Олеум

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}}

Олеум, дымящий на воздухе

О́леум (от Шаблон:Lang-la — масло), исторически нордгаузенская кислота (по г. Нордхаузен, который был центром производства и торговли продуктом в XVIII—XIX вв.) — раствор серного ангидрида SO₃ в серной кислоте H₂SO₄.

Олеум представляет собой вязкую маслянистую бесцветную жидкость или легкоплавкие кристаллы, которые, однако, могут приобретать самые различные оттенки вследствие наличия примесей. При попадании на кожу человека вызывает тяжёлые ожоги, «шипение» и последующее кипение подобно маслу на раскалённой сковороде, разъедая кожу. На воздухе «дымит», реагирует с водой с выделением тепла. Концентрация серного ангидрида может варьироваться в очень широких пределах: от единиц до десятков процентов. Олеум содержит также пиросерные кислоты, получающиеся по реакциям:

${𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟩}};$

${𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}{𝖲}_{\mathrm{𝟥}}{𝖮}_{\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟢}}.$

Физические свойства

Температура кипения водных растворов серной кислоты повышается с ростом её концентрации и достигает максимума при содержании 98,3 % H₂SO₄. При пользовании нижеприведенной таблицы следует также ознакомиться с таблицами ГОСТ 2184-77 (действующий) и ГОСТ 2184-2013 в части массовой доли серного ангидрида в олеуме в процентах.

Свойства водных растворов серной кислоты и олеума

Содержание % по массе		Плотность при 20 ℃, г/см³	Температура плавления, ℃	Температура кипения, ℃
H2SO4	SO3 (свободный)
98	-	1,8365	0,1	332,4
100	-	1,8305	10,4	296,2
104,5	20	1,8968	−11,0	166,6
109	40	1,9611	33,3	100,6
113,5	60	2,0012	7,1	69,8
118,0	80	1,9947	16,9	55,0
122,5	100	1,9203	16,8	44,7

Температура кипения олеума с увеличением содержания SO₃ понижается. При увеличении концентрации водных растворов серной кислоты общее давление пара над растворами понижается и при содержании 98,3 % H₂SO₄ достигает минимума. С увеличением концентрации SO₃ в олеуме, общее давление пара над ним повышается. Давление пара над водными растворами серной кислоты и олеума можно вычислить по уравнению:

$\lg p=\mathrm{A}\mathrm{-}\frac{B}{𝑇}\mathrm{+}\mathrm{2},\mathrm{1}\mathrm{2}\mathrm{6},$

величины коэффициентов А и В зависят от концентрации серной кислоты. Пар над водными растворами серной кислоты состоит из смеси паров воды, H₂SO₄ и SO₃, при этом состав пара отличается от состава жидкости при всех концентрациях серной кислоты, кроме соответствующей азеотропной смеси.

С повышением температуры усиливается диссоциация:

${𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{⟷}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{-}𝑄.$

Уравнение температурной зависимости константы равновесия:

$\ln {𝐾}_{𝑝}=14,74965-6,71464\ln \frac{298}{𝑇}-8,10161\cdot 10^4{𝑇}^2\mathit{-}\frac{\mathrm{9}\mathrm{6}\mathrm{4}\mathrm{3},\mathrm{0}\mathrm{4}}{𝑇}\mathit{-}\mathrm{9},\mathrm{4}\mathrm{5}\mathrm{7}\mathrm{7}\mathrm{\cdot }\mathrm{1}{\mathrm{0}}^{\mathrm{-}\mathrm{3}}𝑇\mathit{+}\mathrm{2},\mathrm{1}\mathrm{9}\mathrm{0}\mathrm{6}\mathrm{2}\mathrm{\cdot }\mathrm{1}{\mathrm{0}}^{\mathrm{-}\mathrm{6}}{𝑇}^2\mathit{.}$

При нормальном давлении степень диссоциации: 10⁻⁵ (373 К), 2,5 (473 К), 27,1 (573 К), 69,1 (673 К).

Плотность 100%-ной серной кислоты можно определить по уравнению:

$𝑑\mathit{=}\mathrm{1},\mathrm{8}\mathrm{5}\mathrm{1}\mathrm{7}\mathrm{-}\mathrm{1},\mathrm{1}\mathrm{\cdot }\mathrm{1}{\mathrm{0}}^{\mathrm{-}\mathrm{3}}𝑡\mathit{+}\mathrm{2}\mathrm{\cdot }\mathrm{1}{\mathrm{0}}^{\mathrm{-}\mathrm{6}}{𝑡}^2\mathit{.}$

С повышением концентрации растворов серной кислоты их теплоёмкость уменьшается и достигает минимума для 100%-ной серной кислоты, теплоёмкость олеума с повышением содержания SO₃ увеличивается.

При повышении концентрации и понижении температуры теплопроводность λ уменьшается:

$\mathrm{\lambda }\mathrm{=}\mathrm{0},\mathrm{5}\mathrm{1}\mathrm{8}\mathrm{+}\mathrm{0},\mathrm{0}\mathrm{0}\mathrm{1}\mathrm{6}𝑡\mathit{-}\mathrm{(}\mathrm{0},\mathrm{2}\mathrm{5}\mathrm{+}𝑡/\mathrm{1}\mathrm{2}\mathrm{9}\mathrm{3}\mathrm{)}\mathrm{\cdot }𝐶/\mathrm{1}\mathrm{0}\mathrm{0},$

где С — концентрация серной кислоты, в %.

Максимальную вязкость имеет олеум H₂SO₄·SO₃, с повышением температуры η снижается. Электрическое сопротивление серной кислоты минимально при концентрации 30 и 92 % H₂SO₄ и максимально при концентрации 84 и 99,8 % H₂SO₄. Для олеума минимальное ρ при концентрации 10 % SO₃. С повышением температуры ρ серной кислоты увеличивается. Диэлектрическая проницаемость 100%-ной серной кислоты 101 (298,15 К), 122 (281,15 К); криоскопическая постоянная 6,12, эбулиоскопическая постоянная 5,33; коэффициент диффузии пара серной кислоты в воздухе изменяется в зависимости от температуры; D = 1,67Шаблон:ET^3/2 см²/с.

Стандарты

• Кислота серная техническая ГОСТ 2184—77
• ГОСТ 2184-77 заменен ГОСТ 2184-2013 «Кислота серная техническая. Технические условия»

Согласно ГОСТу 2184-77 олеум является разновидностью серной кислоты и бывает техническим и улучшенным по виду:

Настоящий стандарт распространяется на техническую серную кислоту следующих видов: контактную (улучшенную и техническую); олеум (улучшенный и технический); башенную и регенерированную.

Коды ОКП технической серной кислоты приведены в табл.

Вид кислоты	Коды ОКП
Олеум:	-
улучшенный	21 2111 0600
технический	21 2111 0650

Применение

Применяется в промышленности при производстве серной кислоты, капролактама и многих других веществ. В органической химии применяется как сульфирующий, водоотнимающий или окисляющий реагент.

Особенности экспериментальной работы

Олеум является крайне едким веществом: оставляет сильные ожоги на коже, быстро разъедает многие материалы, за исключением наименее реакционноспособных. Тем не менее, вследствие эффекта пассивации может храниться в стальных ёмкостях.

Олеум не следует разбавлять водой или выливать его в воду из-за сильно экзотермической реакции. Разбавление олеума производится прибавлением его к серной кислоте. При приливании в воду жидкость закипает, образуя туман из серной кислоты.

Ссылки

• OLEUM/SULFUR TRIOXIDE -- Chemical Fact Sheet Шаблон:Wayback