Sumporni trioksid je obično bezbojna tekućina. Također može postojati kao led, vlaknasti kristali ili plin. Kada se sumporni trioksid izloži zraku, počinje se oslobađati bijeli dim. Sastavni je element takve reaktivne tvari kao što je koncentrirana sumporna kiselina. To je bistra, bezbojna, uljasta i vrlo korozivna tekućina. Koristi se u proizvodnji gnojiva, eksploziva, drugih kiselina, naftnoj industriji i olovnih akumulatora u automobilima.
Koncentrirana sumporna kiselina: svojstva
Sumporna kiselina Dobro se otapa u vodi, korozivno djeluje na metale i tkanine, a u kontaktu pougljeni drvo i većinu drugih organskih tvari. Dugotrajna izloženost niskim koncentracijama ili kratkotrajna izloženost visokim koncentracijama može uzrokovati štetne učinke na zdravlje uslijed udisanja.
Koncentrirana sumporna kiselina koristi se za proizvodnju gnojiva i drugih kemikalija, u rafiniranju nafte, proizvodnji željeza i čelika te za mnoge druge svrhe. Budući da ima dovoljno visoko vrelište, može se koristiti za oslobađanje više hlapljivih kiselina iz njihovih soli. Koncentrirana sumporna kiselina ima jaku higroskopnost. Ponekad se koristi kao sredstvo za sušenje za dehidraciju (uklanjanje vode kemijska metoda) mnogih spojeva, poput ugljikohidrata.
Reakcije sumporne kiseline
Koncentrirana sumporna kiselina na neobičan način reagira na šećer, ostavljajući za sobom krtu spužvastu crnu masu ugljika. Slična se reakcija opaža kada je izložena koži, celulozi i drugim biljnim i životinjskim vlaknima. Kada se koncentrirana kiselina pomiješa s vodom, oslobađa se velika količina topline, dovoljna da trenutno zavrije. Za razrjeđivanje, treba ga polako dodavati u hladnu vodu uz stalno miješanje kako bi se ograničilo nakupljanje topline. Sumporna kiselina reagira s tekućinom, stvarajući hidrate s izraženim svojstvima.
fizičke karakteristike
Tekućina bez boje i mirisa u razrijeđenoj otopini ima kiselkast okus. Sumporna kiselina je izrazito agresivna u kontaktu s kožom i svim tkivima u tijelu, uzrokujući ozbiljne opekline u izravnom dodiru. U svom čistom obliku H 2 SO4 nije vodič struje, ali se dodavanjem vode situacija mijenja u suprotnom smjeru.
Neka svojstva su da je molekularna težina 98,08. Vrelište je 327 stupnjeva Celzijusa, točka topljenja je -2 stupnja Celzijusa. Sumporna kiselina je jaka mineralna kiselina i jedan od glavnih proizvoda kemijske industrije zbog široke komercijalne upotrebe. Nastaje prirodno oksidacijom sulfidnih materijala kao što je željezni sulfid.
Kemijska svojstva sumporne kiseline (H 2 SO4) očituju se u različitim kemijskim reakcijama:
- U interakciji s alkalijama nastaju dvije serije soli, uključujući sulfate.
- Reagira s karbonatima i hidrokarbonatima stvarajući soli i ugljični dioksid(CO 2).
- Na metale djeluje različito, ovisno o temperaturi i stupnju razrjeđenja. Hladno i razrijeđeno stvara vodik, vruće i koncentrirano stvara emisije SO 2 .
