Перейти к основному содержанию
Химия

Серная кислота плотность

Серная кислота раствор концентрированная плотность

Серная кислота
Серная кислота

Серная кислота, H2SO4, Acidum sulfuri-сшп. Химически чистая безводная С. к. представляет собой хим. соединение серного ангидрида SO3 (81,63%) и воды Н2О (18,37%). Это— бесцветная, прозрачная, маслянистая, нелетучая жидкость, сильно гигроскопическая с уд. в. 1,841. При охлаждении ниже 0° застывает (в отличие от С. к., содержащей хотя бы незначительное количество воды), при 338° кипит, разлагаясь на серный ангидрид и воду. Растворяет почти все металлы, кроме золота и платины, и очень слабо действует на свинец. С водой смешивается во всех отношениях, причем выделяется значительное количество тепла, вследствие чего может происходить опасное разбрызгивание (приливать к-ту к воде, а не наоборот). В технике различают несколько сортов С. к. Наиболее чистый продукт, содержащий около 4)8 % H2SO4, известен под названием моногидрата. Олеум представляет собой моногидрат, насыщенный серным ангидридом (дымящая С. к.); содержание SO3 в олеуме может достигать 44,95% по весу и тогда образуется особое мало прочное соединение состава H2SO4SO3, т. н. пиросерная к-та, твердая при обыкновенной t°c t° пл. 35°. Купоросное масло содержит от 93% до 97% H2SO4 (остальное—вода) и имеет соответственно меньший уд. в. Разведенная С. к. получается из предыдущих препаратов путем надлежащего разведения. Официнальная Acidum sulfuricum purum dilutum готовится смешением 1 ч. чистой С. к. и 5 ч. воды и имеет уд. в. 1,110—1,114. Т. н. камерная и Глове-ровская С. к. представляют собой разведенный полуфабрикат, загрязненный посторонними примесями (Pb, Hg, Си, Zn, Fe, Мп, As, Р и др.). Реактивом на серную кислоту служит ВаС12, к-рый из разбавленных растворов осаждает белую, нерастворимую в кислотах сер-нобариевую соль.

С. к. имеет весьма большое значение в народном хозяйстве и является одним из важнейших продуктов производства и потребления в основной хим. промышленности. Масштабы производства С. к. служат во всех странах показателем уровня развития хим. промышленности. В СССР производство С. к. за время первой пятилетки увеличилось в два с половиной раза—с 199 до 510 тыс. тонн. Бблыпая часть вырабатываемой С. к. идет на изготовление искусственных удобрений, значительное количество на изготовление кислот, солей и очистку нефтепродуктов; другими более крупными потребителями являются текстиль, фарм. промышленность, металлургия, производство красок, взрывчатых веществ, различных органических продуктов и целый ряд других производств. Исходным материалом для промышленного получения С. к. служит гл. обр. серный колчедан (пирит), FeS2 (см. Кислот производство'). Гораздо меньшее пока значение имеет сера. Содержащийся в пирите в качестве постоянной примеси мышьяк легко переходит в С. к. и делает ее чрезвычайно опасной при соприкосновении с металлами (см. Мышьяковистый водород) . Несмотря на тщательную очистку мышьяк все же может находиться в очень малых количествах во всякой С. к., не подвергавшейся специальной очистке путем перегонки. Наиболее чистым сортом технической кислоты является серная кислота, получаемая по контактному способу.

Токсикодинамика С. к. характеризуется гл. обр. местным действием. Приходя в соприкосновение с кожей и особенно со слизистыми оболочками, концентрированная С. к. производит коагуляционный некроз ткани, в механизме к-рого играют роль три момента: хим. взаимодействие с белками протоплазмы, дегидратация ткани и связанное с этим выделение тепла, чем и объясняется значительное разрушительное действие С. к. На месте образовавшегося так. обр. дефекта вначале образуется плотный струп, препятствующий дальнейшему проникновению к-ты в глубь ткани, который затем отторгается путем демаркационного воспаления и дефект восполняется рубцовой тканью, в результате чего, смотря по локализации и обширности повреждения, получается обезображивание или б. или м. значительное нарушение функций, связанное с частичной потерей трудоспособности. При попадании С. к. в желудок возможно прободение его стенки. В производственных условиях С. к. может попадать в дыхательные пути и производить здесь местное раздражающее действие. Это возможно там, где С. к. превращается в капельножидкое состояние вследствие быстрого механического движения (прядильные машины вискозных фабрик) или увлекается в таком состоянии в воздух выделяющимися газами (зарядка больших аккумуляторных батарей) или наконец, когда SO3 дымящейся С. к., поступая в дыхательные пути, превращается на влажной слизистой оболочке в H2SO4. Случай последнего рода, окончившийся смертью, упоминается в литературе. Отмечена также повышенная заболеваемость дыхательных путей у рабочих аккумуляторных.—Профилактические мероприятия и терапию см. Кислот производство.

