硫酸

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硫酸,分子式為H2SO4。是一種無色無味油狀液體,是一種高沸點難揮發的強酸,易溶於水,能以任意比與水混溶。硫酸是基本化學工業中重要產品之一。它不僅作為許多化工產品的原料,而且還廣泛地應用於其他的國民經濟部門。

硫酸

  

目錄

化學品簡介

硫酸是化學六大無機強酸(硫酸、硝酸鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、高氯酸)之一。

中文名稱:硫酸

英文名稱:sulfuric acid

法文名稱:Sulfate

化學式:H2SO4

CAS登錄號:7664-93-9

EINECS 登錄號231-639-5

分子相對質量: 98.08

成分/組成信息:硫酸 98.0%(濃)<70% (稀)

密度:98%的濃硫酸 1.84g/mL

中心原子雜化方式:sp3

pKa1: -3.00pka2:1.99

結構

Bk5pq.jpg

  

化學品性質

濃硫酸

物理性質

硫酸

濃硫酸溶解時放出大量的熱,因此濃硫酸稀釋時應該「酸入水,沿器壁,慢慢倒,不斷攪。」 若將濃硫酸中繼續通入三氧化硫,則會產生"發煙"現象,這樣含有SO3的硫酸稱為"發煙硫酸"。

100%的硫酸熔沸點:

熔點10℃

沸點290℃

但是100%的硫酸並不是最穩定的,沸騰時會分解一部分,變為98.3%的濃硫酸,成為338℃(硫酸水溶液的) 恆沸物。加熱濃縮硫酸也只能最高達到98.3%的濃度。

98.3%硫酸的熔沸點:

熔點:10℃;

沸點:338℃  

化學性質

◆濃硫酸

1.脫水

⑴就硫酸而言,脫水性是濃硫酸的性質,而非稀硫酸的性質,即濃硫酸有脫水性且脫水性很強。

⑵脫水性是濃硫酸的化學特性,物質被濃硫酸脫水的過程是化學變化的過程,反應時,濃硫酸按水分

子中氫氧原子數的比(2∶1)奪取被脫水物中的氫原子和氧原子。

⑶可被濃硫酸脫水的物質一般為含氫、氧元素的有機物,其中蔗糖、木屑、紙屑和棉花等物質中的有機物,被脫水後生成

濃硫酸的腐蝕性

了黑色的炭(炭化)。

濃硫酸 如C12H22O11===12C + 11H2O

(4)黑麵包反映

在200mL燒杯中放入20g蔗糖,加入幾滴水,攪拌均勻。然後再加入15mL質量分數為98%的濃硫酸,迅速攪拌。觀察實驗現象。

可以看到蔗糖逐漸變黑,體積膨脹,形成疏鬆多孔的海綿狀的炭。  

2.強氧化性

⑴跟金屬反應

①常溫下,濃硫酸能使鐵、鋁等金屬鈍化。

②加熱時,濃硫酸可以與除金、鉑之外的所有金屬反應,生成高價金屬硫酸鹽,本身一般被還原成SO2

Cu + 2H2SO4(濃) ==(加熱)== CuSO4 + SO2↑+ 2H2O

2Fe + 6H2SO4(濃) ==== Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O

在上述反應中,硫酸表現出了強氧化性和酸性。

⑵跟非金屬反應

熱的濃硫酸可將碳、硫、磷等非金屬單質氧化到其高價態的氧化物或含氧酸,本身被還原為SO2。在這

類反應中,濃硫酸只表現出氧化性。

C + 2H2SO4(濃) ==(加熱)== CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O

S + 2H2SO4(濃) ==== 3SO2↑ + 2H2O

2P + 5H2SO4(濃) ==== 2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O

⑶跟其他還原性物質反應

濃硫酸具有強氧化性,實驗室製取H2S、HBr、HI等還原性氣體不能選用濃硫酸。

H2S + H2SO4(濃) ==== S↓ + SO2↑ + 2H2O

2HBr + H2SO4(濃) ==== Br2↑ + SO2↑ + 2H2O

2HI + H2SO4(濃) ==== I2↑ + SO2↑ + 2H2O  

3.吸水性

就硫酸而言,吸水性有很多用處,比如很多的氣體都可以用濃硫酸來乾燥。它是良好的乾燥劑。

這個與脫水性有很大的不同:脫水性一般反應前沒有水,而是H、O元素以個數比2:1的形式形成水,從有機物中出來。

而吸水性則是反應前就有水,只是在此過程中硫酸做了一個乾燥劑的作用。如:

