Acidul sulfuric nediluat este un compus covalent.

În moleculă, acidul sulfuric este înconjurat tetraedric de patru atomi de oxigen, dintre care doi fac parte din grupările hidroxil. Legăturile S–O sunt duble, iar legăturile S–OH sunt simple.

Cristalele incolore, asemănătoare gheții au o structură stratificată: fiecare moleculă de H 2 SO 4 este conectată la patru legături puternice de hidrogen învecinate, formând un singur cadru spațial.

Structura acidului sulfuric lichid este similară cu structura celui solid, doar integritatea cadrului spațial este ruptă.

Proprietățile fizice ale acidului sulfuric

În condiții normale, acidul sulfuric este un lichid greu, uleios, fără culoare sau miros. În tehnologie, acidul sulfuric este un amestec atât de apă, cât și de anhidridă sulfuric. Dacă raportul molar SO 3: H 2 O este mai mic de 1, atunci este o soluție apoasă de acid sulfuric; dacă este mai mare de 1, este o soluție de SO 3 în acid sulfuric.

100% H2S04 cristalizează la 10,45°C; T kip = 296,2 °C; densitate 1,98 g/cm3. H 2 SO 4 se amestecă cu H 2 O și SO 3 în orice raport pentru a forma hidrați; căldura de hidratare este atât de mare încât amestecul poate fierbe, stropi și poate provoca arsuri. Prin urmare, este necesar să adăugați acid în apă, și nu invers, deoarece atunci când apă este adăugată la acid, apa mai ușoară va ajunge la suprafața acidului, unde se va concentra toată căldura generată.

Când soluțiile apoase de acid sulfuric care conțin până la 70% H2SO4 sunt încălzite și fierte, numai vaporii de apă sunt eliberați în faza de vapori. Vaporii de acid sulfuric apar și deasupra soluțiilor mai concentrate.

În ceea ce privește caracteristicile și anomaliile structurale, acidul sulfuric lichid este similar cu apa. Există același sistem de legături de hidrogen, aproape același cadru spațial.

Proprietățile chimice ale acidului sulfuric

Acidul sulfuric este unul dintre cei mai puternici acizi minerali; datorită polarității sale ridicate, legătura H-O se rupe ușor.

Acidul sulfuric se disociază în soluție apoasă , formând un ion de hidrogen și un reziduu acid:

H2S04 = H + + HSO4-;

HSO4- = H + + SO42-.

Ecuație rezumată:

H2S04 = 2H + + SO42-.

Prezintă proprietățile acizilor , reacționează cu metale, oxizi de metal, baze și săruri.

Acidul sulfuric diluat nu prezintă proprietăți oxidante; atunci când interacționează cu metalele, se eliberează hidrogen și o sare care conține metalul în cea mai scăzută stare de oxidare. La rece, acidul este inert față de metale precum fierul, aluminiul și chiar bariul.

Acidul concentrat are proprietăți oxidante. Produsele posibile ale interacțiunii substanțelor simple cu acid sulfuric concentrat sunt date în tabel. Se arată dependența produsului de reducere de concentrația acidului și de gradul de activitate al metalului: cu cât metalul este mai activ, cu atât mai profund reduce ionul sulfat al acidului sulfuric.

Interacțiunea cu oxizii:

CaO + H2SO4 = CaSO4 = H2O.

Interacțiunea cu bazele:

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O.

Interacțiunea cu sărurile:

Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2 + H2O.

Proprietăți oxidative

Acidul sulfuric oxidează HI și HBr la halogeni liberi:

H2SO4 + 2HI = I2 + 2H2O + SO2.

Acidul sulfuric elimină apa legată chimic din compușii organici care conțin grupări hidroxil. Deshidratarea alcoolului etilic în prezența acidului sulfuric concentrat produce etilenă:

C2H5OH = C2H4 + H2O.

Carbonizarea zahărului, celulozei, amidonului și altor carbohidrați la contactul cu acidul sulfuric se explică și prin deshidratarea acestora:

C6H12O6 + 12H2SO4 = 18H2O + 12SO2 + 6CO2.

Acizii sunt compuși chimici formați din atomi de hidrogen și reziduuri acide, de exemplu, SO4, SO3, PO4 etc. Sunt anorganici și organici. Primele includ acid clorhidric, fosforic, sulfurat, azotic și sulfuric. Cele doua includ acidul acetic, acidul palmitic, acidul formic, acidul stearic etc.

Ce este acidul sulfuric

Acest acid este format din doi atomi de hidrogen și reziduul acid SO4. Are formula H2SO4.

Acidul sulfuric sau, așa cum este numit și acidul sulfat, se referă la acizii dibazici anorganici care conțin oxigen. Această substanță este considerată una dintre cele mai agresive și active din punct de vedere chimic. În majoritatea reacțiilor chimice acționează ca un agent oxidant. Acest acid poate fi folosit sub formă concentrată sau diluată, caz în care are proprietăți chimice ușor diferite.