В качестве лекарственного вещества серная кислота в настоящее время мало применяется. Внутрь в виде разведенной серной к-ты, Ac. sulfuricum purum dilutum, по 0,25—1,0 на прием с 100,0—200,0 воды как питье, утоляющее жажду и отчасти понижающее t°; профилактически такое питье может употребляться для предупреждения хрон. отравления свинцом. Снаружи—для прижигания Рикор предложил пасту из Ac. sulfuricum purum и угля, снаружи же применяют смесь 1 ч. серной к-ты с 3 ч. спирта—Mixtura sulfurica acida, s. Elixir acidum Halleri—для обмываний (0,5—1,0 на 100,0 воды) с целью успокоения зуда кожи при крапивной лихорадке, а также и для смазывания десен при цынге. Соли С. к. имеют большое мед. значение: Na2SOи MgSO4—в качестве слабительных, ZnSO4— как вяжущее, CuSO4—как прижигающее и рвотное и нек-рые др.             н. Правдин.

Открытие в судебных случаях и определение при профессиональных отравлениях. Для открытия С. к. при отравлениях служат содержимое желудка и рвотные извержения. Исследование производится лишь тогда, когда не только кислая реакция на лакмус изменяется в цвете, но и красная бумажка «конго», диметиламиноазобензол, тропеолин 00 иметил-виолет. Характерным признаком концентрированной С. к. является обугливание углеводов. Открытие сульфат-иона хлористым барием дает повод для определения свободной С. к., для этого ее восстанавливают в сернистый ангидрид, последний отгоняют и поглощают окислителями, переводящими его обратно в С. к., к-рая и констатируется. Для этого водное извлечение из содержимого желудка и пр. помещают в перегонную колбу, прибавляют медных опилок и колбу соединяют изогнутой трубкой с холодильником, снабженным аллонжей. Конец аллонжи опускают в раствор иода в присутствии йодистого калия. Колбу нагревают на бане из «цилиндрового» масла до t°, при к-рой начинается реакция меди с С. к., что видно по поглощению иода в приемнике. Когда раствор иода не изменяется больше в цвете, прекращают перегонку, нагреванием отгоняют иод и при помощи хлористого бария открывают и количественно определяют в жидкости приемника сульфат-ион.

Для определения паров серной кислоты в воздухе определенный объем последнего протягивают через поглотители с дест. водой. В растворе после кипячения для удаления сернистого ангидрида (часто сопутствующего парам С. к. в заводских условиях) открывают сульфат-ион хлористым барием и определяют количество свободной к-ты титрованием (индикатор—метил-оранж).              А. Степанов.

Умышленное отравление С. к., в виду ее едких свойств, почти всегда наблюдается как самоубийство, случайные отравления встречаются редко; иногда С. к. применяется в целях убийства детей и лиц, находящихся в беспомощном состоянии. Обливание С. к. практикуется как средство причинить обезображение (см.) лица. Смертельная доза крепкой С. к. около 5 г. При обычном введении С. к. через рот симптомы отравления проявляются тотчас же болями по ходу пищеварительного тракта, рвотой, причем извергаются кислые массы бурого, черного цвета (явления токсического гастрита). В нек-рых случаях смерть наступает

