Серният триоксид обикновено е безцветна течност. Може да съществува и като лед, влакнести кристали или газ. Когато серен триоксид е изложен на въздух, започва да се отделя бял дим. Той е неразделен елемент от такова реактивно вещество като концентрирана сярна киселина. Това е бистра, безцветна, мазна и силно корозивна течност. Използва се в производството на торове, експлозиви, други киселини, петролната промишленост и оловно-киселинни батерии в автомобили.
Концентрирана сярна киселина: свойства
Сярна киселинаРазтваря се добре във вода, разяжда метали и тъкани и овъглява дървото и повечето други органични вещества при контакт. Дългосрочното излагане на ниски концентрации или краткосрочното излагане на високи концентрации може да доведе до неблагоприятни последици за здравето от вдишване.
Концентрираната сярна киселина се използва за производство на торове и други химикали, при рафиниране на нефт, производство на желязо и стомана и за много други цели. Тъй като има достатъчно висока точка на кипене, може да се използва за освобождаване на повече летливи киселини от техните соли. Концентрираната сярна киселина има силно хигроскопично свойство. Понякога се използва като изсушаващ агент за дехидратация (отстраняване на вода химичен метод) на много съединения, като въглехидрати.
Реакции на сярна киселина
Концентрираната сярна киселина реагира по необичаен начин със захарта, оставяйки след себе си крехка пореста черна маса от въглерод. Подобна реакция се наблюдава при излагане на кожа, целулоза и други растителни и животински влакна. Когато концентрирана киселина се смеси с вода, се отделя голямо количество топлина, достатъчно, за да заври моментално. За разреждане трябва да се добавя бавно към студена вода при непрекъснато разбъркване, за да се ограничи натрупването на топлина. Сярната киселина реагира с течността, образувайки хидрати с изразени свойства.
физически характеристики
Течност без цвят и мирис в разреден разтвор има кисел вкус. Сярната киселина е изключително агресивна, когато е изложена на кожата и всички тъкани на тялото, причинявайки тежки изгаряния при директен контакт. В чистата си форма H 2 SO4 не е проводник на електричество, но ситуацията се променя в обратната посока с добавянето на вода.
Някои свойства са, че молекулното тегло е 98,08. Точката на кипене е 327 градуса по Целзий, точката на топене е -2 градуса по Целзий. Сярната киселина е силна минерална киселина и един от основните продукти на химическата промишленост поради широката си търговска употреба. Образува се естествено от окисляването на сулфидни материали като железен сулфид.
Химичните свойства на сярната киселина (H 2 SO4) се проявяват в различни химични реакции:
- При взаимодействие с алкали се образуват две серии соли, включително сулфати.
- Реагира с карбонати и хидрокарбонати, за да образува соли и въглероден двуокис(CO 2).
- Влияе върху металите по различен начин в зависимост от температурата и степента на разреждане. Студеното и разреденото дава водород, горещото и концентрираното дава емисии на SO 2 .
- При кипене разтвор на H 2 SO4 (концентрирана сярна киселина) се разлага на серен триоксид (SO 3) и вода (H 2 O). Химичните свойства включват и ролята на силен окислител.
опасност от пожар
Сярната киселина е силно реактивна, за да запали фини горими материали при контакт. При нагряване започват да се отделят силно токсични газове. Той е експлозивен и несъвместим с огромен брой вещества. При повишени температури и налягания, доста агресивен химически промении деформация. Може да реагира бурно с вода и други течности, причинявайки пръски.
опасно за здравето
Сярната киселина разяжда всички тъкани на тялото. Вдишването на пари може да причини сериозно увреждане на белите дробове. Увреждането на лигавицата на очите може да доведе до пълна загуба на зрение. Контактът с кожата може да причини тежка некроза. Дори няколко капки могат да бъдат фатални, ако киселината достигне до трахеята. Хроничното излагане може да причини трахеобронхит, стоматит, конюнктивит, гастрит. Могат да възникнат стомашни перфорации и перитонит, придружени от циркулаторен колапс. Сярната киселина е силно разяждащо вещество, с което трябва да се работи изключително внимателно. Признаците и симптомите при излагане могат да бъдат тежки и да включват лигавене, силна жажда, затруднено преглъщане, болка, шок и изгаряния. Повръщаното обикновено е с цвят на смляно кафе. Острата експозиция при вдишване може да доведе до кихане, дрезгав глас, задушаване, ларингит, диспнея, дразнене респираторен тракти болка в гърдите. Може да се появи и кървене от носа и венците, белодробен оток, хроничен бронхит и пневмония. Излагането на кожата може да доведе до тежки болезнени изгаряния и дерматит.
