| 8406202 9216 1210 912 1е пилота лунной кабины космич. корабля ''Аполлон-10" с выходом 21 мая на орбиту искусств. спутника Луны. Отделившаяся от космич. корабля лунная кабина с С. и Стаффордом находилась в 15 км от поверхности Луны. После стыковки лунной кабины с космич. кораблём экипаж вернулся на Землю. Всего С. пробыл на селеноцентрич. орбите 61 ч 40 мин. 7-19 дек. 1972 совм. с X. Шмиттом и Р. Эвансом совершил полёт на Луну в качестве командира космич. корабля "Аполлон-17". Лунная кабина с С. и Шмиттом прилунилась в районе гор Тавр и кратера Литтров И дек. 1972. На Луне С. пробыл 75 ч, включая 3 выхода на её поверхность общей продолжительностью 23 ч 12 мин. При передвижении по Луне С. и Шмитт пользовались луноходом. За 3 рейса в космос налетал 566 ч 16 мин. Портрет стр. 303.
Г. А. Назаров.
СЕРНАЯ КИСЛОТА, H2SO4, сильная двухосновная кислота, отвечающая высшей степени окисления серы (+ 6). При обычных условиях - тяжёлая маслянистая жидкость без цвета и запаха. В технике С. к. называют её смеси как с водой, так и с серным ангидридом. Если мол. отношение SO3 : Н2О меньше 1, то это водный раствор С. к., если больше 1,- раствор SО3 в С. к.
Физические и химические свойства. 100%-ная H2SO4 (моногидрат, SО3 х Н2О) кристаллизуется при 10,45 °С; (tкип 296,2 0С; плотность 1,9203 г/см3; теплоёмкость 1,62 дж/г хК. Н2SО4 смешивается с Н2О и SО3 в любых соотношениях, образуя соединения: H2SO4 х4H2O (tпл-28,36 °С), H2SO4 х 3H2O (tпл -36,31 °С), H2SO4 х 2H2O (tпл -39,60 °С), H2SO4 х H2O (tпл 8,48 °С), H2SO4 х SO3 (H2S2O; - двусерная или пиросерная кислота, tпл35,15 °С), H2SO х 2SO3 (Н2S3О10-трисерная к-та, tпл 1,20 °С). При нагревании и кипении водных растворов С. к., содержащих до 70% H2SO4, в паровую фазу выделяются только пары воды. Над более концентрированными растворами появляются и пары С. к. Раствор 98,3%-ной H2SO4 (азеотропная смесь) при кипении (336,5 °С) перегоняется полностью. С. к., содержащая свыше 98,3% Н2SО4, при нагревании выделяет пары SO3.
Концентрированная С. к.- сильный окислитель. Она окисляет HI и НВг до свободных галогенов; при нагревании окисляет все металлы, кроме Аи и платиновых металлов (за исключением Pd). На холоде концентрированная С. к. пассивирует мн. металлы, в том числе Рb, Сг, Ni, сталь, чугун. Разбавленная С. к. реагирует со всеми металлами (кроме Рb), предшествующими водороду в ряду напряжений, напр.:
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + Н2. Как сильная к-та С. к. вытесняет более слабые к-ты из их солей, напр. борную к-ту из буры:
Na2B4O7 + H2SO4+ 5H2O = Na2SO4 + 4H3ВО3, а при нагревании вытесняет более летучие к-ты, напр.:
NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3. С. к. отнимает химически связанную воду от органич. соединений, содержащих гидроксильные группы - ОН. Дегидратация этилового спирта в присутствии концентрированной С. к. приводит к получению этилена или диэтилового эфира. Обугливание сахара, целлюлозы, крахмала и др. углеводов при контакте с С. к. объясняется также их обезвоживанием. Как двухосновная, С. к. образует два типа солей: сульфаты и гидросульфаты. Получение. Первые описания получения ''купоросного масла" (т. е. концентрированной С. к.) дали итал. учёный В. Бирингуччо в 1540 и нем. алхимик, чьи труды были опубликованы под именем Василия Валентина в кон. 16 - нач. 17 вв. В 1690 франц. химики Н. Лемери и Н. Лефевр положили начало первому пром. способу получения С. к., реализованному в Англии в 1740. По этому методу смесь серы и селитры сжигалась в ковше, подвешенном в стеклянном баллоне, содержавшем нек-рое количество воды. Выделявшийся SОз реагировал с водой, образуя С. к. В 1746 Дж. Робек в Бирмингеме заменил стеклянные баллоны камерами из листового свинца и положил начало камерному произ-ву С. к. Непрерывное совершенствование процесса получения С. к. в Великобритании и Франции привело к появлению (1908) первой башенной системы. В СССР первая башенная установка была пущена в 1926 на Полевском металлургическом заводе (Урал).
Сырьём для получения С. к. могут служить: сера, серный колчедан FeS2, отходящие газы печей окислительного обжига сульфидных руд Си, Pb, Zn и др. металлов, содержащие SO2. В СССР основное количество С. к. получают из серного колчедана. Сжигают FeS2 в печах, где он находится в состоянии кипящего слоя. Это достигается быстрым продуванием воздуха через слой тонко измельчённого колчедана. Получаемая газовая смесь содержит SO2, O2, N2 , примеси SO3, паров Н2О, As2O3, SiO2 и др. и несёт много огарковой пыли, от к-рой газы очищаются в электрофильтрах.