Proprietăți fizice

Acidul sulfuric în condiții normale este lichid, punctul său de fierbere este de aproximativ 279,6 grade Celsius, punctul de îngheț când se transformă în cristale solide este de aproximativ -10 grade pentru sută la sută și aproximativ -20 pentru 95 la sută.

Acidul sulfat sută la sută pur este o substanță lichidă inodoră, incoloră, uleioasă, care are aproape dublul densității apei - 1840 kg/m3.

Proprietățile chimice ale acidului sulfat

Acidul sulfuric reacționează cu metalele, oxizii, hidroxizii și sărurile acestora. Diluat cu apă în proporții diferite, se poate comporta diferit, așa că haideți să aruncăm o privire mai atentă asupra proprietăților soluțiilor concentrate și slabe de acid sulfuric separat.

Soluție concentrată de acid sulfuric

O soluție care conține cel puțin 90% acid sulfat este considerată concentrată. O astfel de soluție de acid sulfuric este capabilă să reacționeze chiar și cu metale slab active, precum și cu nemetale, hidroxizi, oxizi și săruri. Proprietățile unei astfel de soluții de acid sulfat sunt similare cu cele ale acidului azotat concentrat.

Interacțiunea cu metalele

În timpul reacției chimice a unei soluții concentrate de acid sulfat cu metale situate în dreapta hidrogenului din seria de tensiune electrochimică a metalelor (adică cu cele mai active), se formează următoarele substanțe: sulfat de metal cu care are loc interacțiunea, apă și dioxid de sulf. Metalele, ca urmare a interacțiunii cu care se formează substanțele enumerate, includ cuprul (cuprum), mercurul, bismutul, argintul (argentum), platina și aurul (aurumul).

Interacțiunea cu metale inactive

Cu metalele care sunt la stânga hidrogenului în seria de tensiune, acidul sulfuric concentrat se comportă ușor diferit. În urma acestei reacții chimice, se formează următoarele substanțe: sulfat de un anumit metal, hidrogen sulfurat sau sulf pur și apă. Metalele cu care are loc o reacție similară includ, de asemenea, fier (fer), magneziu, mangan, beriliu, litiu, bariu, calciu și toate celelalte care se află în seria de tensiune din stânga hidrogenului, cu excepția aluminiului, cromului, nichelului și titanului - cu ele acidul sulfat concentrat nu interacționează.

Interacțiunea cu nemetale

Această substanță este un agent oxidant puternic, deci este capabilă să participe la reacții chimice redox cu nemetale, cum ar fi, de exemplu, carbonul (carbonul) și sulful. Ca urmare a unor astfel de reacții, apa este în mod necesar eliberată. Când această substanță este adăugată la carbon, se eliberează și dioxid de carbon și dioxid de sulf. Și dacă adăugați acid la sulf, obțineți doar dioxid de sulf și apă. Într-o astfel de reacție chimică, acidul sulfat joacă rolul unui agent oxidant.

Interacțiunea cu substanțele organice

Printre reacțiile acidului sulfuric cu substanțele organice se poate distinge carbonizarea. Acest proces are loc atunci când această substanță se ciocnește de hârtie, zahăr, fibre, lemn etc. În acest caz, carbonul este eliberat în orice caz. Carbonul format în timpul reacției poate reacționa parțial cu acidul sulfuric dacă este în exces. Fotografia arată reacția zahărului cu o soluție de acid sulfat de concentrație medie.

Reacții cu sărurile

De asemenea, o soluție concentrată de H2SO4 reacționează cu sărurile uscate. În acest caz, are loc o reacție de schimb standard, în care se formează sulfatul metalic care a fost prezent în structura sării și acidul cu reziduul care a fost în sare. Cu toate acestea, acidul sulfuric concentrat nu reacționează cu soluțiile sărate.

Interacțiunea cu alte substanțe

De asemenea, această substanță poate reacționa cu oxizii metalici și hidroxizii acestora, în aceste cazuri apar reacții de schimb, în ​​primul se eliberează sulfat de metal și apă, în al doilea - la fel.

Proprietățile chimice ale unei soluții slabe de acid sulfat

Acidul sulfuric diluat reacționează cu multe substanțe și are aceleași proprietăți ca toți acizii. Acesta, spre deosebire de metalul concentrat, interacționează numai cu metalele active, adică cele care se află în stânga hidrogenului în seria de tensiune. În acest caz, are loc aceeași reacție de substituție ca și în cazul oricărui acid. Aceasta eliberează hidrogen. De asemenea, o astfel de soluție acidă interacționează cu soluțiile sărate, rezultând o reacție de schimb, deja discutată mai sus, cu oxizi - la fel ca una concentrată, și cu hidroxizi - la fel. Pe lângă sulfații obișnuiți, există și hidrosulfați, care sunt produsul interacțiunii hidroxidului și acidului sulfuric.

