Il triossido di zolfo è solitamente un liquido incolore. Può anche esistere come ghiaccio, cristalli fibrosi o gas. Quando il triossido di zolfo viene esposto all'aria, inizia a fuoriuscire del fumo bianco. È un elemento integrante di una sostanza reattiva come l'acido solforico concentrato. È un liquido limpido, incolore, oleoso e altamente corrosivo. Viene utilizzato nella produzione di fertilizzanti, esplosivi, altri acidi, nell'industria petrolifera e nelle batterie al piombo nelle automobili.
Acido solforico concentrato: proprietà
Acido solforico Si dissolve bene in acqua, è corrosivo per metalli e tessuti, carbonizza il legno e la maggior parte delle altre sostanze organiche a contatto. L'esposizione a lungo termine a basse concentrazioni o l'esposizione a breve termine a concentrazioni elevate può provocare effetti nocivi per la salute per inalazione.
L'acido solforico concentrato viene utilizzato per produrre fertilizzanti e altri prodotti chimici, nella raffinazione del petrolio, nella produzione di ferro e acciaio e per molti altri scopi. Poiché ha un punto di ebollizione sufficientemente alto, può essere utilizzato per rilasciare acidi più volatili dai loro sali. L'acido solforico concentrato ha una forte proprietà igroscopica. A volte è usato come agente essiccante per la disidratazione (rimozione dell'acqua metodo chimico) di molti composti, come i carboidrati.
Reazioni dell'acido solforico
L'acido solforico concentrato reagisce in modo insolito allo zucchero, lasciando dietro di sé una fragile massa spugnosa di carbonio nero. Una reazione simile si osserva quando esposto a pelle, cellulosa e altre fibre vegetali e animali. Quando l'acido concentrato viene miscelato con l'acqua, viene rilasciata una grande quantità di calore, sufficiente per far bollire istantaneamente. Per la diluizione, deve essere aggiunto lentamente all'acqua fredda agitando costantemente per limitare l'accumulo di calore. L'acido solforico reagisce con il liquido, formando idrati con proprietà pronunciate.
caratteristiche fisiche
Un liquido incolore e inodore in una soluzione diluita ha un sapore aspro. L'acido solforico è estremamente aggressivo se esposto alla pelle e a tutti i tessuti del corpo, provocando gravi ustioni al contatto diretto. Nella sua forma pura, H 2 SO4 non è un conduttore di elettricità, ma la situazione cambia in direzione opposta con l'aggiunta di acqua.
Alcune proprietà è che il peso molecolare è 98,08. Il punto di ebollizione è di 327 gradi Celsius, il punto di fusione è di -2 gradi Celsius. L'acido solforico è un acido minerale forte e uno dei principali prodotti dell'industria chimica grazie al suo ampio uso commerciale. Si forma naturalmente dall'ossidazione di materiali solfuri come il solfuro di ferro.
Le proprietà chimiche dell'acido solforico (H 2 SO4) si manifestano in varie reazioni chimiche:
- Quando si interagisce con gli alcali, si formano due serie di sali, inclusi i solfati.
- Reagisce con carbonati e idrocarbonati formando sali e diossido di carbonio(CO2).
- Agisce sui metalli in modo diverso, a seconda della temperatura e del grado di diluizione. Freddo e diluito produce idrogeno, caldo e concentrato produce emissioni di SO 2.
- Quando bolle, una soluzione di H 2 SO4 (acido solforico concentrato) si decompone in anidride solforosa (SO 3) e acqua (H 2 O). Le proprietà chimiche includono anche il ruolo di un forte agente ossidante.
