標籤:強氧化劑硫酸

俗稱壞水。壞水指濃度大於或等於70%的硫酸溶液。濃硫酸在濃度高時具有強氧化性,這是它與普通硫酸或普通濃硫酸最大的區別之一。同時它還具有脫水性,強氧化性,難揮發性,酸性,穩定性,吸水性等。

1化學定義

濃硫酸是指濃度(濃度是指硫酸的水溶液里硫酸的質量百分比)大於等於70%的硫酸溶液。
濃硫酸

  濃硫酸

硫酸與硝酸,鹽酸,氫碘酸,氫溴酸,高氯酸並稱為化學六大無機強酸。 由於濃硫酸中含有大量未電離的硫酸分子,所以具有吸水性、脫水性(俗稱炭化)和強氧化性等特殊性質;而在稀硫酸中,硫酸分子已經完全電離,所以不具有濃硫酸的特殊化學性質、發煙硫酸是無色或棕色油狀稠厚的發煙液體(棕色是因為其中含有少量亞鐵離子)、具有強烈刺激性臭味、吸水性很強,與水可以任何比例混合、並放出大量稀釋熱、操作時應將酸加入水中,並不斷用玻璃棒攪拌。

2濃、稀硫酸

硫酸的濃稀概念有一個大概的標準:最高的發煙硫酸密度約為2含遊離的SO3約60%。一般來說密度為1.84的硫酸叫濃硫酸(註:我認為一般濃度70%以上的叫濃硫酸)其中摺合含SO3的量達到82%,它的濃度為18 mol/L,中等濃度的是指密度在1.5到1.8左右,它們的濃度分別是在9.2mol/L到16mol/L。那麼稀硫酸是指密度在1.5以下,濃度在9.2mol/L以下。
稀釋方法
濃硫酸密度比水大得多,直接加入水會使水浮在硫酸表面,大量放熱而使酸液沸騰,造成事故。
硫酸稀釋方法

  硫酸稀釋方法

因此,濃硫酸稀釋時,常將濃硫酸沿器壁慢慢注入水中(燒瓶用玻璃棒引流),並不斷攪拌,使稀釋產生的熱量及時散出。(由圖為操作方式)
切不能將順序顛倒,這樣會引發事故。切記「酸入水,沿器壁,慢慢倒,不斷攪」。注酸入水不斷攪拌
稀釋好的硫酸應冷卻至室溫后存放入試劑瓶中。
濃硫酸與濃硝酸的混合
與濃硫酸加水稀釋類似,注硫入硝
強腐蝕性
濃硫酸具有很強的腐蝕性,若實驗時是不小心濺到皮膚上,應先用布擦掉,然後塗上3%~5%的碳酸氫鈉溶液,不能直接用大量清水沖洗,因為濃硫酸遇水會產生大量熱量會再次傷害皮膚。嚴重的應立即送往醫院。若實驗時滴落在桌面上,則先用布擦乾,再用水進行沖洗。
脫水性
  • 脫水性是濃硫酸的性質,而非稀硫酸的性質,即濃硫酸有脫水性且脫水性很強。
  • (2)脫水性是濃硫酸的化學特性,物質被濃硫酸脫水的過程是化學變化的過程,反應時,濃硫酸按水分子中氫氧原子數的比(2∶1)奪取被脫水物中的氫原子和氧原子。
  • 蔗糖、木屑、紙屑和棉花等物質中的有機物,被脫水後生成了黑色的炭(炭化),並會產生二氧化硫,故實驗一定要在通風良好的情況下進行,否則有一定危險。
反應過程分兩步,先是蔗糖C12H22O11在濃硫酸作催化劑作用下脫水,生成碳和水(試驗后蔗糖會變黑,黑的的就是碳顆粒):
C12H22O11==濃硫酸==12C+11H2O;
第二步,脫水反應產生的大量熱讓濃硫酸和C發生反應:
C+2H2SO4=加熱=CO2↑+2SO2↑+2H2O。
利用脫水性,能夠催化一些有機反應。
CH3COOH + C2H5OH(加熱)(濃硫酸催化) ==== CH3COOC2H5 + H2O
硫酸催化製取乙酸乙酯

