Кислоты в быту: применение и использование

Что такое кислоты

Естественно, это химические соединения, в состав которых обязательно входит один или несколько атомов водорода, плюс так называемый кислотный остаток. В химических реакциях атомы водорода могут меняться на атомы металла, и получившиеся соединения буду называться солями.

Кислота – это не обязательно жидкость, в природе существуют и газообразные, и кристаллические их варианты. Например, я уже упоминала про фтор и фтороводородную кислоту, которую он образует. Вот если в этой кислоте поменять атом водорода на металл, например, тот же кальций или алюминий, то и получится фторид кальция, либо фторид алюминия, который и входит в состав зубной пасты.

С твердой кислотой вы можете познакомиться в статье про взаимодействие канцелярского клея с уксусом и даже провести с ней очень простые опыты.

Общее у них кислот одно – все они имеют более или менее кислый вкус, чем и объясняется их собирательное название. Схожи они между собой и своими химическими свойствами – практически все они разрушают металлы, а нашему организму приносят вред при попадании как на поверхность кожи или слизистых оболочек, так и вовнутрь.

История

Серная кислота (или старое название — купоросное масло) была известна с давних времен. Первые упоминания о ней можно найти в текстах алхимика Джабира ибн Хайянь 8-го века. Возможные методы производства описаны в трудах Альберта Великого (1200-1280) и Василия Валентина (1600). В основе этого метода лежит образование кислоты с хальканинту и квасцов. Устаревшее название происходит от устаревшей названия минералов из которых она приобреталась — купороса. Первые научные исследования с помощью серной кислоты провел Иоганн Рудольф Ґляубер. Он провел реакцию между серной кислотой и солью и получил соляную кислоту и соль, которая была названа в его честь — глауберова соль. Методы, в которых были использованы сульфаты, были очень сложными и дорогими. Для получения больших количеств этого вещества в 18-м веке разработали процесс, в котором использовалось сжигание серы и селитры в стеклянной таре. Так как стеклянные сосуды были очень хрупкими, то первая реакция была проведена в 1746 году Джоном Робак в свинцовых контейнерах. Серная кислота создана методом Джона Робака имела концентрацию только 35-40%. Позже улучшения метода французским химиком Жозефом Луи Гей-Люссаком и английским Джоном Гловером дало выход вещества 78% концентрации. Тем не менее, по некоторым красителей и других химических веществ требует более концентрированного продукта. В течение 18-го века серная кислота получалась сухой перегонкой минералов, процесс похож на оригинальные алхимические процессы. Пирит (дисульфид железа, FeS 2) нагревали в воздухе для получения железа (II) сульфат, FeSO 4, который окисляется при дальнейшем нагревании до железа (III) сульфат Fe 2 (SO 4) 3, который при нагревании до 480 ° С, разлагается до железа (III) оксид и триоксида серы, который может быть использован для получения серной кислоты в любой концентрации. В 1831 году британский купец Перегрин Филлипс запатентовал контактный процесс, который был гораздо более экономичный. Сегодня почти вся серная кислота в мире производится с использованием этого метода.

История

Серная кислота

Еще много столетий назад древние ученые описывали свойства этой кислоты, при этом отсылки к веществу замечаются в самых разных документах.

Также было описано и влияние серной кислоты на организм человека – при попадании на кожу у пострадавшего возникали сильные ожоги, вылечить которые было крайне проблематично.

Растворы

Кислота серная, класс опасности которой определяется вполне конкретно, обладает свойствами, которые напрямую зависят от раствора. Действие может быть разным, так как сегодня существуют различные концентрации вещества:

  • Разбавленное вещество, концентрация которого составляет менее десяти процентов. При этом отравление серной кислотой вероятно, но риск гораздо меньше, чем при отравлении кислотой более высокой концентрации.
  • Аккумуляторная кислота с долей не более 32 процентов.
  • Башенная, при которой концентрация вещества составляет не более семидесяти пяти процентов.
  • Концентрированная – почти сто процентов кислоты.