CuSO4.5H2O→(H2SO4)→CuSO4+5H2O,這個反應,就是體現硫酸的吸水性,而不是脫水性,因為反應前有水。

還有在實驗室製取乙烯的過程中,體現濃硫酸的吸水性,促使反應向正反應方向進行。在一些硫酸作催化劑的反應中,尤其是是濃硫酸,一般都體現硫酸的吸水性。

將一瓶濃硫酸敞口放置在空氣中,其質量將增加,密度將減小,濃度降低,體積變大,這是因為濃硫酸 具有吸水性。

⑴就硫酸而言,吸水性是濃硫酸的性質,而不是稀硫酸的性質。

⑵濃硫酸的吸水作用,指的是濃硫酸分子跟水分子強烈結合,生成一系列穩定的水合物,並放出大量 的熱:H2SO4 + nH2O == H2SO4.nH2O,故濃硫酸吸水的過程是物理變化的過程,吸水性是濃硫酸的物理性質。

⑶濃硫酸不僅能吸收一般的游離態水(如空氣中的水),而且還能吸收某些結晶水合物(如CuSO4. 5H2O、Na2CO3.10H2O)中的水。  

4.難揮發性(高沸點)

制氯化氫、硝酸等(原理:利用難揮發性酸制易揮發性酸) 如,用固體氯化鈉與濃硫酸反應製取氯化氫氣體

NaCl(固)+H2SO4(濃)====NaHSO4+HCl↑ (常溫)

2NaCl(固)+H2SO4(濃)====Na2SO4+2HCl↑ (加熱)

Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+SO2↑

再如,利用濃鹽酸與濃硫酸可以制氯化氫氣體。

◎5酸性:制化肥,如氮肥、磷肥等

2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4

Ca3(PO3)2+2H2SO4====2CaSO4+Ca(H2PO4)2

◎6.穩定性:濃硫酸與亞硫酸鹽反應

Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+SO2↑  

◆稀硫酸

化學性質

◎可與多數金屬(比銅活潑)氧化物反應,生成相應的硫酸鹽和水;

分子立體圖

◎可與所含酸根離子對應酸酸性比硫酸根離子弱的鹽反應,生成相應的硫酸鹽和弱酸

◎可與鹼反應生成相應的硫酸鹽和水;

◎可與氫前金屬在一定條件下反應,生成相應的硫酸鹽和氫氣;

◎加熱條件下可催化蛋白質二糖多糖的水解。

強電解質,在水中發生電離H2SO4=2H+ + SO4 2-  

常見誤區

稀硫酸在中學階段,一般當成H2SO4=2H+ + SO4 2-,兩次完全電離,其實不是。

根據硫酸酸度係數

pKa1: -3.00

pka2:1.99

其二級電離不夠充分pka2:1.99,在稀硫酸中HSO4- 〓〓可逆〓〓H+ +SO4 2-

並未完全電離,1Mol/L的硫酸一級電離完全,二級電離大概電離10%左右,也就是溶液中仍存在大量的HSO4- 。而即使是NaHSO4溶液O.1Mol/L時,硫酸氫根也只電離了30%左右。  