- Otopina H 2 SO4 (koncentrirana sumporna kiselina) pri vrenju se raspada na sumporov trioksid (SO 3) i vodu (H 2 O). Kemijska svojstva uključuju i ulogu jakog oksidacijskog sredstva.
požar
Sumporna kiselina je vrlo reaktivna i zapali fine zapaljive materijale u kontaktu. Prilikom zagrijavanja počinju se oslobađati vrlo otrovni plinovi. Eksplozivan je i nekompatibilan s velikim brojem tvari. Na povišenim temperaturama i pritiscima prilično agresivan kemijske promjene i deformacije. Može burno reagirati s vodom i drugim tekućinama, uzrokujući prskanje.
opasnost po zdravlje
Sumporna kiselina nagriza sva tkiva u tijelu. Udisanje para može uzrokovati ozbiljno oštećenje pluća. Oštećenje sluznice očiju može dovesti do potpunog gubitka vida. Dodir s kožom može izazvati ozbiljnu nekrozu. Čak i nekoliko kapi može biti kobno ako kiselina dođe do dušnika. Kronična izloženost može izazvati traheobronhitis, stomatitis, konjuktivitis, gastritis. Mogu se pojaviti želučane perforacije i peritonitis, praćeni kolapsom cirkulacije. Sumporna kiselina je vrlo kaustična tvar s kojom se mora rukovati iznimno pažljivo. Znakovi i simptomi nakon izlaganja mogu biti ozbiljni i uključuju slinjenje, intenzivnu žeđ, otežano gutanje, bol, šok i opekline. Bljuvotina je obično boje mljevene kave. Akutna inhalacijska izloženost može rezultirati kihanjem, promuklošću, gušenjem, laringitisom, dispnejom, iritacijom dišni put i bol u prsima. Mogu se javiti i krvarenja iz nosa i desni, plućni edem, kronični bronhitis i upala pluća. Izlaganje kože može rezultirati teškim bolnim opeklinama i dermatitisom.
Prva pomoć
- Premjestiti žrtve na svjež zrak. Osoblje hitne pomoći treba izbjegavati izlaganje sumpornoj kiselini dok to čini.
- Procijenite vitalne znakove, uključujući puls i brzinu disanja. Ako se puls ne detektira, izvršite reanimaciju, ovisno o dodatnim ozljedama. Ako je disanje prisutno i otežano, pružite respiratornu potporu.
- Uklonite zaprljanu odjeću što je prije moguće.
- U slučaju kontakta s očima, ispirati toplom vodom najmanje 15 minuta; za kožu isprati sapunom i vodom.
- Kod udisanja otrovnih para isprati usta s puno vode, piti i zabranjeno je samoizazivanje povraćanja.
- Ozlijeđene dostaviti u zdravstvenu ustanovu.
Čista 100% sumporna kiselina (monohidrat) je bezbojna uljasta tekućina koja se na +10 °C skrućuje u kristalnu masu. Reaktivna sumporna kiselina obično ima gustoću od 1,84 g/cm 3 i sadrži oko 95% H 2 SO 4 . Stvrdnjava se tek ispod -20 °C.
Talište monohidrata je 10,37 °C s toplinom taljenja od 10,5 kJ/mol. U normalnim uvjetima, to je vrlo viskozna tekućina s vrlo visokom dielektričnom konstantom (e = 100 na 25 °C). Beznačajna vlastita elektrolitička disocijacija monohidrata odvija se paralelno u dva smjera: [N 3 SO 4 + ]·[NSO 4 - ] = 2 10 -4 i [N 3 O + ]·[NS 2 O 7 - ] = 4 10 - 5 . Njegov molekularno-ionski sastav može se približno opisati sljedećim podacima (u %):
|
Kada se dodaju čak i male količine vode, disocijacija postaje dominantna prema shemi:
H2O + H2SO4<==>H 3 O + + HSO 4 -
Kemijska svojstva.
H 2 SO 4 je jaka dvobazna kiselina.
