Серная кислота

Серная кислота H2SO4 — сильная двухосновная кислота. При обычных условиях концентрированная серная кислота — тяжёлая маслянистая жидкость без цвета и запаха.

Ее используют как гигроскопическое средство во многих химических реакциях, особенно при получении органических веществ, для осушки или предотвращения поглощения веществами воды. Для этих целей в лабораториях используют эксикаторы - специальные герметические сосуды:

Кроме того, благодаря этой способности, концентрированная серная кислота обугливает органические вещества (сахар, древесину), вызывает сильные ожоги кожи.
Видеоопыт - https://www.youtube.com/watch?v=p-PQoBt_ssU

Свойства разбавленной серной кислоты
Разбавленная H2SO4 - вступает в реакции замещения, за счет окисления катионов Н+: С активными металлами, стоящими до H в ряду напряжений, реагирует как обычная кислота, вытесняя водород.
С благородными металлами (Au, Pt) и металлами, стоящими после Н в ряду напряжений не реагирует.

Качественной реакцией на серную кислоту и её растворимые соли является их взаимодействие с растворимыми солями бария, при котором образуется белый осадок сульфата бария, нерастворимый в воде и кислотах, например:
Видеоопыт - https://www.youtube.com/watch?v=4yFyNl6Wb8A

Свойства концентрированной серной кислоты
Al, Cr, Fe пассивируются в конц.H2SO4, но реагируют с ней при нагревании:

Взаимодействие серной кислоты с неметаллами
Взаимодействие серной кислоты с неметаллами происходит с выделением SO2 и окислением неметаллов до высшей степени окисления:

Производство серной кислоты
Видео - https://www.youtube.com/watch?v=uHtmnGjSTNE

Общие научные принципы химического производства:
Непрерывность.
Противоток
Катализ
Увеличение площади соприкосновения реагирующих веществ.
Теплообмен
Рациональное использование сырья

1. Печь для обжига «в кипящем слое»:
Пирит подвергают обжигу кислородом воздуха
4FeS2 + 11 O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 + 3310 кДж
2. Циклон :
Тщательная очистка от крупных частиц пыли
3. Электрофильтр :
Тщательная очистка от мелких частиц пыли
4. Сушильная башня:
Осушение от водяных паров
5. Теплообменник :
Очищенный обжиговый газ перед поступлением в контактный аппарат нагревают за счет теплоты газов, выходящих из контактного аппарата.

6. Контактный аппарат:
Обжиговый газ в присутствии катализатора при 450 °С окисляется до оксида серы (VI)
2SО2 + О2 = 2SО3 +197,8 кДж
7. Поглотительная башня:
Оксид серы (VI) поглощают концентрированной серной кислотой. Образуется олеум, из которого можно приготовить серную кислоту любой концентрации
SО3 + Н2О = Н2SО4

Экологические проблемы:
Производство серной кислоты создает немало экологических проблем – на I стадии это потери сырья при добыче, транспортировке, хранении, и переработке. Далее продукты промежуточных реакций SO2 и SO3, при попадании в атмосферу вызывают образование кислотных дождей, которые ведут к гибели растительности, возникновению респираторных заболеваний у животных и человека. Вызывают коррозию металлов, мрамора, закисление почв и водоемов.