Pericolo d'incendio
L'acido solforico è altamente reattivo per accendere materiali combustibili fini al contatto. Quando vengono riscaldati, iniziano a essere rilasciati gas altamente tossici. È esplosivo e incompatibile con un numero enorme di sostanze. A temperature e pressioni elevate, piuttosto aggressivo cambiamenti chimici e deformazione. Può reagire violentemente con acqua e altri liquidi provocando schizzi.
dannoso per la salute
L'acido solforico corrode tutti i tessuti del corpo. L'inalazione dei vapori può causare gravi danni ai polmoni. Il danno alla mucosa degli occhi può portare alla completa perdita della vista. Il contatto con la pelle può causare una grave necrosi. Anche poche gocce possono essere fatali se l'acido riesce ad accedere alla trachea. L'esposizione cronica può causare tracheobronchite, stomatite, congiuntivite, gastrite. Possono verificarsi perforazioni gastriche e peritonite, accompagnate da collasso circolatorio. L'acido solforico è una sostanza altamente caustica che deve essere maneggiata con estrema cura. Segni e sintomi all'esposizione possono essere gravi e includere salivazione, sete intensa, difficoltà a deglutire, dolore, shock e ustioni. Il vomito è solitamente del colore del caffè macinato. L'esposizione acuta per inalazione può provocare starnuti, raucedine, soffocamento, laringite, dispnea, irritazione vie respiratorie e dolore al petto. Possono verificarsi anche sanguinamento dal naso e dalle gengive, edema polmonare, bronchite cronica e polmonite. L'esposizione alla pelle può provocare gravi ustioni dolorose e dermatiti.
Primo soccorso
- Porta le vittime all'aria aperta. Il personale di emergenza dovrebbe evitare l'esposizione all'acido solforico mentre lo fa.
- Valutare i segni vitali, inclusi polso e frequenza respiratoria. Se non viene rilevato un polso, eseguire la rianimazione, a seconda delle lesioni aggiuntive ricevute. Se la respirazione è presente e difficile, fornire supporto respiratorio.
- Rimuovere gli indumenti sporchi il prima possibile.
- In caso di contatto con gli occhi sciacquare con acqua tiepida per almeno 15 minuti, per la pelle lavare con acqua e sapone.
- Quando si inalano fumi tossici, sciacquare la bocca con abbondante acqua, è vietato bere ed autoindurre il vomito.
- Portare il ferito in una struttura medica.
L'acido solforico puro al 100% (monoidrato) è un liquido oleoso incolore che solidifica in una massa cristallina a +10 °C. L'acido solforico reattivo ha solitamente una densità di 1,84 g/cm 3 e contiene circa il 95% di H 2 SO 4 . Indurisce solo al di sotto di -20 °C.
Il punto di fusione del monoidrato è 10,37 °C con un calore di fusione di 10,5 kJ/mol. In condizioni normali è un liquido molto viscoso con una costante dielettrica molto elevata (e = 100 a 25 °C). L'insignificante dissociazione elettrolitica del monoidrato procede parallelamente in due direzioni: [Н 3 SO 4 + ]·[НSO 4 - ] = 2 10 -4 e [Н 3 О + ]·[НS 2 О 7 - ] = 4 10 - 5. La sua composizione ionica molecolare può essere approssimativamente caratterizzata dai seguenti dati (in %):
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Quando si aggiungono anche piccole quantità di acqua, la dissociazione diventa predominante secondo lo schema:
H 2 O + H 2 SO 4<==>H 3 O + + HSO 4 -
Proprietà chimiche.
H 2 SO 4 è un acido bibasico forte.
