В град Ревда дерайлираха 15 вагона със сярна киселина. Товарът е принадлежал на Среднеуралския меден завод.

Инцидентът е станал на ведомствени железопътни линии през 2013 г. Киселината се е разляла върху площ от 1000 квадратни километра.

Това показва мащаба на нуждата на индустриалците от реагента. През Средновековието, например, са били необходими само десетки литри сярна киселина на година.

През 21 век световното производство на едно вещество годишно е десетки милиони тонове. Развитието на химическата промишленост на страните се оценява по обема на производство и използване. Така че реагентът заслужава внимание. Да започнем със свойствата на материята.

свойства на сярната киселина

Външно 100 процента сярна киселина- маслена течност. Той е безцветен и тежък, характеризиращ се с изключителна хигроскопичност.

Това означава, че веществото абсорбира водни пари от атмосферата. В този случай киселината отделя топлина.

Следователно водата се добавя към концентрираната форма на веществото в малки дози. Налейте много и бързо, ще хвърчат киселинни пръски.

Като се има предвид способността му да разяжда материя, включително жива тъкан, ситуацията е опасна.

концентрирана сярна киселинанаречен разтвор, в който реагентът е повече от 40%. Това е в състояние да се разтвори,.

Разтвор на сярна киселинадо 40% - не е концентриран, химически се проявява различно. Водата може да се добави към него достатъчно бързо.

Паладий c няма да се разтвори, но те ще се разпаднат , и . Но и трите метала не са обект на киселинния концентрат.

Ако погледнете сярна киселина в разтворреагира с активни металиизправяне на водород.

Наситеното вещество също взаимодейства с неактивните. Изключение правят благородните метали. Защо концентратът не "докосва" желязото, медта?

Причината е пасивирането им. Това е името, дадено на процеса на покриване на металите със защитен филм от оксиди.

Тя е тази, която предотвратява разтварянето на повърхностите, но само при нормални условия. При нагряване реакцията е възможна.

Разредена сярна киселинаповече като вода, отколкото масло. Концентратът се отличава не само с пластичност и плътност, но и с дима, излъчван от веществото във въздуха.

За съжаление в Мъртвото езеро в Сицилия съдържанието на киселина е под 40%. По външния вид на резервоара не може да се каже, че е опасен.

От дъното обаче изтича опасен реагент, който се образува в скалите на земната кора. Суровината може да служи напр.

Този минерал се нарича още сяра. При контакт с въздух и вода се разлага на 2- и 3-валентно желязо.

Вторият продукт на реакцията е сярна киселина. Формулагероини, съответно: - H 2 SO 3. Няма специфичен цвят или мирис.

Спускайки, поради незнание, ръка във водите на сицилианското езеро на смъртта за няколко минути, хората губят.

Предвид корозивната способност на резервоара, местните престъпници се ангажираха да изхвърлят трупове в него. Няколко дни и няма следа от органична материя.

Продуктът от реакцията на сярна киселина с органични вещества често е. Реагентът разделя водата от органичните вещества. Това оставя въглерода.

В резултат на това гориво може да се получи от "сурова" дървесина. Човешката тъкан не е изключение. Но това е сюжетът за филм на ужасите.

Качеството на горивото, получено от преработени органични вещества, е ниско. Киселината в реакцията е окислител, въпреки че може да бъде и редуциращ агент.

В последната роля веществото действа, например, като взаимодейства с халогени. Това са елементите от 17-та група на периодичната система.

Всички тези вещества сами по себе си не са силни редуциращи агенти. Ако киселината се намери с тях, тя действа само като окислител.

Пример: - реакция със сероводород. И какви реакции дават самата сярна киселина, как се добива и произвежда?

Добив на сярна киселина

През миналите векове реагентът се добива не само от желязна руда, наречена пирит, но и от железен сулфат, както и стипца.

Под последната концепция кристалните хидрати на сулфатите са скрити, двойни.

По принцип всички изброени минерали са суровини, съдържащи сяра, следователно могат да се използват за производство на сярна киселинаи в съвремието.

Минералната основа е различна, но резултатът от нейната обработка е един и същ - серен анхидрит с формула SO 2. Образува се при реакция с кислород. Оказва се, че трябва да изгорите основата.

