Общая химия полностью

Таким образом, при производстве серной кислоты NO служит по существу катализатором, ускоряющим процесс окисления диоксида серы.

Промышленность выпускает несколько сортов серной кислоты. Они различаются между собою концентрацией, а также содержанием примесей. Большая часть производимой кислоты имеет плотность 1,825-1,84 г/см³, что соответствует массовой доле H₂SO₄ от 91 до 94%.

Серная кислота — один из важнейших продуктов основной химической промышленности; к последней относится производство кислот, щелочей, солей, минеральных удобрений и хлора. Основным потребителем серной кислоты является производство минеральных удобрений. Она служит также для получения многих других кислот, применяется в большом количестве в органическом синтезе, при производстве взрывчатых веществ, для очистки керосина, нефтяных масел и продуктов коксохимической промышленности (бензола, толуола), при изготовлении красок, травлении черных металлов (снятие окалины).

До Октябрьской революции производство серной кислоты в России было ничтожным по сравнению с производством ее в других странах. Продукция всех заводов составляла в 1913 г всего около 145 тыс. т.

После революции положение резко изменилось. Старые заводы были расширены и заново переоборудованы. Была создана отечественная сырьевая база для сернокислотной промышленности и построен ряд новых заводов. Это позволило значительно увеличить производство серной кислоты;

- 380 -

При электролизе 50% раствора серной кислоты на катоде разряжаются ионы водорода, а на аноде HSO₄^-. Последние, теряя свои заряды, соединяются попарно и образуют пероксодвусерную, или надсерную, кислоту H₂S₂O₈:

Пероксодвусерная кислота является производным пероксида водорода и промежуточным продуктом при получении последней электрохимическим путем (см. § 117). Строение ее можно выразить формулой:

Как и в пероксиде водорода, два атома кислорода связаны здесь ковалентной связью, образуя «цепочку», характерную для пероксидов. Такие кислоты получили общее название пероксокислот (надкислот) и, кроме серы, известны для ряда других элементов. Изучением пероксокислот много занимался Л. В. Писаржевский, которому химия обязана классическими исследованиями в этой области.

Все пероксокислоты обладают, подобно пероксидам, сильными окислительными свойствами.

Соли пероксодвусерной кислоты — пероксод и сульфаты — применяются для некоторых технических целей, как средство для отбелки и в качестве окислителей в лабораторной практике.

Если прокипятить водный раствор сульфита натрия Na₂SO₃ с серой и, отфильтровав излишек серы, оставить охлаждаться, то из раствора выделяются бесцветные прозрачные кристаллы нового вещества, состав которого выражается формулой Na₂S₂O₃·5H₂O. Это вещество — натриевая соль тиосерной кислоты Na₂S₂O₃**. Структурная формула тиосерной кислоты имеет следующий вид:

Тиосерная кислота неустойчива. Уже при комнатной температуре она распадается. Значительно устойчивее ее соли — тиосульфаты. Из них наиболее употребителен тиосульфат натрия Na₂S₂O₃·5H₂O, известный также под неправильным названием «гипосульфит».

** Вещества, которые можно рассматривать как получающиеся из кислородосодержащих кислот путем замещения в них всего части кислорода серой, называются тиокислотами, а соотсветствующие им соли-тиосолями. В частности, тиосерную кислоту можно представить как серную кислоту в молекуле которой вместо одного из атомов кислорода находится атом серы. поэтому для H₂S₂O₃ принято название "тиосерная кислота".

- 381 -

При добавлении к раствору тиосульфата натрия какой-нибудь кислоты, например соляной, появляется запах диоксида серы и через некоторое время жидкость становится мутной от выделившейся серы.

По-видимому, вначале образуется тиосерная кислота

Na₂S₂O₃ + 2HCl = H₂S₂O₃ + 2NaCl

которая далее разлагается согласно уравнению:

H₂S₂O₃ = H₂O + SO₂↑ + S↓

Изучение свойств тиосульфата натрия приводит к выводу, что атомы серы, входящие в его состав, имеют различную окисленность: у одного из них степень окисленности +4, у другого 0.

Тиосульфат натрия — восстановитель. Хлор, бром и другие сильные окислители окисляют его до серной кислоты или до ее соли. Например:

Na₂S₂O₃ + 4Cl₂ + 5H₂O = 2H₂SO₄ + 2NaCl + 6HCl

Иначе протекает окисление тиосульфата натрия менее сильными окислителями. Под действием, например, иода тиосульфат натрия окисляется до соли тетратионовой кислоты H₂S₄O₆:

I₂ +2Na₂S₂O₃ = 2NaI + Na₂S₄O₆

Эта реакция служит основой одного из методов количественного химического анализа (иодометрип), с помощью которого определяют содержание некоторых окислителей и восстановителей.