一般製法

■實驗室硫酸製法

可以用FeSO4.7H2O加強熱,用冰水混合物+U型管冷凝即可,用NaOH吸收SO2,理論可得29.5%的H2SO4

關鍵在於尾氣吸收。

■其他硫酸製備工藝

1、氨酸法增濃低濃度二氧化硫氣體生產硫酸方法

2、採用就地再生的硫酸作為催化劑的一體化工藝

3、草酸生產中含硫酸廢液的回收利用

4、從芳族化合物混酸硝化得到廢硫酸的純化與濃縮工藝

5、從氧化鈦生產過程中排出的廢硫酸溶液的再生方法

6、從稀硫酸中分離有機磷化合物和其它雜質的方法

7、從製備2-羥基-4-甲硫基丁酸(MHA)工藝的含硫副產物中回收硫酸的方法

8、催化氧化回收含有機物廢硫酸的方法

9、電瓶用硫酸生產裝置

10、二氧化硫源向硫酸的液相轉化方法

11、沸騰爐焙燒硫磺製備硫酸的方法

12、沸騰爐摻燒硫磺生產裝置中稀酸的回收利用

13、高濃二氧化硫氣三轉三吸硫酸生產方法

14、高溫濃硫酸液下泵耐磨軸套

15、高效陽極保護管殼式濃硫酸冷卻器

16、節能精鍊硫酸爐裝置

17、精苯再生酸焚燒製取硫酸的方法

18、利用廢硫酸再生液的方法和裝置

19、利用含硫化氫的酸性氣體與硫磺聯合製取高濃度硫酸

20、利用含硫化氫的酸性氣體製取高濃度硫酸  

工業製法

生產硫酸的原料有硫黃、硫鐵礦、有色金屬冶煉煙氣、石膏、硫化氫、二氧化硫和廢硫酸等。硫黃、硫鐵礦和冶煉煙氣是三種主要原料。

1.燃燒硫或高溫處理黃鐵礦,製取二氧化硫

S+O2=(點燃)SO2

4FeS2+11O2=(高溫)8SO2+2Fe2O3

H2SO4工業製作裝置

2.接觸氧化為三氧化硫

2SO2+O2=(△,V2O5)2SO3(該反應為可逆反應)

3.用98.3%硫酸吸收

SO3+H2SO4=H2S2O7(焦硫酸)

4.加水

H2S2O7+H2O=2H2SO4

■提純工藝

可將工業濃硫酸進行蒸餾,便可得到濃度95%-98%的商品硫酸.

其他方法

磷酸反應後,利用磷石膏,工業循環利用,使用二水法制硫酸。

硫酸新成員

固體硫酸 :是粉末製劑的固體酸類,可以替代硫酸的常規酸洗工藝,主要用於清除各種鋼鐵、不鏽鋼、銅、鋁等金屬零件及其設備表面的銹、氧化皮、水垢、灰垢等污物,特別是鋼鐵熱扎、冷扎過程中生成的高溫難清除氧化皮,清洗效果可以跟硫酸酸洗相媲美,最終使產品表面清潔乾淨;清洗過程中沒有煙霧產生,大大改善生產環境;對金屬的幾乎沒有腐蝕,對操作人員、設備、環境沒有任何危害。

發煙硫酸:H2SO4.XSO3即硫酸的三氧化硫溶液

無色至淺棕色粘稠發煙液體,其密度、熔點、沸點因SO3含量不同而異。

當它暴露於空氣中時,揮發出來的SO3和空氣中的水蒸氣形成硫酸的細小露滴而冒煙,所以稱之為發煙硫酸。

一般含SO3的質量分數有20%、40%、60%、66%等。若折合成硫酸的質量分數則發煙硫酸中H2SO4可超過100%。有人認為發煙硫酸中主要含焦硫酸(H2S2O7)。具強氧化性和吸水性,脫水性及腐蝕性。用於合成染料、藥物。常用做磺化劑和吸水及脫水劑。

發煙硫酸中的物質成分複雜,除了硫酸和三氧化硫外,還有焦硫酸(H2S2O7)、二聚硫酸(H4S2O8)三聚硫酸(H6S3O12)及H4S3O15、H2S3O10、(H2SO4)20等各種各樣的硫酸聚合物。

20%發煙硫酸可在接觸法的硫酸廠中生產,就是在98.3%硫酸吸收塔前設置發煙硫酸吸收塔,以20%發煙硫酸吸收轉化後含三氧化硫7%~10%的氣體,同時向循環酸中補加98.3%硫酸,使其濃度保持不變。65%發煙硫酸可由20%發煙 硫酸和液體三氧化硫混合而得,或仿照20%發煙硫酸的製造方法,建立以65%發煙硫酸循環噴淋的吸收塔,吸收100%三氧化硫氣體,並補加20%發煙硫酸,以調節循環酸濃度。

緩慢加入純鹼-消石灰溶液中,並不斷攪拌,反應停止後,用大量水沖入廢水系統。

註:這是工業俗稱,準確的化學語言應該是揮發出霧。應該叫發霧硫酸。  

化學品的檢驗

■所需藥品

經過鹽酸酸化的氯化鋇溶液

■檢驗方法

使用經過鹽酸(HCl)酸化的的氯化鋇(BaCl2)。向待測物溶液滴入幾滴經過鹽酸酸化的氯化鋇溶液,震蕩,如果產生白色沉澱,則證明它是硫酸。

■注意:

先滴加鹽酸,清除溶液中的銀離子,否則會干擾檢驗,也不可以用硝酸鋇檢驗,硝酸根離子在酸性條件下可以將亞硫酸根離子氧化為硫酸根離子,干擾檢驗。

■反應原理

◆硫酸根離子跟鋇離子能生成不溶於硝酸(或鹽酸)的白色硫酸鋇沉澱。例如:

