Oxid sírový je zvyčajne bezfarebná kvapalina. Môže existovať aj ako ľad, vláknité kryštály alebo plyn. Keď je oxid sírový vystavený vzduchu, začína sa uvoľňovať biely dym. Je integrálnym prvkom takej reaktívnej látky, ako je koncentrovaná kyselina sírová. Je to číra, bezfarebná, olejovitá a vysoko korozívna kvapalina. Používa sa pri výrobe hnojív, výbušnín, iných kyselín, v ropnom priemysle a olovených akumulátorov v automobiloch.
Koncentrovaná kyselina sírová: vlastnosti
Kyselina sírová Dobre sa rozpúšťa vo vode, je korozívny pre kovy a tkaniny a pri kontakte zuhoľnatene drevo a väčšinu ostatných organických látok. Dlhodobé vystavenie nízkym koncentráciám alebo krátkodobé vystavenie vysokým koncentráciám môže mať nepriaznivé účinky na zdravie v dôsledku vdýchnutia.
Koncentrovaná kyselina sírová sa používa na výrobu hnojív a iných chemikálií, pri rafinácii ropy, pri výrobe železa a ocele a na mnohé iné účely. Keďže má dostatočne vysoký bod varu, možno ho použiť na uvoľnenie prchavých kyselín z ich solí. Koncentrovaná kyselina sírová má silnú hygroskopickú vlastnosť. Niekedy sa používa ako sušidlo na dehydratáciu (odstraňovanie vody). chemická metóda) mnohých zlúčenín, ako sú sacharidy.
Reakcie kyseliny sírovej
Koncentrovaná kyselina sírová reaguje nezvyčajným spôsobom na cukor a zanecháva za sebou krehkú hubovitú čiernu hmotu uhlíka. Podobná reakcia sa pozoruje pri kontakte s pokožkou, celulózou a inými rastlinnými a živočíšnymi vláknami. Keď sa koncentrovaná kyselina zmieša s vodou, uvoľní sa veľké množstvo tepla, ktoré je dostatočné na okamžité varenie. Na riedenie by sa mal pomaly pridávať do studenej vody za stáleho miešania, aby sa obmedzilo hromadenie tepla. Kyselina sírová reaguje s kvapalinou a vytvára hydráty s výraznými vlastnosťami.
fyzicka charakteristika
Bezfarebná kvapalina bez zápachu v zriedenom roztoku má kyslú chuť. Kyselina sírová je pri kontakte s pokožkou a všetkými tkanivami tela mimoriadne agresívna a pri priamom kontakte spôsobuje vážne popáleniny. Vo svojej čistej forme H 2 SO4 nie je vodič elektriny, ale situácia sa mení v opačnom smere s pridaním vody.
Niektoré vlastnosti sú, že molekulová hmotnosť je 98,08. Teplota varu je 327 stupňov Celzia, teplota topenia -2 stupne Celzia. Kyselina sírová je silná minerálna kyselina a vďaka svojmu širokému komerčnému využitiu je jedným z hlavných produktov chemického priemyslu. Vzniká prirodzene oxidáciou sulfidových materiálov, ako je sulfid železa.
Chemické vlastnosti kyseliny sírovej (H 2 SO4) sa prejavujú v rôznych chemických reakciách:
- Pri interakcii s alkáliami sa vytvárajú dve série solí vrátane síranov.
- Reaguje s uhličitanmi a hydrouhličitanmi za vzniku solí a oxid uhličitý(C02).
- Na kovy pôsobí rôzne, v závislosti od teploty a stupňa riedenia. Studený a zriedený produkuje vodík, horúci a koncentrovaný produkuje emisie SO 2 .