Първа помощ
- Преместете пострадалите на чист въздух. Аварийният персонал трябва да избягва излагането на сярна киселина, докато го прави.
- Оценете жизнените показатели, включително пулса и дихателната честота. Ако не се открие пулс, направете реанимация в зависимост от получените допълнителни наранявания. Ако дишането е налице и затруднено, осигурете дихателна подкрепа.
- Свалете замърсеното облекло възможно най-скоро.
- В случай на контакт с очите, изплакнете с топла вода в продължение на поне 15 минути; за кожата, измийте със сапун и вода.
- При вдишване на токсични изпарения, изплакнете устата си обилно с вода, пийте и е забранено самопредизвикването на повръщане.
- Доставете пострадалия в лечебно заведение.
Чистата 100% сярна киселина (монохидрат) е безцветна маслена течност, която се втвърдява в кристална маса при +10 °C. Реактивната сярна киселина обикновено има плътност 1,84 g/cm 3 и съдържа около 95% H 2 SO 4 . Втвърдява се само под -20 °C.
Точката на топене на монохидрата е 10,37 °C с топлина на топене 10,5 kJ/mol. При нормални условия това е много вискозна течност с много висока диелектрична константа (e = 100 при 25 °C). Незначителната собствена електролитна дисоциация на монохидрата протича паралелно в две посоки: [Н 3 SO 4 + ]·[НSO 4 - ] = 2 10 -4 и [Н 3 О + ]·[НS 2 О 7 - ] = 4 10 - 5 . Неговият молекулярно-йонен състав може приблизително да се характеризира със следните данни (в%):
|
Когато се добавят дори малки количества вода, дисоциацията става преобладаваща по схемата:
H 2 O + H 2 SO 4<==>H 3 O + + HSO 4 -
Химични свойства.
H 2 SO 4 е силна двуосновна киселина.
H2SO4<-->H + + HSO 4 -<-->2H + + SO 4 2-
Първият етап (за средни концентрации) води до 100% дисоциация:
K 2 \u003d ( ) / \u003d 1,2 10 -2
1) Взаимодействие с метали:
а) разредената сярна киселина разтваря само метали, които са в серията от напрежения вляво от водорода:
Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (razb) --> Zn +2 SO 4 + H 2 O
б) концентриран H 2 +6 SO 4 - силен окислител; при взаимодействие с метали (с изключение на Au, Pt), може да се редуцира до S +4 O 2, S 0 или H 2 S -2 (Fe, Al, Cr също не реагират без нагряване - те се пасивират):
2Ag 0 + 2H 2 +6 SO 4 --> Ag 2 +1 SO 4 + S +4 O 2 + 2H 2 O
8Na 0 + 5H 2 +6 SO 4 --> 4Na 2 +1 SO 4 + H 2 S -2 + 4H 2 O
2) концентриран H 2 S +6 O 4 реагира при нагряване с някои неметали поради силните си окислителни свойства, превръщайки се в серни съединения с по-ниска степен на окисление (например S + 4 O 2):
С 0 + 2H 2 S +6 O 4 (конц.) --> C +4 O 2 + 2S +4 O 2 + 2H 2 O
S 0 + 2H 2 S +6 O 4 (конц.) --> 3S +4 O 2 + 2H 2 O
2P 0 + 5H 2 S +6 O 4 (конц.) --> 5S +4 O 2 + 2H 3 P +5 O 4 + 2H 2 O
3) с основни оксиди:
CuO + H2SO4 --> CuSO4 + H2O
CuO + 2H + --> Cu 2+ + H 2 O
4) с хидроксиди:
H 2 SO 4 + 2NaOH --> Na 2 SO 4 + 2H 2 O
H + + OH - --> H 2 O
H 2 SO 4 + Cu(OH) 2 --> CuSO 4 + 2H 2 O
2H + + Cu(OH) 2 --> Cu 2+ + 2H 2 O
5) обменни реакции със соли:
BaCl 2 + H 2 SO 4 --> BaSO 4 + 2HCl
Ba 2+ + SO 4 2- --> BaSO 4
Образуването на бяла утайка от BaSO 4 (неразтворим в киселини) се използва за идентифициране на сярна киселина и разтворими сулфати.
