வேதி நுண்ணறிவு · அலகுகள் 11, 14

சல்பூரிக் அமிலம் (H₂SO₄) — 'King of Chemicals'

உலக உற்பத்தி #1 (~270 Mt/yr) — diprotic acid + dehydrating agent + oxidant (hot conc) + Contact process

🧠 நினைவாற்றல் கருவம் (Memory Core)

world #1 chemical + 4-முக ராஜா (acid/dehydrator/oxidant/displacer) + Contact V₂O₅ + AAA dilution rule

⚠ தேர்வுக்கான தவறுகள் (Exam Traps)

Dilution — "AAA = Always Add Acid (to water)". Reverse → splash + burns
Hot conc H₂SO₄ ஒட்சியேற்றி (Cu + 2 H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂); dilute அல்ல
Contact process P = 1–2 atm only (~98% conversion → high P justify ஆகாது)

1அமைப்பு & பண்புகள்

வடிவம்:: நிறமற்ற எண்ணெய்-போன்ற திரவம், அதி-viscous
அடர்த்தி:: 1.84 g/mL (98% — ~18 M)
கொதிநிலை:: 337 °C (H-bonding ⇒ அதிக)
K_a1 / K_a2:: ~10³ / 1.2 × 10⁻²
oleum:: H₂SO₄ + SO₃ → H₂S₂O₇ (Contact process intermediate)

⚠ எப்படி நீர்த்து (how to dilute) — பாதுகாப்பு ★★★★★

"AAA விதி" — Always Add Acid (to water). H₂SO₄ + H₂O — மிக exothermic. நீரில் அமிலம் ஊற்றினால் — வெப்பம் கீழே சென்று கலக்கும். அமிலத்தில் நீர் ஊற்றினால் — மேலே நீர் கொதித்து தெறிக்கும் (acid burns).

2தாக்கங்கள் — 4 முக்கிய பயன்பாடுகள்

A. வலிய diprotic அமிலம் (strong diprotic acid)

+ NaOH → NaHSO₄ → Na₂SO₄ (2-step neutralisation)
+ NH₃ → (NH₄)₂SO₄ (உரம்)
+ CaCO₃ → CaSO₄ + CO₂ + H₂O
+ Zn → ZnSO₄ + H₂ ↑ (H₂ ஆய்வக prep)

B. வறட்சி வினைபடி (dehydrating agent) — conc-ஆக ★★★★

C₁₂H₂₂O₁₁ (sugar) → 12 C + 11 H₂O (கருப்பு கரிமம் தோன்றும்)
HCOOH (formic acid) → CO + H₂O (CO ஆய்வக prep)
C₂H₅OH + 170 °C → C₂H₄ + H₂O (ethanol dehydration → ethene)
Hygroscopic — காற்றில் ஈரம் ஈர்க்கும் (desiccator)

C. ஒட்சியேற்றி (oxidant — hot conc only)

Cu + 2 H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ ↑ + 2 H₂O
C + 2 H₂SO₄ → CO₂ + 2 SO₂ + 2 H₂O
S + 2 H₂SO₄ → 3 SO₂ + 2 H₂O
Br⁻ + conc H₂SO₄ → SO₂ + Br₂ (பழுப்பு) — Br⁻ ஒடுக்கி
I⁻ + conc H₂SO₄ → H₂S + I₂ (ஊதா)

D. டிஸ்பிளேஸ்மென்ட் (displacement) — அதிக-கொதிநிலை

NaCl + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HCl ↑ (HCl gas lab prep)
NaNO₃ + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HNO₃ (HNO₃ lab prep)
2 NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2 HCl (heat, salt cake)

H₂SO₄ HUB · அமிலம் + dehydrator + ஒட்சியேற்றி + displacer — 4-முக ராஜா

3Contact process & பயன்பாடுகள்

⚗ Contact process Unit 14

Step 1: S + O₂ → SO₂ (அல்லது pyrite roasting: 4 FeS₂ + 11 O₂ → 2 Fe₂O₃ + 8 SO₂)
Step 2 (V₂O₅, 450 °C, 1–2 atm): 2 SO₂ + O₂ ⇌ 2 SO₃ ΔH = −197 kJ (exothermic — Le Chatelier compromise)
Step 3: SO₃ + H₂SO₄ → H₂S₂O₇ (oleum) (நீர் நேரடியாக சேர்த்தால் mist — பாதுகாப்பு பிரச்சினை)
Step 4: H₂S₂O₇ + H₂O → 2 H₂SO₄

ஏன் 450 °C? குறைந்த T → high yield, low rate (V₂O₅ வேலை இல்லை). 450 °C — compromise. ~98% conversion.

பயன்பாடுகள் (uses — ஏன் "Kingofchem"?)

உரம் (~55%) — phosphate rock + H₂SO₄ → superphosphate.
உலோக pickling — steel surface treatment.
Detergent — sulfonation alkyl benzene → ABS.
Lead-acid battery — electrolyte (Pb + PbO₂).
Paper, dye, plastic, petrochemical refining.

4சுற்றுச்சூழல், பாதுகாப்பு & தேர்வாளர்

🌧 Acid rain

SO₂ (fossil fuel எரிப்பு) + ½ O₂ + H₂O → H₂SO₄ → pH 3–4 rain. காடு, மீன், கட்டிட சேதம். தடுப்பு: flue gas desulfurisation (FGD — Ca(OH)₂ scrubber).

⚠ பாதுகாப்பு

அதி-corrosive. தோலில் பட்டால் — உடனே நிறைய நீரால் கழுவ (15 நிமிடம்). கண்ணில் பட்டால் — eye-wash. PPE: goggles + face shield + acid-resistant gloves + lab coat.

📊 தேர்வாளர் பாங்கு

Paper I: Halide + conc H₂SO₄ products (Cl/Br/I trend) MCQ.
Paper II: Contact process — full conditions + Le Chatelier essay.
Paper II: Sugar + conc H₂SO₄ — dehydration observation.
Unit 14: Why "world #1" — uses + production diagram.

🔗 தொடர்புடைய கருத்துகள் — Connected Concepts

Unit 11 · விரைவில் Diprotic Ka1/Ka2; Le Chatelier in Contact process Unit 13 · விரைவில் V₂O₅ catalyst (heterogeneous), 450 °C kinetics-yield compromise Unit 14 · விரைவில் Contact process diagram; superphosphate; FGD acid-rain அயன் SO₂ — Contact process intermediate அயன் SO₄²⁻ — final ion; BaSO₄ ID test

← எல்லா boards