產(chǎn)品中心
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硫酸硫酸是一種無機(jī)化合物,化學(xué)式是H2SO4,是硫的最重要的含氧酸。純凈的硫酸為無色油狀液體,10.36℃時(shí)結(jié)晶,通常使用的是它的各種不同濃度的水溶液,用塔式法和接觸法制取。前者所得為粗制稀硫酸,質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在75%左右;后者可得質(zhì)量分?jǐn)?shù)98.3%的濃硫酸,沸點(diǎn)338℃,相對(duì)密度1.84。 硫酸是一種最活潑的二元無機(jī)強(qiáng)酸,能和絕大多數(shù)金屬發(fā)生反應(yīng)。高濃度的硫酸有強(qiáng)烈吸水性,可用作脫水劑,碳化木材、紙張、棉麻織物及生物皮肉等含碳水化合物的物質(zhì)。與水混合時(shí),亦會(huì)放出大量熱能。其具有強(qiáng)烈的腐蝕性和氧化性,故需謹(jǐn)慎使用。是一種重要的工業(yè)原料,可用于制造肥料、藥物、炸藥、顏料、洗滌劑、蓄電池等,也廣泛應(yīng)用于凈化石油、金屬冶煉以及染料等工業(yè)中。常用作化學(xué)試劑,在有機(jī)合成中可用作脫水劑和磺化劑。 發(fā)現(xiàn)歷史在古代中國,稀硫酸被稱為“綠礬油”。 在公元650~683年(唐高宗時(shí)),煉丹家孤剛子在其所著《黃帝九鼎神丹經(jīng)訣》卷九中就記載著“煉石膽取精華法”,即干餾石膽(膽礬)而獲得硫酸。 硫酸發(fā)現(xiàn)于公元8世紀(jì)。阿拉伯煉丹家賈比爾通過干餾硫酸亞鐵晶體得到硫酸。一些早期對(duì)化學(xué)有研究的人,如拉齊、賈比爾等,還寫了有關(guān)硫酸及與其相關(guān)的礦物質(zhì)的分類名單;其他一些人,如伊本·西拿醫(yī)師,則較為重視硫酸的種類以及它們?cè)卺t(yī)學(xué)上的價(jià)值。[1] 在17世紀(jì),德國化學(xué)家格勞伯(Johann Rudolf Glauber)將硫與硝酸鉀混合蒸汽加熱制出硫酸,在這過程中,硝酸鉀分解并氧化硫令其成為能與水混合并變?yōu)榱蛩岬娜趸颍⊿O3)。于是,在1736年,倫敦藥劑師Joshua Ward用此方法開拓大規(guī)模的硫酸生產(chǎn)。 在1746年,John Roebuck則運(yùn)用這個(gè)原則,開創(chuàng)鉛室法,以更低成本有效地大量生產(chǎn)硫酸。經(jīng)過多番的改良后,這個(gè)方法在工業(yè)上已被采用了將近兩個(gè)世紀(jì)。[2]由John Roebuck創(chuàng)造的這個(gè)生產(chǎn)硫酸的方法能制造出濃度為65%的硫酸,后來,法國化學(xué)家約瑟夫·路易·蓋-呂薩克以及英國化學(xué)家John Glover將其改良,使其能制造出濃度高達(dá)78%的硫酸,可是這濃度仍不能滿足一些工業(yè)上的用途。 約翰·道爾頓在1808年繪制的早期硫酸分子圖 在18世紀(jì)初,硫酸的生產(chǎn)都依賴以下的方法:金屬硫化礦被燃燒成為低價(jià)硫酸鹽,該物質(zhì)可在一定溫度下分解為相應(yīng)的金屬氫氧化物和氣態(tài)的硫氧化物,再利用該氧化物生產(chǎn)硫酸??上?,此過程的龐大成本阻礙了濃硫酸的廣泛運(yùn)用。[2]由約翰·道爾頓在1808年繪制的早期硫酸分子圖顯示了硫酸有一個(gè)位于中心的硫原子并與三個(gè)氧原子建立共價(jià)鍵,如右圖。 后來,到了1831年,英國制醋商人Peregrine Phillips想到了接觸法,能以更低成本制造出三氧化硫以及硫酸,這種方法在現(xiàn)今已被廣泛運(yùn)用。 存在情況地球酸雨中含有硫酸,酸雨中的二氧化硫(SO2)與大氣中的水反應(yīng),生成亞硫酸(H2SO3),亞硫酸又被大氣中的氧氣氧化,生成硫酸,隨雨水落到地面 ,引起酸性土壤的形成。