весьма скоро, через 2—3 часа, от шока или задушения рвотными массами. Обычно отравление затягивается на сутки и более, причем обнаруживается общее действие яда—белок в моче, иногда кровяной пигмент. Выздоровление неполное; образуются рубцы (сужение пищевода), наблюдаются расстройства пищеварения, эн-теральгии. Полагают также, что при отравлении С. к. наступлению смерти значительно' способствует отнятие щелочей, обусловленное поступлением в кровь С. к. При вскрытии находят во рту и пищеводе явления «серой ожоги»— слизистая оболочка отделяется в виде-плотных пленок темносерого цвета. Стенка желудка утолщена, внутренняя поверхность его. неровна, бугристая, темнобурого или черного> цвета вследствие пропитывания струпа измененным красящим веществом крови—кислотным гематином. Бывают и прободения, но они не всегда прижизненного происхождения и чаще зависят от посмертного разъедания стенок желудка. Прилегающие к желудку органы от просачивания С. к. представляются как бы обваренными, серыми и плотными наощупь, кровь в сосудах желудка и близких к нему органов вследствие потери воды сгущается и превращается в бурую, крошащуюся массу. В почках наблюдается обычно картина мутного набухания. В случаях хим. исследования органов доказательно лишь открытие свободной серной КИСЛОТЫ.            в. Владимирский..

Серной кислоты производство основано на окислении сернистого газа (SO2), получаемого-сжиганием серного колчедана, серы, цинковой обманки, флотационного колчедана и др. В качестве сырья могут быть использованы газообразные отходы металлургических заводов. Существует два основных метода получения С. к.: камерный и контактный. Модификацией первого является т. н. башенный способ. В обоих случаях сернистый газ получается путем сжигания содержащей серу рудьъ или серы. При камерном способе сернистый газ окисляется кислородом воздуха в присутствии окислов азота (являющихся катализатором).. При контактном способе окисление газа происходит в присутствии специального катализатора (платина, окись ванадия или железа) при. t° 430—450° до 560°. Слабая (камерная) С. к. (65—68% С. к.) может быть превращена в концентрированную к-ту, или купоросное масло-(94—97%) путем упаривания на специальных аппаратах. При контактном производстве серный ангидрид поглощается С. к. с получением дымящейся С. к. (т. н. олеум), являющейся раствором серного ангидрида в С. к.—Основные-процессы сернокислотного производства: дробление колчедана, транспорт его к печам, сжигание, очистка сернистого газа, окисление его» (в камерах, башнях или контактных аппаратах)* с последующим поглощением серного ангидрида водой или С. к. Операция дробления серного» колчедана (FeS2), содержащего 30-—-52% S,. 35—44% Fe и примеси As, Mg, Са, Pb, Se, связана со значительным пылением в случае отсутствия или недостаточности пылеудаляющих устройств. Загрузка колчедана в печь также связана с выделением пыли при работе, особенно если последняя недостаточно механизирована. Сжигание колчедана происходит сейчас в СССР только в специальных механизированных пиритных печах Гересгофа, Гумбольдта, Лурги и др. В дореволюционной России и в СССР в дореконструктивный период применялись ручные печи Малетра и др. Сжигание колчедана происходит при t° до 655°. Отсюда— сильный нагрев стенки печи (до 120° в верхних частях печи) и неблагоприятные метеорологические условия в цехе: t° воздуха летом бывает в пределах 31,5—37,5° у второго свода и до 40,5—44,0° у первого свода. Температура воздуха на разных площадках неравномерна. Тепловое излучение от поверхности печи—в пределах до 2,3—3,9 г/кал. Значительно облучение при работах у открытых окон печи (напр. при смене гребков)—до 6,6—8,0 г/кал. Поступление газа в воздух рабочего помещения особенно сильно при обслуживании ручных печей. В печном отделении Дегунинского завода Гродзовский находил (при работе ручных печей): 0,71 мг на 1 л (во время загрузки колчедана) и 0,134—• 0,279 мг—над печами. При нормальной работе механических печей выход газа в помещение незначителен. Основные причины выбивания газа—нарушение вакуума печи (неисправность газовых вентиляторов и др.), работа по смене гребков и т. д. В разное время в печных отделениях серпокислотных заводов находили от 0,006 до 0,019 мг на 1 л, 0,014 до 0,104 мг и т. п. При остановке газовых вентиляторов концентрация газа повышалась до 0,134-—-0,138 и 0,105—0,144 мг на 1 л (Ляхов и Мирский). При выгрузке огарка (FeO2) отмечаются заметное пыление и незначительное выделение газа.

