硫酸的作用

【專家解說(shuō)】：目前工業(yè)用的硫酸一般可分為工業(yè)級(jí)，化學(xué)純CP，分析純AR，MOS級(jí)等級(jí)別 由于硫酸能與水以任意比例互溶，所以每個(gè)廠家所涉及的硫酸含量都有所不同，一般工業(yè)上用的工業(yè)級(jí)硫酸含量在10%，30%，50%，98%；CP級(jí)與AR級(jí)的硫酸含量一般為98%。 化學(xué)品的應(yīng)用 ■為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù) ◆用于肥料的生產(chǎn)硫酸銨（俗稱硫銨或肥田粉）和過(guò)磷酸鈣（俗稱過(guò)磷酸石灰或普鈣）這兩種化肥的生產(chǎn)都要消耗大量的硫酸。 2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4 每生產(chǎn)一噸硫酸銨，就要消耗硫酸（折合成100%計(jì)算）760kg，每生產(chǎn)一噸過(guò)磷酸鈣，就要消耗硫酸360kg。 ◆用于農(nóng)藥的生產(chǎn)許多農(nóng)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(chóng)劑，如1059乳劑(45%)和1605乳劑(45%)的生產(chǎn)都需用硫酸。前者每生產(chǎn)1t，需消耗20%發(fā)煙硫酸1.4t后者每生產(chǎn)1t，需消耗硫酸36kg。為大家所熟悉的滴滴涕，每生產(chǎn)1t需要20%發(fā)煙硫酸1.2t。 ■為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù) ◆用于冶金工業(yè)和金屬加工在冶金工業(yè)部門，特別是有色金屬的生產(chǎn)過(guò)程需要使用硫酸。例如用電解法精煉銅、鋅、鎘、鎳時(shí)，電解液就需要使用硫酸，某些貴金屬的精煉，也需要硫酸來(lái)溶解去夾雜的其他金屬。在鋼鐵工業(yè)中進(jìn)行冷軋、冷拔及沖壓加工之前，都必須用硫酸清除鋼鐵表面的氧化鐵。在軋制薄板、冷拔無(wú)縫鋼管和其他質(zhì)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(jìn)行鍍鋅之前，都要經(jīng)過(guò)用硫酸進(jìn)行酸洗手續(xù)。在某些金屬機(jī)械加工過(guò)程中，例如鍍鎳、鍍鉻等金屬制件，也需用硫酸來(lái)洗凈表面的銹。在黑色冶金企業(yè)部門里，需要酸洗的鋼材一般約占鋼總產(chǎn)量的5%～6%，而每噸鋼材的酸洗，約消費(fèi)98%的硫酸30kg～50kg。 ◆用于石油工業(yè)汽油、潤(rùn)滑油等石油產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，都需要濃硫酸精煉，以除去其中的含硫化合物和不飽和碳?xì)浠衔铩Ｃ繃嵲途珶捫枰蛩峒s24kg，每噸柴油精煉需要硫酸約31kg。石油工業(yè)所使用的活性白土的制備，也消耗不少硫酸。 ◆在濃縮硝酸中，以濃硫酸為脫水劑；氯堿工業(yè)中，以濃硫酸來(lái)干燥氯氣、氯化氫氣等；無(wú)機(jī)鹽工業(yè)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制備都要用硫酸。許多無(wú)機(jī)酸如磷酸、硼酸、鉻酸(H2CrO4，有時(shí)也指CrO3)、氫氟酸、氯磺酸(ClSO3H)；有機(jī)酸如草酸[(COOH)2]、醋酸(CH3COOH)等的制備，也常需要硫酸作原料。此外煉焦化學(xué)工業(yè)（用硫酸來(lái)同焦?fàn)t氣中的氨起作用副產(chǎn)硫酸銨）、電鍍業(yè)、制革業(yè)、顏料工業(yè)、橡膠工業(yè)、造紙工業(yè)、油漆工業(yè)（有機(jī)溶劑的制備）、工業(yè)炸藥和鉛蓄電池制造業(yè)等等，都消耗相當(dāng)數(shù)量的硫酸。 ■對(duì)解決人民“穿”與“用”等問(wèn)題所起的作用 ◆用于化學(xué)纖維的生產(chǎn)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(chǎn)1t粘膠纖維，需要消耗硫酸1.2t～1.5t，每生產(chǎn)1t維尼龍短纖維，就要消耗98%硫酸230kg，每生產(chǎn)1t卡普綸單體，需要用1.6t20%發(fā)煙硫酸。