Монохидратът (чиста, 100% сярна киселина) е йонизиращ разтворител с киселинен характер. Сулфатите на много метали са добре разтворени в него (превръщайки се в бисулфати), докато солите на други киселини се разтварят, като правило, само ако е възможна тяхната солволиза (с превръщане в бисулфати). Азотната киселина се държи в монохидрат като слаба основа
HNO3 + 2H2SO4<==>H 3 O + + NO 2 + + 2 HSO 4 -
перхлорна - като много слаба киселина
H 2 SO 4 + HClO 4 = H 3 SO 4 + + ClO 4 -
Флуоросулфоновата и хлоросулфоновата киселина са малко по-силни (HSO 3 F> HSO 3 Cl> HClO 4). Монохидратът разтваря добре много органични вещества, съдържащи атоми с неподелени електронни двойки (способни да прикрепят протон). Някои от тях след това могат да бъдат изолирани обратно непроменени чрез просто разреждане на разтвора с вода. Монохидратът има висока криоскопична константа (6,12°) и понякога се използва като среда за определяне на молекулни тегла.
Концентрираната H 2 SO 4 е доста силен окислител, особено при нагряване (обикновено се редуцира до SO 2). Например, той окислява HI и частично HBr (но не и HCl) до свободни халогени. Той също така окислява много метали - Cu, Hg и др. (докато златото и платината са стабилни по отношение на H 2 SO 4). Така че взаимодействието с медта протича съгласно уравнението:
Cu + 2 H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + H 2 O
Действайки като окислител, сярната киселина обикновено се редуцира до SO 2 . Но с най-силните редуциращи агенти може да се редуцира до S и дори до H 2 S. Концентрираната сярна киселина реагира със сероводород съгласно уравнението:
H 2 SO 4 + H 2 S \u003d 2H 2 O + SO 2 + S
Трябва да се отбележи, че той също е частично реставриран водороден гази следователно не може да се използва за изсушаване.
Ориз. 13. Електропроводимост на разтвори на сярна киселина.
Разтварянето на концентрирана сярна киселина във вода е придружено от значително отделяне на топлина (и известно намаляване на общия обем на системата). Монохидратът почти не провежда електричество. Обратно, водните разтвори на сярна киселина са добри проводници. Както се вижда на фиг. 13, приблизително 30% киселина има максимална електрическа проводимост. Минимумът на кривата съответства на хидрат със състав H 2 SO 4 ·H 2 O.
Отделянето на топлина при разтваряне на монохидрата във вода е (в зависимост от крайната концентрация на разтвора) до 84 kJ/mol H 2 SO 4 . Напротив, чрез смесване на 66% сярна киселина, предварително охладена до 0 ° C, със сняг (1: 1 тегловно), може да се постигне понижаване на температурата до -37 ° C.
Промяната в плътността на водните разтвори на H 2 SO 4 с неговата концентрация (тегл.%) е дадена по-долу:
|
|
Както може да се види от тези данни, определянето на плътността на концентрацията на сярна киселина над 90 тегл. % става доста неточен.
Налягането на водните пари върху разтвори на H 2 SO 4 с различни концентрации при различни температури е показано на фиг. 15. Сярната киселина може да действа като изсушаващ агент само докато налягането на водните пари над нейния разтвор е по-малко от нейното парциално налягане в газа, който се суши.
Ориз. 15. Налягане на водните пари.
Ориз. 16. Точки на кипене над разтвори на H 2 SO 4 . Разтвори на H2SO4.
