Оцтова кислота – цікаві факти. Цікаві історичні факти пов'язані з органічними кислотами. Можлива шкода оцтової есенції

Є прозорою рідиною, може мати помітний жовтий відтінок. Вона розчиняється у воді та має своєрідний запах. Варто бути обережним при використанні даної речовини, оскільки вона може пошкодити слизову оболонку дихальних шляхів та викликати отруєння.

Способи та методи отримання

У промислових масштабах HNO 3 отримують шляхом окислення аміаку синтетичного походження (як каталізатор використовуються платино-родієві сплави) до двоокису азоту. Потім отриманий газ пропускають через воду, у результаті отримують кислоту з концентрацією від 45 до 58%.

Концентрована HNO 3 видобувають шляхом додавання в отриманий розчин сірчаної кислоти. Потім вся суміш нагрівається, відбувається випаровування HNO 3 . Також можливий інший шлях отримання концентрату, коли у процесі реакції взаємодії води, кисню та двоокису азоту підвищується тиск до 50 атмосфер.

• Азотна кислота високої концентрації (95-98%) димить на повітрі;
• Кислота розчиняє всі метали крім деяких елементів платинової групи. Ця проблема розв'язується, якщо змішати її з соляною кислотою (HCl) у певній пропорції.
• HNO 3 є нестабільною і при нагріванні до високих температур може легко розпадатися вихідні сполуки у вигляді води та діоксиду азоту.

Технологія та природа

Бруд та антибруд

ІСТОРІЯ ПРО ТЕ, ЯК КИСЛІ ГУДРОНИ З ВІДХОДІВ НАФТОПЕРЕРОБКИ І ЗАБРУДНИКІВ АТМОСФЕРИ ПЕРЕТВОРИЛИСЯ В ЗАСІБ ЗАХИСТУ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

Кандидат хімічних наук А. І. НЕХАЄВ

Справедливо помічено: у хімії немає бруду; бруд – це речовина, найчастіше суміш речовин, не на своєму місці. Історія кислих гудронів - досить масових, на жаль, продуктів нафтопереробки - ще одне тому підтвердження. Чому «на жаль», зрозумієте трохи пізніше, так само як і дізнаєтеся (хто не знає), що за птах такий ці кислі гудрони. Не синій птах щастя, швидше - чорний.

Почнемо ж нашу розповідь з речовини, незрівнянно популярнішої, ніж усі гудрони разом узяті. Алхіміки називали його купоросною олією - ми називаємо сірчаною кислотою.

НАВІЩО НАФТОХІМІКУ СІРНА КИСЛОТА

Ця кислота - речовина не тільки надзвичайно популярна, а й надзвичайно важлива. Недарма обсяг її виробництва є одним із показників економічного потенціалу країни.

Найбільше сірчаної кислоти зараз витрачають на виробництво мінеральних добрив, але майже так само потрібна вона всім іншим підгалузям хімічної промисловості. І не лише хімічної: без сірчаної кислоти не обходяться металообробка, текстильна, шкіряна, харчова галузі. Нафтопереробка та нафтохімія не стали винятком: вони споживають сірчану кислоту в досить великих масштабах і для різних цілей. Ось кілька прикладів.

Найпоширеніші нині синтетичні миючі засоби (CMC) – аміноактивні. Це означає, що їх діючий початок укладено в аніоні - найчастіше в аніоні складу HSO 3 - , що прийшов у CMC із сірчаної кислоти, найдешевшою та найдоступнішою. Наприклад, рицинова олія під дією сірчаної кислоти з речовини, що залишає плями, перетворюється на миючий засіб. У наш час, щоб отримати високоякісні CMC, зазвичай сульфують не природну, а синтетичну сировину (алкілбензоли), а найдешевші CMC для технічних потреб отримували та одержують сульфуванням гасових та газойлевих фракцій нафти.

