Главная / Рефераты / Рефераты по экологии
Реферат: Серная кислота и экология биосферы
Notice: Undefined variable: ref_img in /home/area7ru/area7.ru/docs/referat.php on line 323
Муниципальное общеобразовательное учреждение гимназия №26
Серная кислота и экология биосферы
Реферат
Выполнила ученица 8-2 класса
Л.Глазунова
Челябинск 2004
Оглавление
Стр.
1. Производство серной кислоты 3
2. Свойства серной кислоты 4
3. Применение серной кислоты 6
4. Смог – что это такое? 7
5. Диоксид серы 7
6. Круговорот серы в биосфере 8
7. Очистка газов от SO2 10
8. Контроль атмосферы в г. Челябинске 10
9. Литература 12
1.Производство серной кислоты
Весь процесс можно разбить на три последовательных стадии: получение диоксида серы, окисление его до триоксида и поглощение триоксида серы.
Получение диоксида серы
Наиболее распространенным сырьем для получения SO2 является пирит
FeS2, который подвергают обжигу:
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
Обжиг проводят в специальной печи. В результате обжига пирита получается обжиговый газ, который, кроме диоксида серы, содержит кислород, азот, пары воды и другие примеси. Некоторые из этих примесей вредны для последующих процессов производства кислоты, поэтому обжиговый газ подвергают тщательной очистке от твердых частиц и влаги. Осушение газа проводится концентрированной серной кислотой. Иногда в качестве сырья для получения серной кислоты используют диоксид серы, содержащийся в отходящих газах других производств или полученный сжиганием серы.
Получение триоксида серы
Вторая стадия производства серной кислоты – окисление диоксида серы кислородом воздуха до триоксида. Окисление проводят при температуре 400 –
600 градусов по Цельсию в присутствии катализаторов.
Поглощение триоксида серы
Полученный оксид серы (VI) поступает в поглотительную башню, стенки которой орошаются концентрированной серной кислотой (массовая доля H2SO4
98%). Поглощение триоксида серы водой неэффективно: образуется «туман» из мелких капелек серной кислоты, который долго конденсируется.
Конечный продукт производства – раствор SO3 в серной кислоте, называемый олеумом. Он может быть разбавлен водой до серной кислоты нужной концентрации.
Рис. 1 Схема производства серной кислоты
1-печь для обжига; 2,3-пылеулавливатели; 4-осушительная башня; 5-контактный аппарат; 6-поглотительная башня.
2.Свойства серной кислоты
Серная кислота представляет собой бесцветную вязкую жидкость, плотность 1,83 г/мл (200С). Температура плавления серной кислоты составляет
10,30С, температура кипения 296,20С.
Химические свойства серной кислоты во многом зависит от ее концентрации. В лабораториях и промышленности применяют разбавленную и концентрированную серную кислоту, хотя это деление условно (четкую границу между ними провести нельзя).
Взаимодействие с металлами
Разбавленная серная кислота взаимодействует с некоторыми металлами, например с железом, цинком, магнием, с выделением водорода:
Fe + H2SО4 = FeSO4 + H2
Некоторые малоактивные металлы, такие как медь, серебро, золото, с разбавленной серной кислотой не реагируют.
Концентрированная серная кислота является сильным окислителем. Она окисляет многие металлы. Продуктами восстановления кислоты обычно является оксид серы (IV), сероводород и сера (H2S и S образуется в реакциях кислоты с активными металлами - магнием, кальцием, натрием, калием и др.). Примеры реакций:
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2+ 2H2O
Mg + 2H2SO4 = Mg SO4 + SO2+ 2H2O или
4Mg + 5H2SO4 = 4MgSO4 + H2S + 4H2O
Серная кислота высокой концентрации (практически безводная) не взаимодействует с железом в результате пассивации металла. Явление пассивации связанно с образованием на поверхности металла прочной сплошной пленки, состоящей из оксидов или других любых соединений, которая препятствует контакту металла с кислотой. Благодаря пассивации можно перевозить и хранить концентрированную серную кислоту в стальной таре.
Концентрированная серная кислота пассивирует также алюминий, никель, хром, титан.
Взаимодействие с неметаллами
Концентрированная серная кислота может окислять неметаллы, например:
S + 2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O
Окислительные свойства концентрированной серной кислоты могут также проявлятся с некоторыми сложными веществами – восстановителями, например:
2KBr + 2H2SO4 = Br2 + SO2 + K2SO4 + 2H2O
Взаимодействие с основными оксидами и основаниями
Серная кислота проявляет все типичные свойства кислот. Так, она реагирует с основными и амфотерными оксидами и гидроксидами с образованием солей. Как двусоставная кислота H2SO4 образует два типа солей: средние соли
– сульфаты и кислые соли – гидросульфаты. Примеры реакций:
Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O сульфат алюминия
2KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O сульфат калия
KOH + H2SO4 = KHSO4 + H2O гидросульфат калия
Гидросульфаты образуются, когда кислота берется в избытке. Многие соли серной кислоты выделяются из растворов виде кристаллогидратов, например
Al2 (SO4)3(18H2O
Na2SO4 ( 10H2O.