H2SO4<-->H + + HSO 4 -<-->2H + + SO 4 2-
Prva faza (za srednje koncentracije) dovodi do 100% disocijacije:
K 2 \u003d ( ) / \u003d 1,2 10 -2
1) Interakcija s metalima:
a) razrijeđena sumporna kiselina otapa samo metale koji su u nizu napona lijevo od vodika:
Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (razb) --> Zn +2 SO 4 + H 2 O
b) koncentrirani H 2 +6 SO 4 - jako oksidacijsko sredstvo; u interakciji s metalima (osim Au, Pt), može se reducirati na S +4 O 2, S 0 ili H 2 S -2 (Fe, Al, Cr također ne reagiraju bez zagrijavanja - pasiviziraju se):
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) koncentrirani H 2 S +6 O 4 reagira kada se zagrije sa neki nemetali zbog svojih jakih oksidacijskih svojstava, pretvarajući se u sumporne spojeve nižeg oksidacijskog stanja (na primjer, S + 4 O 2):
S 0 + 2H 2 S +6 O 4 (konc) --> C +4 O 2 + 2S +4 O 2 + 2H 2 O
S 0 + 2H 2 S +6 O 4 (konc) --> 3S +4 O 2 + 2H 2 O
2P 0 + 5H 2 S +6 O 4 (konc) --> 5S +4 O 2 + 2H 3 P +5 O 4 + 2H 2 O
3) s bazičnim oksidima:
CuO + H2SO4 --> CuSO4 + H2O
CuO + 2H + --> Cu 2+ + H 2 O
4) s hidroksidima:
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) reakcije izmjene sa solima:
BaCl 2 + H 2 SO 4 --> BaSO 4 + 2HCl
Ba 2+ + SO 4 2- --> BaSO 4
Stvaranje bijelog taloga BaSO 4 (netopljivog u kiselinama) koristi se za identifikaciju sumporne kiseline i topivih sulfata.
Monohidrat (čista, 100% sumporna kiselina) je ionizirajuće otapalo kiselog karaktera. Sulfati mnogih metala dobro su otopljeni u njemu (pretvarajući se u bisulfate), dok se soli drugih kiselina otapaju, u pravilu, samo ako je moguća njihova solvoliza (pretvorbom u bisulfate). Dušična kiselina se u monohidratu ponaša kao slaba baza
HNO3 + 2 H2SO4<==>H 3 O + + NO 2 + + 2 HSO 4 -
perklorna - kao vrlo slaba kiselina
H 2 SO 4 + HClO 4 = H 3 SO 4 + + ClO 4 -
Fluorsulfonska i klorosulfonska kiselina su nešto jače (HSO 3 F> HSO 3 Cl> HClO 4). Monohidrat dobro otapa mnoge organske tvari koje sadrže atome s nepodijeljenim elektronskim parovima (sposobne vezati proton). Neki od njih se zatim mogu izolirati natrag nepromijenjeni jednostavnim razrjeđivanjem otopine vodom. Monohidrat ima visoku krioskopsku konstantu (6,12°) i ponekad se koristi kao medij za određivanje molekulskih težina.
Koncentrirana H 2 SO 4 je prilično jak oksidans, osobito kada se zagrijava (obično se reducira na SO 2). Na primjer, oksidira HI i djelomično HBr (ali ne i HCl) u slobodne halogene. Također oksidira mnoge metale - Cu, Hg, itd. (dok su zlato i platina stabilni u odnosu na H 2 SO 4). Dakle, interakcija s bakrom ide prema jednadžbi:
Cu + 2 H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + H 2 O
Djelujući kao oksidacijsko sredstvo, sumporna kiselina se obično reducira u SO 2 . Međutim, najjačim redukcijskim sredstvima može se reducirati u S, pa čak i u H 2 S. Koncentrirana sumporna kiselina reagira sa sumporovodikom prema jednadžbi:
H 2 SO 4 + H 2 S \u003d 2H 2 O + SO 2 + S
Valja napomenuti da je i ona djelomično restaurirana vodikov plin te se stoga ne može koristiti za njegovo sušenje.
Riža. 13. Električna vodljivost otopina sumporne kiseline.
Otapanje koncentrirane sumporne kiseline u vodi prati značajno oslobađanje topline (i određeno smanjenje ukupnog volumena sustava). Monohidrat gotovo ne provodi struju. Nasuprot tome, vodene otopine sumporne kiseline su dobri vodiči. Kao što se vidi na sl. 13, približno 30% kiseline ima najveću električnu vodljivost. Minimum krivulje odgovara hidratu sastava H 2 SO 4 ·H 2 O.
