A)KWAS SOLNY
HCL-SUMARYCZNY
STRUKTURALNY -H-CL
OTRZYMYWANIE-Przemysłowa synteza kwasu solnego jest zawsze zintegrowana z innymi procesami chemicznymi. Znaczne ilości kwasu solnego otrzymuje się jako produkt uboczny, poprzez absorpcję chlorowodoru powstającego przy okazji licznych procesów chemicznych.
Głównym źródłem kwasu solnego jest jednak elektroliza wodnego roztworu chlorku sodu, w wyniku której powstaje wodorotlenek sodu i przy okazji chlor i wodór. Chlor po oczyszczeniu jest mieszany w kontrolowanych warunkach z gazowym wodorem i spontanicznie z nim reaguje z wydzieleniem znacznych ilości ciepła, wg schematu:
H2 + Cl2 → 2HCl
Otrzymany gazowy chlorowodór jest absorbowany na specjalnych kolumnach w wodzie, w wyniku czego powstaje ok. 15-20% kwas solny, który zatęża się do 36,7%.
b)KWAS SIARKOWY
SUMARYCZNY -H2S
H
STRUKTURALNY-S’
'H
OTRZYMYWANIE-Współcześnie kwas siarkowy otrzymuje się w przemyśle głównie metodą kontaktową. W metodzie tej można wyróżnić trzy podstawowe etapy:
* spalanie siarki do SO2
* utlenianie SO2 do SO3 (na katalizatorze wanadowym)
* absorpcja SO3 w oleum oraz stężonym kwasie siarkowym
Spalanie siarki [edytuj]
Reakcję spalania siarki przedstawia równanie:
S8 + 8O2 → 8SO2
Z podanego równania reakcji wynika, że z 1 mola zużytego tlenu otrzymuje się 1 mol SO2. Spalanie siarki odbywa się bez zmiany objętości gazów.
Gdyby siarkę spalać nie w powietrzu, lecz w tlenie, to otrzymywałoby się czysty SO2. W przypadku spalania w powietrzu sumaryczne stężenie wytworzonego ditlenku siarki i nie spalonego tlenu będzie zawsze równe 21%, czyli początkowemu stężeniu tlenu w powietrzu. Stężenie ditlenku siarki w gazach spalinowych wynosić może zatem maksymalnie 21%.
Przy produkcji kwasu siarkowego nie uzyskuje się podczas spalania siarki tak dużych stężeń SO2. Po pierwsze dlatego, że im mniej tlenu pozostaje w gazach, tym reakcja spalania zachodzi wolniej. Do jej przeprowadzenia potrzebne byłyby więc piece o dużej objętości. Po drugie dlatego, że tlen potrzebny jest w gazach po to, aby w dalszej części instalacji przeprowadzić utlenianie ditlenku siarki do tritlenku. Spalając siarkę w omówionych niżej piecach otrzymuje się gaz zawierający 10 – 12% ditlenku siarki. Resztę stanowi azot i tlen.
C)KWAS AZOTOWY V
SUMARYCZNY-HNO3
O
STRUKTURALNY-H-O-N’’
’'O
OTRZYMYWANIE-Kwas azotowy(V) można na skalę przemysłową otrzymywać w reakcji katalitycznego utleniania amoniaku (w temperaturze 900 °C w obecności platyny i rodu) według równania:
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
Tak uzyskany tlenek azotu(II) utlenia się do tlenku azotu(IV):
2NO + O2 → 2NO2
Następnie powstały tlenek ulega dysproporcjowaniu w wodzie wg równania:
2NO2 + H2O → HNO3 + HNO2
W reakcji powstaje kwas azotowy(V) i kwas azotowy(III). Ten drugi jest nietrwały i ulega dalszemu dysproporcjowaniu:
3HNO2 → HNO3 + 2NO + H2O
Powstały tlenek azotu(II) jest ponownie utleniany i wykorzystywany w procesie. Tę metodę otrzymywania kwasu azotowego z tlenku azotu opracował Ignacy Mościcki.