Взаимодействие с солями
С некоторыми солями кислота вступает в реакции обмена, например:
CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + CO2( + H2O
BaCl2+ H2SO4 = ВаSO4( + 2HCl
Последняя реакция является качественной на серную кислоту и ее соли: об их присутствии в растворе судят по образованию белого осадка BaSO4, который практически не растворяется в концентрированной азотной кислоте.
Взаимодействие с водой
При растворение в воде серная кислота активно взаимодействует с ней образуя гидраты: nH2O + H2SO4 = H2SO4 (nH2O
Благодаря способности связывать воду серная кислота является хорошим осушителем.
3. Применение серной кислоты
Серная кислота – важнейший продукт химической промышленности. Она находит применение в производстве минеральных удобрений, волокон, пластмасс, красителей, взрывчатых веществ, в металлургии при получении меди, никеля, урана и других металлов. Используется как осушитель газов.
Большое практическое применение из солей серной кислоты имеют различные сульфаты. Медный и железный купоросы CuSO4(5H2O и FeSO4(7H2O используются в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями растений, в производстве красок, для пропитки древесины в качестве антисептического средства. Купоросами называют кристаллогидраты сульфатов некоторых металлов
(меди, железа, цинка и никеля).
Гипс CaSO4(2H2O и сульфат кальция CaSO4 используют в строительстве, медицине и других областях. Из гипса при прокаливании получают алебастр
CaSO4(0,5H2O:
CaSO4(2H2O = CaSO4(0.5H2O+1.5H2O
Алебастр, смешанный с водой, быстро затвердевает, превращаясь в гипс:
CaSO4(0,5H2O + 1,5Н2О = CaSO4(2H2O
Сульфат натрия Na2SO4 используется в производстве стекла. Сульфаты калия K2SO4 и аммония (NH4)2SO4 применяют как удобрения. Сульфат бария
BaSO4 применяется в производстве бумаги, резины и минеральных красок.
4.Смог – что это такое?
Термин «смог» - производное от английских слов «смоук» (дым) и «фог»
(«туман»). Обычно термин смог ассоциируется у нас с Лондоном, однако такое явление наблюдается и в других городах.
Смог образуется преимущественно над большими городами в результате действия солнечного света на воздух, загрязненный выбросами углеводородов, оксидов азота и других продуктах сгорания топлива в автомобильных двигателях, на тепловых станциях и т. п. Смог представляет собой туман с голубоватой дымкой, содержащей вредные для человека вещества: диоксиды азота NO2 и серы SO2, монооксид углерода CO. Смог поражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей человека и животных. При больших концентрациях он действует удушающее. В 1952 г. в Лондоне погибло от смога в течение трех-четырех суток более 4000 человек. В1963 г. смог, опустившийся на Нью-Йорк, убил 350 человек. Постепенно гибнет под подушкой коричневого смога мегаполис Мехико.
Рис. 2 Cмог
Потери урожаев сельскохозяйственных культур и природной растительности при систематическом действии смога оценивается в более чем 1 млрд. долларов ежегодно, и цифра эта с каждым годом возрастает.
5. Диоксид серы SO2
Диоксид серы SO2 составляет более 95% всех техногенных выбросов серосодержащих веществ в атмосферу. По ряду данных, планетарный выброс SO2 составляет около 110,4 млн. т (без учета нефтепереработки и выплавки металлов). С учетом этих отраслей экономики американские ученые считают мировой выброс SO2 равным около 174 млн. т. Около 96% мирового выброса приходится на северное полушарие. Сравнительно большая доля стран Восточной и Западной Европы по этим видам загрязнения атмосферы объясняется высоким уровнем использования бурого угля в энергопроизводстве. Есть основания полагать, что ежегодные выбросы SO2 в атмосферу будут возрастать в связи с ростом потребления топлива.
Присутствие оксидов серы в атмосфере оказывает негативное влияние на жизнедеятельность животных и растений: диоксид серы взаимодействует с кислородом воздуха с образованием SO3 и в конечном счете H2SO4:
2SO2+ O2 = 2SO3
SO3+ H2O =H2SO4
Наиболее благоприятные условия протекания этой реакции находятся в пределах озонового слоя атмосферы, где в процессе распада молекул озона на
O и О2 генерируется атомный кислород. В результате в стратосфере на высоте порядка 18 км присутствует слой высокой концентрации SO3.
Анализ данных о круговороте серы в окружающей среде показывает, что выброс техногенного диоксида серы составляет 30% от ее общего поступления в атмосферу.
Установлено, что в индустриальных регионах до 60% почвенной кислотности определяется образованием в ат...
ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами реферата (доклада, курсовой) урезан на треть (33%)!
Чтобы просматривать этот и другие рефераты полностью, авторизуйтесь на сайте:
|
|
|
Добавлено: 2010.10.21
Просмотров: 1616
|
Notice: Undefined offset: 1 in /home/area7ru/area7.ru/docs/linkmanager/links.php on line 21
При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательная! |