Oslobađanje topline pri otapanju monohidrata u vodi je (ovisno o konačnoj koncentraciji otopine) do 84 kJ/mol H 2 SO 4 . Naprotiv, miješanjem 66% sumporne kiseline, prethodno ohlađene na 0 °C, sa snijegom (1:1 težinski), može se postići pad temperature do -37 °C.
Promjena gustoće vodenih otopina H 2 SO 4 s njegovom koncentracijom (tež. %) prikazana je u nastavku:
|
|
Kao što se iz ovih podataka vidi, određivanje gustoće koncentracije sumporne kiseline iznad 90 mas. % postaje prilično netočan.
Tlak vodene pare iznad otopina H 2 SO 4 različitih koncentracija pri različitim temperaturama prikazan je na sl. 15. Sumporna kiselina može djelovati kao sredstvo za sušenje samo dok je tlak vodene pare nad njezinom otopinom manji od njenog parcijalnog tlaka u plinu koji se suši.
Riža. 15. Tlak vodene pare.
Riža. 16. Vrelišta nad otopinama H 2 SO 4 . Otopine H 2 SO 4 .
Kada se razrijeđena otopina sumporne kiseline kuha, iz nje se destilira voda, a vrelište raste do 337 ° C, kada počinje destilirati 98,3% H 2 SO 4 (slika 16). Naprotiv, višak sumpornog anhidrida isparava iz koncentriranijih otopina. Para sumporne kiseline koja vrije na 337 °C djelomično se disocira na H 2 O i SO 3, koji se rekombiniraju nakon hlađenja. Visoko vrelište sumporne kiseline omogućuje da se koristi za izolaciju hlapljivih kiselina iz njihovih soli (na primjer, HCl iz NaCl) kada se zagrijava.
Priznanica.
Monohidrat se može dobiti kristalizacijom koncentrirane sumporne kiseline na -10°C.
Proizvodnja sumporne kiseline.
1. faza. Piritna peć.
4FeS 2 + 11O 2 --> 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q
Proces je heterogen:
1) mljevenje željeznog pirita (pirita)
2) metoda "fluidiziranog sloja".
3) 800°S; uklanjanje viška topline
4) povećanje koncentracije kisika u zraku
2. faza.Nakon čišćenja, sušenja i izmjene topline, sumporni dioksid ulazi u kontaktni aparat, gdje se oksidira u sumporni anhidrid (450 ° C - 500 ° C; katalizator V 2 O 5):
2SO2 + O2<-->2SO3
3. faza. Apsorpcijski toranj:
nSO 3 + H 2 SO 4 (konc) --> (H 2 SO 4 nSO 3) (oleum)
Voda se ne može koristiti zbog stvaranja magle. Primijeniti keramičke mlaznice i princip protutoka.
Primjena.
Zapamtiti! Sumporna kiselina mora se sipati u vodu u malim obrocima, a ne obrnuto. Inače, nasilan kemijska reakcijašto bi moglo rezultirati teškim opeklinama.
Sumporna kiselina jedan je od glavnih proizvoda kemijske industrije. Ide u proizvodnju mineralnih gnojiva (superfosfat, amonijev sulfat), raznih kiselina i soli, lijekova i deterdženata, boja, umjetnih vlakana, eksploziva. Koristi se u metalurgiji (razgradnja ruda, npr. urana), za pročišćavanje naftnih derivata, kao sredstvo za sušenje itd.
Praktično je važna činjenica da vrlo jaka (iznad 75%) sumporna kiselina ne djeluje na željezo. To vam omogućuje skladištenje i transport u čeličnim spremnicima. Naprotiv, razrijeđeni H 2 SO 4 lako otapa željezo uz oslobađanje vodika. Oksidirajuća svojstva uopće nisu tipična za njega.