Применение серной кислоты в быту

Серная кислота в домашних условиях пользуется спросом среди автолюбителей. Процесс приготовления раствора электролита для автомобильного аккумулятора сопровождается добавление серной кислоты. Работая с данной кислотой следует помнить о правилах безопасности. В случае попадания кислоты  на одежду или открытые участки кожи, стоит немедленно промыть их проточной водой. Серная кислота, которая разлилась на металл, может нейтрализоваться с помощью извести или мела. Заправляя автомобильный аккумулятор необходимо придерживаться некой последовательности: постепенно добавлять кислоту к воде, а не наоборот. Когда вода вступает в реакцию с серной кислотой происходит сильное нагревание жидкости, что может приводить к её разбрызгиванию. Поэтому стоит быть особо внимательным, чтобы жидкость не попала на лицо, или в глаза. Кислота должна храниться в плотно закрытой емкости. Важно, чтобы химическое вещество сохранялось в недоступном для детей месте.

Симптомы

Ожог серной кислотой, первая помощь при котором должна оказываться немедленно квалифицированным специалистом, обладает характерными симптомами, по которым и можно диагностировать проблему. Сделать это нужно как можно скорее, так как только так получится максимально снизить негативные последствия и быстрее вернуться к нормальному образу жизни.

Симптомы данной проблемы очевидны даже человеку, который никогда не сталкивался с веществом, потому диагностика не должна составить проблему. При отравлении парами у пострадавшего будут проявляться следующие признаки:

  • серьезные ожоги глаз;
  • травмы слизистых оболочек дыхательных путей;
  • сильное поражение всей дыхательной системы;
  • поражение органов пищеварения.

Если же отравление произошло жидкостью, симптомы можно заметить сразу:

  1. Если кислота попала внутрь, во всех органах пищеварения возникает резкая боль, жжение, неприятные ощущения.
  2. Значительно повышается отделение слюны, возможна внезапная диарея.
  3. В результате воздействия вещества поражаются почки, цвет мочи становится красным или бурым.
  4. Через некоторое время начинается затруднение дыхания.
  5. На кожных покровах начинается посинение.
  6. Происходят сбои в работе сердца.
  7. Чернеют губы, а на зубах возникают черные пятна.

Обратите внимание! Для того чтобы наступила смерть, достаточно принять всего 5 мг данного химического вещества. Если человек отравился меньшим количеством, следует немедленно оказать первую помощь и как можно скорее обратиться к специалистам.

Ожог

Случается, что пренебрежение мерами безопасности при работе с химическим веществом приводит к попаданию серной кислоты на кожу, что становится причиной получения тяжёлых травм. Разбавленные растворы этого вещества вызывают ожоги первой или второй степени, в то время, как более концентрированная кислота может вызвать более тяжелые травмы.

Ожог серной кислотой может случиться не только на производстве, но и в быту. Поэтому важно знать, какие меры необходимо принять в первую очередь, ведь химический ожог кислотой сильно отличается от термической травмы.

Первая помощь при ожоге серной кислотой:

  • освободить травмированное место от одежды, так как это может вызвать распространение вещества по другим участкам тела;
  • промыть рану прохладной водой в течении 30 минут. Кратковременный контакт с водой или использование влажных салфеток может стать причиной водного испарения и усиления ожога, именно поэтому промывание должно быть непрерывным;
  • после промывания, рану необходимо обработать или раствором пищевой соды (столовая ложка на 1 литр воды);
  • если ожог произошёл в районе лица и химикаты попали в глаза, их нужно промыть слабым раствором марганцовки.

Читайте

Лечение

В первую очередь больного нужно доставить в больницу, где лечащий врач назначит необходимое лечение. Оно состоит из уменьшения болевых симптомов и восстановления кожного покрова. Для окончательно выздоровления назначаются различные препараты:

  • для обеззараживания – перекись водорода 3%, Хлоргексидин или Мирамистин;
  • устранение воспалительного процесса – Декспантенол;
  • обезболивание – мазь Мефенат, таблетки Парацетамола;
  • заживление и регенерация кожи – Бепантен, Левомеколь;
  • для открытых ран используют спрей Олазоль или Бепатнол.

Катастрофа

Наибольшему риску подвергаются люди, имеющие непосредственное отношение к производству, в котором используется данный элемент. К сожалению, случаи, когда на производстве случаются серьезные аварии, довольно частые, и риску подвергаются как сотрудники предприятия, так и люди, проживающие в непосредственной близости к промышленной зоне, так и люди, живущие в отдаленных районах.