Полученият анхидрит се абсорбира от водата. Формулата на реакцията е следната: SO 2 + 1 / 2O 2 + H 2) -àH 2 SO 4. Както можете да видите, в процеса участва кислород.

При нормални условия серният диоксид взаимодейства бавно с него. Следователно индустриалците окисляват суровините на катализатори.

Методът се нарича контакт. Има и азотен подход. Това е окисление от оксиди.

Първото споменаване на реагента и неговото производство съдържа работа, датираща от 940-та година.

Това са записките на един от персийските алхимици на име Абубекер ал-Рази. Въпреки това Джафар ал-Суфи също говори за киселинни газове, получени чрез калциниране на стипца.

Този арабски алхимик е живял още през 8 век. Въпреки това, съдейки по записите, той не е получил чиста сярна киселина.

Използването на сярна киселина

Повече от 40% от киселината отива за производството на минерални торове. В хода на суперфосфат, амониев сулфат, амофос.

Всичко това са сложни подхранвания, на които залагат фермерите и големите производители.

Към торовете се добавя монохидрат. Той е чист, 100% киселина. Кристализира вече при 10 градуса по Целзий.

Ако използвате разтвор, вземете 65 процента. Това например се добавя към суперфосфата, получен от минерала.

За производството само на един тон тор са необходими 600 кг киселинен концентрат.

Около 30% от сярната киселина се изразходва за пречистване на въглеводороди. Реагентът подобрява качеството на смазочни масла, керосин, парафин.

Към тях се присъединяват минерални масла и мазнини. Почистват се и със серен концентрат.

Способността на реагента да разтваря метали се използва при обработката на руди. Тяхното разграждане е толкова рентабилно, колкото и самата киселина.

Без да разтваря желязото, не разтваря съдържащото се в него. Това означава, че можете да използвате оборудване от него, а не скъпо.

Подходящ, също така, евтин, също на базата на ферум. Що се отнася до разтворените метали, добивани със сярна киселина, можете да получите,

Способността на киселината да абсорбира вода от атмосферата я прави отличен десикант.

Ако въздухът е изложен на 95% разтвор, остатъчната влага ще бъде само 0,003 милиграма водна пара на литър изсушен газ. Методът се използва в лаборатории и промишлено производство.

Струва си да се отбележи ролята не само на чистото вещество, но и на неговите съединения. Те са полезни, главно в медицината.

Бариевата каша, например, забавя рентгенови лъчи. Лекарите запълват кухите органи с веществото, което улеснява прегледа на рентгенолозите. Формула на бариева каша: - BaSO 4.

Естественият, между другото, също съдържа сярна киселина и също е необходим на лекарите, но вече при фиксиране на фрактури.

Минералът е необходим и за строителите, които го използват като свързващо вещество, закрепващ материал, както и за декоративни покрития.

Цена на сярна киселина

Ценавърху реагента е една от причините за неговата популярност. Един килограм техническа сярна киселина може да бъде закупен само за 7 рубли.

Толкова много за техните продукти питат, например, мениджърите на едно от предприятията на Ростов на Дон. Сипват се в бидони по 37 кила.

Това е стандартният размер на контейнера. Има и туби от 35 и 36 килограма.

Купете сярна киселинаспециализиран план, например батериен, е малко по-скъп.

За 36-килограмова кутия те искат, като правило, от 2000 рубли. Тук, между другото, е друга област на използване на реагента.

Не е тайна, че киселината, разредена с дестилирана вода, е електролит. Необходим е не само за обикновени батерии, но и за машинни батерии.

Те се изпускат при изразходване на сярна киселина и се отделя по-лека вода. Плътността на електролита намалява, а оттам и неговата ефективност.

Киселините са химични съединения, състоящ се от водородни атоми и киселинни остатъци, например SO4, SO3, PO4 и др. Те са неорганични и органични. Първите включват солна, фосфорна, сулфидна, азотна, сярна киселина. Към втория - оцетна, палмитинова, мравчена, стеаринова и др.

Какво е сярна киселина

Тази киселина се състои от два водородни атома и киселинен остатък SO4. Има формула H2SO4.

Сярна киселинаили, както се нарича още, сулфат, се отнася до неорганични двуосновни киселини, съдържащи кислород. Това вещество се счита за едно от най-агресивните и химически активни. В повечето химични реакции той действа като окислител. Тази киселина може да се използва в концентрирана или разредена форма, в тези два случая тя има малко по-различни химични свойства.