Jaka sumporna kiselina snažno apsorbira vlagu i stoga se često koristi za sušenje plinova. Od mnogih organskih tvari koje sadrže vodik i kisik oduzima vodu, što se često koristi u tehnici. Uz ovo (kao i oksidirajuća svojstva jak H 2 SO 4) povezuje se s njegovim destruktivnim djelovanjem na biljna i životinjska tkiva. Sumpornu kiselinu koja tijekom rada slučajno dospije na kožu ili odjeću treba odmah isprati s puno vode, zatim navlažiti zahvaćeno mjesto razrijeđenom otopinom amonijaka i ponovno isprati vodom.
Molekule čiste sumporne kiseline.
Sl. 1. Dijagram vodikovih veza u kristalu H 2 SO 4 .
Molekule koje tvore kristal monohidrata (HO) 2 SO 2 povezane su jedna s drugom prilično jakim (25 kJ/mol) vodikovim vezama, kao što je shematski prikazano na Sl. 1. Sama molekula (HO) 2 SO 2 ima strukturu iskrivljenog tetraedra s atomom sumpora u blizini središta i karakterizirana je sljedećim parametrima: (d (S-OH) = 154 pm, PHO-S-OH \u003d 104 °, d (S = O) = 143 pm, ROSO = 119 °. U HOSO 3 - ionu, d (S-OH) = 161 i d (SO) = 145 pm, i kada ide na SO 4 ion, 2-tetraedar dobiva pravilan oblik i parametri su poravnati.
Sumporna kiselina hidratizira.
Za sumpornu kiselinu poznato je nekoliko kristalnih hidrata, čiji je sastav prikazan na Sl. 14. Od njih je vodom najsiromašnija oksonijeva sol: H 3 O + HSO 4 -. Budući da je sustav koji se razmatra vrlo sklon superhlađenju, stvarno opažene temperature smrzavanja u njemu su mnogo niže od tališta.
Riža. 14. Tališta u sustavu H 2 O·H 2 SO 4 .
Kiselina s metalom specifična je za ove klase spojeva. U svom tijeku, vodikov proton se obnavlja i, zajedno s kiselim anionom, biva zamijenjen metalnim kationom. Ovo je primjer reakcije stvaranja soli, iako postoji nekoliko vrsta interakcija koje ne slijede ovo načelo. Prolaze kao redoks i ne prate ih razvijanje vodika.
Principi reakcija kiselina s metalima
Sve reakcije s metalom dovode do stvaranja soli. Jedina iznimka je, možda, reakcija plemenitog metala s aqua regia, smjesom klorovodične kiseline, a svaka druga interakcija kiselina s metalima dovodi do stvaranja soli. Ako kiselina nije ni koncentrirana sumporna ni dušična, tada se molekularni vodik odvaja kao produkt.
Ali kada koncentrirana sumporna kiselina reagira, interakcija s metalima odvija se prema principu redoks procesa. Stoga su eksperimentalno razlučena dva tipa interakcija tipičnih metala i jakih anorganskih kiselina:
- interakcija metala s razrijeđenim kiselinama;
- interakcija s koncentriranom kiselinom.
Reakcije prvog tipa odvijaju se s bilo kojom kiselinom. Jedina iznimka je koncentrirana i dušična kiselina bilo koje koncentracije. Reagiraju prema drugom tipu i dovode do stvaranja soli i produkata redukcije sumpora i dušika.
Tipične interakcije kiselina s metalima
Metali smješteni lijevo od vodika u standardnom elektrokemijskom nizu reagiraju s drugim kiselinama različitih koncentracija, s iznimkom dušične kiseline, kako bi formirali sol i oslobodili molekularni vodik. Metali smješteni desno od vodika u nizu elektronegativnosti ne mogu reagirati s gornjim kiselinama i stupaju u interakciju samo s dušičnom kiselinom, bez obzira na njezinu koncentraciju, s koncentriranom sumpornom kiselinom i s aqua regia. Ovo je tipična interakcija kiselina s metalima.