Когато разтворът на разредена сярна киселина се вари, водата се дестилира от него и точката на кипене се повишава до 337 ° C, когато 98,3% H 2 SO 4 започва да дестилира (фиг. 16). Напротив, излишъкът от серен анхидрид се изпарява от по-концентрирани разтвори. Парата от сярна киселина, кипяща при 337 ° C, е частично дисоциирана на H 2 O и SO 3, които се рекомбинират при охлаждане. Високата точка на кипене на сярната киселина позволява да се използва за изолиране на летливи киселини от техните соли (например HCl от NaCl) при нагряване.
Касова бележка.
Монохидратът може да се получи чрез кристализация на концентрирана сярна киселина при -10°C.
Производство на сярна киселина.
1-ви етап.Пиритна пещ.
4FeS 2 + 11O 2 --> 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q
Процесът е разнороден:
1) смилане на железен пирит (пирит)
2) метод "кипящ слой".
3) 800°С; отстраняване на излишната топлина
4) повишаване на концентрацията на кислород във въздуха
2-ри етап.След почистване, сушене и топлообмен, серният диоксид навлиза в контактния апарат, където се окислява до серен анхидрид (450 ° C - 500 ° C; катализатор V 2 O 5):
2SO2 + O2<-->2SO3
3-ти етап.Абсорбционна кула:
nSO 3 + H 2 SO 4 (конц.) --> (H 2 SO 4 nSO 3) (олеум)
Водата не може да се използва поради образуването на мъгла. Нанесете керамични дюзи и принципа на противотока.
Приложение.
Помня! Сярната киселина трябва да се излива във водата на малки порции, а не обратното. В противен случай, насилие химическа реакциякоето може да доведе до сериозни изгаряния.
Сярната киселина е един от основните продукти на химическата промишленост. Отива за производството на минерални торове (суперфосфат, амониев сулфат), различни киселини и соли, лекарства и детергенти, багрила, изкуствени влакна, експлозиви. Използва се в металургията (разлагане на руди, например уран), за пречистване на петролни продукти, като десикант и др.
Практически важен е фактът, че много силна (над 75%) сярна киселина не действа на желязото. Това ви позволява да го съхранявате и транспортирате в стоманени резервоари. Напротив, разреденият H 2 SO 4 лесно разтваря желязото с отделянето на водород. Оксидиращите свойства изобщо не са характерни за него.
Силната сярна киселина абсорбира енергично влагата и затова често се използва за изсушаване на газове. От много органични вещества, съдържащи водород и кислород, той отнема вода, която често се използва в технологиите. С това (както и окислителни свойствасилен H 2 SO 4) се свързва с разрушителния му ефект върху растителните и животинските тъкани. Сярна киселина, която случайно попадне върху кожата или роклята по време на работа, трябва незабавно да се измие обилно с вода, след това да се навлажни засегнатата област с разреден разтвор на амоняк и да се изплакне отново с вода.
Молекули на чиста сярна киселина.
Фиг. 1. Диаграма на водородните връзки в кристал H 2 SO 4.
Молекулите, които образуват монохидратния кристал, (HO) 2 SO 2 са свързани една с друга чрез доста силни (25 kJ/mol) водородни връзки, както е показано схематично на фиг. 1. Самата молекула (HO) 2 SO 2 има структурата на изкривен тетраедър със серен атом близо до центъра и се характеризира със следните параметри: (d (S-OH) \u003d 154 pm, PHO-S-OH \u003d 104 °, d (S = O) = 143 pm, ROSO = 119 °. В HOSO 3 - йон, d (S-OH) = 161 и d (SO) = 145 pm, и когато отива към SO 4 йона, 2-тетраедърът придобива правилна форма и параметрите се изравняват.
Сярната киселина хидратира.
За сярна киселина са известни няколко кристални хидрати, чийто състав е показан на фиг. 14. От тях най-бедната на вода е оксониевата сол: H 3 O + HSO 4 -. Тъй като разглежданата система е много склонна към преохлаждане, реално наблюдаваните температури на замръзване в нея са много по-ниски от точките на топене.
Ориз. 14. Точки на топене в системата H 2 O·H 2 SO 4.