H2SO4+BaCl2====BaSO4↓+2HCl

Na2SO4+BaCl2====BaSO4↓+2NaCl

Ba2+ +SO42-====BaSO4↓(離子方程式)

◆其他陰離子也有跟鋇離子生成白色沉澱的。例如:

Na2CO3+BaCl2====BaCO3↓+2NaCl

BaCO3外觀為白色沉澱與BaSO4不易區分,但它能跟鹽酸(HCl)反應而溶解。

BaCO3+2HNO3====Ba(NO3)2+CO2↑+H2O

BaCO3+2HCl====BaCl2+CO2↑+H2O  

工業用硫酸的分類

目前工業用的硫酸一般可分為工業級,化學純CP,分析純AR,MOS級等級別

由於硫酸能與水以任意比例互溶,所以每個廠家所涉及的硫酸含量都有所不同,一般工業上用的工業級硫酸含量在10%,30%,50%,98%;CP級與AR級的硫酸含量一般為98%。

化學品的應用 ■為農業生產服務

◆用於肥料的生產硫酸銨(俗稱硫銨或肥田粉)和過磷酸鈣(俗稱過磷酸石灰或普鈣)這兩種化肥的生產都要消耗大量的硫酸。

2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4

每生產一噸硫酸銨,就要消耗硫酸(折合成100%計算)760kg,每生產一噸過磷酸鈣,就要消耗硫酸360kg。

◆用於農藥的生產許多農藥都要以硫酸為原料如硫酸銅硫酸鋅可作植物的殺菌劑,硫酸鉈可作殺鼠劑,硫酸亞鐵、硫酸銅可作除莠劑。最普通的殺蟲劑,如1059乳劑(45%)和1605乳劑(45%)的生產都需用硫酸。前者每生產1t,需消耗20%發煙硫酸1.4t後者每生產1t,需消耗硫酸36kg。為大家所熟悉的滴滴涕,每生產1t需要20%發煙硫酸1.2t。

■為工業生產服務 

◆用於冶金工業和金屬加工在冶金工業部門,特別是有色金屬的生產過程需要使用硫酸。例如用電解法精鍊銅、鋅、鎘、鎳時,電解液就需要使用硫酸,某些貴金屬的精鍊,也需要硫酸來溶解去夾雜的其他金屬。在鋼鐵工業中進行冷軋、冷拔及衝壓加工之前,都必須用硫酸清除鋼鐵表面的氧化鐵。在軋制薄板、冷拔無縫鋼管和其他質量要求較高的鋼材,都必須每軋一次用硫酸洗滌一次。另外,有縫鋼管、薄鐵皮、鐵絲等在進行鍍鋅之前,都要經過用硫酸進行酸洗手續。在某些金屬機械加工過程中,例如鍍鎳、鍍鉻等金屬製件,也需用硫酸來洗淨表面的銹。在黑色冶金企業部門裡,需要酸洗的鋼材一般約佔鋼總產量的5%~6%,而每噸鋼材的酸洗,約消費98%的硫酸30kg~50kg。 

◆用於石油工業汽油潤滑油石油產品的生產過程中,都需要濃硫酸精鍊,以除去其中的含硫化合物和不飽和碳氫化合物。每噸原油精鍊需要硫酸約24kg,每噸柴油精鍊需要硫酸約31kg。石油工業所使用的活性白土的製備,也消耗不少硫酸。

◆在濃縮硝酸中,以濃硫酸為脫水劑;氯鹼工業中,以濃硫酸來乾燥氯氣、氯化氫氣等;無機鹽工業中,如冰晶石(Na3AlF6)、硼砂(Na2B4O7.10H2O)、磷酸三鈉(Na3PO4)、磷酸氫二鈉(Na2HPO4)、硫酸鉛(PbSO4)、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸亞鐵以及其他硫酸鹽的製備都要用硫酸。許多無機酸如磷酸、硼酸鉻酸(H2CrO4,有時也指CrO3)、氫氟酸、氯磺酸(ClSO3H);有機酸如草酸[(COOH)2]、醋酸(CH3COOH)等的製備,也常需要硫酸作原料。此外煉焦化學工業(用硫酸來同焦爐氣中的氨起作用副產硫酸銨)、電鍍業、製革業、顏料工業、橡膠工業、造紙工業、油漆工業(有機溶劑的製備)、工業炸藥和鉛蓄電池製造業等等,都消耗相當數量的硫酸。 