- Pri vare sa roztok H 2 SO4 (koncentrovaná kyselina sírová) rozkladá na oxid sírový (SO 3) a vodu (H 2 O). K chemickým vlastnostiam patrí aj úloha silného oxidačného činidla.
nebezpečenstvo ohňa
Kyselina sírová je vysoko reaktívna na zapálenie jemných horľavých materiálov pri kontakte. Pri zahrievaní sa začnú uvoľňovať vysoko toxické plyny. Je výbušný a nekompatibilný s obrovským množstvom látok. Pri zvýšených teplotách a tlakoch skôr agresívne chemické zmeny a deformácie. Môže prudko reagovať s vodou a inými kvapalinami a spôsobiť striekanie.
hazard so zdravím
Kyselina sírová koroduje všetky tkanivá tela. Vdychovanie pár môže spôsobiť vážne poškodenie pľúc. Poškodenie sliznice očí môže viesť k úplnej strate zraku. Kontakt s pokožkou môže spôsobiť závažnú nekrózu. Dokonca aj niekoľko kvapiek môže byť smrteľných, ak sa kyselina dostane do priedušnice. Chronická expozícia môže spôsobiť tracheobronchitídu, stomatitídu, konjunktivitídu, gastritídu. Môže sa vyskytnúť perforácia žalúdka a peritonitída sprevádzaná kolapsom krvného obehu. Kyselina sírová je vysoko žieravá látka, s ktorou sa musí zaobchádzať mimoriadne opatrne. Príznaky a symptómy po expozícii môžu byť závažné a zahŕňajú slintanie, intenzívny smäd, ťažkosti s prehĺtaním, bolesť, šok a popáleniny. Zvratky majú zvyčajne farbu mletej kávy. Akútna inhalačná expozícia môže mať za následok kýchanie, chrapot, dusenie, laryngitídu, dyspnoe, podráždenie dýchacieho traktu a bolesť na hrudníku. Môže sa vyskytnúť aj krvácanie z nosa a ďasien, pľúcny edém, chronická bronchitída a zápal pľúc. Vystavenie pokožke môže viesť k ťažkým bolestivým popáleninám a dermatitíde.
Prvá pomoc
- Presuňte obete na čerstvý vzduch. Pohotovostný personál by sa pri tom mal vyhýbať vystaveniu kyseline sírovej.
- Posúďte vitálne funkcie vrátane pulzu a frekvencie dýchania. Ak sa pulz nezistí, vykonajte resuscitáciu v závislosti od ďalších zranení. Ak je dýchanie prítomné a je ťažké, poskytnite podporu dýchania.
- Čo najskôr vyzlečte znečistený odev.
- Pri zasiahnutí očí vyplachujte teplou vodou aspoň 15 minút, pokožku umyte mydlom a vodou.
- Pri vdychovaní toxických výparov si vypláchnite ústa veľkým množstvom vody, pite a je zakázané samovyvolávanie zvracania.
- Zraneného dopravte do zdravotníckeho zariadenia.
Čistá 100% kyselina sírová (monohydrát) je bezfarebná olejovitá kvapalina, ktorá tuhne na kryštalickú hmotu pri +10 °C. Reaktívna kyselina sírová má zvyčajne hustotu 1,84 g/cm3 a obsahuje asi 95 % H2S04. Vytvrdzuje len pod -20 °C.
Teplota topenia monohydrátu je 10,37 °C so skupenským teplom topenia 10,5 kJ/mol. Za normálnych podmienok je to veľmi viskózna kvapalina s veľmi vysokou dielektrickou konštantou (e = 100 pri 25 °C). Nevýznamná vlastná elektrolytická disociácia monohydrátu prebieha paralelne v dvoch smeroch: [Н 3 SO 4 + ]·[НSO 4 - ] = 2 10 -4 a [Н 3 О + ]·[НS 2 О 7 - ] = 4 10 - 5. Jeho molekulovo-iónové zloženie možno približne charakterizovať nasledujúcimi údajmi (v %):
|
Keď sa pridá aj malé množstvo vody, prevláda disociácia podľa schémy:
H20 + H2S04<==>H3O++ + HSO4-
Chemické vlastnosti.
H2S04 je silná dvojsýtna kyselina.