Інший приклад. Приблизно п'ята частина всієї продукції нафтохімії посідає спирти. Найпоширеніший спосіб отримання спиртів, у тому числі етилового, - сірчанокислотна гідратація олефінів. для якої знову ж таки потрібна сірчана кислота. Ще приклад. Сучасний автомобільний двигун розрахований на високооктановий бензин. Класичний антидетонатор тетраетилсвинець стає персоною "нон грата", оскільки він отруює атмосферу. У наші дні підвищити октанове число бензину прагнуть за допомогою процесів алкілування. В результаті цих процесів виходять розгалужені вуглеводневі молекули. Їх і додають у бензин, щоб підвищити його октанове число, а каталізатор алкіліроваіня - все та ж сірчана кислота... Опустимо за незначністю - незначністю масштабів споживання - інші випадки використання сірчаної кислоти як каталізатора нафтохімічних процесів. Незрівнянно більше її використовують для очищення нафтопродуктів: палив, олій, парафіну. Кислота видаляє з нафти ненасичені та ароматичні вуглеводні, смолисті речовини, сірчисті та азотисті сполуки - все те, що знижує стійкість палив та масел при зберіганні, погіршує їх експлуатаційні якості, запах, колір. Очищення нафтопродуктів сірчаною кислотою - найстаріший і найтехнологічно найпростіший спосіб. Але в той же час це і відсталий спосіб: великі втрати цінних компонентів нафти, кислота роз'їдає апаратуру, а головне утворюється багато відходів, які в сукупності називають кислими гудронами. Через це сірчанокислотні методи очищення зараз витіснені (але не до кінця) більш досконалими, такими як гідроочищення палив або обробка олій розчинниками виборчої дії. Близько 90% світового виробництва олій тепер обробляють саме так. Однак згадаємо про величезні масштаби виробництва: за десятьма відсотками, що залишилися, криються тисячі тонн H 2 SO 4 . Очищення найцінніших масел - гідравлічних, вакуумних, електроізоляційних - як і довіряють лише сірчаної кислоти.

Таким чином, позиції сірчаної кислоти у нафтопереробці та нафтохімії залишаються досить міцними. А якщо так, то продовжує зростати кількість кислих гудронів.

ДОЛЯ ВІДХОДІВ

Чорна в'язка маса, у складі якої до 70% H 2 SO 4 плюс вихідні органічні сполуки, алкілсерні кислоти та інші продукти сульфування, плюс смоли та полімери - все це і є кислі гудрони. Їх компоненти хімічно пов'язані, частково просто перемішані, розділити їх надзвичайно складно.

Як відомо, ступінь використання відходів виробництва є показником розвитку галузі, мірилом культури виробництва. Утилізація кислих гудронів досі вважалася справою безнадійним. Скинути ці відходи до річок не можна навіть після ретельної нейтралізації: вони розкладаються повільно і довго. Найпростіше спалити злощасний кислий гудрон, попередньо розчинивши його, скажімо, у котельному паливі. Але і це не вихід: утворюються димові гази зі значним вмістом SO 2 і в цьому випадку вплив кислих гудронів на біосферу буде дуже негативним.

Ось чому протягом багатьох десятиліть кислі гудрони зливали у величезні ставки-накопичувачі. Чи треба говорити, що й самі ці ставки, і їхні найближчі околиці неживі. «До нього і птах не летить, і звір не йтиме, лише вихор чорний...» далеко розносить різкий запах сірчистого газу впереміш із не менш «ароматичною» органікою. Це поступово розкладаються кислі гудрони у ставках-накопичувачах.

Не можна було довше миритися ні з безповоротною втратою кислоти та органічної маси, ні тим більше із забрудненням довкілля. Сірчана кислота протягом багатьох років успішно очищала багато продуктів. Тепер постало питання про те. щоб очистити її саме і при цьому отримати прибуток від відходів.

Природний хід: щоб якось утилізувати кислі гудрони, потрібно передусім розділити їх хоча б дві головні складові - органіку і сірчану кислоту. Найпростішим інструментом такого поділу може бути водяна пара. Оброблена ним суміш розшаровується. Верхній шар – органіка зі слідами кислоти, нижній – чорна розведена кислота. Відпрацьовану кислоту можна або концентрувати, або використовувати там, де може впоратися слабка кислота, наприклад у виробництві сульфату амонію або суперфосфату, в шкіряній промисловості або для знесолення солончакових грунтів.

Вибір порівняно невеликий, тим більше, що кожне з перерахованих виробництв віддає перевагу кислоті хоча б технічно чистій... На концентровану H 2 SO 4 попит більший, але видалити з кислоти надмірну воду непросто. Продуктивність невисока, апаратура корродує, а головне треба заздалегідь прибрати залишки органічних речовин, які при упарюванні розкладають до 40% кислоти. Ось і виходить, що шкурка вичинки не варта.

Але немає лиха без добра. Термічне розкладання брудної кислоти виявилося вигідним варіантом. Сірчана кислота розщеплюється, «щоб вмираючи, втілитись» у ту ж сірчану кислоту. Продукт розкладання - сірчистий газ - потрібен для виділення целюлози з деревної тріски, і як консервуючий агент при зберіганні фруктів, і - найголовніше - SO 2 йде на отримання сірчаної кислоти. Міцною, чистою, придатною для будь-яких справ.

