8. Башенная | - | - | 0,05 | 0,3 | ||
| 9. Регенерированная | - | - | 0,2 | 0,4 | ||
| 667-73 | 10. Аккумуляторная (высший сорт) | - | 92-94 | - | 0,005 | 0,02 |
| 11. Аккумуляторная (1-й сорт) | - | 92-94 | - | 0,006 | 0,03 | |
| 12. Аккумуляторная (2-й сорт) | - | 92-94 | - | 0,012 | 0,04 | |
| 4204-77 | 13. Реактивная (ч) | - | - | - | - | - |
| 14. Реактивная (х.ч.) | - | - | - | - | - | |
| 15. Реактивная (ч.д.а.) | - | - | - | - | - | |
| 14262-78 | 16.Особой чистоты (осч 20-4) | Неотличима от дистиллированной воды в пробирке диаметром 20 мм | 93,5-95,5 | - | 2*10 -6 | 5*10 -4 |
| 17. Особой чистоты (осч 11-5) | 93,5-95,5 | - | 3*10 -6 | 5*10 -4 | ||
| 18. Особой чистоты (осч 5-5) | 93,5-95,5 | - | 1*10 -5 | 5*10 -4 |