H2SO4<-->H + + HSO 4 -<-->2H + + SO 4 2-
Il primo stadio (per medie concentrazioni) porta alla dissociazione del 100%:
K 2 \u003d ( ) / \u003d 1,2 10 -2
1) Interazione con i metalli:
un) l'acido solforico diluito dissolve solo i metalli che si trovano nella serie di tensioni a sinistra dell'idrogeno:
Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (razb) --> Zn +2 SO 4 + H 2 O
b) concentrato H 2 +6 SO 4 - un forte agente ossidante; quando interagisce con i metalli (tranne Au, Pt), può essere ridotto a S +4 O 2, S 0 o H 2 S -2 (anche Fe, Al, Cr non reagiscono senza riscaldamento - sono passivati):
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) concentrato H 2 S +6 O 4 reagisce quando riscaldato con alcuni non metalli a causa delle sue forti proprietà ossidanti, trasformandosi in composti di zolfo con uno stato di ossidazione inferiore, (ad esempio, S + 4 O 2):
С 0 + 2H 2 S +6 O 4 (conc) --> C +4 O 2 + 2S +4 O 2 + 2H 2 O
S 0 + 2H 2 S +6 O 4 (conc) --> 3S +4 O 2 + 2H 2 O
2P 0 + 5H 2 S +6 O 4 (conc) --> 5S +4 O 2 + 2H 3 P +5 O 4 + 2H 2 O
3) con ossidi basici:
CuO + H2SO4 --> CuSO4 + H2O
CuO + 2H + --> Cu 2+ + H 2 O
4) con idrossidi:
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) reazioni di scambio con i sali:
BaCl 2 + H 2 SO 4 --> BaSO 4 + 2HCl
Ba 2+ + SO 4 2- --> BaSO 4
La formazione di un precipitato bianco di BaSO 4 (insolubile in acidi) viene utilizzata per identificare l'acido solforico e i solfati solubili.
Il monoidrato (acido solforico puro al 100%) è un solvente ionizzante di carattere acido. I solfati di molti metalli sono ben disciolti in esso (trasformandosi in bisolfati), mentre i sali di altri acidi vengono sciolti, di regola, solo se è possibile la loro solvolisi (con conversione in bisolfati). L'acido nitrico si comporta in monoidrato come base debole
HNO 3 + 2 H 2 SO 4<==>H 3 O + + NO 2 + + 2 HSO 4 -
perclorico - come un acido molto debole
H 2 SO 4 + HClO 4 = H 3 SO 4 + + ClO 4 -
Gli acidi fluorosolfonico e clorosolfonico sono leggermente più forti (HSO 3 F> HSO 3 Cl> HClO 4). Il monoidrato dissolve bene molte sostanze organiche contenenti atomi con coppie di elettroni non condivisi (capaci di attaccare un protone). Alcuni di questi possono quindi essere isolati nuovamente inalterati semplicemente diluendo la soluzione con acqua. Il monoidrato ha un'elevata costante crioscopica (6,12°) ed è talvolta usato come mezzo per determinare i pesi molecolari.
L'H 2 SO 4 concentrato è un agente ossidante abbastanza forte, specialmente se riscaldato (di solito viene ridotto a SO 2). Ad esempio, ossida HI e parzialmente HBr (ma non HCl) per liberare alogeni. Ossida anche molti metalli - Cu, Hg, ecc. (mentre l'oro e il platino sono stabili rispetto a H 2 SO 4). Quindi l'interazione con il rame avviene secondo l'equazione:
Cu + 2 H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + H 2 O
Agendo come un agente ossidante, l'acido solforico viene solitamente ridotto a SO 2 . Tuttavia, con gli agenti riducenti più forti può essere ridotto a S e persino H 2 S. L'acido solforico concentrato reagisce con l'idrogeno solforato secondo l'equazione:
H 2 SO 4 + H 2 S \u003d 2H 2 O + SO 2 + S
Si segnala che è anche parzialmente restaurato idrogeno gassoso e quindi non può essere utilizzato per asciugarlo.
Riso. 13. Conducibilità elettrica di soluzioni di acido solforico.
La dissoluzione dell'acido solforico concentrato in acqua è accompagnata da un significativo rilascio di calore (e da una certa diminuzione del volume totale del sistema). Il monoidrato quasi non conduce l'elettricità. Al contrario, le soluzioni acquose di acido solforico sono buoni conduttori. Come si vede in fig. 13, circa il 30% di acido ha la massima conducibilità elettrica. Il minimo della curva corrisponde ad un idrato con la composizione H 2 SO 4 ·H 2 O.