改良酸性土壤通常用堿性物質(zhì)進(jìn)行中和。自然界中,很多含硫的礦物質(zhì),例如硫化亞鐵,在發(fā)生氧化反應(yīng)后形成硫酸,所形成的液體為高度酸性,能氧化殘留的金屬物,釋出有毒的氣體。在生物界,有一種海蛞蝓(Notaspidean pleurobranchs)也能噴射含硫酸的分泌物來御敵。 金星硫酸能在金星的上層大氣中找到。這主要出自于太陽對(duì)二氧化硫,二氧化碳及水的光化作用。波長(zhǎng)短于160nm的紫外光子能光解二氧化碳,使其變?yōu)橐谎趸技霸友酢T友醴浅;钴S,它與二氧化硫發(fā)生反應(yīng)變?yōu)槿趸?。三氧化硫進(jìn)一步與水產(chǎn)生反應(yīng)釋出硫酸。硫酸在金星大氣中較高較冷的地區(qū)為液體,這層厚厚的、離星球表面約45~70公里的硫酸云層覆蓋整個(gè)星球表面。這層大氣不斷地釋出酸雨。 在金星里,硫酸的形成不斷循環(huán)。當(dāng)硫酸從大氣較高較冷的區(qū)域跌至較低較熱的地區(qū)時(shí)被蒸發(fā),其含水量越來越少而其濃度也就越來越高。當(dāng)溫度達(dá)300℃時(shí),硫酸開始分解為三氧化硫以及水,產(chǎn)物均為氣體。三氧化硫非?;钴S并分解為二氧化硫及原子氧,原子氧接著氧化一氧化碳令其變?yōu)槎趸迹趸蚣八畷?huì)從大氣中層升高到上層,它們會(huì)發(fā)生反應(yīng)重新釋出硫酸,整個(gè)過程又再一次循環(huán)。 木衛(wèi)二由伽利略號(hào)探測(cè)器傳來的影像顯示,硫酸亦有可能出現(xiàn)于木星的其中一個(gè)衛(wèi)星——木衛(wèi)二,但有關(guān)細(xì)節(jié)仍存有爭(zhēng)議。[3] 管制信息硫酸(易制毒-3),該品根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》《易制毒化學(xué)品管理?xiàng)l例》受公安部門管制。[6] 物理性質(zhì)硫酸的結(jié)構(gòu)式及鍵長(zhǎng) 純硫酸一般為無色油狀液體,密度1.84 g/cm3,沸點(diǎn)337℃,能與水以任意比例互溶,同時(shí)放出大量的熱,使水沸騰。加熱到290℃時(shí)開始釋放出三氧化硫,最終變成為98.54%的水溶液,在317℃時(shí)沸騰而成為共沸混合物。硫酸的沸點(diǎn)及粘度較高,是因?yàn)槠浞肿觾?nèi)部的氫鍵較強(qiáng)的緣故。由于硫酸的介電常數(shù)較高,因此它是電解質(zhì)的良好溶劑,而作為非電解質(zhì)的溶劑則不太理想。硫酸的熔點(diǎn)是10.371℃,加水或加三氧化硫均會(huì)使凝固點(diǎn)下降。 濃度的差異硫酸分子的球棍模型 盡管可以制出濃純凈的硫酸,并且室溫下是無限穩(wěn)定的(所謂的分解成恒沸物的反應(yīng)發(fā)生在接近沸點(diǎn)的高溫之下),但是純硫酸凝固點(diǎn)過高(283.4K),所以為了方便運(yùn)輸通常制成98%硫酸,故一般所說的“高濃度硫酸”指的便是濃度為98%的硫酸。另外,硫酸在不同的濃度下有不同的應(yīng)用,以下為一些常見的濃度級(jí)別:
硫酸亦可被制成其他形態(tài)。例如,將高濃度的SO3通入硫酸可制成發(fā)煙硫酸,有關(guān)發(fā)煙硫酸的濃度,人們通常以SO3的百分比作準(zhǔn)或者是H2SO4的百分比作準(zhǔn),兩者均可。一般所稱的“發(fā)煙硫酸”的濃度為45%(含109%H2SO4)或65%(含114.6% H2SO4)。當(dāng)SO3與H2SO4比例為1:1產(chǎn)物為焦硫酸(H2S2O7),焦硫酸為固體,熔點(diǎn)為36℃。 極性與導(dǎo)電性純硫酸是一種極性非常大的液體,其介電系數(shù)大約為100。