А ось на що придатна друга складова кислих гудронів - чорна "в'язка" органіка? Її можна було спалювати як котельне паливо. Але це буде погане паливо: у ньому досить багато сірки, до того ж від нього швидко закоксовуються форсунки. Можна при нагріванні обробити органічну частину кислого гудрону повітрям і цим перетворити її на бітум. Бітум першим із нафтопродуктів потрапив до рук людини (ще за 3800 років до нашої ери!). Здавна у будівництві, медицині та при муміфікації трупів використовували його водонепроникність, в'яжучі та антисептичні властивості. Сьогодні колосальні маси бітуму йдуть на будівництво будівель та доріг, на захист металевих конструкцій від корозії. Попит на бітум перевищує пропозицію. Отримувати його з кислого гудрону двічі корисно: шкідливий бруд перетворюється на потрібний продукт.

Журнал "Хімія та життя" №10 за 1978 рік.

(Формула H2SO4) відноситься до сильних двоосновних кислот. У розведеному вигляді ця речовина окислює практично всі метали, за винятком золота та платини. Кислота вступає в реакцію з неметалами та органікою, перетворюючи деякі речовини на вугілля. У звичайних умовах сірчана кислота є важкою маслянистою рідиною з відсутністю кольору і запаху.

Сірчана кислота використовується в процесі обробки руд для одержання урану, іридію, цирконію. Також вона широко застосовується на виробництві мінеральних добрив, служить електролітом у свинцевих акумуляторах у всіх галузях промисловості.

Способи та методи отримання

Спочатку цей хімічний елемент отримували шляхом сухої перегонки, тобто термічного розкладання купоросів. Як сировина для видобутку сірчаної кислоти використовується сірка, сірководень, різні сульфіди та сульфати, відходи теплоелектростанцій, у яких є нафта.

Найбільша кількість сірчаної кислоти у світі знаходиться в озері Смерті на Сицилії. Навіть комахи не ризикують підходити близько до цього місця. На дні озера є два джерела, які викидають отруйну речовину у воду, тим самим роблячи її непридатною для життя.

Найпершою кислотою, яку вдалося виділити та використати людству, звичайно, була оцтова. Та й сам термін "кислота" (від латинського "acid") ймовірно походить від латинського "acetum" - оцет. Порушення технології, при виробництві вина виноробами давнини, призводило до його скисання та утворення оцту. Спочатку його виливали, але потім знайшли застосування в якості приправи, ліки і розчинника.

У 1778 році французький хімік Антуан Лавуазьє припустив, що кислотні властивості обумовлені наявністю у їхньому складі кисню. Ця гіпотеза виявилася неспроможною, оскільки багато кислот не мають у своєму складі кисню, тоді як багато кисневмісних сполук не виявляють кислотних властивостей. Проте саме ця гіпотеза дала назву кисню як хімічному елементу. І лише в 1833 році німецький хімік Юстус Лібіх визначив кислоту як водневмісну сполуку, в якій водень може бути заміщений на метал.

Ступінь кислотності розчину визначається концентрацією у ньому водневих іонів, яку зазвичай виражають кількістю грам-іонів на I л. Для зручності кислотність розчинів прийнято виражають у так званій величині рН. Дисцильована вода має pH=7, якщо нижче розчин стає кислотним, а вище - лужним. Вимірювання проводять за шкалою від 0 до 14.

Шлунок людини змушений щодня оновлювати свою поверхню замість постраждалої від шлункового соку, тобто соляної кислоти. Шлунковий сіклюдини досить агресивна для того, щоб повністю розчинити леза для гоління за тиждень.

Суміш двох кислот азотної та соляної в пропорції 1 до 3, являє собою рідину жовтого кольору і має унікальну здатність розчиняти багато благородних металів (золото, платину), за що отримала назву «Царської горілки».

Не всі знають, що важливим інгредієнтом популярної Кока-коли є ортофосфорна кислота, з показником кислотності рН=2.8.

Мурашина кислота названа так тому, що в момент небезпеки виділяється мурахами для попередження інших мешканців мурашника, та захисту від хижаків.

У теплокровних тварин у процесі обміну речовин виробляється невелика кількість молочної кислоти, і її запах дозволяє комарам та іншим комахам знаходити свої жертви.

Вітамін С або аскорбінова кислота має формулу C6H8O6 і є водорозчинним вітаміном, що бере участь у біохімічних окисно-відновних процесах людського організму.

Лимонну кислоту одержують не тільки з лимонів (25кг на тонну лимонів), але і з цвілевого гриба Aspergillus niger.