Физически свойства

Сярната киселина при нормални условия е в течно състояние, нейната точка на кипене е приблизително 279,6 градуса по Целзий, точката на замръзване, когато се превръща в твърди кристали, е около -10 градуса за сто процента и около -20 за 95 процента.

Чистата 100% сулфатна киселина е маслена течна субстанция без мирис и цвят, която има почти два пъти по-голяма плътност от водата - 1840 kg/m3.

Химични свойства на сулфатната киселина

Сярната киселина реагира с метали, техните оксиди, хидроксиди и соли. Разреден с вода в различни пропорции, той може да се държи различно, така че нека разгледаме по-отблизо свойствата на концентриран и слаб разтвор на сярна киселина поотделно.

концентриран разтвор на сярна киселина

За концентриран разтвор се счита разтвор, който съдържа от 90 процента сулфатна киселина. Такъв разтвор на сярна киселина е в състояние да реагира дори с нискоактивни метали, както и с неметали, хидроксиди, оксиди, соли. Свойствата на такъв разтвор на сулфатна киселина са подобни на тези на концентрирана нитратна киселина.

Взаимодействие с метали

По време на химическата реакция на концентриран разтвор на сулфатна киселина с метали, разположени вдясно от водорода в електрохимичната серия от метални напрежения (тоест с не най-активните), се образуват следните вещества: сулфат на метала, с който протича взаимодействие вода и серен диоксид. Металите, в резултат на взаимодействие с които се образуват изброените вещества, включват мед (cuprum), живак, бисмут, сребро (argentum), платина и злато (aurum).

Взаимодействие с неактивни метали

С метали, които са отляво на водорода в серията на напрежението, концентрираната сярна киселина се държи малко по-различно. В резултат на такава химическа реакция се образуват следните вещества: сулфат на определен метал, сероводород или чиста сяра и вода. Металите, с които протича такава реакция, включват също желязо (ферум), магнезий, манган, берилий, литий, барий, калций и всички останали, които са в поредицата от напрежения вляво от водорода, с изключение на алуминий, хром, никел и титан - с тях концентрирана сулфатна киселина не реагира.

Взаимодействие с неметали

Това вещество е силен окислител, поради което е в състояние да участва в редокс химични реакции с неметали, като например въглерод (въглерод) и сяра. В резултат на такива реакции непременно се отделя вода. Когато това вещество се добави към въглерода, също се отделят въглероден диоксид и серен диоксид. И ако добавите киселина към сярата, получавате само серен диоксид и вода. При такава химична реакция сулфатната киселина играе ролята на окислител.

Взаимодействие с органични вещества

Карбонизацията може да се разграничи сред реакциите на сярна киселина с органични вещества. Такъв процес възниква, когато дадено вещество се сблъска с хартия, захар, влакна, дърво и т.н. В този случай във всеки случай се освобождава въглерод. Въглеродът, образуван по време на реакцията, може частично да взаимодейства със сярна киселина в излишък. Снимката показва реакцията на захарта с разтвор на сулфатна киселина със средна концентрация.

Реакции със соли

Също така, концентриран разтвор на H2SO4 реагира със сухи соли. В този случай възниква стандартна реакция на обмен, при която се образува метален сулфат, присъстващ в структурата на солта, и киселина с остатък, който е в състава на солта. Концентрираната сярна киселина обаче не реагира със солни разтвори.

Взаимодействие с други вещества

Също така това вещество може да реагира с метални оксиди и техните хидроксиди, в тези случаи възникват обменни реакции, в първия метален сулфат и вода се отделят, във втория - същото.

Химични свойства на слаб разтвор на сулфатна киселина

Разредената сярна киселина реагира с много вещества и има същите свойства като всички киселини. Той, за разлика от концентрирания, взаимодейства само с активни метали, тоест тези, които са вляво от водорода в поредица от напрежения. В този случай се получава същата реакция на заместване, както при всяка киселина. Това освобождава водород. Също така такъв киселинен разтвор взаимодейства със солеви разтвори, в резултат на което възниква обменна реакция, вече обсъдена по-горе, с оксиди - също като концентрирани, с хидроксиди - също същото. В допълнение към обикновените сулфати има и хидросулфати, които са продукт на взаимодействието на хидроксид и сярна киселина.