H2SO4<-->H++ HSO 4 -<-->2H++ SO42-
Prvý stupeň (pri stredných koncentráciách) vedie k 100% disociácii:
K 2 \u003d ( ) / \u003d 1,2 10 -2
1) Interakcia s kovmi:
a) zriedená kyselina sírová rozpúšťa iba kovy, ktoré sú v sérii napätí vľavo od vodíka:
Zn0 + H2 +1 SO4 (razb) --> Zn +2 SO4 + H20
b) koncentrovaná H 2 +6 SO 4 - silné oxidačné činidlo; pri interakcii s kovmi (okrem Au, Pt) sa môže redukovať na S +4 O 2, S 0 alebo H 2 S -2 (Fe, Al, Cr tiež nereagujú bez zahrievania - sú pasivované):
2Ag 0 + 2H 2 + 6 SO 4 --> Ag 2 + 1 SO 4 + S + 4 O 2 + 2 H 2 O
8Na0 + 5H2 + 6 SO4 --> 4Na2 + 1 S04 + H2S -2 + 4H20
2) koncentrovaná H2S +604 reaguje pri zahrievaní s niektoré nekovy vďaka svojim silným oxidačným vlastnostiam sa menia na zlúčeniny síry s nižším oxidačným stavom (napríklad S + 4 O 2):
С 0 + 2H2S +604 (konc) --> C +402 + 2S +402 + 2H20
SO + 2H2S +604 (konc) --> 3S +402 + 2H20
2P0 + 5H2S +604 (konc) --> 5S +402 + 2H3P +504 + 2H20
3) so zásaditými oxidmi:
CuO + H2SO4 --> CuSO4 + H2O
CuO + 2H+ --> Cu2+ + H20
4) s hydroxidmi:
H2S04 + 2NaOH --> Na2S04 + 2H20
H+ + OH - --> H20
H2S04 + Cu(OH)2 --> CuS04 + 2H20
2H+ + Cu(OH)2 --> Cu2+ + 2H20
5) výmenné reakcie so soľami:
BaCl2 + H2S04 --> BaS04 + 2HCl
Ba2+ + SO42- --> BaSO4
Tvorba bielej zrazeniny BaSO 4 (nerozpustná v kyselinách) sa využíva na identifikáciu kyseliny sírovej a rozpustných síranov.
Monohydrát (čistá, 100% kyselina sírová) je ionizujúce rozpúšťadlo kyslého charakteru. Sírany mnohých kovov sa v ňom dobre rozpúšťajú (premieňajú na hydrogensírany), zatiaľ čo soli iných kyselín sa rozpúšťajú spravidla iba vtedy, ak sa dajú solvolyzovať (s premenou na hydrogensírany). Kyselina dusičná sa v monohydráte správa ako slabá základňa
HN03 + 2 H2S04<==>H30 + + N02 + + 2 HS04 -
chloristá - ako veľmi slabá kyselina
H2SO4 + HClO4 = H3S04 + + ClO4-
Kyseliny fluórsulfónové a chlórsulfónové sú o niečo silnejšie (HS03F>HS03Cl>HCl04). Monohydrát dobre rozpúšťa mnohé organické látky obsahujúce atómy s nezdieľanými elektrónovými pármi (schopnými pripojiť protón). Niektoré z nich možno potom izolovať späť nezmenené jednoduchým zriedením roztoku vodou. Monohydrát má vysokú kryoskopickú konštantu (6,12°) a niekedy sa používa ako médium na stanovenie molekulových hmotností.
Koncentrovaná H 2 SO 4 je dosť silné oxidačné činidlo, najmä pri zahrievaní (zvyčajne sa redukuje na SO 2). Napríklad oxiduje HI a čiastočne HBr (ale nie HCl) na voľné halogény. Oxiduje aj mnohé kovy - Cu, Hg atď. (zatiaľ čo zlato a platina sú stabilné vzhľadom na H 2 SO 4). Takže interakcia s meďou prebieha podľa rovnice:
Cu + 2 H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + H 2 O
Kyselina sírová, ktorá pôsobí ako oxidačné činidlo, sa zvyčajne redukuje na SO2. Najsilnejšími redukčnými činidlami sa však dá redukovať na S a dokonca aj H 2 S. Koncentrovaná kyselina sírová reaguje so sírovodíkom podľa rovnice:
H2SO4 + H2S \u003d 2H20 + SO2 + S
Treba poznamenať, že je tiež čiastočne obnovený plynný vodík a preto ho nemožno použiť na sušenie.
Ryža. 13. Elektrická vodivosť roztokov kyseliny sírovej.