Последние могут пострадать потому, что вещество, испаряясь, накапливается в облаках, а позже выливается на регион с осадками.

Существует определенная доза кислоты, при которой воздействие не будет ощутимо, но если это количество по каким-то причинам превышается, начинается самая настоящая экологическая катастрофа, способная не только уничтожить урожай, но и негативно сказаться на жизни людей. При этом распространены случаи летального исхода от большого количества ожогов при попадании на тело и не оказанной вовремя медицинской помощи.

Химические свойства

Диссоциация в водном растворе идет в несколько этапов:

Серная кислота Первый этап диссоциации; K 2 = 2.4 x 6 октября (сильная кислота)

Это значение кислотности взятое в качестве основного при определении суперкислот.

Серная кислота Вторая стадия дисоциациии; K 1 = 1,0 x 10 -2

Серная кислота разрушает также много органических веществ, в частности углеводы — дерево, бумага, хлопчатобумажные ткани, сахар и тому подобное. Разрушение этих веществ объясняется тем, что концентрированная серная кислота отнимает от них водород и кислород в виде воды, а углерод остается в виде пористого угля. При действии разбавленной серной кислоты на металлы, которые в электрохимическом ряду активности металлов расположены слева водорода, выделяется водород. Концентрированная серная кислота обладает сильным окислительный эффект и способна реагировать, при нагревании, даже с благородными металлами, такими как медь, ртуть и серебро, хотя при этом она не взаимодействует с железом. Поэтому для перевозки концентрированной серной кислоты используются железные цистерны.

Серная кислота Реакция меди с концентрированной серной кислотой

Стандарты[править | править код]

  • Кислота серная техническая ГОСТ 2184—77
  • Реактивы. Кислота серная. Технические условия ГОСТ 4204—77

Правила работы с серной кислотой (профилактика)

Работа с серной кислотой требует особых мер предосторожности:

  • защита дыхательных органов противогазом;
  • защитная одежда с повышенной степенью защиты (кислостойкие сапоги, очки и маска из оргстекла);
  • непосредственная близость к водопроводу, дабы промыть рану в случае травмирования;
  • пролитое вещество необходимо нейтрализовать и тщательно смыть водой;

Важно запомнить, что в случае разбавления H2SO4 водой, именно кислота тонкой струйкой добавляется в воду. Если сделать наоборот, произойдёт реакция, логичным и неприятным исходом которой станет взрыв с выбросом концентрированных капель химиката.

Интересные опыты с серной кислотой

Мы предлагаем вам видеоподборку интересных опытов с серной кислотой.

Рассмотрим реакцию серной кислоты при ее заливании в сахар. На первых секундах попадания серной кислоты в колбу с сахаром происходит потемнение смеси. После нескольких секунд субстанция приобретает черный цвет. Далее происходит самое интересное. Масса начинает стремительно расти и вылазить за пределы колбы. На выходе получаем гордое вещество, похоже на пористый древесный уголь, превышающий первоначальный объем в 3-4 раза.

Автор видео предлагает сравнить реакцию кока-колы с соляной кислотой и серной кислотой. При смешивании Кока-колы с соляной кислотой никаких визуальных изменений не наблюдается, а вот при смешивании с серной кислотой Кока-кола начинает закипать.

Интересное взаимодействие можно наблюдать при попадании серной кислоты на туалетную бумагу. Туалетная бумага состоит из целлюлозы. При попадании кислоты молекулы целлюлозы мгновенно разрушайся с выделением свободного углерода. Подобное обугливание можно наблюдать при попадании кислоты на древесину.

В колбу с концентрированной кислотой добавляю маленький кусочек калия. На первой секунде происходит выделение дыма, после чего металл мгновенно вспыхивает, загорается и взрывается, разделаясь на кусочки.

В следующем опыте при попадании серной кислоты на спичку происходит ее вспыхивание. Во второй части опыта погружают алюминиевую фольгу с ацетоном и спичкой внутри. Происходит мгновенное нагревание фольги с выделением огромного количества дыма и полное ее растворение.

Интересный эффект наблюдается при добавлении пищевой соды в серную кислоту. Сода мгновенно окрашивается в желтый цвет. Реакция протекает с бурным кипением и увеличением объема.