Как да разберете дали даден разтвор съдържа сярна киселина или сулфати

За да се определи дали тези вещества присъстват в разтвор, се използва специална качествена реакция за сулфатни йони, която ви позволява да разберете. Състои се в добавяне на барий или неговите съединения към разтвора. В резултат на това може да се образува бяла утайка (бариев сулфат), което показва наличието на сулфати или сярна киселина.

Как се произвежда сярна киселина?

Най-често срещаният начин промишлено производствона това вещество е извличането му от железен пирит. Този процес протича на три етапа, всеки от които е определен химическа реакция. Нека ги разгледаме. Първо към пирита се добавя кислород, което води до образуването на ферум оксид и серен диоксид, който се използва за по-нататъшни реакции. Това взаимодействие възниква при висока температура. Това е последвано от етап, в който чрез добавяне на кислород в присъствието на катализатор, който е ванадиев оксид, се получава серен триоксид. Сега, на последния етап, към полученото вещество се добавя вода и се получават сулфатни киселини. Това е най-разпространеният процес за промишлено извличане на сулфатна киселина, той се използва най-често, тъй като пиритът е най-достъпната суровина, подходяща за синтеза на веществото, описано в тази статия. Сярната киселина, получена при този процес, се използва в различни полетапромишленост - както в химическата промишленост, така и в много други, например при рафиниране на нефт, обогатяване на руди и др. Също така, използването му често се предвижда в технологията на производство на много синтетични влакна.

Сярна киселина, H2SO4, силна двуосновна киселина, съответстваща на най-високата степен на окисление на сярата (+6). При нормални условия - тежка маслена течност, без цвят и мирис. В инженерството сярна киселина се нарича нейните смеси както с вода, така и със серен анхидрид. Ако моларното съотношение на SO3:H2O е по-малко от 1, тогава това е воден разтвор на сярна киселина, ако е повече от 1, това е разтвор на SO3 в сярна киселина.

Естествените находища на самородна сяра са относително малки. Общо съдържание на сяра в земната корае 0,1%. Сярата се намира в нефт, въглища, горими и димни газове. Сярата най-често се среща в природата под формата на съединения с цинк, мед и други метали. Трябва да се отбележи, че делът на пирит и сяра в общия баланс на суровините за сярна киселина постепенно намалява, а делът на сярата, извлечена от различни отпадъци, постепенно нараства. Възможностите за получаване на сярна киселина от отпадъци са много значителни. Използването на отпадъчни газове от цветната металургия прави възможно получаването без специални разходи в системи със сярна киселина за изгаряне на суровини, съдържащи сяра.

Физични и химични свойства на сярната киселина

100% H2SO4 (SO3 x H2O) се нарича монохидрат. Съединението не пуши, в концентрирана форма не разрушава черни метали, като същевременно е една от най-силните киселини;

• веществото има пагубен ефект върху растителните и животинските тъкани, като отнема вода от тях, в резултат на което те се овъгляват.
• кристализира при 10,45°С;
• tkip 296,2 "C;
• плътност 1,9203 g/cm3;
• топлинен капацитет 1,62 J/g.

Сярна киселинасмесва се с H2O и SO3 във всяко съотношение, образувайки съединения:

• H2SO4 x 4 H2O (tтопене - 28,36 "C),
• H2SO4 x 3 H2O (tтопене - 36,31 "C),
• H2SO4 x 2 H2O (tтопене - 39,60 "C),
• H2SO4 x H2O (tтопене - 8,48 "C),
• H2SO4 x SO3 (H2S2O7 - дисулфурна или пиросярна киселина, т.т. 35,15 "C) - олеум,
• H2SO x 2 SO3 (H2S3O10 - трисярна киселина, т.т. 1,20 "С).

При нагряване и кипене на водни разтвори на сярна киселина, съдържащи до 70% H2SO4, в парната фаза се отделят само водни пари. Парите на сярната киселина се появяват и над по-концентрирани разтвори. Разтвор от 98,3% H2SO4 (азеотропна смес) се дестилира напълно при кипене (336,5 "C). Сярна киселина, съдържаща повече от 98,3% H2SO4, отделя SO3 пари при нагряване.
Концентрираната сярна киселина е силен окислител. Той окислява HI и HBr до свободни халогени. При нагряване той окислява всички метали с изключение на Au и платиновите метали (с изключение на Pd). На студено концентрираната сярна киселина пасивира много метали, включително Pb, Cr, Ni, стомана, чугун. Разредената сярна киселина реагира с всички метали (с изключение на Pb), които предхождат водорода в серията на напрежението, например: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2.