Il rilascio di calore alla dissoluzione del monoidrato in acqua è (a seconda della concentrazione finale della soluzione) fino a 84 kJ/mol H 2 SO 4 . Al contrario, miscelando acido solforico al 66%, preraffreddato a 0°C, con la neve (1:1 in peso), si può ottenere un abbassamento della temperatura, fino a -37°C.
Di seguito è riportata la variazione della densità delle soluzioni acquose di H 2 SO 4 con la sua concentrazione (% in peso:
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Come si può vedere da questi dati, la determinazione della densità della concentrazione di acido solforico superiore a 90 wt. % diventa piuttosto impreciso.
La pressione del vapore acqueo su soluzioni di H 2 SO 4 di diverse concentrazioni a diverse temperature è mostrata in fig. 15. L'acido solforico può agire come agente essiccante solo fintanto che la pressione del vapore acqueo al di sopra della sua soluzione è inferiore alla sua pressione parziale nel gas che viene essiccato.
Riso. 15. Pressione del vapore acqueo.
Riso. 16. Punti di ebollizione su soluzioni di H 2 SO 4 . H 2 SO 4 soluzioni.
Quando una soluzione di acido solforico diluita viene fatta bollire, l'acqua viene distillata da essa e il punto di ebollizione sale fino a 337 ° C, quando il 98,3% di H 2 SO 4 inizia a distillare (Fig. 16). Al contrario, l'anidride solforica in eccesso volatilizza da soluzioni più concentrate. Il vapore dell'acido solforico bollente a 337 ° C viene parzialmente dissociato in H 2 O e SO 3, che si ricombinano per raffreddamento. L'alto punto di ebollizione dell'acido solforico ne consente l'uso per isolare gli acidi volatili dai loro sali (ad esempio HCl da NaCl) quando riscaldato.
Ricevuta.
Il monoidrato può essere ottenuto per cristallizzazione di acido solforico concentrato a -10°C.
Produzione di acido solforico.
1a fase. Forno di pirite.
4FeS 2 + 11O 2 --> 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q
Il processo è eterogeneo:
1) macinazione di pirite di ferro (pirite)
2) metodo "letto fluido".
3) 800°C; rimozione del calore in eccesso
4) aumento della concentrazione di ossigeno nell'aria
2a fase.Dopo la pulizia, l'essiccazione e lo scambio termico, l'anidride solforosa entra nell'apparato di contatto, dove viene ossidata ad anidride solforica (450 ° C - 500 ° C; catalizzatore V 2 O 5):
2SO2 + O2<-->2SO3
3a fase. Torre di assorbimento:
nSO 3 + H 2 SO 4 (conc) --> (H 2 SO 4 nSO 3) (oleum)
L'acqua non può essere utilizzata a causa della formazione di nebbia. Applicare ugelli in ceramica e il principio del controcorrente.
Applicazione.
Ricorda! L'acido solforico deve essere versato nell'acqua in piccole porzioni e non viceversa. Altrimenti, violento reazione chimica che potrebbe causare gravi ustioni.
L'acido solforico è uno dei principali prodotti dell'industria chimica. Va alla produzione di fertilizzanti minerali (superfosfato, solfato di ammonio), acidi e sali vari, medicinali e detergenti, coloranti, fibre artificiali, esplosivi. Viene utilizzato in metallurgia (decomposizione di minerali, ad esempio uranio), per la purificazione di prodotti petroliferi, come essiccante, ecc.
Praticamente importante è il fatto che l'acido solforico molto forte (sopra il 75%) non agisce sul ferro. Ciò consente di stoccarlo e trasportarlo in serbatoi di acciaio. Al contrario, diluire H 2 SO 4 dissolve facilmente il ferro con rilascio di idrogeno. Le proprietà ossidanti non sono affatto tipiche.