■對解決人民「穿」與「用」等問題所起的作用 

◆用於化學纖維的生產為人民所熟悉的粘膠絲,它需要使用硫酸、硫酸鋅、硫酸鈉的混合液作為粘膠抽絲的凝固浴。每生產1t粘膠纖維,需要消耗硫酸1.2t~1.5t,每生產1t維尼龍短纖維,就要消耗98%硫酸230kg,每生產1t卡普綸單體,需要用1.6t20%發煙硫酸。此外,在尼龍、醋酸纖維、聚丙烯腈纖維等化學纖維生產中,也使用相當數量的硫酸。 

◆用於化學纖維以外的高分子化合物生產塑料等高分子化合物,在國民經濟中越來越佔有重要的地位。每生產1t環氧樹脂,需用硫酸2.68t,號稱「塑料王」的聚四氟乙烯,每生產1t,需用硫酸1.32t;有機矽樹膠、矽油、丁苯橡膠及丁腈橡膠等的生產,也都要使用硫酸。 

◆用於染料工業幾乎沒有一種染料(或其中間體)的製備不需使用硫酸。偶氮染料中間體的製備需要進行磺化反應,苯胺染料中間體的製備需要進行硝化反應,兩者都需使用大量濃硫酸或發煙硫酸。所以有些染料廠就設有硫酸車間,以配合需要。 

◆用於日用品的生產生產合成洗滌劑需要用發煙硫酸和濃硫酸。塑料的增塑劑(如苯二甲酸酐和苯二甲酸酯)、賽璐珞製品所需的原料硝化棉,都需要硫酸來製備。玻璃紙、羊皮紙的製造,也需要使用硫酸。此外,紡織印染工業、搪瓷工業、小五金工業、肥皂工業、人造香料工業等生產部門,也都需要使用硫酸。 

◆用於製藥工業磺胺藥物的製備過程中的磺化反應,強力殺菌劑呋喃西林的製備過程中的硝化反應,都需用硫酸。此外,許多抗生素的製備,常用藥物如阿斯匹林咖啡因維生素b2、b12及維生素c、某些激素異煙肼紅汞、糖精等的製備,無不需用硫酸。 

■對鞏固國防方面所起的作用 

某些國家硫酸工業的發展,曾經是和軍用炸藥的生產緊密連結在一起的。無論軍用炸藥(發射藥、爆炸藥)或工業炸藥,大都是以硝基化物或硝酸酯為其主要成分。主要的有硝化棉、三硝基甲苯(tnt)、硝化甘油、苦味酸等。雖然這些化合物的製備是依靠硝酸,但同時必須使用濃硫酸或發煙硫酸。 

■與原子能工業及火箭技術的關係 

原子反應爐用的核燃料的生產,反應爐用的鈦、鋁等合金材料的製備,以及用於製造火箭、超聲速噴氣飛機和人造衛星的材料的鈦合金,都和硫酸有直接或間接的關係。從硼砂製備硼烷的過程需要多量硫酸。硼烷的衍生物是最重要的一種高能燃料。硼烷又用做製備硼氫化鈾用來分離鈾235的一種原料。 由此可見,硫酸與國防工業和尖端科學技術都有著密切的關係。 

■農業土質方面

在農業生產中,越來越多地採用硫酸改良高pH值的石灰質土壤。過去20年來,尿素-硫酸肥料的產量大幅度提高並在美國西部諸州的土壤中廣泛施用。將硫酸注入牛奶場湖泊,改變湖水pH值,可解決圈養牲畜過程產生的若干空氣和水質問題,將硫酸施入農用土壤和水中,其主要作用是溶解鈣、鎂的碳酸鹽和碳酸氫鹽。這些鈣、鎂鹽然後取代可交換的鈉鹽,鈉鹽隨後用水浸洗除去。當碳酸鹽和碳酸氫鹽被分解後,硫酸與更惰性的物質反應,釋放出磷、鐵等植物養分。簡單地降低土壤的pH值可引起許多元素溶解度的變化,提高它們對植物的效力。在高pH值的石灰質土壤上施用硫酸,可使植物更加健壯,收成增加。  

相關應急措施

急救措施

皮膚接觸:先用干布拭去,然後用大量水沖洗,最後用3%-5%NaHCO3溶液沖洗,嚴重時應立即送醫院。

◆眼睛接觸: 立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。

◆吸入: 迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。

◆食入: 用水漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫。

◆注意:若皮膚直接接觸.用棉布先吸去皮膚上的硫酸,再用大量流動清水沖洗,最後用0.01%的蘇打水(或稀氨水)浸泡.切勿直接沖洗!