Киселината с метал е специфична за тези класове съединения. В хода си водородният протон се възстановява и заедно с киселинния анион се заменя с метален катион. Това е пример за реакция на образуване на сол, въпреки че има няколко вида взаимодействия, които не следват този принцип. Те протичат като редокс и не се придружават от отделяне на водород.
Принципи на реакции на киселини с метали
Всички реакции с метал водят до образуване на соли. Единственото изключение е може би реакцията на благороден метал с царска вода, смес от солна киселина и всяко друго взаимодействие на киселини с метали води до образуването на сол. Ако киселината не е нито концентрирана сярна, нито азотна, тогава молекулярният водород се отделя като продукт.
Но когато концентрираната сярна киселина реагира, взаимодействието с металите протича според принципа на редокс процес. Следователно експериментално бяха разграничени два вида взаимодействия на типични метали и силни неорганични киселини:
- взаимодействие на метали с разредени киселини;
- взаимодействие с концентрирана киселина.
Реакциите от първия тип протичат с всяка киселина. Единственото изключение е концентрирана и азотна киселина с всякаква концентрация. Те реагират според втория тип и водят до образуване на соли и продукти на редукция на сяра и азот.
Типични взаимодействия на киселини с метали
Металите, разположени отляво на водорода в стандартната електрохимична серия, реагират с други киселини с различни концентрации, с изключение на азотната киселина, за да образуват сол и да освободят молекулярен водород. Металите, разположени вдясно от водорода в серията на електроотрицателността, не могат да реагират с горните киселини и взаимодействат само с азотна киселина, независимо от нейната концентрация, с концентрирана сярна киселина и с царска вода. Това е типично взаимодействие на киселини с метали.
Реакции на метали с концентрирана сярна киселина
Реакции с разредена азотна киселина
Разредената азотна киселина реагира с метали отляво и отдясно на водорода. По време на реакцията с активни метали се образува амоняк, който веднага се разтваря и взаимодейства с нитратния анион, образувайки друга сол. с метали средна активносткиселината реагира с освобождаване на молекулярен азот. При неактивен, реакцията протича с освобождаване на двуазотен оксид. Най-често в една реакция се образуват няколко продукта на редукция на сярата. Примери за реакции са предложени в графичното приложение по-долу.
Реакции с концентрирана азотна киселина
AT този случайАзотът също е окислител. Всички реакции завършват с образуване на сол и изолиране.Схемите на хода на редокс реакциите са предложени в графичното приложение. В този случай реакцията с неактивни елементи заслужава специално внимание. Такова взаимодействие на киселини с метали е неспецифично.
Реактивност на металите
Металите реагират с киселини доста лесно, въпреки че има няколко инертни вещества. Това са елементи, които имат висок стандартен електрохимичен потенциал. Има редица метали, които са изградени на базата на този показател. Нарича се серия от електроотрицателност. Ако металът е в него отляво на водорода, тогава той може да реагира с разредена киселина.
Има само едно изключение: желязото и алуминият, поради образуването на тривалентни оксиди на тяхната повърхност, не могат да реагират с киселина без нагряване. Ако сместа се нагрее, тогава първоначално оксидният филм на метала влиза в реакцията и след това се разтваря в самата киселина. Металите, разположени вдясно от водорода в електрохимичната серия на активност, не могат да реагират с неорганична киселина, включително и с разредена дива коза. Има две изключения от правилото: тези метали се разтварят в концентрирана и разредена азотна киселина и царска вода. Само родий, рутений, иридий и осмий не могат да бъдат разтворени в последния.
Всяка киселина е сложно вещество, чиято молекула съдържа един или повече водородни атоми и киселинен остатък.
Формулата на сярната киселина е H2SO4. Следователно съставът на молекулата на сярната киселина включва два водородни атома и киселинния остатък SO4.
Сярна киселина се образува, когато серен оксид реагира с вода
SO3+H2O -> H2SO4
Чистата 100% сярна киселина (монохидрат) е тежка течност, вискозна като масло, без цвят и мирис, с кисел "меден" вкус. Вече при температура от +10 ° C, той се втвърдява и се превръща в кристална маса.