Rozpúšťanie koncentrovanej kyseliny sírovej vo vode je sprevádzané výrazným uvoľňovaním tepla (a určitým znížením celkového objemu systému). Monohydrát takmer nevedie elektrický prúd. Naproti tomu vodné roztoky kyseliny sírovej sú dobrými vodičmi. Ako je vidieť na obr. 13, približne 30 % kyseliny má maximálnu elektrickú vodivosť. Minimum krivky zodpovedá hydrátu so zložením H2SO4·H20.
Uvoľňovanie tepla pri rozpustení monohydrátu vo vode je (v závislosti od konečnej koncentrácie roztoku) až 84 kJ/mol H 2 SO 4 . Naopak zmiešaním 66% kyseliny sírovej, predchladenej na 0 °C, so snehom (1:1 hmotnostne) možno dosiahnuť pokles teploty až na -37 °C.
Zmena hustoty vodných roztokov H 2 SO 4 s jej koncentráciou (hm. %) je uvedená nižšie:
|
|
Ako je z týchto údajov zrejmé, stanovenie hustoty koncentrácie kyseliny sírovej nad 90 hm. % sa stáva dosť nepresným.
Tlak vodnej pary nad roztokmi H 2 SO 4 rôznych koncentrácií pri rôznych teplotách je znázornený na obr. 15. Kyselina sírová môže pôsobiť ako sušiace činidlo len vtedy, ak je tlak vodnej pary nad jej roztokom nižší ako jej parciálny tlak v sušenom plyne.
Ryža. 15. Tlak vodnej pary.
Ryža. 16. Body varu nad roztokmi H 2 SO 4 . roztoky H2SO4.
Pri varení zriedeného roztoku kyseliny sírovej sa z neho oddestiluje voda a bod varu stúpne až na 337 °C, kedy začne destilovať 98,3 % H 2 SO 4 (obr. 16). Naopak, prebytok anhydridu kyseliny sírovej prchá z koncentrovanejších roztokov. Para kyseliny sírovej vriaca pri 337 °C je čiastočne disociovaná na H 2 O a SO 3, ktoré sa po ochladení rekombinujú. Vysoký bod varu kyseliny sírovej umožňuje jej použitie na izoláciu prchavých kyselín z ich solí (napríklad HCl z NaCl) pri zahrievaní.
Potvrdenie.
Monohydrát možno získať kryštalizáciou koncentrovanej kyseliny sírovej pri -10 °C.
Výroba kyseliny sírovej.
1. etapa. Pyritová pec.
4FeS2 + 1102 --> 2Fe203 + 8SO2 + Q
Proces je heterogénny:
1) mletie pyritu železa (pyrit)
2) metóda "fluidizovaného lôžka".
3) 800 °С; odstránenie prebytočného tepla
4) zvýšenie koncentrácie kyslíka vo vzduchu
2. etapa.Po vyčistení, vysušení a výmene tepla sa oxid siričitý dostáva do kontaktného zariadenia, kde sa oxiduje na anhydrid kyseliny sírovej (450 °C - 500 °C; katalyzátor V 2 O 5):
2SO2 + O2<-->2SO3
3. etapa. Absorpčná veža:
nS03 + H2S04 (konc) --> (H2S04 nS03) (oleum)
Voda sa nedá použiť kvôli tvorbe hmly. Aplikujte keramické trysky a princíp protiprúdu.
Aplikácia.
Pamätajte! Kyselina sírová sa musí naliať do vody v malých častiach a nie naopak. Inak násilné chemická reakciačo by mohlo viesť k ťažkým popáleninám.
Kyselina sírová je jedným z hlavných produktov chemického priemyslu. Ide o výrobu minerálnych hnojív (superfosfát, síran amónny), rôznych kyselín a solí, liekov a čistiacich prostriedkov, farbív, umelých vlákien, výbušnín. Používa sa v metalurgii (rozklad rúd, napr. uránu), na čistenie ropných produktov, ako sušidlo atď.
Prakticky dôležitý je fakt, že veľmi silná (nad 75%) kyselina sírová nepôsobí na železo. To vám umožní skladovať a prepravovať ho v oceľových nádržiach. Naopak, zriedená H 2 SO 4 ľahko rozpúšťa železo za uvoľňovania vodíka. Oxidačné vlastnosti nie sú pre ňu vôbec typické.
