Svovelsyre
| Svovelsyre | |||||
|---|---|---|---|---|---|
 | |||||
| |||||
| Identifikatorer | |||||
| CAS-nummer | |||||
| Kjemiske egenskaper | |||||
| Formel | H2SO4 | ||||
| Molar masse | 98.08 g/mol | ||||
| Tetthet | 1.84 g/cm3, væske kg/m3 | ||||
| Smeltepunkt | 10 °C | ||||
| Kokepunkt | 290 °C | ||||
| Løselighet | fullstendig i vann | ||||
| Farer | |||||
| Fare for huden | vernehansker av PVC, neopren- og nitrilgummi | ||||
| Fare for øyne | vernebriller / ansiktsskjerm | ||||
| Innåndingsfare | ved høye dampkonsentrasjoner | ||||
| Relatert | |||||
| Andre lignende forbindelser | Saltsyre | ||||
Svovelsyre er en sterk syre med kjemisk formel H2SO4. I konsentrert væskefase er den tyktflytende og oljeaktig. I gassfase er den luktfri og uten farge.
Svovelsyrens salter kalles sulfater. Svovelsyre reagerer med de fleste metaller. Svovelsyre reagerer kraftig med vann under høy varmeutvikling (eksoterm reaksjon). Når man snakker om konsentrert svovelsyre, er det 98% konsentrert syre som menes. Man kan vanskelig lage 99% svovelsyre ved å koke bort vannet, fordi syren da mister for mye av sitt SO3 ved kokepunktet (den danner en azeotrop med vann). Hvis høye konsentrasjoner av SO3 -gass tilsettes 98% svovelsyre dannes det H2S2O7, og man får såkalt rykende-svovelsyre (Oleum).
Svovelsyre kan brukes til å produsere andre typer syre, for eksempel salpetersyre. I denne prosessen kan 98% konsentrert svovelsyre tilsettes et nitratsalt, for eksempel natriumnitrat, og deretter destilleres for å produsere konsentrert salpetersyre. Det vil dannes et sulfat i destillasjons- kolben og ca. 95% konsentrert salpetersyre i mottager-kolben.
Svovelsyre kan produseres i laboratoriet ved å brenne svovel med tilgang på luft slik at det dannes svoveldioksid-gass, og så lede denne gassen gjennom en hydrogenperoksid oppløsning:
- SO2 + H2O2 → H2SO4
Salpetersyre kan også brukes:
SO2 + 2HNO3 = H2SO4 + 2NO2
Helseeffekter
[rediger | rediger kilde]Svovelsyre er sterkt etsende. Svovelsyre opptrer ofte i kombinasjon med svoveldioksid i utendørsluft. Innånding av svoveldioksid og svovelsyre kan medføre negative helseeffekter.
Bruksområder
[rediger | rediger kilde]Svovelsyre er en av de viktigste syrene i kjemisk prosessindustri.Noen eksempler på hva den brukes til er:
- i stålindustrien
- i petrokjemisk industri
- til produksjon av Nylon
- i produksjon av fargestoff
- i produksjon av sprengstoff
- i produksjon av kunstgjødsel
- i produksjon av legemidler
- som elektrolytt i batterier
- til eloksering av metaller
- til treforedlingsindustrien
Olje og kull inneholder alltid noe svovel. Når slike stoffer brenner, dannes det svovelholdige gasser som reagerer på vanndampen i skyene og danner svovelsyre. Man får da det som kalles sur nedbør.
H2SO4 er like aggressiv mot metaller som saltsyre. Denne brukes også mye i metallurgisk industri, for å løse opp metaller for å skille dem fra andre stoffer.
Historikk
[rediger | rediger kilde]Svovelsyre har vært kjent helt siden oldtiden. Man vet at de gamle Sumererne kjente til svovelsyre. Grekerne og romerne kjente også til svovelsyre allerede i det første århundret etter kristus. Den britiske farmasøyten Joshua Ward var den første europeer som satte i gang med storskala produksjon av svovelsyre i 1736, basert på metoden som ble oppfunnet av den tysk-nederlandske kjemikeren Johan Glauber på 1700-tallet. Denne metoden går ut på å brenne svovel sammen med kaliumnitrat i nærvær av vann-damp. Når kaliumnitrat nedbrytes i denne prosessen oksiderer den svovelet til SO3, denne gassen reageres deretter med vann og danner svovelsyre. Svakheten med denne prosessen var at det ikke kunne produseres svovelsyre med høyere konsentrasjon enn 78%. Frem til 1831 måtte man bruke en metode som gikk ut på å tørr-destillere jerndisulfid (Pyritt) for å lage svovelsyre med høyere konsentrasjon. I tørr-destillerings metoden blir jerndisulfid varmet opp (oksidert) slik at det dannes jernsulfat. Ved ytterligere oppvarming til 480 grader C. brytes jernsulfatet ned til jernoksid og svoveltrioksid. Denne svoveltrioksid-gassen ledes så gjennom vann og danner svovelsyre. I 1831 ble den såkalte kontakt-metoden patentert av den britiske eddiksyre-forhandleren Peregrine Phillips, som er en mye mere økonomisk måte for å fremstille svoveltrioksid og konsentrert svovelsyre. Denne kontakt-metoden er fortsatt den mest brukte prosessen for fremstilling av svovelsyre i industrien. Kontaktmetoden går ut på først å brenne svovel slik at det dannes svoveldioksid gass, og deretter oksidere svoveldioksid til svoveltrioksid ved hjelp av en vanadiumoksid-katalysator. Svoveltrioksid-gassen ledes så gjennom konsentrert svovelsyre slik at det dannes rykende-svovelsyre (såkalt Oleum). Denne rykende-svovelsyren fortynnes deretter med vann til 98% konsentrert svovelsyre. Hvis svoveltrioksid ledes direkte inn i vann, vil det produseres for mye varme (eksoterm reaksjon).