Концентрираната сярна киселина съдържа приблизително 95% H2SO4. И замръзва при температури под -20 ° C.
Взаимодействие с вода
Сярната киселина е силно разтворима във вода, смесвайки се с нея във всяко съотношение. Това освобождава голямо количество топлина.
Сярната киселина е в състояние да абсорбира водни пари от въздуха. Това свойство се използва в промишлеността за изсушаване на газове. Газовете се изсушават чрез преминаването им през специални контейнери със сярна киселина. Разбира се, този метод може да се използва само за онези газове, които не реагират с него.
Известно е, че когато сярната киселина влезе в контакт с много органични вещества, особено въглехидрати, тези вещества се овъгляват. Факт е, че въглехидратите, подобно на водата, съдържат както водород, така и кислород. Сярната киселина ги лишава от тези елементи. Това, което остава, са въглища.
AT воден разтворИндикаторите H2SO4 лакмус и метилоранж стават червени, което показва, че този разтвор има кисел вкус.
Взаимодействие с метали
Както всяка друга киселина, сярната киселина е способна да замени водородните атоми с метални атоми в своята молекула. Взаимодейства с почти всички метали.
разредена сярна киселинареагира с метали като нормална киселина. В резултат на реакцията се образува сол с киселинен остатък SO4 и водород.
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
НО концентрирана сярна киселинае много силен окислител. Той окислява всички метали, независимо от позицията им в серията на напрежението. И когато реагира с метали, самият той се редуцира до SO2. Водород не се отделя.
Сu + 2 H2SO4 (конц.) = CuSO4 + SO2 + 2H2O
Zn + 2 H2SO4 (конц.) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O
Но златото, желязото, алуминият, металите от платиновата група не се окисляват в сярна киселина. Следователно сярната киселина се транспортира в стоманени цистерни.
Солите на сярната киселина, които се получават в резултат на такива реакции, се наричат сулфати. Те са безцветни и лесно кристализират. Някои от тях са силно разтворими във вода. Само CaSO4 и PbSO4 са умерено разтворими. BaSO4 е почти неразтворим във вода.
Взаимодействие с бази
Реакцията на киселина с основа се нарича реакция на неутрализация. В резултат на реакцията на неутрализация на сярната киселина се образува сол, съдържаща киселинен остатък SO4 и вода H2O.
Примери за реакции на неутрализация на сярна киселина:
H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O
H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O
Сярната киселина влиза в реакция на неутрализация както с разтворими, така и с неразтворими основи.
Тъй като в молекулата на сярната киселина има два водородни атома и са необходими две основи, за да се неутрализира, тя принадлежи към двуосновните киселини.
Взаимодействие с основни оксиди
От училищния курс по химия знаем как се наричат оксидите сложни вещества, което включва две химичен елемент, един от които е кислород в степен на окисление -2. Основните оксиди се наричат оксиди на 1, 2 и някои 3 валентни метали. Примери за основни оксиди: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO.
С основните оксиди сярната киселина влиза в реакция на неутрализация. В резултат на такава реакция, както при реакцията с основи, се образуват сол и вода. Солта съдържа киселинния остатък SO4.
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
Взаимодействие на солта
Сярната киселина реагира със соли на по-слаби или летливи киселини, като измества тези киселини от тях. В резултат на тази реакция се получава сол с киселинен остатък SO4 и киселина
H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl
Използването на сярна киселина и нейните съединения
Бариевата каша BaSO4 е в състояние да забави рентгеновите лъчи. Запълвайки го с кухите органи на човешкото тяло, рентгенолозите ги изследват.
В медицината и строителството широко се използва естествен гипс CaSO4 * 2H2O, калциев сулфат хидрат. Глауберовата сол Na2SO4 * 10H2O се използва в медицината и ветеринарната медицина, в химическата промишленост - за производството на сода и стъкло. Медният сулфат CuSO4 * 5H2O е известен на градинарите и агрономите, които го използват за борба с вредители и болести по растенията.
Сярната киселина се използва широко в различни индустрии: химическа, металообработваща, петролна, текстилна, кожарска и др.