С. к. получают из SO2 двумя способами: нитрозным (башенным) и контактным. Переработка SO2 в С. к. по нитрозному способу осуществляется в продукционных башнях - цилиндрич. резервуарах (высотой 15 м и более), заполненных насадкой из керамических колец. Сверху, навстречу газовому потоку разбрызгивается "нитроза" - разбавленная С. к., содержащая нитрозилсерную кислоту NOOSOsH, получаемую по реакции:
N2O3 + 2H2SO4 = 2 NOOSO3H + Н2О. Окисление SO2 окислами азота происходит в растворе после его абсорбции нитрозой. Водою нитроза гидролизуется: NOOSO3H + Н2O = H2SO4 + HNO2. Сернистый газ, поступивший в башни, с водой образует сернистую к-ту:
SO2 + Н2О = Н2SО3.
Взаимодействие HNO2 и H2SO3 приводит к получению С. к.:
2 HNO2 + H2SO3 = H2SO4 + 2 NO + Н2О.
Выделяющаяся NO превращается в окислительной башне в N2O3 (точнее в смесь NO + NO2). Оттуда газы поступают в поглотительные башни, где навстречу им сверху подаётся С. к. Образуется нитроза, к-рую перекачивают в продукционные башни. Т. о. осуществляется непрерывность произ-ва и круговорот окислов азота. Неизбежные потери их с выхлопными газами восполняются добавлением HNO3.
С. к., получаемая нитрозным способом, имеет недостаточно высокую концентрацию и содержит вредные примеси (напр., As). Её произ-во сопровождается выбросом в атмосферу окислов азота ("лисий хвост", названный так по цвету NO2).
Принцип контактного способа производства С. к. был открыт в 1831 П. Филипсом (Великобритания). Первым катализатором была платина. В кон. 19 - нач. 20 вв. было открыто ускорение окисления SO2 в SO3 ванадиевым ангидридом V2OS. Особенно большую роль в изучении действия ванадиевых катализаторов и их подборе сыграли исследования сов. учёных А. Е. Ададурова, Г. К. Борескова, Ф. Н. Юшкевича и др. Совр. сернокислотные з-ды строят для работы по контактному методу. В качестве основы катализатора применяются окислы ванадия с добавками SiO2, A12O3, К2О, СаО, ВаО в различных соотношениях. Все ванадиевые контактные массы проявляют свою активность только при темп-ре не ниже ~420 0С. В контактном аппарате газ проходит обычно 4 или 5 слоев контактной массы. В произ-ве С. к. контактным способом обжиговый газ предварительно очищают от примесей, отравляющих катализатор. As, Se и остатки пыли удаляют в промывных башнях, орошаемых С. к. От тумана Н2SО4 (образующейся из присутствующих в газовой смеси SО3 и Н2О) освобождают в мокрых электрофильтрах. Пары Н2О поглощаются концентрированной С. к. в сушильных башнях. Затем смесь SO2 с воздухом проходит через катализатор (контактную массу) и окисляется до SO3:
SO2 + 1/2O2= SO3.
Серный ангидрид далее поглощается водой, содержащейся в разбавленной H2SO4:
SO3 + Н2О = H2SO4.
В зависимости от количества воды, поступившей в процесс, получается раствор С. к. в воде или олеум.
В 1973 объём произ-ва С. к. (в моногидрате) составлял (млн. т): СССР -14,9, США - 28,7, Япония - 7,1, ФРГ - 5,5, Франция - 4,4, Великобритания - 3,9, Италия - 3,0, Польша - 2,9, Чехословакия-1,2, ГДР - 1,1, Югославия -0,9.
Применение. С. к.- один из важнейших продуктов основной хим. пром-сти. Для технич. целей выпускаются след, сорта С. к.: башенная (не менее 75% H2SO4 купоросное масло (не менее 92,5%) и олеум, или дымящая С. к. (раствор 18,5-20% SO3 в H2SO4), а также особо чистая аккумуляторная С. к. (92-94%; разбавленная водой до 26-31% служит электролитом в свинцовых аккумуляторах). Кроме того, производится реактивная С. к. (92-94%), получаемая контактным способом в аппаратуре из кварца или Pt. Крепость С. к. определяют по её плотности, измеряемой ареометром. Большая часть вырабатываемой башенной С. к. расходуется на изготовление минеральных удобрений. На свойстве вытеснять к-ты из их солей основано применение С. к. в произ-ве фосфорной, соляной, борной, плавиковой и др. к-т. Концентрированная С. к. служит для очистки нефтепродуктов от сернистых я непредельных органич. соединений. Разбавленная С. к. применяетря для удаления окалины с проволоки и листов перед лужением и оцинкованием, для травления металлич. поверхностей перед покрытием хромом, никелем, медью и др. Она используется в металлургии - с её помощью разлагают комплексные руды (в частности, урановые). В органич. синтезе концентрированная С. к.- необходимый компонент нитрующих смесей и сульфирующее средство при получении мн. красителей и лекарственных веществ. Благодаря высокой гигроскопичности С. к. применяется для осушки газов, для концентрирования азотной к-ты.
Техника безопасности. В произ-ве С. к. опасность представляют ядовитые газы (SO2 и |