L'acido solforico forte assorbe vigorosamente l'umidità ed è quindi spesso utilizzato per essiccare i gas. Da molte sostanze organiche contenenti idrogeno e ossigeno, sottrae acqua, spesso utilizzata in tecnologia. Con questo (così come proprietà ossidanti forte H 2 SO 4) è associato al suo effetto distruttivo sui tessuti vegetali e animali. L'acido solforico che entra accidentalmente sulla pelle o sul vestito durante il lavoro deve essere immediatamente lavato via con abbondante acqua, quindi inumidire l'area interessata con una soluzione di ammoniaca diluita e risciacquare nuovamente con acqua.
Molecole di acido solforico puro.
Fig. 1. Schema dei legami idrogeno in un cristallo H 2 SO 4.
Le molecole che formano il cristallo monoidrato, (HO) 2 SO 2 sono collegate tra loro da legami idrogeno abbastanza forti (25 kJ/mol), come mostrato schematicamente in Fig. 1. La molecola (HO) 2 SO 2 stessa ha la struttura di un tetraedro distorto con un atomo di zolfo vicino al centro ed è caratterizzata dai seguenti parametri: (d (S-OH) = 154 pm, PHO-S-OH = 104 °, d (S = O) \u003d 143 pm, ROSO \u003d 119 °.Nell'HOSO 3 - ion, d (S-OH) \u003d 161 e d (SO) \u003d 145 pm e quando si va a lo ione SO 4, il 2-tetraedro acquisisce la forma corretta ei parametri sono allineati.
L'acido solforico idrata.
Per l'acido solforico sono noti diversi idrati cristallini, la cui composizione è mostrata in Fig. 14. Di questi, il più povero in acqua è il sale di ossonio: H 3 O + HSO 4 -. Poiché il sistema in esame è molto soggetto al superraffreddamento, le temperature di congelamento effettivamente osservate in esso sono molto inferiori ai punti di fusione.
Riso. 14. Punti di fusione nel sistema H 2 O·H 2 SO 4.
L'acido con metallo è specifico per queste classi di composti. Nel suo corso, il protone idrogeno viene ripristinato e, insieme all'anione acido, viene sostituito da un catione metallico. Questo è un esempio di reazione di formazione del sale, sebbene ci siano diversi tipi di interazioni che non seguono questo principio. Procedono come redox e non sono accompagnati dall'evoluzione dell'idrogeno.
Principi di reazione degli acidi con i metalli
Tutte le reazioni con il metallo portano alla formazione di sali. L'unica eccezione è, forse, la reazione di un metallo nobile con l'acqua regia, una miscela di acido cloridrico, e qualsiasi altra interazione di acidi con metalli porta alla formazione di un sale. Se l'acido non è né solforico né nitrico concentrato, l'idrogeno molecolare viene scisso come prodotto.
Ma quando l'acido solforico concentrato reagisce, l'interazione con i metalli procede secondo il principio di un processo redox. Pertanto, sono stati distinti sperimentalmente due tipi di interazioni di metalli tipici e acidi inorganici forti:
- interazione di metalli con acidi diluiti;
- interazione con acido concentrato.
Le reazioni del primo tipo procedono con qualsiasi acido. L'unica eccezione è l'acido concentrato e nitrico di qualsiasi concentrazione. Reagiscono secondo il secondo tipo e portano alla formazione di sali e prodotti di riduzione di zolfo e azoto.
Tipiche interazioni degli acidi con i metalli
I metalli situati a sinistra dell'idrogeno nella serie elettrochimica standard reagiscono con altri acidi di varie concentrazioni, ad eccezione dell'acido nitrico, per formare un sale e rilasciare idrogeno molecolare. I metalli situati a destra dell'idrogeno nella serie dell'elettronegatività non possono reagire con gli acidi di cui sopra e interagire solo con l'acido nitrico, indipendentemente dalla sua concentrazione, con l'acido solforico concentrato e con l'acqua regia. Questa è una tipica interazione degli acidi con i metalli.