  硫酸催化製取乙酸乙酯

難揮發性
(高沸點)制氯化氫、硝酸等(原理:利用難揮發性酸制易揮發性酸) 如,用固體氯化鈉與濃硫酸反應製取氯化氫氣體。
2NaCl(固)+H2SO4(濃)==Na2SO4+2HCl↑
Na2SO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+SO2↑
再如,利用濃鹽酸與濃硫酸可以制氯化氫氣。利用了濃硫酸的脫水性,脫去了濃鹽酸中的水。
穩定性
濃硫酸與亞硫酸鹽反應
Na2SO3+2H2SO4==2NaHSO4+H2O+SO2↑
Na2SO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+SO2↑(加熱)
金屬置換
對於金屬置換而言,氫后金屬不能與酸反應,但濃硫酸能夠使一些金屬反應,例如:
Cu+2H2SO4(濃)=加熱=CuSO4+SO2↑+2H2O

3硫酸危害

硫酸具有極高的腐蝕性,特別是高濃度硫酸。高濃度的硫酸不光為強酸性,也具有強烈去水及氧化性質:除了會和肉體里的蛋白質及脂肪發生水解反應並造成嚴重化學性燒傷之外,它還會與碳水化合物發生高放熱性去水反應並將其碳化,造成二級火焰性灼傷,對眼睛及皮肉造成極大傷害。[1-2]
一雞爪在半分鐘內被濃硫酸嚴重腐蝕並碳化。

  一雞爪在半分鐘內被濃硫酸嚴重腐蝕並碳化。

健康危害: 對皮膚、粘膜等組織有強烈的刺激和腐蝕作用。蒸氣或霧可引起結膜炎、結膜水腫、角膜混濁,以致失明;引起呼吸道刺激,重者發生呼吸困難和肺水腫;高濃度引起喉痙攣或聲門水腫而窒息死亡。口服后引起消化道燒傷以致潰瘍形成;嚴重者可能有胃穿孔、腹膜炎、腎損害、休克等。皮膚灼傷輕者出現紅斑、重者形成潰瘍,愈后癍痕收縮影響功能。濺入眼內可造成灼傷,甚至角膜穿孔、全眼炎以至失明。慢性影響:牙齒酸蝕症、慢性支氣管炎、肺氣腫和肺硬化。
環境危害: 對環境有危害,對水體和土壤可造成污染。
燃爆危險: 本品助燃,具強腐蝕性、強刺激性,可致人體灼傷及皮肉碳化。
工業製法    硫酸的原料有硫黃、硫鐵礦、有色金屬冶鍊煙氣、石膏、硫化氫、二氧化硫和廢硫酸等。硫黃、硫鐵礦和冶鍊煙氣是三種主要原料。

4製取提純

製取二氧化硫
燃燒硫或高溫處理黃鐵礦,製取二氧化硫
S+O2═點燃═SO2
4FeS2+11O2═高溫═8SO2+2Fe2O3
接觸氧化為三氧化硫
2SO2+O2═2SO3(用五氧化二釩做催化劑該反應為可逆反應)
用98.3%硫酸吸收
SO3+H2SO4═H2SO4 · x SO3(硫酸分子結合若干個三氧化硫分子,形成發煙硫酸)
SO3+H2SO4═H2S2O7(焦硫酸)
加水
H2SO4·x SO3+xH2O═(x+1)H2SO4
H2S2O7+H2O═2H2SO4
提純工藝
可將工業濃硫酸進行蒸餾,便可得到濃度95%-98%的商品濃硫酸.
其他方法
磷酸反應后,利用磷石膏,工業循環利用,使用二水法制硫酸