Reakcije metala s koncentriranom sumpornom kiselinom
Reakcije s razrijeđenom dušičnom kiselinom
Razrijeđena dušična kiselina reagira s metalima lijevo i desno od vodika. Tijekom reakcije s aktivnim metalima nastaje amonijak, koji se odmah otapa i stupa u interakciju s nitratnim anionom, tvoreći drugu sol. s metalima prosječna aktivnost kiselina reagira oslobađanjem molekularnog dušika. Kada je neaktivan, reakcija se odvija uz oslobađanje dušikovog oksida. Najčešće u jednoj reakciji nastaje nekoliko produkata redukcije sumpora. Primjeri reakcija predloženi su u grafičkom prilogu u nastavku.
Reakcije s koncentriranom dušičnom kiselinom
NA ovaj slučaj Dušik je također oksidacijsko sredstvo. Sve reakcije završavaju stvaranjem soli i izolacijom Sheme tijeka redoks reakcija predložene su u grafičkoj aplikaciji. U ovom slučaju, reakcija s neaktivnim elementima zaslužuje posebnu pozornost. Takva interakcija kiselina s metalima je nespecifična.
Reaktivnost metala
Metali vrlo lako reagiraju s kiselinama, iako postoji nekoliko inertnih tvari. To su elementi koji imaju visok standardni elektrokemijski potencijal. Postoji niz metala koji su izgrađeni na temelju ovog pokazatelja. To se zove serija elektronegativnosti. Ako je metal u njemu lijevo od vodika, tada može reagirati s razrijeđenom kiselinom.
Postoji samo jedna iznimka: željezo i aluminij, zbog stvaranja trovalentnih oksida na svojoj površini, ne mogu reagirati s kiselinom bez zagrijavanja. Ako se smjesa zagrijava, tada u početku oksidni film metala ulazi u reakciju, a zatim se otapa u samoj kiselini. Metali smješteni desno od vodika u nizu elektrokemijskih aktivnosti ne mogu reagirati s anorganska kiselina, uključujući i s razrijeđenom divokozom. Postoje dvije iznimke od pravila: ti se metali otapaju u koncentriranoj i razrijeđenoj dušičnoj kiselini i aqua regia. Samo se rodij, rutenij, iridij i osmij ne mogu otopiti u potonjem.
Svaka kiselina je složena tvar, čija molekula sadrži jedan ili više atoma vodika i kiselinski ostatak.
Formula sumporne kiseline je H2SO4. Prema tome, sastav molekule sumporne kiseline uključuje dva atoma vodika i kiselinski ostatak SO4.
Sumporna kiselina nastaje kada sumporni oksid reagira s vodom
SO3+H2O -> H2SO4
Čista 100% sumporna kiselina (monohidrat) je teška tekućina, viskozna poput ulja, bez boje i mirisa, kiselkastog "bakrenog" okusa. Već na temperaturi od +10 ° C, skrutne se i pretvara u kristalnu masu.
Koncentrirana sumporna kiselina sadrži približno 95% H2SO4. I smrzava se na temperaturama ispod -20 °C.
Interakcija s vodom
Sumporna kiselina je vrlo topljiva u vodi, miješajući se s njom u bilo kojem omjeru. Time se oslobađa velika količina topline.
Sumporna kiselina može apsorbirati vodenu paru iz zraka. Ovo se svojstvo koristi u industriji za sušenje plinova. Plinovi se suše propuštanjem kroz posebne posude sa sumpornom kiselinom. Naravno, ova metoda se može koristiti samo za one plinove koji ne reagiraju s njim.
Poznato je da kada sumporna kiselina dođe u dodir s mnogim organskim tvarima, osobito ugljikohidratima, te tvari se pougljuju. Činjenica je da ugljikohidrati, poput vode, sadrže i vodik i kisik. Sumporna kiselina lišava ih tih elemenata. Ono što ostaje je ugljen.
NA Vodena otopina Indikatori H2SO4 lakmus i metiloranž pocrvene, što ukazuje da je ova otopina kiselkastog okusa.
Interakcija s metalima
Kao i svaka druga kiselina, sumporna kiselina je sposobna zamijeniti atome vodika s atomima metala u svojoj molekuli. U interakciji je s gotovo svim metalima.
razrijeđena sumporna kiselina reagira s metalima poput normalne kiseline. Kao rezultat reakcije nastaje sol s kiselim ostatkom SO4 i vodik.