Reazioni dei metalli con acido solforico concentrato
Reazioni con acido nitrico diluito
L'acido nitrico diluito reagisce con i metalli a sinistra ea destra dell'idrogeno. Durante la reazione con i metalli attivi si forma l'ammoniaca, che si dissolve immediatamente e interagisce con l'anione nitrato, formando un altro sale. con metalli attività media l'acido reagisce con il rilascio di azoto molecolare. Con inattivo, la reazione procede con il rilascio di ossido dinitrico. Molto spesso, in una reazione si formano diversi prodotti di riduzione dello zolfo. Esempi di reazioni sono suggeriti nell'appendice grafica sottostante.
Reazioni con acido nitrico concentrato
A questo caso L'azoto è anche un agente ossidante. Tutte le reazioni terminano con la formazione di sale e l'isolamento.Gli schemi del decorso delle reazioni redox sono proposti nell'applicazione grafica. In questo caso, la reazione con elementi inattivi merita un'attenzione particolare. Tale interazione di acidi con metalli non è specifica.
Reattività dei metalli
I metalli reagiscono con gli acidi abbastanza prontamente, sebbene vi siano diverse sostanze inerti. Questi sono elementi che hanno un potenziale elettrochimico di alto livello. Ci sono un certo numero di metalli che sono costruiti sulla base di questo indicatore. Si chiama serie dell'elettronegatività. Se il metallo si trova a sinistra dell'idrogeno, allora è in grado di reagire con l'acido diluito.
C'è solo un'eccezione: ferro e alluminio, a causa della formazione di ossidi trivalenti sulla loro superficie, non possono reagire con l'acido senza riscaldamento. Se la miscela viene riscaldata, inizialmente il film di ossido del metallo entra nella reazione e quindi si dissolve nell'acido stesso. I metalli situati a destra dell'idrogeno nella serie di attività elettrochimica non possono reagire acido inorganico, anche con camoscio diluito. Ci sono due eccezioni alla regola: questi metalli si dissolvono in acido nitrico concentrato e diluito e acqua regia. In quest'ultimo non possono essere disciolti solo rodio, rutenio, iridio e osmio.
Qualsiasi acido è una sostanza complessa, la cui molecola contiene uno o più atomi di idrogeno e un residuo acido.
La formula dell'acido solforico è H2SO4. Pertanto, la composizione della molecola di acido solforico comprende due atomi di idrogeno e il residuo acido SO4.
L'acido solforico si forma quando l'ossido di zolfo reagisce con l'acqua
SO3+H2O -> H2SO4
L'acido solforico puro al 100% (monoidrato) è un liquido pesante, viscoso come l'olio, incolore e inodore, con un sapore acido di "rame". Già ad una temperatura di +10°C si solidifica e si trasforma in una massa cristallina.
L'acido solforico concentrato contiene circa il 95% di H2SO4. E gela a temperature inferiori a -20°C.
Interazione con l'acqua
L'acido solforico è altamente solubile in acqua, mescolandosi con esso in qualsiasi rapporto. Questo rilascia una grande quantità di calore.
L'acido solforico è in grado di assorbire il vapore acqueo dall'aria. Questa proprietà è utilizzata nell'industria per l'essiccazione dei gas. I gas vengono essiccati facendoli passare attraverso appositi contenitori con acido solforico. Naturalmente, questo metodo può essere utilizzato solo per quei gas che non reagiscono con esso.
È noto che quando l'acido solforico viene a contatto con molte sostanze organiche, in particolare i carboidrati, queste sostanze vengono carbonizzate. Il fatto è che i carboidrati, come l'acqua, contengono sia idrogeno che ossigeno. L'acido solforico li priva di questi elementi. Ciò che resta è il carbone.
A soluzione acquosa Gli indicatori H2SO4 al tornasole e l'arancio metile diventano rossi, il che indica che questa soluzione ha un sapore aspro.
Interazione con i metalli
Come qualsiasi altro acido, l'acido solforico è in grado di sostituire gli atomi di idrogeno con atomi di metallo nella sua molecola. Interagisce con quasi tutti i metalli.
diluire l'acido solforico reagisce con i metalli come un normale acido. Come risultato della reazione, si forma un sale con un residuo acido SO4 e idrogeno.