■消防措施

◆危險特性: 遇水大量放熱, 可發生沸濺。與易燃物(如苯)和可燃物(如糖、纖維素等)接觸會發生劇烈反應,甚至引起燃燒。遇電石、高氯酸鹽、雷酸鹽、硝酸鹽、苦味酸鹽、金屬粉末等猛烈反應,發生爆炸或燃燒。有強烈的腐蝕性和吸水性。

◆有害燃燒產物:二氧化硫。

◆滅火方法: 消防人員必須穿全身耐酸鹼消防服。

◆滅火劑:乾粉、二氧化碳、砂土。避免水流衝擊物品,以免遇水會放出大量熱量發生噴濺而灼傷皮膚。

■泄漏應急處理

應急處理: 迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,並進行隔離,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防酸鹼工作服。不要直接接觸泄漏物。儘可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏:用砂土、乾燥石灰或蘇打灰混合。也可以用大量水沖洗,洗水稀釋後放入廢水系統。大量泄漏:構築圍堤或挖坑收容。用泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。  

注意事項

■危險性概述

◆健康危害: 對皮膚、粘膜等組織有強烈的刺激和腐蝕作用。蒸氣或霧可引起結膜炎結膜水腫角膜混濁,以致失明;引起呼吸道刺激,重者發生呼吸困難和肺水腫;高濃度引起喉痙攣聲門水腫窒息死亡。口服後引起消化道燒傷以致潰瘍形成;嚴重者可能有胃穿孔腹膜炎腎損害休克等。皮膚灼傷輕者出現紅斑、重者形成潰瘍,愈後癍痕收縮影響功能。濺入眼內可造成灼傷,甚至角膜穿孔、全眼炎以至失明。慢性影響:牙齒酸蝕症、慢性支氣管炎肺氣腫肺硬化

環境危害: 對環境有危害,對水體和土壤可造成污染。

◆燃爆危險: 本品助燃,具強腐蝕性、強刺激性,可致人體灼傷。

■操作處置

密閉操作,注意通風。操作儘可能機械化、自動化。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩),穿橡膠耐酸鹼服,戴橡膠耐酸鹼手套。遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸煙。遠離易燃、可燃物。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與還原劑、鹼類、鹼金屬接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。稀釋或製備溶液時,應把酸加入水中,避免沸騰和飛濺。

■儲存

儲存於陰涼、通風的庫房。庫溫不超過35℃,相對濕度不超過85%。保持容器密封。應與易(可)燃物、還原劑、鹼類、鹼金屬、食用化學品分開存放,切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。

■廢棄處置

廢棄處置方法: 緩慢加入鹼液-石灰水中,並不斷攪拌,反應停止後,用大量水沖入廢水系統。

廢棄注意事項:

■運輸注意相關

◆危險貨物編號: 81007

◆UN編號: 1830

◆包裝類別: O51

◆包裝方法: 耐酸壇或陶瓷瓶外普通木箱或半花格木箱;磨砂口玻璃瓶或螺紋口玻璃瓶外普通木箱。

◆運輸注意事項: 本品鐵路運輸時限使用鋼製企業自備罐車裝運,裝運前需報有關部門批准。鐵路非罐裝運輸時應嚴格按照鐵道部《危險貨物運輸規則》中的危險貨物配裝表進行配裝。起運時包裝要完整,裝載應穩妥。運輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴禁與易燃物或可燃物、還原劑、鹼類、鹼金屬、食用化學品等混裝混運。運輸時運輸車輛應配備泄漏應急處理設備。運輸途中應防曝晒、雨淋,防高溫。公路運輸時要按規定路線行駛,勿在居民區和人口稠密區停留。  

法律法規相關

化學危險物品安全管理條例 (1987年2月17日國務院發布),化學危險物品安全管理條例實施細則 (化勞發[1992] 677號),工作場所安全使用化學品規定 ([1996]勞部發423號)等法規,針對化學危險品的安全使用、生產、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規定;常用危險化學品的分類及標誌 (GB 13690-92)將該物質劃為第8.1 類酸性腐蝕品。  

硫酸的發現

據我國科學家考證,在公元650~683年(唐高宗時),煉丹家孤剛子在其所著《黃帝九鼎神丹經訣》卷九中就記載著「煉石膽取精華法」,即乾餾石膽(膽礬)而獲得硫酸。若用化學方程式表示則為:

