Sērskābe

ķīmisks savienojums
(Pāradresēts no Oleums)

Sērskābe (H2SO4) 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).

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

Atrašanās dabā labot šo sadaļu

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 labot šo sadaļu

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
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 labot šo sadaļu

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 labot šo sadaļu

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

 
Papīra pārogļošanās koncentrētas sērskābes iedarbībā

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

Izmantošana labot šo sadaļu

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 labot šo sadaļu

  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.

Ārējās saites labot šo sadaļu