D)KWAS WĘGLOWY
SUMARYCZNY-H2CO3
OTRZYMYWANIE-Kwas węglowy otrzymać można rozpuszczając dwutlenek węgla w wodzie:
H2O + CO2 ⇌ H2CO3 + 165,96 kcal
W praktyce jednak rozpuszczenie nawet znacznej ilości dwutlenku węgla w wodzie prowadzi do otrzymania niewielkiego stężenia tego kwasu ze względu na to, że równowaga powyższej reakcji jest silnie przesunięta w stronę substratów. Właśnie to zjawisko jest odpowiedzialne za lekko kwaśny smak tzw. wody sodowej.
Wodę nasyconą CO2 można uzyskać także poprzez rozkład wodorowęglanu sodu w zakwaszonej wodzie (→ napoje musujące w proszku).
e)KWAS FOSFOROWY
SUMARYCZNY-H3PO4
OTRZYMYWANIE-W przemyśle otrzymuje się go w wyniku działania kwasu siarkowego(VI) na ortofosforan(V) wapnia, którego źródłem są minerały apatyt i fosforyt a czasami także zmielone kości zwierząt:
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 3CaSO4 + 2H3PO4
Wydzielający się w tej reakcji siarczan(VI) wapnia można łatwo oddzielić od kwasu fosforowego przez filtrowanie, gdyż nie rozpuszcza się on w wodzie.
Bezwodnikiem kwasu fosforowego jest tlenek fosforu(V), który w kontakcie z dużym nadmiarem wody przechodzi w kwas:
P4O10 + 6H2O → 4H3PO4
Przy mniejszej ilości wody zamiast kwasu ortofosforowego(V) powstają polimeryczne kwasy ortofosforowe (polifosforowe) o ogólnym wzorze H2O×(HPO3)x (najprostszym i najlepiej poznanym kwasem polifosforowym jest kwas pirofosforowy, H4P2O7). Kwasy polifosforowe można też otrzymać w wyniku odparowywania wody z kwasu fosforowego. W praktyce laboratoryjnej często zdarza się, że długo przechowywany kwas fosforowy(V) w niedomkniętej butelce ulega tego rodzaju polimeryzacji z powodu wyparowywania z roztworu wody. Można go jednak zawsze “odtworzyć” dodając do niego odpowiednią ilość wody i lekko podgrzewając, choć proces ten bywa dość czasochłonny. W wyniku ogrzewania kwasu fosforowego powyżej 300 °C powstaje kwas metafosforowy, HPO3 zgodnie z równaniem:
H3PO4 → HPO3 + H2O
Kwas ortofosforowy(V) powstaje również podczas działania na fosfor czerwony kwasem azotowym:
3P + 5HNO3 + 2H2O → 3H3PO4 + 5 NO.
Reakcja ta jest niebezpieczna i może przebiegać wybuchowo.
KWAS SIARKOWY VI
SUMARYCZNY H2SO4
OTRZYMYWANIE-Współcześnie kwas siarkowy otrzymuje się w przemyśle głównie metodą kontaktową. W metodzie tej można wyróżnić trzy podstawowe etapy:
* spalanie siarki do SO2
* utlenianie SO2 do SO3 (na katalizatorze wanadowym)
* absorpcja SO3 w oleum oraz stężonym kwasie siarkowym
Spalanie siarki [edytuj]
Reakcję spalania siarki przedstawia równanie:
S8 + 8O2 → 8SO2
Z podanego równania reakcji wynika, że z 1 mola zużytego tlenu otrzymuje się 1 mol SO2. Spalanie siarki odbywa się bez zmiany objętości gazów.
