Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Коррозиялық сұйықтық, құрамында артық күкірт триоксидінің ерітіндісі бар. Олеум (лат. *oleum*, май деген мағынада) немесе түтінді күкірт қышқылы – күкірт қышқылындағы күкірт триоксидінің әртүрлі концентрациядағы ерітінділерін, немесе кейде дисульфур қышқылын (пиросүлфур қышқылы деп те аталады) білдіретін термин. Олеум ySO3·H2O формуласымен сипатталады, мұнда y – күкірт триоксидінің жалпы мольдік массасы. Y мәні әртүрлі олеум түрлерін алу үшін өзгертіле алады. Оны H2SO4·xSO3 формуласымен де сипаттауға болады, онда x – бос күкірт триоксидінің мольдік мөлшері. Олеумды әдетте бос SO3-тің массалық пайыздық құрамы бойынша бағалайды. Оны күкірт қышқылының күшін пайызбен де көрсетуге болады; олеум концентрациялары үшін бұл көрсеткіш 100%-дан асады. Мысалы, 10% олеумды H2SO4·0,13611SO3, 1,13611SO3·H2O немесе 102,25% күкірт қышқылы ретінде де көрсетуге болады. Пайыздық қышқыл мен пайыздық олеум арасындағы айналу:
Corrosive liquid of excess sulfur trioxide in solution. Oleum (Latin oleum, meaning oil), or fuming sulfuric acid, is a term referring to solutions of various compositions of sulfur trioxide in sulfuric acid, or sometimes more specifically to disulfuric acid (also known as pyrosulfuric acid). Oleums can be described by the formula ySO3·H2O where y is the total molar mass of sulfur trioxide content. The value of y can be varied, to include different oleums. They can also be described by the formula H2SO4·xSO3 where x is now defined as the molar free sulfur trioxide content. Oleum is generally assessed according to the free SO3 content by mass. It can also be expressed as a percentage of sulfuric acid strength; for oleum concentrations, that would be over 100%. For example, 10% oleum can also be expressed as H2SO4·0.13611SO3, 1.13611SO3·H2O or 102.25% sulfuric acid. The conversion between % acid and % oleum is:
x = 1 және y = 2 болғанда дисульфур (пиросүлфур) қышқылының H2S2O7 эмпирикалық формуласы алынады. Таза дисульфур қышқылы бөлме температурасында қатты зат, 36 °C-та еруге бастайды және зертханалық немесе өнеркәсіптік процестерде сирек қолданылады, бірақ соңғы зерттеулер таза дисульфур қышқылының әлі оқшауланбағанын көрсетеді.
For x = 1 and y = 2 the empirical formula H2S2O7 for disulfuric (pyrosulfuric) acid is obtained. Pure disulfuric acid is a solid at room temperature, melting at 36 °C and rarely used either in the laboratory or industrial processes — although recent research indicates that pure disulfuric acid has never been isolated yet.
Көлікпен тасымалдау үшін аралық ретінде
Олеум – күкірт қышқылының қосылыстарын тасымалдаудың тиімді түрі, көбінесе теміржол цистерналарында, мұнай өңдеу зауыттары мен олардың өңдеу процесінің қосалқы өнімі ретінде күкірт қосылыстарын өндіретін және өнеркәсіптік тұтынушылар арасында қолданылады. Олеумның кейбір құрамы бөлме температурасында қатты күйде болады, сондықтан оны сұйық түрінде тасымалдауға қарағанда тасымалдау қауіпсіз. Қатты олеумды бумен қыздыру, сұйылту немесе концентрациялау арқылы мақсатты жерде сұйық күйге келтіруге болады. Мұндайда күкірт триоксидінің қатты қызуына және булануына жол бермеуге қатысты сақ болу керек. Оны цистернадан алу үшін цистерна ішіндегі бу өткізгіштерін пайдаланып мұқият қыздыру қажет. Қызып кетуден сақтану керек, себебі бұл цистернадағы қысымды цистернаның қауіпсіздік клапанының шегінен асырып жіберуі мүмкін. Сонымен қатар, олеум күкірт қышқылына қарағанда металдарды аз тоздырады, себебі бетке шабуыл жасайтын бос су болмайды. Осы себепті күкірт қышқылы кейде зауыт құбырларында олеумға концентрацияланып, содан кейін өнеркәсіптік реакцияларда қолдану үшін қайта сұйылтылады. 1993 жылы Калифорния штатының Ричмонд қаласында қызып кету салдарынан күкірт триоксидінің көп мөлшерде шығарылуына себеп болды, ол атмосферадан ылғалды сіңіріп, микрометрлік күкірт қышқылы бөлшектерінен тұратын тұманды құрады, бұл тыныс алу жолымен денсаулыққа қауіп төндірді. Бұл тұман кең аумаққа тарады.