В производствах по камерному и башенному способам наблюдается поступление в воздух рабочих помещений окислов азота: у камер (в случае негерметичности их), у Гловеровых башен (негерметичность их), при подаче азотной к-ты на башню в насосных отделениях и т. п. Производство С. к. контактным способом более совершенно и с точки зрения гигиены труда: отсутствие источника выделения окислов азота, герметичность процесса. Выделение SO2 и SO3 может наблюдаться при адсорпции SO2 С. к. и при разведении последней. Наличие мышьяка в колчедане обусловливает возможность образования мышьяковистого водорода, в частности при очистке цистерн из-под С. к. (при предварительной промывке слабая С. к. реагирует с железной стенкой цистерны с образованием водорода и последний в свою очередь входит в соединение с мышьяком). В отделении концентрации С. к. в воздух могут поступать сернистый ангидрид (находили в пределах 0,012—0,06 мг на 1 л) и серный ангидрид. Поскольку значительная часть кислотопроводов и других частей оборудования изготовлена из свинца (кислотоупорность), имеется возможность свинцовых отрав-, лений (свинцовая пайка и пр.). Значительна также опасность ожога серной и азотной к-тами (розлив к-ты, транспорт ее, ремонт кислотопроводов, подача азотной к-ты на башню и пр.).

Острые проф. отравления наблюдаются редко. По материалам Ин-та им. Обуха на Дегунинском заводе в Москве (оборудованном в момент обследования ручными печами) отмечалась большая по сравнению с другими группами рабочих поражаемость верхних дыхательных путей (20,5% больных хрон. бронхитом против 16% у непроизводственных рабочих того же завода). Там же отмечена повышенная частота хрон. гастритов (12,5% против 9%). Лей-ман (Leymann) отмечает то же соотношение: 15,1% поражений верхних дыхательных путей против 8,8% у непроизводственных рабочих и 14,4% жел.-киш. заболеваний против 12,3%. В последние годы в связи со значительной технической реконструкцией предприятий заболеваемость рабочих сернокислотных заводов потеряла указанные специфические черты. Брюкнер (Вгйскпег) нашел, что среди обследованных им 313 рабочих сернокислотных заводов было-7,9% больных бронхитом и др. катарами верхних дыхательных путей против 15,7% у рабочих других цехов завода; 8,9% больных гастритом против 9,3% на других заводах и т. д. Среднее число дней б-ни на 1 рабочего в. год—'15,5 на сернокислотных заводах против 21,7 у непроизводственных рабочих хим. заводов.

Оздоровительные мероприятия должны итти по пути рационализации оборудования (механические печи, механическая загрузка колчедана, пневматическое или иное механизированное удаление огарка, автоматическая подача азотной к-ты и пр.), обеспечения герметичности аппаратов, поддержания нормального производственного режима, целесообразной системы вентиляции (пылеудаление в дробильном отделении, борьба с неблагоприятными метеорологическими условиями и газами в печных отделениях и пр.). Ляхов (Всесоюзный и-нт организации оздоровления труда в Москве) разработал рациональную схему вентиляции печных отделений, основанную на изоляции печей воздушной рубашкой. Необходимая спецодежда рабочих: шерстяные костюмы, резиновая обувь, резиновые перчатки и очки. Приспособления по-розливу и транспорту к-т должны быть рационально устроены.                 з. Израэльсон.

Лит.: Ляхова Б. иМирскийМ., Пути оздоровления условий труда в печных отделениях сернокислотных заводов, Гиг. и безопасн. труда, 1933, № 4; С тахо реки й С. и Асе Т., Серная кислота в воэдухе-аккумуляторных, Тр. и мат. Укр. ин-та раб. мед., вып. 5, 1926; Труд, быт и состояние здоровья рабочих Дегунинского завода, Оздор. труда и революция быта, Труды ин-та им. Обуха, вып. 8, ч. 1, М., 1926; Труд и здоровье рабочих химической промышленности, под ред. Е. Шнейдера, М., 1930; Bruckner Н., Uber den Ge-sundheitszustand der Saurearbeiter in der chemischen. Industrie, Zentralbl. f. Gewerbehyg. u. Unfallverhutung, 1925, № 7; Leymann, Schwefelsaureherstellung (Hndb.. d. Arbeiterschutzes, hrsg. v. F. Syrup, B. Ill, B., 1924—1927); WaeserB., Handbuch der Schwefelsau-refabrikation, В. I—II, Braunschweig, 1930.

Химические элементы

Поделиться с друзьями