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
MA acido solforico concentratoè un agente ossidante molto forte. Ossida tutti i metalli, indipendentemente dalla loro posizione nella serie di tensioni. E quando reagisce con i metalli, esso stesso si riduce a SO2. L'idrogeno non viene rilasciato.
Cu + 2 H2SO4 (conc) = CuSO4 + SO2 + 2H2O
Zn + 2 H2SO4 (conc) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O
Ma i metalli del gruppo oro, ferro, alluminio e platino non si ossidano nell'acido solforico. Pertanto, l'acido solforico viene trasportato in serbatoi di acciaio.
I sali di acido solforico, che si ottengono a seguito di tali reazioni, sono chiamati solfati. Sono incolori e cristallizzano facilmente. Alcuni di loro sono altamente solubili in acqua. Solo CaSO4 e PbSO4 sono scarsamente solubili. BaSO4 è quasi insolubile in acqua.
Interazione con le basi
La reazione di un acido con una base è chiamata reazione di neutralizzazione. Come risultato della reazione di neutralizzazione dell'acido solforico si forma un sale contenente il residuo acido SO4 e acqua H2O.
Esempi di reazioni di neutralizzazione dell'acido solforico:
H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O
H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O
L'acido solforico entra in una reazione di neutralizzazione con basi sia solubili che insolubili.
Poiché ci sono due atomi di idrogeno nella molecola di acido solforico e sono necessarie due basi per neutralizzarlo, appartiene agli acidi dibasici.
Interazione con ossidi basici
Dal corso di chimica della scuola, sappiamo come si chiamano gli ossidi sostanze complesse, che ne include due elemento chimico, uno dei quali è l'ossigeno nello stato di ossidazione -2. Gli ossidi basici sono chiamati ossidi di 1, 2 e alcuni 3 metalli di valenza. Esempi di ossidi basici: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO.
Con gli ossidi basici, l'acido solforico entra in una reazione di neutralizzazione. Come risultato di tale reazione, come nella reazione con le basi, si formano sale e acqua. Il sale contiene il residuo acido SO4.
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
Interazione del sale
L'acido solforico reagisce con i sali di acidi più deboli o volatili, spostando questi acidi da essi. Come risultato di questa reazione, un sale con un residuo acido SO4 e un acido
H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl
L'uso dell'acido solforico e dei suoi composti
Il porridge di bario BaSO4 è in grado di ritardare i raggi X. Riempiendolo con gli organi cavi del corpo umano, i radiologi li esaminano.
In medicina e edilizia, il gesso naturale CaSO4 * 2H2O, solfato di calcio idrato è ampiamente utilizzato. Il sale di Glauber Na2SO4 * 10H2O è utilizzato in medicina e veterinaria, nell'industria chimica - per la produzione di soda e vetro. Il solfato di rame CuSO4 * 5H2O è noto a giardinieri e agronomi che lo usano per controllare parassiti e malattie delle piante.
L'acido solforico è ampiamente utilizzato in vari settori: chimico, metalmeccanico, petrolifero, tessile, cuoio e altri.
Con acidi diluiti, che presentano proprietà ossidanti dovute aioni idrogeno(diluiti solforici, fosforici, solforosi, tutti anossici e acidi organici e così via.)
i metalli reagiscono:
situato in una serie di tensioni all'idrogeno(questi metalli sono in grado di sostituire l'idrogeno dall'acido);
formando con questi acidi sali solubili(sulla superficie di questi metalli non si forma sale protettivo)
film).
Come risultato della reazione, sali solubili e risaltare idrogeno:
2A1 + 6HCI \u003d 2A1C1 3 + ZN 2
M g + H 2 SO 4 \u003d M gS O 4 + H 2
razb.
DA u + H 2 SO 4 →
X
(perché C u sta dopo H 2)
razb.