Oleum is a useful form for transporting sulfuric acid compounds, typically in rail tank cars, between oil refineries, which produce various sulfur compounds as a byproduct of refining, and industrial consumers. Certain compositions of oleum are solid at room temperature, and thus are safer to ship than as a liquid. Solid oleum can be converted into liquid at the destination by steam heating or dilution or concentration. This requires care to prevent overheating and evaporation of sulfur trioxide. To extract it from a tank car requires careful heating using steam conduits inside the tank car. Great care must be taken to avoid overheating, as this can increase the pressure in the tank car beyond the tank's safety valve limit. In addition, oleum is less corrosive to metals than sulfuric acid, because there is no free water to attack surfaces. Because of that, sulfuric acid is sometimes concentrated to oleum for in plant pipelines and then diluted back to acid for use in industrial reactions. In Richmond, California in 1993 a significant release occurred due to overheating, causing a release of sulfur trioxide that absorbed moisture from the atmosphere, creating a mist of micrometre sized sulfuric acid particles that formed an inhalation health hazard. This mist spread over a wide area.
Органикалық химия зерттеулері
Олеум – күшті реактив және өте коррозиялық зат. Олеумды реагент ретінде пайдаланудың маңызды мысалы – нитробензолдың екінші нитратталуы. Бірінші нитратталу азот қышқылының күкірт қышқылында жүруі мүмкін, бірақ бұл сақинаны одан әрі электрофильдік алмасуға қарай белсенділігін төмендетеді. Ароматтық сақинаға екінші нитро тобын енгізу үшін күштірек реактив – олеум қажет.
Oleum is a harsh reagent, and is highly corrosive. One important use of oleum as a reagent is the secondary nitration of nitrobenzene. The first nitration can occur with nitric acid in sulfuric acid, but this deactivates the ring towards further electrophilic substitution. A stronger reagent, oleum, is needed to introduce the second nitro group onto the aromatic ring.
Жарылғыш заттарды өндіру
Олеум көптеген жарылғыш заттарды өндіруде қолданылады, бірақ нитроцеллюлоза олардың қатарында емес. (Нитроцеллюлозаның қазіргі заманғы өндірісінде H2SO4 концентрациясы көбінесе олеумды пайдалану арқылы реттеледі.) Жарылғыш заттарды өндіруге қойылатын химиялық талаптар көбінесе азот қышқылы мен күкірт қышқылын қамтитын сусыз қоспаларды қажет етеді. Кәдімгі коммерциялық азот қышқылы азот қышқылы мен судың тұрақты қайнау азеотропынан тұрады және құрамында 68% азот қышқылы бар. Сондықтан, азот қышқылының күкірт қышқылындағы қарапайым қоспаларында судың көп мөлшері болады және олар тринитротолуен өндірісі сияқты процестерге жарамсыз. РДХ және кейбір басқа жарылғыш заттарды синтездеу үшін олеум қажет емес. Сусыз азот қышқылы, ақ түтінді азот қышқылы деп аталады, сусыз нитраттау қоспаларын дайындау үшін пайдаланылуы мүмкін, және бұл әдіс материалдың құны бірінші кезекте маңызды емес зертханалық масштабтағы операцияларда қолданылады. Түтінді азот қышқылын ұстап тұру және тасымалдау қауіпті, өйткені ол өте коррозиялық және ұшпалы. Өнеркәсіптік мақсатта мұндай күшті нитраттау қоспалары олеумді кәдімгі коммерциялық азот қышқылымен араластыру арқылы дайындалады, осылайша олеумдегі еркін күкірт триоксиді азот қышқылындағы суды сіңіріп алады.
Oleum is used in the manufacture of many explosives with the notable exception of nitrocellulose. (In modern manufacturing of nitrocellulose, the H2SO4 concentration is often adjusted using oleum.) The chemical requirements for explosives manufacture often require anhydrous mixtures containing nitric acid and sulfuric acid. Ordinary commercial grade nitric acid consists of the constant boiling azeotrope of nitric acid and water, and contains 68% nitric acid. Mixtures of ordinary nitric acid in sulfuric acid therefore contain substantial amounts of water and are unsuitable for processes such as those that occur in the manufacture of trinitrotoluene. The synthesis of RDX and certain other explosives does not require oleum. Anhydrous nitric acid, referred to as white fuming nitric acid, can be used to prepare water free nitration mixtures, and this method is used in laboratory scale operations where the cost of material is not of primary importance. Fuming nitric acid is hazardous to handle and transport, because it is extremely corrosive and volatile. For industrial use, such strong nitration mixtures are prepared by mixing oleum with ordinary commercial nitric acid so that the free sulfur trioxide in the oleum consumes the water in the nitric acid.
Реакциялар
Концентрацияланған күкірт қышқылы сияқты, олеум да өте күшті сусыздандырғыш, сондықтан егер оны ұнтақталған глюкозаға немесе дерлік кез келген басқа қантқа құйса, ол экзотермиялық реакцияда қанттан судың сутек элементтерін тартып алып, қатты қалдық ретінде таза көміртек қалдырады. Бұл көміртек сыртқа қарай кеңейіп, ішінде газ көпіршіктері бар қатты қара затқа айналып қатаяды.
Like concentrated sulfuric acid, oleum is such a strong dehydrating agent that if poured onto powdered glucose, or virtually any other sugar, it will draw the hydrogen elements of water out of the sugar in an exothermic reaction, leaving a residue of nearly pure carbon as a solid. This carbon expands outward, hardening as a solid black substance with gas bubbles in it.