10.7. Виробництво кислот та лугів

Із 22-х видів неорганічних кислот найчастіше використову­ють сірчану, азотну, соляну та фосфорну. Саме тому їх виробля­ють найбільше.

Сірчана кислота (HSO) Серед мінеральних кислот, які вироб­ляє хімічна промисловість, сірчана кислота за обсягом вироб­ництва й використання посідає перше місце. Вона належить до найсильніших і найдешевших кислот.

Властивості сірчаної кислоти. Безводна сірчана кислота важ­ка, безколірна, тягуча як олія рідина, змішується з водою і з SO у будь-якому співвідношенні, за температури 0 °С має густину

1850 кг/м.

У процесі нагрівання понад 200 °С розкладається:

Сірчана кислота має властивість забирати воду звідусіль, навіть з хімічних сполук. У сірчаній кислоті добре розчиняється SO. Такий розчин називають олеумом.

Сірчайа кислота не димить, а концентрована не руйнує чорні метали.

Зберігають сірчану кислоту на спеціальних складах у циліндричних сталевих резервуарах об'ємом до 1000 м, перево­зять у сталевих цистернах і скляних бутлях.

Споживачі отримують башняну кислоту (74...75%), купорос­ну оливу (90.5...92,5%), акумуляторну кислоту (92...94%), олеум малої концентрації, який містить 18,5-20% вільного SO, олеум ве­ликої концентрації, в якому міститься 65(±1,5)% вільного SO.

Використання сірчаної кислоти. Важко знайти галузь промис­ловості, де не використовують сірчану кислоту та її солі. Найбільшим споживачем сірчаної кислоти є підприємства, на яких виробляють мінеральні добрива (наприклад фосфорні), інші кислоти (концентровану азотну кислоту), солі (мідний купорос). На виробництво мінеральних добрив витрачається майже поло­вина сірчаної кислоти. У металообробній промисловості сірчану кислоту використовують для очищення поверхонь металевих ви­робів перед нанесенням декоративно-захисних покрить (напри­клад, лакове, цинкове, нікелеве, хромове покриття). її використо­вують у виробництві вибухових речовин, штучних і синтетичних волокон (наприклад, віскозне волокно, штучний шовк, капро­лактам). Велика кількість сірчаної кислоти витрачається на очи­щення нафтопродуктів. У харчовій промисловості сірчану кисло-зіюз 481

ту використовують для виробництва крохмалю, патоки та іншої продукції. Транспорт користується свинцевими сірчанокислими акумуляторами. За допомогою сірчаної кислоти регенерують йоніти, якими очищають воду на теплових електростанціях.

Азотна кислота (HVO). За значеннями і масштабами вико­ристання азотна кислота посідає друге місце після сірчаної.

Властивості азотної кислоти. Безводна азотна кислота за нор­мальної температури є безбарвною рідиною. За температури 15 °С її густина становить 1520 кг/м. Жовтуватого кольору кислоті на­дає діоксид азоту, який виділяється на світлі в процесі нагрівання:

Азотна кислота є сильним окиснювачем. У процесі взаємодії з металами виділяється не водень, як має місце в разі дії соляної чи сірчаної кислот, а N0 і NO.

Концентровану азотну кислоту зберігають і перевозять у ре­зервуарах і цистернах, виготовлених з алюмінію, та скляних бут­лях. Поверхня алюмінію захищена від дії кислоти тонким ко­розієстійким шаром оксиду алюмінію.

Оксиди азоту й азотна кислота належить до речовин із силь­ними отруйними властивостями; тому допустимий вміст оксидів азоту в повітрі не повинен перевищувати 0,1 мг/м.

Промисловість виробляє розведену азотну кислоту з вмістом (45.. .60)% HNO і концентровану, в якій міститься (97... 98)% HNO.

Використання азотної кислоти. Основним споживачем розве­деної азотної кислоти є виробники мінеральних добрив, які містять азот. Це калієва, натрієва й амонійна селітри та ком­плексні мінеральні добрива.

Концентровану азотну кислоту використовують для вироб­ництва вибухових речовин, пластмас, барвників, нітролаків та інших речовин, Частина азотної кислоти йде на виробництво сірчаної кислоти нітрозним способом. Використовують азотну кислоту також як реактив у хімічних лабораторіях.

Соляна кислота (НСl). Це безбарвна рідина з різким запахом., має густину 1180 кг/м. Соляна кислота належить до сильних кис­лот. Вона має велику хімічну активність, руйнує всі метали, крім платинита золота. Соляну кислоту виробляють з концентрацією хлороводню (НСl), яка дорівнює (18...38)%.

Використання соляної кислоти. У промисловості соляну кис­лоту використовують у виробництві хлоридів металів, у гальва-

482

нопластиці, у гідрометалургії для виробництва металів (платини, золота, срібла), у процесі паяння та лудіння металів, при бурінні нафтових свердловин, при гідролізі крохмалю, для очищення па­рових казанів від накипу, у процесі виробництва анілінових барвників, оцтової кислоти, активованого вугілля, дублення та фарбування шкіри, у побуті тощо.

Лугами та содами називають розчинні у воді гідрооксиди амоніаку, лужних і лужноземельних металів, а також: вуглекислі солі лужних металів.

У промисловості найбільше виробляють, а відповідно і вико­ристовують кальцитової, харчової та каустичної соди й амоніач-ної води.

1. Кальцинована сода (NaCO). Це білі дрібні кристалики, які добре розчиняються у воді.

Промисловість виробляє технічну, фотографічну й оптичну кальциновану соду. Між собою вони відрізняються ступенем чи­стоти.

Кальциновану соду використовують для виробництва оптич­ного та вакуумного скла, їдкого натру, мила, у текстильній, це-Ілюлозно-паперовій, лакофарбовій, шкіряній промисловостях, а також для побутових потреб.

2. Каустична сода (NaOH). її ще називають гідрооксидом нат­рію або їдким натром. Це біла кристалітна речовина з температу­рою плавлення 321 °С і кипіння 1378 °С. На повітрі каустична со­да швидко поглинає вологу та вуглекислий газ. Тому для її зберігання та перевезення необхідна вологонепроникна тара. Ви­робляють каустичну соду електролізом водного розчину хлориду натрію.

Каустичну соду використовують у виробництві штучних во­локон, паперу, мила, синтетичних барвників, у текстильній про­мисловості, металургії для виробництва натрію, для очищення нафтопродуктів (бензину, гасу) тощо.

3. Харчова сода (NaHCO). Це проміжна продукція, яку отри­мують у процесі виробництва кальцинованої соди.

Очищений гідрокарбонат натрію використовують у харчовій промисловості, медицині, вогнегасниках, для побутових потреб тощо. Гідрокарбонати натрію, які використовують у харчовій промисловості та медицині, не повинні містити в собі солей амоніаку, важких металів і арсену.

483