Gdyby siarkę spalać nie w powietrzu, lecz w tlenie, to otrzymywałoby się czysty SO2. W przypadku spalania w powietrzu sumaryczne stężenie wytworzonego ditlenku siarki i nie spalonego tlenu będzie zawsze równe 21%, czyli początkowemu stężeniu tlenu w powietrzu. Stężenie ditlenku siarki w gazach spalinowych wynosić może zatem maksymalnie 21%.
Przy produkcji kwasu siarkowego nie uzyskuje się podczas spalania siarki tak dużych stężeń SO2. Po pierwsze dlatego, że im mniej tlenu pozostaje w gazach, tym reakcja spalania zachodzi wolniej. Do jej przeprowadzenia potrzebne byłyby więc piece o dużej objętości. Po drugie dlatego, że tlen potrzebny jest w gazach po to, aby w dalszej części instalacji przeprowadzić utlenianie ditlenku siarki do tritlenku. Spalając siarkę w omówionych niżej piecach otrzymuje się gaz zawierający 10 – 12% ditlenku siarki. Resztę stanowi azot i tlen.
KWAS SIARKOWY IV
STRUKTURALNY-H2SO3
OTRZYMYWANIE-?
wodorotlenku sodu
NAOH
OTRZ- * połączenie tlenku sodu z wodą:
Na2O + H2O → 2NaOH
* reakcja sodu z wodą:
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑
Reakcja ta przebiega energicznie z uwolnieniem swobodnego wodoru, który może ulec zapłonowi. Użycie niewielkiej ilości sodu jest jednak bezpieczne i dlatego też jest często pokazywane w szkołach jako przykład reakcji metalu aktywnego z wodą.
* kaustyfikacja sody polegająca na działaniu na sodę kalcynowaną świeżym wapnem gaszonym:
Ca(OH)2 + Na2CO3 → 2NaOH + CaCO3
* na skalę przemysłową otrzymuje się go poprzez elektrolizę wodnego roztworu chlorku sodu (NaCl).
Na anodzie wydziela się chlor: Cl- → ½Cl2 + e-
Na katodzie zobojętnieniu ulegają jony wodorowe pochodzące z wody: H3O+ + e- → H2O + ½H2
Działanie na organizm człowieka [edytuj]
Oddziaływanie w postaci pyłu, pary lub aerozolu wywołuje ból i łzawienie oczu, uczucie pieczenia w nosie i gardle, kaszel, uczucie duszenia się. Skażenie skóry wywołuje ból, zaczerwienienie, oparzenie chemiczne z pęcherzami i martwicą. Rozległe skażenie skóry może spowodować wstrząs lub zapaść. Skażenie oczu pyłem lub roztworem powoduje zniszczenie aparatu ochronnego oczu, oparzenie gałki ocznej – rogówki i głębszych struktur oka. Wniknięcie drogą pokarmową wywołuje oparzenie błony śluzowej jamy ustnej gardła i dalszych części przewodu pokarmowego z ryzykiem uszkodzenia lub perforacji ścian, krwotoku, wstrząsu i zgonu. W wypadku zatrucia podaje się tlen wziewnie i pyralginę pozajelitowo, z następującym leczeniem objawowym.
wodorotlenku potasu
KOH
OTRZ-Na skalę przemysłową otrzymuje się go poprzez elektrolizę roztworu chlorku potasu wykorzystaniem katody rtęciowej (proces analogiczny jak przy produkcji wodorotlenku sodu). Dawniejszą metodą produkcji wodorotlenku potasu była kaustyfikacja węglanu potasu.
wodorotlenku wapnia
CA(OH)2
OTRZYM-Wodorotlenek wapnia otrzymuje się na skalę przemysłową w reakcji gaszenia wapna palonego, czyli reakcji tlenku wapnia z wodą:
CaO + H2O → Ca(OH)2
ZAD 2
zasady rozpuszczają się w wodzie, a ponadto
nie każdy wodorotlenek jest zasadą
każda zasada jest wodorotlenkiem
ZAD3
KWAS-RÓŻOWY
ZAS-BEZBARWNY