Основные физико-химические свойства и константы серной кислоты.

2.2.1. Серная кислота - токсичная, маслянистая, негорючая жидкость без запаха, химически агрессивная.

В технике под серной кислотой подразумевают смеси серного ангидрида с водой в любых соотношениях.

Смеси, в которых на один моль SО₃ приходится больше одного моля воды, являются растворами серной кислоты.

Смеси, в которых на один моль SО₃ приходится меньше одного моля воды, являются растворами SO₃ в серной кислоте и называются олеумом или дымящей серной кислотой.

Цвет кислоты зависит от используемых материалов в производ­стве и изменяется в широких пределах от бесцветного до темно-коричневого.

Серная кислота - одна из самых активных неорганических кис­лот, реагирует почти со всеми металлами и их окислами, вступает в реакции обменного разложения, энергично соединяется с водой в любых соотношениях с выделением большого количества тепла, обладает высо­кими окислительными свойствами.

Свойства серной кислоты зависят от температуры и от массовой доли моногидрата и свободного серного ангидрида, т.е. от концентрации кислоты.

2.2.2. Удельный вес серной кислоты в зависимости от концент­рации изменяется от 1, 0 до 1, 9 г/см³.

Удельный вес продукционной серной кислоты в пределах 0-60 °С:

- технической от 1, 79 до 1, 85 г/см³;

- олеума улучшенного от 1, 88 до 1, 9 г/см³.

2.2.3. Температура кипения.

С повышением концентрации водных растворов серной кислоты температура их кипения увеличивается от 100 °С при 0 % Н₂SO₄, достигает максимума (336, 5 °С) при 98, 3 % Н₂SO₄, а затем понижается.

Температура кипения олеума с увеличением содержания свобод­ного SO₃ снижается с 296, 2 °С при 0 % SО₃ до 44, 7 °С при 100% SО_3, т.е. до температуры кипения серного ангидрида.

Температура кристаллизации

Растворы серной кислоты и олеума являются смесями соеди­нений кислоты и воды или кислоты и серного ангидрида. Температу­ра же кристаллизации смесей двух веществ ниже температуры крис­таллизации каждого их них (если не образуется смешанных кристал­лов).

Кривая, выражающая зависимость температуры кристаллизации серной кислоты от ее концентрации приведена на рис.№1

Рис. №1 Температура кристаллизации серной кислоты.

2.2.5. Упругость паров над серной кислотой и олеумом.

С повышением концентрации водных растворов серной кислоты общее давление паров над растворами понижается и при 98, 3 % H₂SO₄, достигает минимума, с увеличением концентрации олеума общее дав­ление паров над ним повышается.

Пары над растворами серной кислоты состоят из смеси паров воды, H₂SO₄ и SO₃, при этом состав паров отличается от состава жидкости. Только над 98, 3 %-ной серной кислотой состав паров оди­наков с составом жидкой фазы. Над растворами серной кислоты, со­держащей менее 98, 3 % H₂SO₄, в парах содержится больше Н₂O, чем H₂SO₄ и практически отсутствует серный ангидрид. При концентра­ции серной кислоты, превышающей 98, 3 %, пары содержат больше H₂SO_4, пары над олеумом состоят, главным образом, из серного ангидрида.