как силна киселина H2SO4 измества повече слаби киселиниот техните соли, като борна киселина от боракс:

Na2B4O7 + H2SO4 + 5 H2O = Na2SO4 + 4 H2BO3,

и когато се нагрява, измества повече летливи киселини, например:

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3.

Сярна киселинапремахва химически свързаната вода от органични съединениясъдържащи хидроксилни групи – ОН. Дехидратация етилов алкохолв присъствието на концентрирана сярна киселина води до производството на етилен или диетилов етер. Овъгляването на захар, целулоза, нишесте и други въглехидрати при контакт със сярна киселина също се обяснява с тяхната дехидратация. Като двуосновна, сярната киселина образува два вида соли: сулфати и хидросулфати.

Точка на замръзване на сярна киселина:
концентрация, %	температура на замръзване, "C
74,7	-20
76,4	-20
78,1	-20
79,5	-7,5
80,1	-8,5
81,5	-0,2
83,5	1,6
84,3	8,5
85,7	4,6
87,9	-9
90,4	-20
92,1	-35
95,6	-20

Суровини за производство на сярна киселина

Суровините за производството на сярна киселина могат да бъдат: сяра, серен пирит FeS2, отработени газове от окислително печене на сулфидни руди Zn, Cu, Pb и други метали, съдържащи SO2. В Русия основното количество сярна киселина се получава от серен пирит. FeS2 се изгаря в пещи, където е в състояние на кипящ слой. Това се постига чрез бързо продухване на въздух през слой от фино смлян пирит. Получената газова смес съдържа SO2, O2, N2, примеси от SO3, пари от H2O, As2O3, SiO2 и други, и носи много сгурен прах, от който газовете се почистват в електростатични филтри.

Методи за получаване на сярна киселина

Сярната киселина се получава от SO2 по два начина: азотен (кула) и контактен.

азотен метод

Преработката на SO2 в сярна киселина по азотен метод се извършва в производствени кули - цилиндрични резервоари (високи 15 m или повече), пълни с набивка от керамични пръстени. Отгоре, към газовия поток, се пръска "нитроза" - разредена сярна киселина, съдържаща нитрозил сярна киселина NOOSO3H, получена по реакцията:

N2O3 + 2 H2SO4 = 2 NOOSO3H + H2O.

Окисляването на SO2 от азотни оксиди става в разтвор след абсорбцията му от нитроза. Нитрозата се хидролизира от вода:

NOOSO3H + H2O = H2SO4 + HNO2.

Серният диоксид, влизащ в кулите, образува сярна киселина с вода:

SO2 + H2O = H2SO3.

Взаимодействието на HNO2 и H2SO3 води до производството на сярна киселина:

2 HNO2 + H2SO3 = H2SO4 + 2 NO + H2O.

Освободеният NO се превръща в окислителната кула в N2O3 (по-точно в смес от NO + NO2). Оттам газовете навлизат в абсорбционните кули, където се подава сярна киселина, за да ги посрещне отгоре. Образува се нитроза, която се изпомпва в производствените кули. По този начин се осигурява непрекъснатостта на производството и цикъла на азотните оксиди. Техните неизбежни загуби с отработените газове се попълват чрез добавяне на HNO3.

Сярната киселина, получена по азотен метод, има недостатъчно висока концентрация и съдържа вредни примеси (например As). Производството му е придружено от отделянето на азотни оксиди в атмосферата ("лисича опашка", наречена така заради цвета на NO2).

начин за контакт

Принципът на контактния метод за производство на сярна киселина е открит през 1831 г. от P. Philips (Великобритания). Първият катализатор беше платина. В края на 19 - началото на 20 век. беше открито ускоряване на окислението на SO2 до SO3 от ванадиев анхидрид V2O5. Изследванията на съветските учени А. Е. Ададуров, Г. К. Боресков, Ф. Н. Юшкевич изиграха особено важна роля в изучаването на действието на ванадиевите катализатори и техния избор.