CuSO4.5H2O====CuSO4+5H2O

CuSO4====CuO+SO3↑

SO3+H2O====H2SO4

這一發現比西方早五六百年。

孤剛子不僅用這種硫酸分解過金礦,而且還發現了硫酸參與的許多驚奇的變化,如他知道稀硫酸對銅不能腐蝕的性質。

8世紀阿拉伯煉金家賈比爾發現,將硝石綠礬一起蒸餾,所得氣體溶於水得硫酸。後來人們還發現某些礦泉中有濃厚的硫磺味道,可治療皮膚病,這是因為河水長期接觸硫鐵礦(FeS2)等,被緩慢氧化成微量H2SO4,使河水味道發酸。這個變化可表示為:

2FeS2+7O2+2H2O ====2H2SO4+2FeSO4

至於用硫磺燃燒(通過鉛室法)制硫酸,則是17世紀以後的事,而用接觸法制硫酸則更是19世紀以後才出現的。

硫酸純品為透明、無色、無嗅的油狀液體,有雜質顏色變深,甚至發黑。分子式H2SO4。分子量:98.08。其相對密度及凝固點也隨其含量變化而不同。相對密度1.841(96~98%)。凝固點10.35℃(100%)、3℃(98%)、-32℃(93%)、-38℃(78%)、-44℃(74%)、-64℃(65%)。沸點290℃。蒸氣壓0.13kPa(145.8℃)。對水有很大親和力。從空氣和有機物中吸收水分。與水、醇混合產生大量熱,體積縮小。用水稀釋時因把酸加到稀釋水中,以免酸沸濺。加熱到340℃分解成三氧化硫和水。

標準

車間空氣衛生標準: 中國MAC硫酸及三氧化硫 2mg/m^3; 美國ACGIH硫酸TLVTWA1mg/m^3,STEL 3mg/m^3

危規:硫酸GB8.1 類81007。原鐵規:一級無機酸性腐蝕物品。UN NO.1830。IMDG CODE 8220頁,8類。

發煙硫酸:GB8.1 類81006。原鐵規:一級無機酸性腐蝕物品,91006。UN NO.1831。IMDG CODE 8221頁,8類。

廢硫酸:GB8.1 類81009。UN NO.1832。IMDG CODE 8222頁,8類。

淤渣硫酸:GB8.1 類81009。UN NO.1906。IMDG CODE 8210頁,8類。

包裝標誌:腐蝕品。包裝方法:(II)類。玻璃瓶外木箱,酸壇外木格箱或鐵罐車運輸。儲運條件:硫酸應單獨儲存於通風、陰涼和乾燥的地方,並有耐酸地坪。避免日光直射。遠離火源。儲槽應有足夠的通氣孔,四周有「堤壩」圍住,以防儲罐泄漏。嚴禁與鉻酸鹽、氯酸鹽、電石、氟化物、高氯酸鹽、雷酸鹽、硝酸鹽、苦味酸鹽、金屬粉末、可燃物共儲混運。工作人員須穿戴耐酸工作服、橡皮圍裙、長統靴、手套及防護眼鏡和口罩。倉庫附近應裝有消防龍頭及水管。裝運時勿把水直接倒入硫酸,以防酸液爆炸性反應。

硫酸是重要的基礎化工原料之一,是化學工業中最重要的產品,主要用於製造無機化學肥料,其次作為基礎化工原料用於有色金屬的冶煉、石油精煉和石油化工、紡織印染、無機鹽工業、某些無機酸和有機酸、橡膠工業、油漆工業以及國防軍工、農藥醫藥、製革、煉焦等工業部門,此外還用於鋼鐵酸洗。

