Site icon NEWS ВІТРИНА

Сульфатна кислота – Що таке сульфатна кислота та яка її формула?

admin

Властивості сульфатної кислоти

Чиста сірчана кислота є безбарвною маслянистою рідиною, що перетворюється при10, 4 ° С у тверду кристалічну масу.

Продажна концентрована кислота містить приблизно96, 5% H2 SO4 ; щільність її становить1 ,84 г/см3 . Нерозбавлена ​​кислота відчувається за вагою:1 літр важить майже2 кг.

При розчиненні сульфатної кислоти у воді виділяється велика кількість тепла (19 ккал на моль кислоти) внаслідок утворення гідратів. Гідрати можуть бути виділені з розчину у твердому вигляді при низьких температурах.

Сульфатна кислота має здатність поглинати пари води і тому може застосовуватися для осушення газів. Здібністю поглинати воду пояснюється і обвуглювання багатьох органічних речовин, що особливо відносяться до класу вуглеводів (клітковина, цукор та ін.), при дії на них концентрованої сірчаної кислоти (див. рис.). До складу вуглеводів водень і кисень входять у такому ж співвідношенні, як вони перебувають у воді. Сірчана кислота забирає від вуглеводів елементи води, а вуглець виділяється як вугілля.

Через малу леткість сірчаної кислоти її використовують для витіснення інших, більш летких кислот із їх солей.

Сірчана кислота є енергійним окислювачем; її окисні властивості виявляються при взаємодії з багатьма речовинами.

Взаємодія сірчаної кислоти з металами проходить по-різному залежно від її концентрації. Розведена сірчана кислота окислює своїм іоном водню. Через це вона взаємодіє тільки з тими металами, які стоять у ряді напруги до водню, наприклад:

Zn+H2 SO4 = ZnSO4 +H2 .

Але свинець не розчиняється в розведеній кислоті, оскільки сіль, що утворюється PbSO4 нерозчинна.

Концентрована сульфатна кислота

Концентрована сірчана кислота є окислювачем рахунок сірки. Вона окислює метали, що стоять у ряді напруги до срібла включно. Продукти її відновлення можуть бути різними залежно від активності металу та умов (концентрація кислоти, температура). При взаємодії з малоактивними металами, наприклад з міддю, кислота відновлюється до SO2 :

Cu + 2H2 SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2 O .

При взаємодії з активнішими металами продуктами відновлення можуть бути як SO2 , і вільна сірка і сірководень. Так, при взаємодії з цинком можуть протікати реакції:

Zn + 2H2 SO4 = ZnSO4 + SO2 + 2H2 O

3Zn + 4H2 SO4 = 3ZnSO4 +S+4H2 O

4ZN + 5H2 SO4 = 4ZnSO4 +H2 S + 4H2 O .

Де застосовують сульфатну кислоту

Сульфатна кислота застосовується у виробництві мінеральних добрив, для отримання різноманітних мінеральних кислот та солей, різноманітних органічних продуктів, барвників, димоутворювальних та вибухових речовин, у нафтовій, металообробній, текстильній, шкіряній та інших галузях промисловості. Найбільшим споживачем сірчаної кислоти є виробництво мінеральних добрив – суперфосфату та сульфату амонію. На виробництво однієї тонни суперфосфату йшло близько350 кг. сірчаної кислоти, а на виробництво однієї тонни сульфату амонію -750 кг.

Застереження щодо попадання сульфатної кислоти на тіло

Під дією сульфатної кислоти шкіра стає спочатку білою, потім бурою з почервонінням. При цьому оточуючі тканини розпухають. При попаданні сірчаної кислоти на шкіру її необхідно якнайшвидше змити сильним струменем води, обпалене місце змочити5% – ним розчином соди.

Сульфатна кислота формула

Молекула сірчаної кислоти має хрестоподібну форму:

Фізичні властивості сірчаної кислоти:

  • щільна масляниста рідина без кольору та запаху;
  • щільність 1,83 г/см 3 ;
  • температура плавлення 10,3 ° C;
  • температура кипіння 296,2 ° C;
  • дуже гігроскопічна, змішується з водою у будь-яких відносинах;
  • при розчиненні концентрованої сірчаної кислоти у воді відбувається виділення великої кількості тепла ( ВАЖЛИВО ! Приливають кислоту у воду! Воду в кислоту приливати не можна!!! )

Сірчана кислота буває двох видів:

