Промышленный способ получения серной кислоты: научные принципы данного химического производства. Защита окружающей среды от химических загрязнений.

Сырьём для производства серной кислоты могут служить минералы, содержащие серу: самородная сера S, серный колчедан FeS₂ и другие.

1. Первая стадия – получение оксида серы (IV) SO₂:

S+O₂→ SO₂

4FeS₂+ 11O₂→2Fe₂O₃+8SO₂ +Q (обжиг серного колчедана – пирита)

Для ускорения процесса используется чистый кислород, для увеличения поверхности соприкосновения веществ пирит измельчают и реакцию проводят в «кипящем слое».

2. Вторая стадия – окисление SO₂ в SO₃:

2SO₂+O₂ 2SO₃

эта реакция обратимая, чтобы увеличить скорость реакции, вводят катализатор оксид ванадия V₂O₅ и повышают давление.
3. Третья стадия – образование серной кислоты:

SO₃ + H₂O H₂SO₄.

Если для поглощения оксида серы использовать воду, образуется серная кислота в виде тумана, состоящего из мельчайших капелек серной кислоты (оксид серы растворяется в воде с выделением большого количества теплоты, серная кислота настолько разогревается, что закипает и превращается в пар). Для того, чтобы не образовывался сернокислотный туман, используют 98%-ную серную кислоту.

Экологические проблемы: загрязнение атмосферы оксидами серы и пылью. Во избежание этого герметизируют аппаратуру, создают специальные фильтры.

 

Причина многообразия неорганических и органических веществ; взаимосвязь веществ.

1.Многообразие неорганических веществ.

а) Химические элементы образуют как простые, так и сложные вещества. Для многих простых веществ известны их аллотропные формы существования: углерод — в форме графита и алмаза, фосфор белый и красный и т.д. В настоящее время известно около 400 аллотропных видоизменений простых веществ.
б) Многообразие сложных веществ обусловлено их различным качественным и количественным составом. Например, известно для азота пять форм оксидов: N₂O, NO, N₂O₃, NO₂, N₂O₅; для водорода две формы: Н₂О и Н₂О₂ и др.

2. Многообразие органических веществ.

Органических веществ в настоящее время известно более 15 миллионов, в то время как неорганических веществ насчитывается несколько сотен тысяч.

Многообразие органических веществ объясняется следующим:
Атомы углерода способны соединяться с атомами большого числа других химических элементов. Атомы углерода способны соединяться друг с другом в цепи различной длины и строения:

При этом углеродные атомы связываются друг с другом с помощью простых (одинарных), двойных и тройных химических связей, например:

Однако, несмотря на различие в свойствах органических и неорганических соединений, резкой грани между ними не существует. Ярким примером является синтез органических веществ из неорганических.