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
ALI koncentrirana sumporna kiselina je vrlo jak oksidans. Oksidira sve metale, bez obzira na njihov položaj u nizu napona. A kada reagira s metalima, sam se reducira na SO2. Vodik se ne oslobađa.
Su + 2 H2SO4 (konc) = CuSO4 + SO2 + 2H2O
Zn + 2 H2SO4 (konc.) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O
Ali zlato, željezo, aluminij, metali platinske skupine ne oksidiraju u sumpornoj kiselini. Stoga se sumporna kiselina prevozi u čeličnim cisternama.
Soli sumporne kiseline, koje se dobivaju kao rezultat takvih reakcija, nazivaju se sulfati. Bezbojni su i lako kristaliziraju. Neki od njih su visoko topljivi u vodi. Samo su CaSO4 i PbSO4 slabo topljivi. BaSO4 je gotovo netopljiv u vodi.
Interakcija s bazama
Reakcija kiseline s bazom naziva se reakcija neutralizacije. Kao rezultat reakcije neutralizacije sumporne kiseline nastaje sol koja sadrži kiselinski ostatak SO4 i vodu H2O.
Primjeri reakcija neutralizacije sumporne kiseline:
H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O
H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O
Sumporna kiselina ulazi u reakciju neutralizacije s topivim i netopivim bazama.
Budući da se u molekuli sumporne kiseline nalaze dva atoma vodika, a za njezinu neutralizaciju potrebne su dvije baze, ona spada u dibazične kiseline.
Interakcija s bazičnim oksidima
Iz školskog tečaja kemije znamo kako se zovu oksidi složene tvari, koji uključuje dva kemijski element, od kojih je jedan kisik u oksidacijskom stanju -2. Bazični oksidi nazivaju se oksidi 1, 2 i nekih 3 valentnih metala. Primjeri bazičnih oksida: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO.
S bazičnim oksidima sumporna kiselina stupa u reakciju neutralizacije. Kao rezultat takve reakcije, kao i u reakciji s bazama, nastaju sol i voda. Sol sadrži kiselinski ostatak SO4.
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
Interakcija soli
Sumporna kiselina reagira sa solima slabijih ili hlapljivih kiselina, istiskujući te kiseline iz njih. Kao rezultat ove reakcije nastaje sol s kiselim ostatkom SO4 i kiselina
H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl
Primjena sumporne kiseline i njezinih spojeva
Barijeva kaša BaSO4 može odgoditi rendgenske zrake. Ispunjavajući ga šupljim organima ljudskog tijela, radiolozi ih ispituju.
U medicini i građevinarstvu naširoko se koristi prirodni gips CaSO4 * 2H2O, kalcijev sulfat hidrat. Glauberova sol Na2SO4 * 10H2O koristi se u medicini i veterini, u kemijskoj industriji - za proizvodnju sode i stakla. Bakreni sulfat CuSO4 * 5H2O poznat je vrtlarima i agronomima koji ga koriste za suzbijanje štetnika i biljnih bolesti.
Sumporna kiselina ima široku primjenu u raznim industrijama: kemijskoj, metaloprerađivačkoj, naftnoj, tekstilnoj, kožarskoj i dr.
S razrijeđenim kiselinama, koje pokazuju oksidacijska svojstva zbogioni vodika(razrijeđeni sumporni, fosforni, sumporni, svi anoksični i organske kiseline i tako dalje.)
metali reagiraju:
koji se nalazi u nizu napona na vodik(ovi metali mogu istisnuti vodik iz kiseline);
stvarajući s tim kiselinama topljive soli(zaštitna sol se ne stvara na površini ovih metala)
film).
Kao rezultat reakcije, topljive soli i istaknuti se vodik:
2A1 + 6HCI \u003d 2A1C1 3 + ZN 2
M g + H2SO4 \u003d M gS O 4 + H 2
razb.
IZ u + H2SO4 →
x
(jer C u stoji iza H 2)
razb.
Pb + H 2 SO 4 →
x
(jer Pb SO 4 netopljiv u vodi)
razb.