Silná kyselina sírová silne absorbuje vlhkosť, a preto sa často používa na sušenie plynov. Z mnohých organických látok obsahujúcich vodík a kyslík odoberá vodu, ktorá sa často využíva v technike. S týmto (ako aj oxidačné vlastnosti silná H 2 SO 4) je spojená s jej deštruktívnym účinkom na rastlinné a živočíšne tkanivá. Kyselina sírová, ktorá sa náhodne dostane na pokožku alebo šaty počas práce, by sa mala okamžite umyť veľkým množstvom vody, potom navlhčiť postihnuté miesto zriedeným roztokom amoniaku a znova opláchnuť vodou.
Molekuly čistej kyseliny sírovej.
Obr.1. Schéma vodíkových väzieb v kryštáli H2SO4.
Molekuly, ktoré tvoria kryštál monohydrátu, (HO)2S02, sú navzájom spojené pomerne silnými (25 kJ/mol) vodíkovými väzbami, ako je schematicky znázornené na obr. 1. Samotná molekula (HO) 2 SO 2 má štruktúru skresleného štvorstenu s atómom síry blízko stredu a vyznačuje sa nasledujúcimi parametrami: (d (S-OH) \u003d 154 pm, PHO-S-OH \u003d 104 °, d (S \u003d O) \u003d 143 pm, ROSO \u003d 119 °. V HOSO 3 - ión, d (S-OH) \u003d 161 a d (SO) \u003d 145 pm, a pri prechode na ión SO 4 nadobudne 2-tetrahedron správny tvar a parametre sa vyrovnajú.
Kyselina sírová hydratuje.
Pre kyselinu sírovú je známych niekoľko kryštalických hydrátov, ktorých zloženie je znázornené na obr. 14. Z nich je na vodu najchudobnejšia oxóniová soľ: H 3 O + HSO 4 -. Keďže uvažovaný systém je veľmi náchylný na podchladenie, skutočne pozorované teploty mrazu v ňom sú oveľa nižšie ako teploty topenia.
Ryža. 14. Teploty topenia v systéme H20·H2SO4.
Kyselina s kovom je špecifická pre tieto triedy zlúčenín. V jeho priebehu sa obnoví protón vodíka a v spojení s kyslým aniónom je nahradený katiónom kovu. Toto je príklad reakcie tvorby soli, aj keď existuje niekoľko typov interakcií, ktoré sa neriadia týmto princípom. Prebiehajú ako redoxné a nie sú sprevádzané vývojom vodíka.
Princípy reakcií kyselín s kovmi
Všetky reakcie s kovom vedú k tvorbe solí. Jedinou výnimkou je snáď reakcia ušľachtilého kovu s aqua regia, zmesou kyseliny chlorovodíkovej a akákoľvek iná interakcia kyselín s kovmi vedie k tvorbe soli. Ak kyselina nie je koncentrovaná sírová ani dusičná, potom sa molekulárny vodík odštiepi ako produkt.
Ale keď koncentrovaná kyselina sírová reaguje, interakcia s kovmi prebieha podľa princípu redoxného procesu. Preto boli experimentálne rozlíšené dva typy interakcií typických kovov a silných anorganických kyselín:
- interakcia kovov so zriedenými kyselinami;
- interakcia s koncentrovanou kys.
Reakcie prvého typu prebiehajú s akoukoľvek kyselinou. Jedinou výnimkou je koncentrovaná a kyselina dusičná akejkoľvek koncentrácie. Reagujú podľa druhého typu a vedú k tvorbe solí a produktov redukcie síry a dusíka.
Typické interakcie kyselín s kovmi
Kovy nachádzajúce sa naľavo od vodíka v štandardnej elektrochemickej sérii reagujú s inými kyselinami rôznych koncentrácií, s výnimkou kyseliny dusičnej, za vzniku soli a uvoľňovania molekulárneho vodíka. Kovy nachádzajúce sa napravo od vodíka v sérii elektronegativity nemôžu reagovať s vyššie uvedenými kyselinami a interagujú iba s kyselinou dusičnou, bez ohľadu na jej koncentráciu, s koncentrovanou kyselinou sírovou a s Aqua regia. Ide o typickú interakciu kyselín s kovmi.