Съвременните инсталации за сярна киселина са изградени да работят по контактния метод. Като основа на катализатора се използват ванадиеви оксиди с добавки на SiO2, Al2O3, K2O, CaO, BaO в различни пропорции. Всички ванадиеви контактни маси показват своята активност само при температура не по-ниска от ~ 420 ° C. В контактния апарат газът обикновено преминава през 4 или 5 слоя от контактната маса.При производството на сярна киселина чрез контактен метод, печенето газът се пречиства предварително от примеси, които отравят катализатора остатъците от прах се отстраняват в миещи кули, напоявани със сярна киселина.От мъглата се получава сярна киселина (образувана от газова смес SO3 и H2O) се отделят в мокри електростатични филтри. H2O парите се абсорбират от концентрирана сярна киселина в сушилни кули. След това сместа от SO2 с въздух преминава през катализатора (контактна маса) и се окислява до SO3:

SO2 + 1/2 O2 = SO3.

SO3 + H2O = H2SO4.

В зависимост от количеството вода, постъпила в процеса, се получава разтвор на сярна киселина във вода или олеум.
Около 80% от световния H2SO4 сега се произвежда по този метод.

Използването на сярна киселина

Сярната киселина може да се използва за пречистване на петролни продукти от серни, ненаситени органични съединения.

В металургията сярната киселина се използва за отстраняване на котлен камък от тел, както и листове преди калайдисване и поцинковане (разредена), за ецване на различни метални повърхности преди покриването им с хром, мед, никел и др. Комплексните руди също се разлагат с помощта на сярна киселина (по-специално уран).

В органичния синтез концентрираната сярна киселина е необходим компонент на нитриращи смеси, както и сулфуриращ агент при производството на много багрила и лекарствени вещества.

Сярната киселина се използва широко за производството на торове, етилов алкохол, изкуствени влакна, капролактам, титанов диоксид, анилинови багрила и редица други химични съединения.

Отработената сярна киселина (отпадъци) се използва в химическата, металургичната, дървообработващата и др.. Акумулаторната сярна киселина се използва в производството на оловно-киселинни източници на ток.

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 навлиза в много органична материя, особено въглехидратите, 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.

Физични свойства на сярната киселина:
Тежка мазна течност ("витриол");
плътност 1,84 g/cm3; нелетлив, силно разтворим във вода - при силно нагряване; t°pl. = 10,3°С, т.к \u003d 296 ° C, много хигроскопичен, има водоотстраняващи свойства (овъгляване на хартия, дърво, захар).

Топлината на хидратация е толкова голяма, че сместа може да закипи, да се разпръсне и да причини изгаряния. Следователно е необходимо да се добави киселина към водата, а не обратното, тъй като когато водата се добави към киселината, по-леката вода ще бъде на повърхността на киселината, където ще се концентрира цялата отделена топлина.

Промишлено производство на сярна киселина (контактен метод):

1) 4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2) 2SO 2 + O 2 V 2 O 5 → 2SO 3

3) nSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3 (олеум)

Натрошен пречистен мокър пирит (сярен пирит) се изсипва отгоре в пещта за изпичане в " кипящ слой". Отдолу (принцип на противотока) се пропуска въздух, обогатен с кислород.
От пещта излиза газ от пещта, чийто състав е: SO 2, O 2, водна пара (пиритът беше мокър) и най-малките частици сгурия (железен оксид). Газът се пречиства от примеси на твърди частици (в циклон и електростатичен филтър) и водна пара (в сушилна кула).
В контактния апарат серният диоксид се окислява с помощта на V 2 O 5 катализатор (ванадиев пентаоксид), за да се увеличи скоростта на реакцията. Процесът на окисляване на един оксид в друг е обратим. Следователно те избират оптимални условияхода на директна реакция високо кръвно налягане(тъй като директната реакция протича с намаляване на общия обем) и температурата не е по-висока от 500 С (тъй като реакцията е екзотермична).

В абсорбционната кула серният оксид (VI) се абсорбира от концентрирана сярна киселина.
Водопоглъщането не се използва, тъй като серният оксид се разтваря във вода с отделяне на голямо количество топлина, така че получената сярна киселина кипи и се превръща в пара. За да избегнете образуването на мъгла от сярна киселина, използвайте 98% концентрирана сярна киселина. Серният оксид се разтваря много добре в такава киселина, образувайки олеум: H 2 SO 4 nSO 3

Химични свойства на сярната киселина:

H 2 SO 4 е силна двуосновна киселина, една от най-силните минерални киселини, поради високата полярност връзката H - O лесно се разрушава.