因?yàn)樗肿优c分子之間能夠互相質(zhì)子化對(duì)方,造成它極高的導(dǎo)電性,這個(gè)過程被稱為質(zhì)子自遷移。發(fā)生的過程是: 化學(xué)性質(zhì)腐蝕性純硫酸加熱至290℃分解放出部分三氧化硫,直至酸的濃度降到98.3%為止,這時(shí)硫酸為恒沸溶液,沸點(diǎn)為338°C。無水硫酸體現(xiàn)酸性是給出質(zhì)子的能力,純硫酸仍然具有很強(qiáng)的酸性,98%硫酸與純硫酸的酸性基本上沒有差別,而溶解三氧化硫的發(fā)煙硫酸是一種超酸體系,酸性強(qiáng)于純硫酸,但是廣泛存在一種誤區(qū),即稀硫酸的酸性強(qiáng)于濃硫酸,這種想法是錯(cuò)誤的。的確,稀硫酸第一步電離完全,產(chǎn)生大量的水合氫離子H3O+;但是濃硫酸和水一樣,自身自偶電離會(huì)產(chǎn)生一部分硫酸合氫離子H3SO4+,正是這一部分硫酸合質(zhì)子,導(dǎo)致純硫酸具有非常強(qiáng)的酸性,雖然少,但是酸性卻要比水合質(zhì)子強(qiáng)得多,所以純硫酸的哈米特酸度函數(shù)高達(dá)-12.0。 在硫酸溶劑體系中,H3SO4+經(jīng)常起酸的作用,能質(zhì)子化很多物質(zhì)產(chǎn)生離子型化合物: 上述與HNO3的反應(yīng)所產(chǎn)生的 ,有助于芳香烴的硝化反應(yīng)。 濃硫酸特性1.脫水性 濃硫酸迅速蝕穿毛巾 脫水指濃硫酸脫去非游離態(tài)水分子或按照水的氫氧原子組成比脫去有機(jī)物中氫氧元素的過程。就硫酸而言,脫水性是濃硫酸的性質(zhì),而非稀硫酸的性質(zhì),濃硫酸有脫水性且脫水性很強(qiáng),脫水時(shí)按水的組成比脫去。物質(zhì)被濃硫酸脫水的過程是化學(xué)變化,反應(yīng)時(shí),濃硫酸按水分子中氫氧原數(shù)的比(2:1)奪取被脫水物中的氫原子和氧原子或脫去非游離態(tài)的結(jié)晶水,如五水硫酸銅(CuSO4·5H2O)??杀粷饬蛩崦撍奈镔|(zhì)一般為含氫、氧元素的有機(jī)物,其中蔗糖、木屑、紙屑和棉花等物質(zhì)中的有機(jī)物,被脫水后生成了黑色的炭,這種過程稱作炭化。一個(gè)典型的炭化現(xiàn)象是蔗糖的黑面包反應(yīng)。在200mL燒杯中放入20g蔗糖,加入幾滴水,水加適量,攪拌均勻。然后再加入15mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸,迅速攪拌。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。可以看到蔗糖逐漸變黑,體積膨脹,形成疏松多孔的海綿狀的炭,反應(yīng)放熱,還能聞到刺激性氣體。 同時(shí)進(jìn)行碳與濃硫酸反應(yīng): 2.強(qiáng)氧化性 還原產(chǎn)物 濃硫酸由于還原劑的量,種類的不同可能被還原為SO2,S或H2S:[4] 例如,還原劑過量時(shí),HBr,H2S和HI分別將濃硫酸還原為不同物質(zhì):[4] 還原劑量不同時(shí),產(chǎn)物也可能有所不同:[4] 相關(guān)反應(yīng) (1)與金屬反應(yīng) ①常溫下濃硫酸能使鐵、鋁等金屬鈍化。②加熱時(shí),濃硫酸可以與除銥,釕之外的所有金屬(包括金,鉑)反應(yīng),生成高價(jià)金屬硫酸鹽,本身被還原成SO2,S,H2S或金屬硫化物。 在上述反應(yīng)中,硫酸表現(xiàn)出了強(qiáng)氧化性和酸性。 (2)與非金屬反應(yīng) 熱的濃硫酸可將碳、硫、磷等非金屬單質(zhì)氧化到其高價(jià)態(tài)的氧化物或含氧酸,本身被還原為二氧化硫。在這類反應(yīng)中,濃硫酸只表現(xiàn)出氧化性。 [5] (3)與其他還原性物質(zhì)反應(yīng) 濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,實(shí)驗(yàn)室制取硫化氫、溴化氫、碘化氫等還原性氣體不能選用濃硫酸干燥。 稀硫酸特性性質(zhì) 1、可與多數(shù)金屬(比銅活潑)和絕大多數(shù)金屬氧化物反應(yīng),生成相應(yīng)的硫酸鹽和水; 2、可與所含酸根離子對(duì)應(yīng)酸酸性比硫酸根離子弱的鹽反應(yīng),生成相應(yīng)的硫酸鹽和弱酸; 3、可與堿反應(yīng)生成相應(yīng)的硫酸鹽和水; 4、可與氫前金屬在一定條件下反應(yīng),生成相應(yīng)的硫酸鹽和氫氣; 5、加熱條件下可催化蛋白質(zhì)、二糖和多糖的水解; 6、能與指示劑作用,使紫色石蕊試液變紅,使無色酚酞試液不變色。 檢驗(yàn) 所需藥品:經(jīng)過鹽酸酸化的氯化鋇溶液,鎂粉。 檢驗(yàn)方法:使用經(jīng)過鹽酸(HCl)酸化的的氯化鋇(BaCl2)。向待測(cè)物溶液滴入幾滴經(jīng)過鹽酸酸化的氯化鋇溶液,震蕩,如果產(chǎn)生白色沉淀;向溶液中加入鎂粉后生成可燃性氣體,則待測(cè)溶液中含有硫酸。但此方法僅限中學(xué)階段。 常見誤區(qū) 稀硫酸在中學(xué)階段,一般當(dāng)成 ,兩次完全電離,其實(shí)不是這樣的。根據(jù)硫酸酸度系數(shù)pKa1=-3.00,pKa2=1.99,其二級(jí)電離不夠充分,在稀硫酸中HSO4-=可逆=H++SO42-,并未完全電離,1mol/L的硫酸一級(jí)電離完全,二級(jí)電離約電離1%,也就是溶液中仍存在大量的HSO4-。而即使是NaHSO4溶液0.1mol/L時(shí),硫酸氫根也只電離了約30%。 應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)用途冶金及石油工業(yè) 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)過用硫酸進(jìn)行酸洗。在某些金屬機(jī)械加工過程中,例如鍍鎳、鍍鉻等金屬制件,也需用硫酸來洗凈表面的銹。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30~50kg。 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?。每噸原油精煉需要硫酸約24kg,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,以濃硫酸來干燥氯氣、氯化氫氣等;無機(jī)鹽工業(yè)中,如冰晶石、硼砂、磷酸三鈉、磷酸氫二鈉、硫酸鉛、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。許多無機(jī)酸如磷酸、硼酸、鉻酸(有時(shí)也指CrO3)、氫氟酸、氯磺酸;有機(jī)酸如草酸、醋酸等的制備,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。 可用作硬水的軟化劑、離子交換再生劑、pH值調(diào)節(jié)劑、氧化劑和洗滌劑等。還可用于化肥、農(nóng)藥、染料、顏料、塑料、化纖、炸藥以及各種硫酸鹽的制造。在石油的煉制、有色金屬的冶煉、鋼鐵的酸洗處理、制革過程以及煉焦業(yè)、輕紡業(yè)、國防軍工都有廣泛的應(yīng)用。強(qiáng)酸性清洗腐蝕劑。在集成電路制造工藝中主要用于硅片清洗。 解決人民衣食住行 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1.2~1.5t,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1.6t 20%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,在國民經(jīng)濟(jì)中越來越占有重要的地位。