Neke kiseline su oksidirajuća sredstva zbog elementa koji tvori kiselinski ostatak. To uključuje koncentriranu sumpornu kiselinu, kao i dušičnu kiselinu bilo koje koncentracije. Takve se kiseline nazivaju oksidirajuće kiseline.
Oksidirajuća svojstva kiselih ostataka mnogo su jača od onih vodika H, stoga dušična i koncentrirana sumporna kiselina stupaju u interakciju s gotovo svim metalima koji se nalaze u nizu napona i prije i poslije vodika, osim zlata i platina. Budući da su oksidansi u ovim slučajevima noni kiselinskih ostataka (zbog atoma sumpora i dušika u najvišim oksidacijskim stanjima), a ne nonni vodika H, tada u interakciji dušične i koncentrirane sumporne kiseline S metali ne otpuštaju vodik. Metal se pod djelovanjem ovih kiselina oksidira do karakteristično (stabilno) oksidacijsko stanje i tvori sol, a produkt redukcije kiseline ovisi o aktivnosti metala i stupnju razrijeđenosti kiseline
Međudjelovanje sumporne kiseline s metalima
Razrijeđena i koncentrirana sumporna kiselina ponašaju se različito. Razrijeđena sumporna kiselina ponaša se kao obična kiselina. Aktivni metali u nizu napona lijevo od vodika
Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Au
istiskivati vodik iz razrijeđene sumporne kiseline. Mjehuriće vodika vidimo kada se u epruvetu s cinkom doda razrijeđena sumporna kiselina.
H 2 SO 4 + Zn \u003d Zn SO 4 + H 2
Bakar je u nizu napona iza vodika - dakle, razrijeđena sumporna kiselina ne djeluje na bakar. A u koncentriranoj sumpornoj kiselini cink i bakar se tako ponašaju...
Cink, kao aktivni metal, može biti oblik s koncentriranim sumporna kiselina, sumporov dioksid, elementarni sumpor, pa čak i sumporovodik.
2H 2 SO 4 + Zn \u003d SO 2 + ZnSO 4 + 2H 2 O
Bakar je manje aktivan metal. U interakciji s koncentriranom sumpornom kiselinom, reducira je u sumporni dioksid.
2H2SO4 konc. + Cu \u003d SO 2 + CuSO 4 + 2H 2 O
U epruvetama sa koncentrirana Sumporna kiselina oslobađa sumporni dioksid.
Treba imati na umu da dijagrami označavaju proizvode čiji je sadržaj maksimalan među mogućim produktima redukcije kiseline.
Na temelju gornjih shema sastaviti ćemo jednadžbe za specifične reakcije - međudjelovanje bakra i magnezija s koncentriranom sumpornom kiselinom:
0 +6
+2 +4
IZ u + 2H 2 SO 4 \u003d C uSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
konc.
0 +6 +2 -2
4M g + 5H 2 SO 4 \u003d 4M gSO 4 + H 2 S + 4 H 2 O
konc.
Neki metali ( Fe. AI, Cr) ne stupaju u interakciju s koncentriranim sumpornim i dušična kiselina na normalnoj temperaturi, kako to biva pasivizacija metal. Ovaj fenomen je povezan sa stvaranjem tankog, ali vrlo gustog oksidnog filma na metalnoj površini, koji štiti metal. Zbog toga se dušična i koncentrirana sumporna kiselina prevoze u željeznim kontejnerima.
Ako metal pokazuje promjenljiva oksidacijska stanja, tada s kiselinama koje su oksidanti zbog H + iona stvara soli u kojima je oksidacijsko stanje niže od stabilnog, a s oksidacijskim kiselinama soli u kojima je oksidacijsko stanje stabilnije:
0 +2
F e + H 2 SO 4 \u003d F e SO 4 + H 2
0 razb. + 3
F e + H 2 SO 4 \u003d F e 2 (SO 4) 3 + 3 SO 2 + 6 H 2 O
konc
I.I. Novošinskog
N.S.Novoshinskaya