1) Сярната киселина се дисоциира във воден разтвор , образувайки водороден йон и киселинен остатък:
H 2 SO 4 \u003d H + + HSO 4 -;
HSO 4 - \u003d H + + SO 4 2-.
Обобщено уравнение:
H 2 SO 4 \u003d 2H + + SO 4 2-.

2) Взаимодействието на сярна киселина с метали:
Разредената сярна киселина разтваря само метали в серията на напрежение вляво от водорода:
Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (razb) → Zn +2 SO 4 + H 2

3) Взаимодействие със сярна киселинас основни оксиди:
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O

4) Взаимодействието на сярна киселина схидроксиди:
H 2 SO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + 2H 2 O
H 2 SO 4 + Cu(OH) 2 → CuSO 4 + 2H 2 O

5) Обменни реакции със соли:
BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl
Образуването на бяла утайка от BaSO 4 (неразтворим в киселини) се използва за откриване на сярна киселина и разтворими сулфати (качествена реакция за сулфатен йон).

Специални свойства на концентрираната H 2 SO 4:

1) концентриран сярна киселина е силен окислител ; при взаимодействие с метали (с изключение на Au, Pt) се възстановяват до S +4 O 2, S 0 или H 2 S -2 в зависимост от активността на метала. Без нагряване не реагира с Fe, Al, Cr - пасивация. При взаимодействие с метали с променлива валентност, последните се окисляват до повече високи градусиокисляване отколкото в случая на разреден киселинен разтвор: Fe0→ Fe 3+, Cr 0→ Cr 3+, Mn 0→Mn4+,sn 0→ сн 4+

активен метал

8 Al + 15 H 2 SO 4 (конц.) → 4Al 2 (SO 4) 3 + 12H 2 O + 3 H 2 S
4│2Al 0 – 6 д- → 2Al 3+ - окисление
3│ S 6+ + 8e → S 2– възстановяване

4Mg+ 5H 2 SO 4 → 4MgSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

Метал със средна активност

2Cr + 4 H 2 SO 4 (конц.) → Cr 2 (SO 4) 3 + 4 H 2 O + С
1│ 2Cr 0 - 6e → 2Cr 3+ - окисление
1│ S 6+ + 6e → S 0 - възстановяване

Металът е неактивен

2Bi + 6H 2 SO 4 (конц.) → Bi 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O + 3 SO2
1│ 2Bi 0 - 6e → 2Bi 3+ - окисление
3│ S 6+ + 2e →S 4+ - възстановяване

2Ag + 2H 2 SO 4 → Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

2) Концентрираната сярна киселина окислява някои неметали, като правило, до максималното състояние на окисление, самата тя се редуцира доS+4O2:

C + 2H 2 SO 4 (конц.) → CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

S+ 2H 2 SO 4 (конц.) → 3SO 2 + 2H 2 O

2P+ 5H 2 SO 4 (конц.) → 5SO 2 + 2H 3 PO 4 + 2H 2 O

3) Окисляване на сложни вещества:
Сярната киселина окислява HI и HBr до свободни халогени:
2 KBr + 2H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + SO 2 + Br 2 + 2H 2 O
2 KI + 2H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + SO 2 + I 2 + 2H 2 O
Концентрираната сярна киселина не може да окисли хлоридните йони до свободен хлор, което прави възможно получаването на HCl чрез обменна реакция:
NaCl + H2SO4 (конц.) = NaHSO4 + HCl

Сярната киселина отстранява химически свързаната вода от органичните съединения, съдържащи хидроксилни групи. Дехидратацията на етилов алкохол в присъствието на концентрирана сярна киселина води до производството на етилен:
C 2 H 5 OH \u003d C 2 H 4 + H 2 O.

Овъгляването на захар, целулоза, нишесте и други въглехидрати при контакт със сярна киселина също се обяснява с тяхната дехидратация:
C 6 H 12 O 6 + 12H 2 SO 4 \u003d 18H 2 O + 12SO 2 + 6CO 2.