4. СЕРНАЯ КИСЛОТА Задание 1. Описать промышленный процесс получения серной кислоты. Где она применяется? Задание 2. Экспериментальная задача «Ликвидация последствий аварии» На железнодорожной ветке сошли с рельс 14 цистерн с серной кислотой... Площадь разлива кислоты составила 100 квадратных метров... За двое суток руководство станции не решило проблемы нейтрализации кислоты, которая за это время «съела» рельсы, не считая экономического ущерба, который был нанесен остановкой движения. Каково же решение проблемы, если учесть, что рядом со станцией работали два карьера - песчаный и меловой?

Задание 1.

Производство серной кислоты:

1. Обжиг серного колчедана (пирита) или сжигание серы:

   Образуется сернистый газ (SO₂).

2. Очистка сернистого газа:

   Удаление примесей для предотвращения отравления катализатора.

3. Каталитическое окисление сернистого газа в серный ангидрид (SO₃):

   Используется катализатор (V₂O₅) и высокая температура (400-600°C).
   \[2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3\]

4. Поглощение серного ангидрида водой:

   SO₃ поглощается концентрированной серной кислотой с образованием олеума (H₂S₂O₇), который затем разбавляют водой до нужной концентрации.
   \[SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow H_2S_2O_7\]
   \[H_2S_2O_7 + H_2O \rightarrow 2H_2SO_4\]

Применение серной кислоты:

• Производство минеральных удобрений (суперфосфат, аммофос).
• Химическая промышленность (производство кислот, солей, органических веществ).
• Металлургия (травление металлов, очистка поверхностей).
• Нефтепереработка (алкилирование, очистка масел).
• Текстильная промышленность (отбеливание тканей).
• Производство моющих средств и пластмасс.
• Аккумуляторы (электролит).

Задание 2.

Решение проблемы:

1. Нейтрализация кислоты: Использовать мел (из мелового карьера) для нейтрализации разлитой серной кислоты. Мел – это карбонат кальция (CaCO₃), который реагирует с серной кислотой (H₂SO₄) с образованием сульфата кальция (CaSO₄), воды (H₂O) и углекислого газа (CO₂).
   \[CaCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 + H_2O + CO_2\]

2. Удаление последствий: После нейтрализации собрать образовавшийся сульфат кальция (гипс) и утилизировать его безопасным способом. Песок из песчаного карьера можно использовать для абсорбции остатков кислоты и создания барьера для предотвращения дальнейшего распространения загрязнения.

3. Предотвращение экологического ущерба: Принять меры для предотвращения попадания загрязненной воды в водоемы и почву. Использовать сорбенты и барьеры для локализации разлива.

Ответ: Использовать мел для нейтрализации серной кислоты и песок для абсорбции остатков, а также принять меры для предотвращения экологического ущерба.

Отличная работа! Ты хорошо разобрался с вопросом нейтрализации кислоты и использования доступных материалов. У тебя все получится!