  • розведена H 2 SO 4 (розб) – водний розчин кислоти, в якому відсотковий вміст H 2 SO 4 не перевищує 70%;
  • концентрована H 2 SO 4 (конц) – водний розчин кислоти, в якому відсотковий вміст H 2 SO 4 перевищує 70%;

Хімічні властивості H 2 SO 4

Сульфатна кислота повністю дисоціює у водних розчинах у два щаблі:

H 2 SO 4 ↔ H + +HSO 4 - 
HSO 4 - ↔ H + +SO 4 -

Розведена сірчана кислота виявляє всі характерні властивості сильних кислот, вступаючи в реакції:

  • з основними оксидами:MgO+H 2 SO 4 = MgSO 4 +H 2 O
  • з основами:H 2 SO 4 +2NaOH = Na 2 SO 4 +2H 2 O
  • із солями:H 2 SO 4 +BaCl 2 = BaSO 4 ↓+2HCl
    якісна реакція на сульфат-іон:
    SO 4 2- +Ba 2+ = BaSO 4 ↓

У окислювально-відновних реакціях сірчана кислота виступає в ролі окислювача, при цьому, в розведеній H 2 SO 4 роль окислювачів грають катіони водню (H + ), а в концентрованій – сульфат-іони (SO 4 2- ) (сильніші окислювачі, ніж катіони водню).

  • розведена сірчана кислота:

    H 2 +1 S +6 O 4 -2

    окислювач H + : 2H + +2e – → H 2 0 ↑
  • концентрована сірчана кислота:

    H 2 +1 S +6 O 4 -2

    окислювач S +6 :
    • S +6 +2e – → S +4 (SO 2 )
    • S +6 +6e → S 0 (S)
    • S +6 +8e – → S -2 (H 2 S)

Розведена сірчана кислота реагує з металами, що стоять в електрохімічному ряду напруг лівіше водню (реакція проходить з утворенням сульфатів та виділенням водню):

H 2 SO 4 (розб) + Fe = FeSO 4 + H 2 ↑

З металами, що стоять правіше водню (мідь, срібло, ртуть, золото), розбавлена ​​сірчана кислота не реагує.

Концентрована сірчана кислота є сильнішим окислювачем, особливо це проявляється під час нагрівання. Концентрована сірчана кислота не реагує тільки із золотом, з іншими металами, що стоять правіше водню, кислота взаємодіє з утворенням сульфатів та сірчистого газу. Більш активними металами (цинк, алюміній, магній) концентрована сірчана кислота відновлюється до сірки або сірководню.

З іншими металами сірчана кислота взаємодіє з утворенням сірчаного газу, сірки або сірководню (конкретний продукт відновлення сірчаної кислоти залежить від її концентрації):

2H 2 SO 4 (кінець) + Cu = CuSO 4 +SO 2 ↑+2H 2 O
5H 2 SO 4 (кінець)+4Mg = 4MgSO 4 +H 2 S↑+4H 2 O
4H 2 SO 4 (кінець)+3Zn = 3ZnSO 4 +S↓+4H 2 O

Концентрована сірчана кислота окислює деякі неметали, відновлюючись до сірчистого газу:

2H 2 S +6 O 4 (кінець) + S 0 = 3SO 2 ↑+2H 2 O
2H 2 S +6 O 4 (кінець) + C = C +4 O 2 ↑+2S +4 O 2 ↑+2H 2 O

За низьких температур концентрована сірчана кислота пасивує деякі метали (залізо, алюміній, нікель, хром, титан), що дає можливість її промислового перевезення в залізних цистернах.

Одержання та застосування сульфатної кислоти

Сульфатну кислоту в промисловості отримують двома способами: контактним та нітрозним .

Контактний спосіб отримання H 2 SO 4 :

  • На першому етапі отримують сірчистий газ шляхом випалу сірчаного колчедану:4FeS 2 +11O 2 = 2Fe 2 O 3 +8SO 2 ↑
  • На другому етапі, сірчистий газ окислюють киснем повітря до сірчаного ангірдриду, реакція йде в присутності оксиду ванадію, що грає роль каталізатора:2SO 2 +O 2 = 2SO 3
  • На третьому, останньому етапі, одержують олеум, для цього сірчаний ангідрид розчиняють у концентрованій сірчаній кислоті:H 2 SO 4 +nSO 3 ↔ H 2 SO 4 ·nSO 3
  • Надалі олеум транспортується в залізних цистернах, а сірчана кислота виходить з олеуму розведенням водою:H 2 SO 4 ·nSO 3 +H 2 O → H 2 SO 4