Reakcie kovov s koncentrovanou kyselinou sírovou
Reakcie so zriedenou kyselinou dusičnou
Zriedená kyselina dusičná reaguje s kovmi vľavo a vpravo od vodíka. Pri reakcii s aktívnymi kovmi vzniká amoniak, ktorý sa okamžite rozpúšťa a interaguje s dusičnanovým aniónom za vzniku ďalšej soli. s kovmi priemerná aktivita kyselina reaguje s uvoľňovaním molekulárneho dusíka. Pri neaktívnej reakcii prebieha uvoľňovanie oxidu dusnatého. Najčastejšie pri jednej reakcii vzniká niekoľko produktov redukcie síry. Príklady reakcií sú navrhnuté v grafickej prílohe nižšie.
Reakcie s koncentrovanou kyselinou dusičnou
AT tento prípad Dusík je tiež oxidačné činidlo. Všetky reakcie končia tvorbou soli a izoláciou Schémy priebehu redoxných reakcií sú navrhnuté v grafickej aplikácii. V tomto prípade si osobitnú pozornosť zaslúži reakcia s neaktívnymi prvkami. Takáto interakcia kyselín s kovmi je nešpecifická.
Reaktivita kovov
Kovy reagujú s kyselinami pomerne ľahko, aj keď existuje niekoľko inertných látok. Ide o prvky, ktoré majú vysoký štandardný elektrochemický potenciál. Existuje množstvo kovov, ktoré sú postavené na základe tohto ukazovateľa. Nazýva sa to séria elektronegativity. Ak je kov v ňom naľavo od vodíka, potom je schopný reagovať so zriedenou kyselinou.
Existuje len jedna výnimka: železo a hliník v dôsledku tvorby trojmocných oxidov na svojom povrchu nemôžu reagovať s kyselinou bez zahrievania. Ak sa zmes zahreje, najskôr oxidový film kovu vstúpi do reakcie a potom sa rozpustí v samotnej kyseline. Kovy umiestnené napravo od vodíka v elektrochemickej sérii aktivity nemôžu reagovať anorganická kyselina, vrátane zriedeného kamzíka. Existujú dve výnimky z pravidla: tieto kovy sa rozpúšťajú v koncentrovanej a zriedenej kyseline dusičnej a aqua regia. Len ródium, ruténium, irídium a osmium v nich nemožno rozpustiť.
Akákoľvek kyselina je komplexná látka, ktorej molekula obsahuje jeden alebo viac atómov vodíka a zvyšok kyseliny.
Vzorec kyseliny sírovej je H2SO4. Preto zloženie molekuly kyseliny sírovej zahŕňa dva atómy vodíka a zvyšok kyseliny SO4.
Kyselina sírová vzniká pri reakcii oxidu sírového s vodou
SO3+H2O -> H2S04
Čistá 100% kyselina sírová (monohydrát) je ťažká kvapalina, viskózna ako olej, bez farby a zápachu, s kyslou "medenou" chuťou. Už pri teplote +10 °C tuhne a mení sa na kryštalickú hmotu.
Koncentrovaná kyselina sírová obsahuje približne 95 % H2SO4. A mrzne pri teplotách pod -20 ° C.
Interakcia s vodou
Kyselina sírová je vysoko rozpustná vo vode, mieša sa s ňou v akomkoľvek pomere. Tým sa uvoľňuje veľké množstvo tepla.
Kyselina sírová je schopná absorbovať vodnú paru zo vzduchu. Táto vlastnosť sa využíva v priemysle na sušenie plynov. Plyny sa sušia prechodom cez špeciálne nádoby s kyselinou sírovou. Samozrejme, túto metódu možno použiť len pre tie plyny, ktoré s ňou nereagujú.
Je známe, že keď sa kyselina sírová dostane do kontaktu s mnohými organickými látkami, najmä sacharidmi, tieto látky zuhoľnatejú. Faktom je, že sacharidy, rovnako ako voda, obsahujú vodík aj kyslík. Kyselina sírová ich o tieto prvky oberá. Čo zostáva, je uhlie.
AT vodný roztok Indikátory H2SO4 lakmus a metyl pomaranč sčervenajú, čo naznačuje, že tento roztok má kyslú chuť.
Interakcia s kovmi
Ako každá iná kyselina, aj kyselina sírová je schopná vo svojej molekule nahradiť atómy vodíka atómami kovu. Interaguje s takmer všetkými kovmi.
zriedená kyselina sírová reaguje s kovmi ako bežná kyselina. V dôsledku reakcie sa vytvorí soľ s kyslým zvyškom SO4 a vodíkom.
