Что такое водная серная кислота?

Водная серная кислота представляет собой любую смесь серной кислоты и воды и является наиболее распространенным способом продажи кислоты. В переводе с латыни слово «вода» означает «водный». Серная кислота, или H ₂ SO ₄ , широко используется в химической обработке, для батарей и в качестве дегидратирующего агента для удаления воды из других материалов.

Когда серная кислота смешивается с водой, атомы водорода превращаются в ионы, что означает, что они отделяются от молекулы кислоты, вырабатывают небольшой электрический заряд и способны реагировать с другими молекулами. Поскольку в каждой молекуле имеется два атома водорода, серная кислота называется двухосновной кислотой. Процесс ионизации требует присутствия воды, поэтому в большинстве химических процессов используется водная серная кислота.

Существует такая близость или сильное притяжение серной кислоты к воде, что сильная кислота может быть использована для сушки других химических веществ. Это известно как обезвоживание, которое происходит от гидро, греческое слово для воды. По мере того как кислота поглощает воду, она становится более слабым водным раствором серной кислоты и в конечном итоге должна быть заменена свежей кислотой или регенерирована в сильную кислоту. Добавление серной кислоты в воду создает большое количество тепла, которое необходимо контролировать, чтобы предотвратить кипение смеси.

Существует два основных коммерческих способа создания серной кислоты: свинцовая камера и контактные процессы. Изобретенный в 1700-х годах, процесс свинцовой камеры использует реакцию серы и нитрата калия, или селитры, с паром в покрытом свинцом реакторе с образованием триоксида серы. Триоксид серы может быть растворен в воде с образованием водной серной кислоты, обычно с концентрацией около 70% кислоты.

В 1830-х годах процесс контакта был изобретен для создания кислоты, которая была более концентрированной. В этом процессе используется металлический катализатор, который дорог в производстве, но может создавать концентрации кислоты до 98%. Это называется концентрированной кислотой и, как правило, является предпочтительным методом производства в 20 и 21 веках.

Водная серная кислота является распространенным сырьем для производства удобрений, других химических промежуточных продуктов и свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторов. С начала 20-го века батареи, сделанные из свинцовых пластин, подвешенных в растворе серной кислоты, были обычным способом производства электроэнергии для транспортных средств, кораблей и самолетов. Свинец реагирует с кислотным раствором, образуя молекулярные ионы, которые создают электрический ток.

Когда батарея вырабатывает энергию, свинец и кислота реагируют с образованием сульфата свинца, который представляет собой белый порошок, который накапливается на дне батареи. Эти батареи являются перезаряжаемыми, что означает, что электрический ток, передаваемый через батарею, обратит эту реакцию и позволит привести к повторному отложению на пластинах. Когда зарядка продолжается, сульфат-ионы будут образовывать серную кислоту, которая создаст более концентрированную смесь в батарее и обеспечит больше электроэнергии при необходимости.