Нітрозний спосіб отримання H 2 SO 4 :

  • На першому етапі очищений від пилу сірчистий газ обробляється сірчаною кислотою, в якій розчинено нітрозу (оксид азоту):SO 2 +H 2 O+N 2 O 3 = H 2 SO 4 +2NO↑
  • Оксид азоту, що виділився, окислюється киснем і знову поглинається сірчаною кислотою:2NO+O 2 = 2NO 2
    NO 2 +NO = N 2 O 3

Застосування сірчаної кислоти:

  • для осушення газів;
  • у виробництві інших кислот, солей, лугів та ін.;
  • для отримання добрив, барвників, миючих засобів;
  • в органічному синтезі;
  • у виробництві органічних речовин.

Солі сульфатної кислоти

Оскільки сульфатна кислота є двоосновною кислотою, вона дає два види солей: середні солі (сульфати) та кислі солі (гідросульфати).

Сульфати добре розчиняються у воді, виняток становлять CaSO 4 , PbSO 4 , BaSO 4 – перші два погано розчиняються, а сульфат барію практично нерозчинний. Сульфати, до складу яких входить вода, називаються купоросами (мідний купорос – CuSO 4 · 5H 2 O).

Відмінною особливістю солей сульфатної кислоти є їхнє відношення до нагрівання, наприклад, сульфати натрію, калію, барію стійкі до нагрівання, не розкладаючись навіть при 1000°C, водночас сульфати міді, алюмінію, заліза розкладаються навіть при незначному нагріванні з утворенням оксиду металу та сірчаного ангідриду: CuSO4 = CuO+SO 3 .

Гірка (MgSO 4 ·7H 2 O) та глауберова (Na 2 SO 4 ·10H 2 O) сіль використовуються як послаблюючий засіб. Сульфат кальцію (CaSO 4 ·2H 2 O) – при виготовленні гіпсових пов’язок.

Читайте також:
  1. Тригер: що це таке в психології, формування, види, приклади та принцип роботи
  2. Гоління та воскова депіляція – Що краще гоління чи депіляція воском?
  3. Епітет – Що таке епітет? Види та приклади епітетів
  4. ᐈ Що таке зенітний ліхтар, та навіщо вони потрібні?
  5. Формула швидкості – Що таке формула швидкості?
  6. Що таке молочниця, як її лікувати та способи профілактики
  7. ᐈ Що таке ф’ючерси в криптовалюті та для чого вони потрібні?
  8. Темні повіки – що викликає темні повіки та як їх позбутися?
  9. Такесика у невербальному спілкуванні: що це таке у психології, види, функції та приклади
  10. Підприємець – Що таке підприємець та хто такий приватний підприємець?
  11. ᐈ Атласна постільна білизна та яка її ціна в Україні?
  12. Вросле волосся – Як лікувати та яка профілактика врослого волосся?
  13. Мікробіом шкіри – що таке мікробіом шкіри та як покращити мікробіом шкіри
  14. Кліматотворні чинники – Що таке клімат та кліматотворні чинники?
  15. Додаток – Що таке додаток, які правила та приклади?
  16. Попеляста шкіра – що таке попеляста шкіра? Причини та способи лікування
  17. Що таке гонорея — види, діагностика та профілактика
  18. Лак для волосся та спрей – яка між ними різниця
  19. Колаген та еластин – Яка різниця між колагеном та еластином?
  20. Імунодефіцитні захворювання – Що таке імунодефіцитні захворювання?
  21. Ніацинамід чи гіалуронова кислота – що краще?
  22. Що таке ДСП та чому воно настільки популярне
  23. Стимуляція овуляції: що це таке та як вона відбувається?
  24. ᐈ Що таке App Store? Огляд та поради
  25. Дерматит та екзема – Яка різниця між дерматитом та екземою?
  26. Пасивний імунітет – Що таке пасивний імунітет?
  27. ᐈ Що означає органічна косметика та чому її популярність стрімко росте
  28. Прокаріоти – Що таке прокаріоти та яка їх будова?
  29. Уява: що це таке у психології, суть, функції, властивості, види, типи та способи розвитку
  30. Шрами від вугрів – яка причина, лікування та профілактика
Exit mobile version