每生產(chǎn)1t環(huán)氧樹脂,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)磺胺藥物的制備過程中的磺化反應(yīng),強(qiáng)力殺菌劑呋喃西林的制備過程中的硝化反應(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、維生素B12及維生素C、某些激素、異煙肼、汞溴紅、糖精等的制備,無不需用硫酸。 鞏固國防 某些國家硫酸工業(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。 原子能工業(yè)及火箭技術(shù) 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分離鈾235的一種原料。由此可見,硫酸與國防工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)都有著密切的關(guān)系。 農(nóng)業(yè)用途土壤改良 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,越來越多地采用硫酸改良高pH值的石灰質(zhì)土壤。過去20年來,尿素-硫酸肥料的產(chǎn)量大幅度提高并在美國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)牲畜過程產(chǎn)生的若干空氣和水質(zhì)問題,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。 化肥生產(chǎn) 用于肥料的生產(chǎn)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(chǎn)都要消耗大量的硫酸。 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。最普通的殺蟲劑,如1059乳劑(45%)和1605乳劑(45%)的生產(chǎn)都需用硫酸。 日常家居用途世界各地大多數(shù)酸性化學(xué)通渠用品均含有濃硫酸。這一類的通渠用品就和堿性的通渠用品一樣,可以溶解淤塞在渠道里的油污及食物殘?jiān)?。不過,由于濃硫酸會(huì)與水發(fā)生高放熱反應(yīng),故建議在使用前盡量保持渠道干爽,并慢慢倒入有關(guān)化學(xué)用品,另需佩戴手套。 毒理性質(zhì)屬中等毒性。 急性毒性:LD502140mg/kg(大鼠經(jīng)口);LC50510mg/m3,2小時(shí)(大鼠吸入);320mg/m3,2小時(shí)(小鼠吸入) 實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)一雞爪在數(shù)十秒內(nèi)被濃硫酸嚴(yán)重腐蝕及碳化。 硫酸(特別是在高濃度的狀態(tài)下)能對(duì)皮肉造成極大傷害。正如其他具腐蝕性的強(qiáng)酸強(qiáng)堿一樣,硫酸可以迅速與蛋白質(zhì)及脂肪發(fā)生酰胺水解作用及酯水解作用,從而分解生物組織,造成化學(xué)性燒傷。不過,其對(duì)肉體的強(qiáng)腐蝕性還與它的強(qiáng)烈脫水性有關(guān),因?yàn)榱蛩徇€會(huì)與生物組織中的碳水化合物發(fā)生脫水反應(yīng)并釋出大量熱能。除了造成化學(xué)燒傷外,還會(huì)造成二級(jí)火焰性灼傷。故由硫酸所造成的傷害,很多時(shí)都比其他可作比較的強(qiáng)酸(像鹽酸及硝酸)的大。若不慎讓硫酸接觸到眼睛的話就有可能會(huì)造成永久性失明;而若不慎誤服,則會(huì)對(duì)體內(nèi)器官構(gòu)成不可逆的傷害,甚至?xí)旅?。濃硫酸也具備很?qiáng)的氧化性,會(huì)腐蝕大部分金屬,故需小心存放。 