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
ALE koncentrovaná kyselina sírová je veľmi silné oxidačné činidlo. Oxiduje všetky kovy bez ohľadu na ich polohu v sérii napätia. A pri reakcii s kovmi sa sám redukuje na SO2. Vodík sa neuvoľňuje.
Сu + 2 H2SO4 (konc) = CuSO4 + SO2 + 2H2O
Zn + 2 H2SO4 (konc) = ZnS04 + S02 + 2H20
Ale zlato, železo, hliník, kovy platinovej skupiny v kyseline sírovej neoxidujú. Preto sa kyselina sírová prepravuje v oceľových cisternách.
Soli kyseliny sírovej, ktoré sa získavajú v dôsledku takýchto reakcií, sa nazývajú sírany. Sú bezfarebné a ľahko kryštalizujú. Niektoré z nich sú vysoko rozpustné vo vode. Len CaSO4 a PbSO4 sú ťažko rozpustné. BaSO4 je takmer nerozpustný vo vode.
Interakcia s bázami
Reakcia kyseliny so zásadou sa nazýva neutralizačná reakcia. V dôsledku neutralizačnej reakcie kyseliny sírovej vzniká soľ obsahujúca kyslý zvyšok S04 a vodu H2O.
Príklady neutralizačných reakcií kyseliny sírovej:
H2SO4 + 2 NaOH = Na2S04 + 2 H2O
H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O
Kyselina sírová vstupuje do neutralizačnej reakcie s rozpustnými aj nerozpustnými zásadami.
Pretože v molekule kyseliny sírovej sú dva atómy vodíka a na jej neutralizáciu sú potrebné dve zásady, patrí medzi dvojsýtne kyseliny.
Interakcia so zásaditými oxidmi
Zo školského kurzu chémie vieme, ako sa nazývajú oxidy komplexné látky, ktorá zahŕňa dve chemický prvok, z ktorých jeden je kyslík v oxidačnom stave -2. Zásadité oxidy sa nazývajú oxidy 1, 2 a niektorých 3 valenčných kovov. Príklady zásaditých oxidov: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO.
So zásaditými oxidmi vstupuje kyselina sírová do neutralizačnej reakcie. V dôsledku takejto reakcie, ako pri reakcii so zásadami, vzniká soľ a voda. Soľ obsahuje kyslý zvyšok S04.
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
Interakcia soli
Kyselina sírová reaguje so soľami slabších alebo prchavých kyselín, pričom tieto kyseliny z nich vytláča. Výsledkom tejto reakcie je soľ s kyslým zvyškom SO4 a kys
H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl
Použitie kyseliny sírovej a jej zlúčenín
Báriová kaša BaSO4 je schopná oddialiť röntgenové žiarenie. Naplnením dutými orgánmi ľudského tela ich rádiológovia skúmajú.
V medicíne a stavebníctve sa široko používa prírodná sadra CaSO4 * 2H2O, hydrát síranu vápenatého. Glauberova soľ Na2SO4 * 10H2O sa používa v medicíne a veterinárnej medicíne, v chemickom priemysle - na výrobu sódy a skla. Síran meďnatý CuSO4 * 5H2O je známy záhradníkom a agronómom, ktorí ho používajú na kontrolu škodcov a chorôb rastlín.
Kyselina sírová sa široko používa v rôznych priemyselných odvetviach: chemický, kovospracujúci, ropný, textilný, kožiarsky a iné.
So zriedenými kyselinami, ktoré vykazujú oxidačné vlastnosti v dôsledkuvodíkové ióny(riedená sírová, fosforečná, sírová, všetky anoxické a organické kyseliny atď.)
kovy reagujú:
umiestnené v sérii napätí na vodík(tieto kovy sú schopné vytesniť vodík z kyseliny);
s týmito kyselinami rozpustné soli(na povrchu týchto kovov sa netvorí ochranná soľ)
film).
V dôsledku reakcie, rozpustné soli a vyniknúť vodík:
2A1 + 6HCI \u003d 2A1C1 3 + ZN 2
M g + H2S04 \u003d M gS O4 + H2
razb.