С разредени киселини, които проявяват окислителни свойства порадиводородни йони(разредена сярна, фосфорна, сярна, всички аноксични и органични киселинии т.н.)
металите реагират:
разположени в поредица от напрежения към водород(тези метали са в състояние да изместят водорода от киселината);
образуващи се с тези киселини разтворими соли(на повърхността на тези метали не се образува защитна сол)
филм).
В резултат на реакцията, разтворими солии се открояват водород:
2A1 + 6HCI \u003d 2A1C1 3 + ZN 2
М g + H 2 SO 4 \u003d M gS O 4 + H 2
разб.
ОТ u + H 2 SO 4 →
х
(защото C u стои след H 2)
разб.
Pb + H 2 SO 4 →
х
(защото Pb SO 4 неразтворим във вода)
разб.
Някои киселини са окислители поради елемента, който образува киселинен остатък.Те включват концентрирана сярна киселина, както и азотна киселина с всякаква концентрация. Такива киселини се наричат окислителни киселини.
Окислителните свойства на киселинните остатъци са много по-силни от тези на водорода H, следователно азотната и концентрираната сярна киселина взаимодействат с почти всички метали, разположени в серията на напрежение както преди, така и след водорода, различни от златои платина.Тъй като окислителите в тези случаи не са киселинни остатъци (поради серни и азотни атоми в най-високите степени на окисление), а не водород Н, тогава при взаимодействието на азотна и концентрирана сярна киселинас металите не отделят водород.Металът под действието на тези киселини се окислява до характерно (стабилно) състояние на окислениеи образува сол, а продуктът на киселинна редукция зависи от активността на метала и степента на разреждане на киселината
Взаимодействие на сярна киселина с метали
Разредените и концентрираните сярни киселини се държат различно. Разредената сярна киселина се държи като обикновена киселина. Активни метали в серията напрежения вляво от водорода
Ли, К, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Au
изместват водорода от разредената сярна киселина. Виждаме водородни мехурчета, когато разредена сярна киселина се добави към епруветка с цинк.
H 2 SO 4 + Zn \u003d Zn SO 4 + H 2
Медта е в поредицата от напрежения след водорода - следователно разредената сярна киселина не действа върху медта. И в концентрираната сярна киселина цинкът и медта се държат по този начин ...
Цинк като активен метал, може биформа с концентрирансярна киселина, серен диоксид, елементарна сяра и дори сероводород.
2H 2 SO 4 + Zn \u003d SO 2 + ZnSO 4 + 2H 2 O
Медта е по-малко активен метал. Когато взаимодейства с концентрирана сярна киселина, той я редуцира до серен диоксид.
2H 2 SO 4 конц. + Cu \u003d SO 2 + CuSO 4 + 2H 2 O
В епруветки с концентриранСярната киселина освобождава серен диоксид.
Трябва да се има предвид, че диаграмите показват продукти, чието съдържание е максимално сред възможните продукти на киселинна редукция.
Въз основа на горните схеми ще съставим уравненията за конкретни реакции - взаимодействието на мед и магнезий с концентрирана сярна киселина:
0 +6
+2 +4
ОТ u + 2H 2 SO 4 \u003d C uSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
конц.
0 +6 +2 -2
4M g + 5H 2 SO 4 \u003d 4M gSO 4 + H 2 S + 4H 2 O
конц.
Някои метали ( Fe. AI, Cr) не взаимодействат с концентрирана сярна и азотна киселинапри нормална температура, както се случва пасивиранеметал. Това явление е свързано с образуването на тънък, но много плътен оксиден филм върху металната повърхност, който предпазва метала. Поради тази причина азотната и концентрираната сярна киселина се транспортират в железни контейнери.
Ако металът проявява променливи степени на окисление, тогава с киселини, които са окислители поради H + йони, той образува соли, в които степента на окисление е по-ниска от стабилна, и с окислителни киселини, соли, в които степента на окисление е по-стабилна:
0 +2
F e + H 2 SO 4 \u003d F e SO 4 + H 2
0 разб. + 3
F e + H 2 SO 4 \u003d F e 2 (SO 4) 3 + 3 SO 2 + 6H 2 O
конц
И. И. Новошински
Н.С.Новошинская