隨著濃度的增加,硫酸的危險(xiǎn)性也會(huì)增加。這是因?yàn)槌怂嵝晕镔|(zhì)的比例在加大外,其脫水性及氧化性亦在上升。當(dāng)一溶液的硫酸含量等同或超過1.5 M 時(shí),就應(yīng)貼上“腐蝕性”警告標(biāo)示,而在0.5~1.5 M 之間的,則為“刺激性”。但是,即便在實(shí)驗(yàn)室慣用的“低濃度”硫酸(濃度大約為1 M,10%比重)在一定時(shí)間也會(huì)蝕穿紙張。 舊時(shí)教科書認(rèn)為,為了避免濃硫酸與水接觸后放出大量的熱,進(jìn)一步傷害皮膚,應(yīng)用干燥的布將皮膚上的濃硫酸擦去再行處理。然而在實(shí)際操作中,就如其他腐蝕性物質(zhì),第一時(shí)間用大量清水沖洗起碼10~15分鐘是有效的辦法,大量的水能夠迅速冷卻受損組織并帶走熱量。由于濃硫酸接觸皮膚后會(huì)迅速將皮膚炭化,用干布擦拭可能會(huì)將已受損的皮膚擦破甚至擦掉。而若硫酸意外地濺到保護(hù)衣物,應(yīng)立即將其脫下,并徹底地沖洗有關(guān)部位的皮膚。 由于硫酸溶解于水放大量熱,當(dāng)稀釋濃硫酸時(shí),應(yīng)把酸倒入水中而不是把水倒入酸中,這樣可以利用水的高比熱容,減低因高溫沸騰使酸濺出的風(fēng)險(xiǎn)。一般在實(shí)驗(yàn)室中,稀釋6 M(約35%比重)或濃度更高的硫酸是最為危險(xiǎn)的,因?yàn)檫@個(gè)分量的硫酸在與水發(fā)生反應(yīng)時(shí)能釋出足夠的熱量使整杯溶液沸騰。 工業(yè)風(fēng)險(xiǎn)雖然硫酸并不是易燃,但當(dāng)與金屬發(fā)生反應(yīng)后會(huì)釋出易燃的氫氣,有機(jī)會(huì)導(dǎo)致爆炸,而作為強(qiáng)氧化劑的濃硫酸與金屬進(jìn)行氧化還原反應(yīng)時(shí)會(huì)釋出有毒的二氧化硫,威脅工作人員的健康。 另外,長(zhǎng)時(shí)間暴露在帶有硫酸成分的浮質(zhì)中(特別是高濃度),會(huì)使呼吸管道受到嚴(yán)重的刺激,更可導(dǎo)致肺水腫。但風(fēng)險(xiǎn)會(huì)因暴露時(shí)間的縮短而減少。在美國,硫酸的最多可接觸分量(PEL)被定為 1 mg/m3,此數(shù)字在其他國家相若。誤服硫酸有機(jī)會(huì)導(dǎo)致維生素B12缺乏癥,其中,脊椎是最易受影響的部位。 急救措施硫酸與皮膚接觸需要用大量水沖洗,再涂上3%~5%碳酸氫鈉溶液沖,迅速就醫(yī)。濺入眼睛后應(yīng)立即提起眼瞼,用大量流動(dòng)清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。迅速就醫(yī)。吸入蒸氣后應(yīng)迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)行人工呼吸。迅速就醫(yī)。誤服后應(yīng)用水漱口,給飲牛奶或蛋清,迅速就醫(yī)。 儲(chǔ)存方法儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫房。庫溫不超過35℃,相對(duì)濕度不超過85%。保持容器密封。遠(yuǎn)離火種、熱源,工作場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙。遠(yuǎn)離易燃、可燃物。防止蒸氣泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。避免與還原劑、堿類、堿金屬接觸。搬運(yùn)時(shí)要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。稀釋或制備溶液時(shí),應(yīng)把酸加入水中,避免沸騰和飛濺傷及人員。 |