306
Приготовление
растворов
S0
2
и
бисупьфитов
490
кПа
отм
,„
...
0
.
°с
Зависимость между концентрацией
SO? в
водных рас-
710
100 90
<
1 —
1471
г
/5,
у
I
творах
при
разных температурах
и
общим давлением
представлена
на
рис. 4.13.
Максимальная
концентрация
SO? в
водном растворе
при
температуре
О
°С
и
атмосферном давлении
22,8%.
При
повышенном давлении
и
температуре
выше
+12
°С
можно
получить
водный
раствор, содержащий
24...25%
SOi-
Дальнейшее насыщение этого раствора сернистым
ан-
гидридом
приводит
к
разделению
его на два
слоя: верхний
-
водный раствор
SO?
указанной концентрации
и
нижний
-
жидкий
SO?
(с
содержанием 98,6%
SO
2
).
При
охлаждении насыщенного раствора
SO
2
до
+11°С
он
затвердевает вследствие образования кристаллического
гидрата
(кристалл-гидрата)
SO;
(SO?
• 7
Н
2
О).
В
ряде
слу-
чаев
при
охлаждении раствора
до
+11
°С
и
ниже кристалл-
гидрат
SO
2
не
образуется,
и
раствор
остается
жидким.
При
плавлении
кристалл-гидрата
SO
2
выделяется тепло,
и
температура раствора повышается
на
6...7
°С.
При
насыщении
водного
раствора
SO?,
охлажденного
до
температуры ниже
О
°С,
100%-м сернистым газом
под
атмосферным
давлением могут быть
получены
растворы
с
содержанием:
при
температуре
-1
°С
26,5%
SO? и при
температуре
-3
°С
29,2%
SO
2
.
При
-3,5
°С
водный раствор
SO?
замерзает.
Повышение
содержания
S02 в
сильно охлажденных
растворах
является результатом образования (наряду
с
FbSOi)
четырехосновной ортосернистой кислоты
H
4
SO
4
.
Ортосернистая
кислота
диссоциирована
на
ионы:
H
3
SO
4;
H
2
S0
2
4
;
H?SO
~
4
;
SO
4
4 и
H
f
.
Ниже приведена растворимость
SO
2
вводе
при
парциальном давлении
SO? 760 мм рт. ст.
(101,31
кПа).
Температура,
°С
0 5 10 15 20 30 40 50
Содержание
SO
2
,
г/л
воды
228,5
193,1 161,9 155,5 11,7 81,3 57,3 40,8
Практически
можно считать,
что
растворимость
S0
2
в
воде подчиняется закону Генри.
Для
приближенно-
го
определения растворимости диоксида серы
в
воде
при
различных
температурах
и
парциальных давлениях
SO
2
в
газе
над
раствором
можно
пользоваться
формулой
Гумма
[2].
24 28
г-ЗО
2
/100мл
Рис.
4.
/3.
Зависимость
между
концентрацией
SO
2
в
водных растворах
при
разных
температурах
и
общим давлением
-
1-0363
(4.15)
где Х-
растворимость
SO? в
воде,
г/100
мл:
PSO,
-
парциальное давление
SO
2
в
газе,
мм рт. ст. (1 мм рт. ст. =
133,3 Па);
f-температура,
°С.
Чем
выше температура
раствора,
тем
меньшая часть общего количества растворенного
SO
2
находится
в
виде сернистой кислоты
и тем
большая
его
часть присутствует
в
виде ангидрида. Например,
при 10 °С в
виде
Н
2
8Оз
находится
в
растворе
около
80%
всей растворенной
SO?,
а
при
90 °С -
около
10%.
В
свободном состоянии сернистая кислота
не
выделена.
При
нагревании водного раствора
SO
2
улетучи-
вается
в
виде газа;
кипячением
можно добиться практически полного удаления
S0
2
из
раствора [7].