此外，在尼龍、醋酸纖維、聚丙烯腈纖維等化學(xué)纖維生產(chǎn)中，也使用相當(dāng)數(shù)量的硫酸。 ◆用于化學(xué)纖維以外的高分子化合物生產(chǎn)塑料等高分子化合物，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中越來(lái)越占有重要的地位。每生產(chǎn)1t環(huán)氧樹(shù)脂，需用硫酸2.68t，號(hào)稱“塑料王”的聚四氟乙烯，每生產(chǎn)1t，需用硫酸1.32t；有機(jī)硅樹(shù)膠、硅油、丁苯橡膠及丁腈橡膠等的生產(chǎn)，也都要使用硫酸。 ◆用于染料工業(yè)幾乎沒(méi)有一種染料（或其中間體）的制備不需使用硫酸。偶氮染料中間體的制備需要進(jìn)行磺化反應(yīng)，苯胺染料中間體的制備需要進(jìn)行硝化反應(yīng)，兩者都需使用大量濃硫酸或發(fā)煙硫酸。所以有些染料廠就設(shè)有硫酸車間，以配合需要。 ◆用于日用品的生產(chǎn)生產(chǎn)合成洗滌劑需要用發(fā)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）、賽璐珞制品所需的原料硝化棉，都需要硫酸來(lái)制備。玻璃紙、羊皮紙的制造，也需要使用硫酸。此外，紡織印染工業(yè)、搪瓷工業(yè)、小五金工業(yè)、肥皂工業(yè)、人造香料工業(yè)等生產(chǎn)部門，也都需要使用硫酸。 ◆用于制藥工業(yè)磺胺藥物的制備過(guò)程中的磺化反應(yīng)，強(qiáng)力殺菌劑呋喃西林的制備過(guò)程中的硝化反應(yīng)，都需用硫酸。此外，許多抗生素的制備，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、糖精等的制備，無(wú)不需用硫酸。 ■對(duì)鞏固國(guó)防方面所起的作用 某些國(guó)家硫酸工業(yè)的發(fā)展，曾經(jīng)是和軍用炸藥的生產(chǎn)緊密連結(jié)在一起的。無(wú)論軍用炸藥（發(fā)射藥、爆炸藥）或工業(yè)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。雖然這些化合物的制備是依靠硝酸，但同時(shí)必須使用濃硫酸或發(fā)煙硫酸。 ■與原子能工業(yè)及火箭技術(shù)的關(guān)系 原子反應(yīng)堆用的核燃料的生產(chǎn)，反應(yīng)堆用的鈦、鋁等合金材料的制備，以及用于制造火箭、超聲速噴氣飛機(jī)和人造衛(wèi)星的材料的鈦合金，都和硫酸有直接或間接的關(guān)系。從硼砂制備硼烷的過(guò)程需要多量硫酸。硼烷的衍生物是最重要的一種高能燃料。硼烷又用做制備硼氫化鈾用來(lái)分離鈾235的一種原料。 由此可見(jiàn)，硫酸與國(guó)防工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)都有著密切的關(guān)系。 ■農(nóng)業(yè)土質(zhì)方面 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，越來(lái)越多地采用硫酸改良高pH值的石灰質(zhì)土壤。過(guò)去20年來(lái)，尿素-硫酸肥料的產(chǎn)量大幅度提高并在美國(guó)西部諸州的土壤中廣泛施用。將硫酸注入牛奶場(chǎng)湖泊，改變湖水pH值，可解決圈養(yǎng)牲畜過(guò)程產(chǎn)生的若干空氣和水質(zhì)問(wèn)題，將硫酸施入農(nóng)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、鎂鹽然后取代可交換的鈉鹽，鈉鹽隨后用水浸洗除去。當(dāng)碳酸鹽和碳酸氫鹽被分解后，硫酸與更惰性的物質(zhì)反應(yīng)，釋放出磷、鐵等植物養(yǎng)分。簡(jiǎn)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(duì)植物的效力。在高pH值的石灰質(zhì)土壤上施用硫酸，可使植物更加健壯，收成增加。