Sērskābe

Sērskābe
	; Sērskābes struktūrformula; ar starpatomu attālumiem; ; Sērskābes molekulas modelis; ; Sērskābes paraugs Latvijas ķīmijas vēstures muzejā
Citi nosaukumi	ūdeņraža tetraoksosulfāts (VI), vitriola eļļa, vitrioleļļa
CAS numurs	7664-93-9
Ķīmiskā formula	H2SO4
Molmasa	98,08 g/mol
Blīvums	1840 kg/m3
Kušanas temperatūra	283 K (10 °C)
Viršanas temperatūra	610 K (337 °C)
Šķīdība ūdenī	jaucas jebkurās attiecībās

Sērskābe (H₂S O₄) tīrā veidā ir eļļains, viegli sasalstošs šķidrums. Ūdens šķīdumos tā ir stipra, neorganiska divvērtīga skābe. Sērskābes sāļus sauc par sulfātiem (dažu metālu sulfātu kristālhidrātus dēvē arī par vitrioliem).

Atrašanās dabā

Sērskābe ir nozīmīga skābā lietus sastāvdaļa. Sēra dioksīds dabā lēnām oksidējas par sēra trioksīdu (šis process gan notiek lēnām, taču neatgriezeniski). Šādā veidā no gaisā nonākušā sēra dioksīda veidojas sērskābe.

Iegūšana

Sērskābi iegūst, šķīdinot ūdenī sērskābes anhidrīdu SO₃. Parasti ķīmiskajā rūpniecībā šķīdināšanai ūdens vietā lieto atšķaidītu sērskābi, lai neveidotos sērskābes migla no ūdens tvaikiem.

Sērskābi parasti ražo, apdedzinot sulfīdus, lielākoties dzelzs persulfīdu (pirītu), ko dēvē par kameru metodi^[1]:

Pirīta FeS₂ apdedzināšana

4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂

SO₂ katalītiska reakcija ar O₂ vanādija(V) oksīda klātbūtnē:

2SO₂ + O₂ → 2SO₃

Sēra (VI) oksīda reakcija ar ūdeni vai atšķaidītu sērskābes šķīdumu:

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

Pirīta vietā ir iespējams lietot arī citus sulfīdus. Vietās, kur lielos daudzumos pieejams sērs vai sērūdeņradis, tos arī var lietot par izejvielām. Pirmās stadijas galaprodukts vienmēr ir sēra dioksīds.

Tālāk sēra dioksīdu oksidē par trioksīdu. Eksistē divas metodes. Izplatītākā ir, lietojot cietu vanādija pentoksīda katalizatoru. Šādā veidā var iegūt tīru un koncentrētu sērskābi.

Pēdējā sērskābes iegūšanas stadija ir sēra trioksīda reakcija ar ūdeni. Lai arī var lietot tīru ūdeni, parasti lieto atšķaidītu sērskābi, jo virs tās ir mazāks ūdens tvaiku spiediens. Sēra trioksīds var reaģēt arī ar ūdens tvaikiem, veidojot sērskābi (smalkas miglas veidā), kuru tālāk ir grūti atfiltrēt. Sēra trioksīdu iespējams arī izšķīdināt koncentrētā sērskābē, iegūstot oleumu.

Nitrozes metode

Atšķaidītas sērskābes (līdz 78%) iegūšanai lieto arī homogēno katalīzi ar slāpekļa oksīdu, ko sauc par nitrozes metodi. Ar šo metodi nevar iegūt koncentrētu sērskābi.

SO₂ + H₂O + NO₂ → H₂SO₄ + NO

Īpašības

Sērskābe reaģē ar lielāko daļu citu skābju sāļu. Sērskābes hidratācija ir eksotermiska, tas nozīmē, ka, šķīdinot sērskābi ūdenī, izdalās siltums.

Ja sērskābē izšķīdina sērskābes anhidrīdu, iegūst oleumu (kūpošo sērskābi), to kopā ar slāpekļskābi lieto daudzu organisko vielu nitrēšanai.

Izmantošana

Sērskābei ir milzīga nozīme minerālmēslu, piemēram, superfosfāta rūpniecībā.

Koncentrētu sērskābi izmanto kā ūdensatņēmēju vielu, jo tā aktīvi saista ūdens molekulas, veidojot dažāda satura hidrātus. To izmanto celuloīda, mākslīgā zīda, plastmasu, krāsvielu, medikamentu un citu organisko vielu ražošanā. Šīs sērskābes īpašības dēļ to izmanto arī dažādu neorganisko vielu un gāzu žāvēšanai eksikatoros.

Ievērojamus daudzumus šīs skābes patērē naftas produktu attīrīšanā no kaitīgiem piemaisījumiem. Šajos procesos gan veidojas bīstami atkritumi (skābais gudrons). Latvijā Inčukalnā ir sērskābā gudrona dīķis.

Atsauces

↑ Gints Ročāns. Tehnika. Langervaldes iela 1a, Jelgava, LV-3001 : Avots, 2008.gads. 95. lpp. ISBN 978-9984-800-45-5.
↑ N.Ahmetovs. Neorganiskā ķīmija, Rīga, "Zvaigzne", 1978, 339. lpp.

Ārējās saites

Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Sērskābe.

Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (krieviski)
Encyclopædia Universalis raksts (franciski)

[1] Gints Ročāns. Tehnika. Langervaldes iela 1a, Jelgava, LV-3001 : Avots, 2008.gads. 95. lpp. ISBN 978-9984-800-45-5.

[2] N.Ahmetovs. Neorganiskā ķīmija, Rīga, "Zvaigzne", 1978, 339. lpp.

[1]

[2]