Pb + H 2 COSÌ 4 →
X
(perché Pb SO 4 insolubile in acqua)
razb.
Alcuni acidi sono agenti ossidanti dovuti all'elemento che forma un residuo acido, tra cui l'acido solforico concentrato e l'acido nitrico di qualsiasi concentrazione. Tali acidi sono chiamati acidi ossidanti.
Le proprietà ossidanti dei residui acidi sono molto più forti di quelle dell'idrogeno H, quindi gli acidi nitrici e solforici concentrati interagiscono con quasi tutti i metalli situati nella serie di tensioni sia prima che dopo l'idrogeno, altro che oro e platino. Poiché gli agenti ossidanti in questi casi non sono residui acidi (dovuti ad atomi di zolfo e azoto negli stati di ossidazione più elevati), e non sono privi di idrogeno H, allora nell'interazione di acido nitrico e acido solforico concentrato Insieme a i metalli non rilasciano idrogeno. Il metallo sotto l'azione di questi acidi viene ossidato stato di ossidazione caratteristico (stabile). e forma un sale, e il prodotto della riduzione dell'acido dipende dall'attività del metallo e dal grado di diluizione dell'acido
L'interazione dell'acido solforico con i metalli
Gli acidi solforici diluiti e concentrati si comportano diversamente. L'acido solforico diluito si comporta come un normale acido. Metalli attivi nella serie di voltaggio a sinistra dell'idrogeno
Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Au
sostituire l'idrogeno dall'acido solforico diluito. Vediamo bolle di idrogeno quando l'acido solforico diluito viene aggiunto a una provetta con zinco.
H 2 SO 4 + Zn \u003d Zn SO 4 + H 2
Il rame è nella serie di tensioni dopo l'idrogeno, quindi l'acido solforico diluito non agisce sul rame. E nell'acido solforico concentrato, zinco e rame si comportano in questo modo...
Zinco, tipo metallo attivo, può essere modulo con concentrato acido solforico, anidride solforosa, zolfo elementare e persino acido solfidrico.
2H 2 SO 4 + Zn \u003d SO 2 + ZnSO 4 + 2H 2 O
Il rame è un metallo meno attivo. Quando interagisce con l'acido solforico concentrato, lo riduce ad anidride solforosa.
2H 2 SO 4 conc. + Cu \u003d SO 2 + CuSO 4 + 2H 2 O
In provetta con concentrato L'acido solforico rilascia anidride solforosa.
Si tenga presente che i diagrammi indicano prodotti il cui contenuto è massimo tra i possibili prodotti di riduzione acida.
Sulla base degli schemi di cui sopra, comporremo le equazioni per reazioni specifiche: l'interazione di rame e magnesio con acido solforico concentrato:
0 +6
+2 +4
DA u + 2H 2 SO 4 \u003d C uSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
conc.
0 +6 +2 -2
4M g + 5H 2 SO 4 \u003d 4M gSO 4 + H 2 S + 4H 2 O
conc.
Alcuni metalli ( Fe. AI, Cr) non interagiscono con solforico concentrato e l'acido nitrico a temperatura normale, come succede passivazione metallo. Questo fenomeno è associato alla formazione di un film di ossido sottile ma molto denso sulla superficie del metallo, che protegge il metallo. Per questo motivo gli acidi nitrico e solforico concentrato vengono trasportati in contenitori di ferro.
Se il metallo mostra stati di ossidazione variabili, allora con acidi che sono agenti ossidanti dovuti agli ioni H+, forma sali in cui il suo stato di ossidazione è inferiore a stabile, e con acidi ossidanti, sali in cui il suo stato di ossidazione è più stabile:
0 +2
F e + H 2 SO 4 \u003d F e SO 4 + H 2
0 rasoio. + 3
F e + H 2 SO 4 \u003d F e 2 (SO 4) 3 + 3 SO 2 + 6H 2 O
conc
I.I. Novosinsky
N.S.Novoshinskaya