Все вышеприведенные опыты мы категорически не советует проводить в домашних условиях. Серная кислота очень агрессивное и токсичное вещество. Подобные опыты необходимо проводить в специальных помещениях, которые оборудованы принудительной вентиляцией. Газы, выделяемые в реакциях с серной кислотой, очень токсичны и могут вызвать поражение дыхательных путей и отравление организма. Кроме того, подобные опыты проводятся в средствах индивидуальной защиты кожных покровов и органов дыхания. Берегите себя!

Название продукта

Серная кислота — наименование вещества, закрепленное национальным стандартом 53045–2008.

Международное название — Sulphuric acid.

Свойства эмульгатора E513

В современной пищевой промышленности добавка E513 используется в качестве стабилизатора. Кроме соединения серы и селитры, в лабораторных условиях производство серной кислоты проводится следующим образом: сначала проводится обжиг железного колчедана, в результате которого на выходе получается соединение серы и водорода. Окисление этого соединения становится причиной образования серного ангидрида, который, растворяясь в воде, дает серную кислоту.

Вещество имеет высокие гигроскопические характеристики. При попадании на бумагу и древесину она вызывает обугливание, а при попадании на человеческую кожу становится причиной ожогов. Такие ее качества являются причиной повышенных требований безопасности при упаковке и перевозке. Пищевую добавку E513 допускается перевозить в таких емкостях:

  • стальные контейнеры и бочки;
  • емкости из полимеров, заключенные в металлический каркас;
  • стальные емкости с прокладками из фторопласта в горловине;
  • другие емкости, сделанные из материалов, стойких к влиянию серной кислоты.

Основные производители добавки E513

Раствор серной кислоты
Серная кислота относится к тем веществам, которые достаточно легко производить. На этом поприще работают немало отечественных и зарубежных предприятий. На территории Российской империи первое предприятие по производству серы было основано в 1805 году. Производственные мощности располагались в Звенигородском уезде, в Подмосковье. До начала Первой мировой войны Российская империя входила в топ-15 стран-производителей серной кислоты. Ныне же среди производителей стоит отметить «Среднеуральский медеплавильный завод» (Среднеуральская область), «Кольскую металлургическую компанию» (Мурманск), открытое акционерное общество «Аммофос» из Вологодской области, а также мировых производителей вроде тунисского предприятия «Groupe Chimique Tunisien», «Туркменабатский химический завод имени Сапармурата Ниязова», китайскую фирму «Sinopec» и проч.

Применение серной кислоты

Конечно, в концентрированном виде серная кислота в пищевой промышленности не используется. Применяется только её 10-процентный раствор. Главным образом, добавку E513 используют в качестве подкислителя дрожжевого сусла. Этот подкислитель необходим в процессе приготовления спирта из крахмалосодержащего сырья. Нельзя забывать и о том, что данное вещество является хорошим регулятором кислотности в безалкогольных напитках, а также катализатором инверсии сахаров (в данном случае применяется E513 крайне редко).

Эмульгатор E513 прекрасно подходит для обработки загрязнённых дрожжей. Кислота буквально выжигает посторонние микроорганизмы, не разрушая при этом дрожжевую структуру. Используется она при рафинации жиров.

Пищевая промышленность – это не единственная сфера, где она нашла своё широкое применение. В сельском хозяйстве без неё тоже трудно обойтись. Её активно используют в изготовлении минеральных удобрений: так, вещество является важным элементом в образовании минеральных кислот и солей. Используется она и в тяжёлой промышленности, где она является электролитом в свинцовых батареях.

Опыты с веществом вспомнит, пожалуй, каждый школьник, поэтому логично, что её используют и в химпроме. С её помощью осуществляется производство взрывчатки, химических волокон, красителей. Также добавка E513 необходима тем, кто работает в кожевенной, нефтяной, текстильной и металлообрабатывающей отраслях.

Источники

  • https://otravlenya.ru/sernaya-kislota.html
  • https://otravleniehelp.ru/kislota/sernaya-kislota-vliyanie-na-organizm.html
  • https://himiya.gosstandart.info/slozhnye-veshchestva/kisloty/sernaya-kislota/
  • http://vkusologia.ru/dobavki/stabilizatory-emulgatory/e513.html
  • https://FoodandHealth.ru/dobavki/sernaya-kislota-e513/

[свернуть]

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...