OD u + H2S04 →
X
(pretože C u stojí za H 2)
razb.
Pb + H2 TAK 4 →
X
(pretože Pb SO 4 nerozpustný vo vode)
razb.
Niektoré kyseliny sú oxidačné činidlá kvôli prvku, ktorý tvorí kyslý zvyšok. Patria sem koncentrovaná kyselina sírová, ako aj kyselina dusičná akejkoľvek koncentrácie. Takéto kyseliny sú tzv oxidačné kyseliny.
Oxidačné vlastnosti kyslých zvyškov sú oveľa silnejšie ako vlastnosti vodíka H, preto kyselina dusičná a koncentrovaná kyselina sírová interagujú s takmer všetkými kovmi nachádzajúcimi sa v sérii napätia pred aj za vodíkom, iné ako zlato a platina. Keďže oxidačnými činidlami v týchto prípadoch nie sú žiadne zvyšky kyselín (v dôsledku atómov síry a dusíka v najvyšších oxidačných stupňoch) a nie vodík H, potom pri interakcii dusičnej a koncentrovanej kyseliny sírovej s kovy neuvoľňujú vodík. Kov pôsobením týchto kyselín sa oxiduje na charakteristický (stabilný) oxidačný stav a tvorí soľ a produkt redukcie kyseliny závisí od aktivity kovu a stupňa zriedenia kyseliny
Interakcia kyseliny sírovej s kovmi
Zriedené a koncentrované kyseliny sírové sa správajú odlišne. Zriedená kyselina sírová sa správa ako obyčajná kyselina. Aktívne kovy v sérii napätia naľavo od vodíka
Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Au
vytesniť vodík zo zriedenej kyseliny sírovej. Vidíme bublinky vodíka, keď sa do skúmavky so zinkom pridá zriedená kyselina sírová.
H2SO4 + Zn \u003d ZnS04 + H2
Meď je v sérii napätí po vodíku - preto zriedená kyselina sírová na meď nepôsobí. A v koncentrovanej kyseline sírovej sa zinok a meď správajú týmto spôsobom ...
Napríklad zinok aktívny kov, možno formulár s koncentrovaným kyselina sírová, oxid siričitý, elementárna síra a dokonca aj sírovodík.
2H2S04 + Zn \u003d SO2 + ZnS04 + 2H20
Meď je menej aktívny kov. Pri interakcii s koncentrovanou kyselinou sírovou ju redukuje na oxid siričitý.
2H2S04 konc. + Cu \u003d SO2 + CuS04 + 2H20
V skúmavkách s koncentrovaný Kyselina sírová uvoľňuje oxid siričitý.
Treba mať na pamäti, že diagramy označujú produkty, ktorých obsah je maximálny medzi možnými produktmi redukcie kyseliny.
Na základe vyššie uvedených schém zostavíme rovnice pre špecifické reakcie - interakciu medi a horčíka s koncentrovanou kyselinou sírovou:
0 +6
+2 +4
OD u + 2H2S04 \u003d C uSO4 + S02 + 2H20
konc.
0 +6 +2 -2
4M g + 5H2S04 \u003d 4M gSO4 + H2S + 4H20
konc.
Niektoré kovy ( Fe. AI, Cr) neinteragujú s koncentrovanou kyselinou sírovou a kyselina dusičná pri normálnej teplote, ako sa to stáva pasivácia kov. Tento jav je spojený s tvorbou tenkého, ale veľmi hustého oxidového filmu na povrchu kovu, ktorý kov chráni. Z tohto dôvodu sa kyselina dusičná a koncentrovaná kyselina sírová prepravujú v železných nádobách.
Ak kov vykazuje premenlivé oxidačné stavy, potom s kyselinami, ktoré sú oxidačnými činidlami v dôsledku H + iónov, tvorí soli, v ktorých je jeho oxidačný stav nižší ako stabilný, a s oxidačnými kyselinami soli, v ktorých je jeho oxidačný stav stabilnejší:
0 +2
Fe + H2S04 \u003d Fe SO4 + H2
0 razb. + 3
Fe + H2S04 \u003d Fe2 (S04) 3 + 3 SO2 + 6H20
konc
I.I. Novoshinsky
N.S.Novoshinskaya
