Kāds ir savienojums starp sērskābi un ūdeņraža peroksīdu?

Īsā atbilde

Sērskābe un ūdeņraža peroksīds ir vienas no visplašāk izmantotajām ķīmiskajām vielām gan rūpniecībā, gan laboratorijā. Tie ir savienoti vairākos veidos. Divas ūdeņraža peroksīda ražošanas metodes ietver sērskābes izmantošanu, lai gan tās lielākoties ir aizstātas. Šie divi savienojumi ir nepieciešami vairākiem labi zināmiem laboratorijas eksperimentiem un demonstrācijām, kas ir daļa no daudzu skolu mācību programmām. Turklāt, sajaucot sērskābi un ūdeņraža peroksīdu, tiek iegūts ļoti kodīgs šķīdums, ko var izmantot dažādi pusvadītāju, papīra un ieguves rūpniecībā.

Ūdeņraža peroksīdu sākotnēji ražoja, paskābinot bārija peroksīdu ar sālsskābi. Bārija hlorīds, kas arī veidojas šajā reakcijā, tika noņemts, pievienojot sērskābi; tie reaģē, veidojot nešķīstošas bārija sulfāta nogulsnes. Nākamā metode ietvēra peroksidisērskābes hidrolīzi, ko iegūst sērskābes elektrolīzē. Tomēr mūsdienās gandrīz visu ūdeņraža peroksīdu ražo antrahinona procesā, kas ir ekonomiskāka procedūra, kurā nav izmantota sērskābe.

Sērskābes un ūdeņraža peroksīda reakcijas rezultātā veidojas peroksimonosulfurskābes (H2SO5) ūdens šķīdums: H2SO4 + H2O2 → H2SO5 + H2O. To sauc arī par “piranhas šķīdumu” tā kodīguma dēļ: tas ātri iznīcina lielāko daļu organisko materiālu. Vēl viens tās nosaukums ir Caro skābe pēc vācu ķīmiķa Heinriha Karo, kurš pirmais ražoja skābi. Tīru peroksimonosērskābi — kristālisku cietu vielu istabas temperatūrā — pagatavo ar citu metodi, bet skābi parasti izmanto kā ūdens šķīdumu. Piranha šķīdumu parasti gatavo no koncentrētas sērskābes un 30% ūdeņraža peroksīda; proporcijas var atšķirties atkarībā no lietošanas, bet sērskābes attiecība pret ūdeņraža peroksīdu 3:1 ir izplatīta formula.

Šai skābei ir vairāki pielietojumi, taču tā ir jāsagatavo un ar to jārīkojas ļoti uzmanīgi. Tas ir spēcīgs oksidētājs un ir īpaši noderīgs organisko atlikumu noņemšanai. Šī iemesla dēļ to dažreiz izmanto stikla trauku un citu laboratorijas iekārtu tīrīšanai. Caro skābi plaši izmanto arī pusvadītāju rūpniecībā kā kodinātāju un lai nodrošinātu, ka silīcija plāksnēs un citos delikātos elektroniskos komponentos nav organisku piesārņotāju. Citi lietojumi ir kalnrūpniecībā — metālu un rūdu atdalīšanai un toksisku cianīda savienojumu sadalīšanai no notekūdeņiem — un papīra rūpniecībā — koksnes celulozes delignifikācijai un balināšanai.

Sērskābi var iegūt, reaģējot ūdeņraža peroksīdam un sēra dioksīdam: H2O2 + SO2 → H2SO4. Šo metodi neizmanto komerciāli; tomēr reakcija var notikt atmosfērā, kur nelielos daudzumos ir atrodama gan sērskābe, gan ūdeņraža peroksīds, veicinot skābo lietus veidošanos. Ūdeņraža peroksīds var veidoties dabiski fotoķīmisku reakciju rezultātā. Sēra dioksīds rodas, sadedzinot sēru saturošu fosilo kurināmo un dabiski vulkāniskās aktivitātes rezultātā. Lai gan ūdeņraža peroksīds nav nepieciešams skābo lietus veidošanos no sēra dioksīda, peroksīda reakcija notiek daudz ātrāk.

Īsā atbilde

Saistītie jautājumi