硫酸的特性及安全使用

(一)理化性狀和用途

無色油狀腐蝕性液體,有強烈的吸濕性。密度:1.8,熔點10.4℃,沸點: 280℃。用於製造硫酸銨、磷酸、硫酸鋁合成藥物、合成染料、合成洗滌劑合金屬酸洗劑。

(二)毒性

屬中等毒類。對皮膚粘膜具有很強的腐蝕性。

最高容許濃度:2 mg/m3

(三)短期過量暴露的影響

吸入:吸入高濃度的硫酸酸霧能上呼吸道刺激症状,嚴重者發生喉頭水腫支氣管炎甚至肺水腫。

眼睛接觸:濺入硫酸後引起結膜炎及水腫角膜渾濁以至穿孔

皮膚接觸:局部刺痛,皮膚由潮紅轉為暗褐色。

口服:誤服硫酸後,口腔、咽部、胸部腹部立即有劇烈的灼熱痛,唇、口腔、咽部均見灼傷以致形成潰瘍,嘔吐物及腹瀉物呈黑色血性,胃腸道穿孔。口服濃硫酸致死量約為5毫升。

(四)長期暴露的影響

長期接觸硫酸霧者,可有鼻粘膜萎縮伴有嗅覺減退或消失、慢性支氣管炎和牙齒酸蝕等症状。

(五)火災和爆炸

本品雖不燃,但很多反應卻會起火或爆炸,如與金屬會產生可燃性氣體,與水混合會大量放熱。著火時立刻用乾粉、泡沫滅火等方法。

(六)化學反應性

本品為強氧化劑,與可燃性、還原性物質激烈反應。

(七)人身防護

吸入:硫酸霧濃度超過暴露限值,應佩戴防酸型防毒口罩。

眼睛:帶化學防濺眼鏡。

皮膚:戴橡膠手套,穿防酸工作服和膠鞋。工作場所應設安全淋浴和眼睛沖洗器具。

(八)急救

吸入: 將患者移離現場至空氣新鮮處,有呼吸道刺激症状者應吸氧。

眼睛:張開眼瞼用大量清水或2%碳酸氫鈉溶液徹底沖洗。

皮膚:用大量清水沖洗20分鐘以上。

口服:立即用氧化鎂懸浮液、牛奶、豆漿等內服。

註:所有患者應請醫生或及時送醫療機構治療。

(九)儲藏和運輸

與可燃性和還原性及強鹼物質分開。

包裝號為5(甲)、8(甲)(十)。

(十)安全和處理

注意對硫酸霧的控制,加強通風排氣。車間內要有方便的沖洗器具。

註:在稀釋酸時決不可將水注入酸中,只能將酸注入水中。

【對環境的影響】

一、健康危害

侵入途徑:吸入、食入。

健康危害:對皮膚、粘膜等組織有強烈的刺激和腐蝕作用。對眼睛可引起結膜炎、水腫、角膜混濁,以致失明;引起呼吸道刺激症状,重者發生呼吸困難和肺水腫;高濃度引起喉痙攣或聲門水腫而死亡。口服後引起消化道的燒傷以至潰瘍形成。嚴重者可能有胃穿孔、腹膜炎、喉痙攣和聲門水腫、腎損害、休克等。慢性影響有牙齒酸蝕症、慢性支氣管炎、肺氣腫和肺硬化。

二、毒理學資料及環境行為

毒性:屬中等毒性。

急性毒性:LD5080mg/kg(大鼠經口);LC50510mg/m3,2小時(大鼠吸入);320mg/m3,2小時(小鼠吸入)

危險特性:與易燃物(如苯)和有機物(如糖、纖維素等)接觸會發生劇烈反應,甚至引起燃燒。能與一些活性金屬粉末發生反應,放出氫氣。遇水大量放熱,可發生沸濺。具有強腐蝕性。

燃燒(分解)產物:氧化硫。  

我國煙氣脫硫技術與應用

我國煙氣脫硫控制技術的研究開發始於60年代初,對燃煤電廠、燃煤工業鍋爐和冶金廢氣開展了煙氣脫硫工藝研究、設備研製,取得實驗室小試和現場中試結果。80年代以來,開展了一系列研究、開發和產業化工作。原國家科委組織了「七五」和「八五」攻關項目,對國際上現有脫硫技術主要方法進行研究和實用性工程裝置實驗;國家自然科學基金委員會設立課題支持脫硫技術的基礎研究,取得了很多成績。目前我國自行研究開發的煙氣脫硫方法,尚處在工業化示範試驗階段。國家科技部在「九五」期間,組織「中小鍋爐實用脫硫防塵技術與裝備研究及產業化」攻關課題,其中包括針對燃煤電廠煙氣脫硫技術,採用脈衝電暈電漿體煙氣脫硫新技術研究;與此同時,引進了脫硫技術項目,進行示範規模試驗和工業化運行應用。

我國電廠煙氣脫硫技術起步於1961年,科研院所和高等院校相繼投入研究開發力旦,進行於法、濕法和半干法等等的煙氣脫硫的探索研究,國家科技部(原國家科委)「七五」 「八五」和「九五」的脫硫專項支持取得極好進展。但目前我國自行開發的煙氣脫硫工程,尚處在小試、中試階段。工業化、產業化技術不多。

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