5安全使用

硫酸的特性及安全使用
(一)理化性狀和用途
無色油狀腐蝕性液體,有強烈的吸濕性。密度:1.8g/cm3,熔點10.4℃,沸點: 280℃。用於製造硫酸銨、磷酸、硫酸鋁合成藥物、合成染料、合成洗滌劑合金屬酸洗劑。
(二)毒性
屬中等毒類。對皮膚粘膜具有很強的腐蝕性。
最高容許濃度:2 mg/m3
(三)短期過量暴露的影響
吸入:吸入高濃度的硫酸酸霧能上呼吸道刺激癥狀,嚴重者發生喉頭水腫、支氣管炎甚至肺水腫。
眼睛接觸:濺入硫酸后引起結膜炎及水腫,角膜渾濁以至穿孔。
皮膚接觸:局部刺痛,皮膚由潮紅轉為暗褐色。
口服:誤服硫酸后,口腔、咽部、胸部和腹部立即有劇烈的灼熱痛,唇、口腔、咽部均見灼傷以致形成潰瘍,嘔吐物及腹瀉物呈黑色血性,胃腸道穿孔。口服濃硫酸致死量約為5毫升。
(四)長期暴露的影響
長期接觸硫酸霧者,可有鼻粘膜萎縮伴有嗅覺減退或消失、慢性支氣管炎和牙齒酸蝕等癥狀。
(五)火災和爆炸
本品雖不燃,但很多反應卻會起火或爆炸,如與金屬會產生可燃性氣體,與水混合會大量放熱。著火時立刻用乾粉、泡沫滅火等方法。
(六)化學反應性
本品為強氧化劑,與可燃性、還原性物質激烈反應。
(七)人身防護
吸入:硫酸霧濃度超過暴露限值,應佩戴防酸型防毒口罩。
眼睛:帶化學防濺眼鏡。
皮膚:戴橡膠手套,穿防酸工作服和膠鞋。工作場所應設安全淋浴和眼睛沖洗器具。
(八)急救
吸入: 將患者移離現場至空氣新鮮處,有呼吸道刺激癥狀者應吸氧。
眼睛:張開眼瞼用大量清水或2%碳酸氫鈉溶液徹底沖洗。
皮膚:大量時用干布拭去,並用大量冷水沖洗;少量直接用大量冷水沖洗。
口服:立即用氧化鎂懸浮液、牛奶、豆漿等內服。
註:所有患者應請醫生或及時送醫療機構治療。
(九)儲藏和運輸
與可燃性和還原性及強鹼物質分開。
包裝號為5(甲)、8(甲)(十)。
(十)安全和處理
注意對硫酸霧的控制,加強通風排氣。車間內要有方便的沖洗器具。
註:在稀釋酸時決不可將水注入酸中,只能將酸注入水中,並且要緩慢注入同時不斷攪拌。
對環境的影響
  1. 健康危害
侵入途徑:吸入、食入。
健康危害:對皮膚、粘膜等組織有強烈的刺激和腐蝕作用。對眼睛可引起結膜炎、水腫、角膜混濁,以致失明;引起呼吸道刺激癥狀,重者發生呼吸困難和肺水腫;高濃度引起喉痙攣或聲門水腫而死亡。口服后引起消化道的燒傷以至潰瘍形成。嚴重者可能有胃穿孔、腹膜炎、喉痙攣和聲門水腫、腎損害、休克等。慢性影響有牙齒酸蝕症、慢性支氣管炎、肺氣腫和肺硬化。
環境危害:對環境有危害,對水體和土壤可造成污染。
本品助燃,具強腐蝕性、強刺激性,可致人體灼傷。
毒理資料
毒理學資料及環境行為
毒性:屬中等毒性。
急性毒性:LD5080mg/kg(大鼠經口);LC50510mg/m3,2小時(大鼠吸入);320mg/m3,2小時(小鼠吸入)
危險特性:與易燃物(如苯)和有機物(如糖、纖維素等)接觸會發生劇烈反應,甚至引起燃燒。能與一些活性金屬粉末發生反應,放出氫氣。遇水大量放熱,可發生沸濺。具有強腐蝕性。
燃燒(分解)產物:氧化硫。
管制信息
本品受管制
法規信息: 化學危險物品安全管理條例 (1987年2月17日國務院發布),化學危險物品安全管理條例實施細則 (化勞發[1992] 677號),工作場所安全使用化學品規定 ([1996]勞部發423號)等法規,針對化學危險品的安全使用、生產、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規定;常用危險化學品的分類及標誌 (GB 13690-92)將該物質劃為第8.1 類酸性腐蝕品。

6注意事項

操作處置
操作、儲存及運輸注意事項
操作注意事項:
密閉操作,注意通風。操作儘可能機械化、自動化。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩),穿橡膠耐酸鹼服,戴橡膠耐酸鹼手套。遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸煙。遠離易燃、可燃物。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與還原劑、鹼類、鹼金屬接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。稀釋或製備溶液時,應把酸加入水中,避免沸騰和飛濺。
儲存注意事項:
儲存於陰涼、通風的庫房。庫溫不超過35℃,相對濕度不超過85%。保持容器密封。應與易(可)燃物、還原劑、鹼類、鹼金屬、食用化學品分開存放,切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。
運輸注意事項:
本品鐵路運輸時限使用鋼製企業自備罐車裝運,裝運前需報有關部門批准。鐵路非罐裝運輸時應嚴格按照鐵道部《危險貨物運輸規則》中的危險貨物配裝表進行配裝。起運時包裝要完整,裝載應穩妥。運輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴禁與易燃物或可燃物、還原劑、鹼類、鹼金屬、食用化學品等混裝混運。運輸時運輸車輛應配備泄漏應急處理設備。運輸途中應防曝晒、雨淋,防高溫。公路運輸時要按規定路線行駛,勿在居民區和人口稠密區停留。

相關評論

同義詞:暫無同義詞