Cum să vă dați seama dacă o soluție conține acid sulfuric sau sulfați

Pentru a determina dacă aceste substanțe sunt prezente într-o soluție, se utilizează o reacție calitativă specială la ionii de sulfat, care face posibilă aflarea. Constă în adăugarea în soluție de bariu sau compușii acestuia. Acest lucru poate duce la un precipitat alb (sulfat de bariu), indicând prezența sulfaților sau a acidului sulfuric.

Cum se produce acidul sulfuric?

Cea mai comună metodă de producție industrială a acestei substanțe este extragerea acesteia din pirita de fier. Acest proces are loc în trei etape, fiecare dintre acestea implicând o reacție chimică specifică. Să ne uităm la ele. În primul rând, se adaugă oxigen la pirit, rezultând formarea de oxid de fer și dioxid de sulf, care este folosit pentru reacții ulterioare. Această interacțiune are loc la temperatură ridicată. Urmează etapa în care trioxidul de sulf se obține prin adăugarea de oxigen în prezența unui catalizator, care este oxidul de vanadiu. Acum, în ultima etapă, la substanța rezultată se adaugă apă și se obține acid sulfat. Acesta este cel mai comun proces de extracție industrială a acidului sulfat, acesta fiind folosit cel mai des deoarece pirita este cea mai accesibilă materie primă potrivită pentru sinteza substanței descrise în acest articol. Acidul sulfuric obținut prin acest procedeu este utilizat în diverse domenii ale industriei - atât în ​​domeniul chimic, cât și în multe altele, de exemplu, în rafinarea petrolului, tratarea minereului etc. Utilizarea lui este adesea prevăzută și în tehnologia de fabricație a multor fibre sintetice. .

Ţintă: Familiarizați-vă cu structura, proprietățile fizice și chimice și utilizarea acidului sulfuric.

Obiective educaționale: Luați în considerare proprietățile fizice și chimice (comune cu alți acizi și specifice) ale acidului sulfuric, preparat, arată importanța mare a acidului sulfuric și a sărurilor sale în economia națională.

Sarcini educaționale: Continuați să dezvoltați la elevi o înțelegere dialectico-materialistă a naturii.

Sarcini de dezvoltare: Dezvoltarea abilităților și abilităților educaționale generale, lucrul cu un manual și literatură suplimentară, reguli de lucru pe desktop, capacitatea de a sistematiza și generaliza, de a stabili relații cauză-efect, de a-și exprima gândurile în mod concludent și competent, de a trage concluzii, de a elabora diagrame, schiță.

În timpul orelor

1. Repetarea a ceea ce a fost acoperit.

Sondaj frontal de clasă. Comparați proprietățile sulfului cristalin și plastic. Explicați esența alotropiei.

2. Studierea materialelor noi.

După ce ascultăm cu atenție povestea, la sfârșitul lecției vom explica de ce acidul sulfuric s-a comportat ciudat cu apă, lemn și un inel de aur.

Se redă o înregistrare audio.

Aventurile acidului sulfuric.

Într-un regat chimic trăia o vrăjitoare, numele ei era Acid sulfuric. În aparență nu era atât de rău: un lichid incolor, vâscos ca uleiul, inodor. Acid sulfuric Am vrut să fiu faimos, așa că am plecat într-o excursie.

Mergea de 5 ore și, din moment ce ziua era prea caldă, îi era foarte sete. Și deodată a văzut o fântână. "Apă!" - exclamă acidul și, alergând până la fântână, atinse apa. Apa șuiera îngrozitor. Cu un țipăt, vrăjitoarea înspăimântată s-a repezit. Desigur, acidul tânăr nu știa asta atunci când era amestecat acid sulfuric O cantitate mare de căldură este eliberată cu apă.

„Dacă apa intră în contact cu acid sulfuric, atunci apa, neavând timp să se amestece cu acidul, poate fierbe și arunca stropi acid sulfuric. Această intrare a apărut în jurnalul unui tânăr călător, iar apoi a intrat în manuale.

Deoarece acidul nu i-a potolit setea, copacul care se răspândește a decis să se întindă și să se odihnească la umbră. Dar nici ea nu a reușit asta. De îndată ce Acid sulfuric Am atins lemnul, a început să se carbonizeze. Neștiind motivul pentru aceasta, acidul speriat a fugit.

Curând a venit în oraș și a decis să meargă la primul magazin pe care a întâlnit-o în drum. S-a dovedit a fi un magazin de bijuterii. Apropiindu-se de vitrine, acidul a văzut multe inele frumoase. Acid sulfuric Am decis să încerc un inel. După ce i-a cerut vânzătorului un inel de aur, călătorul l-a pus pe degetul ei lung și frumos. Vrăjitoarei i-a plăcut foarte mult inelul și a decis să-l cumpere. Cu asta se putea lăuda prietenilor ei!

După ce a părăsit orașul, acidul a plecat acasă. Pe drum, a fost bântuită de gândul de ce apa și lemnul se comportau atât de ciudat când o atingeau, dar nu s-a întâmplat nimic cu acest lucru de aur? „Da, pentru că este aurul acid sulfuric nu se oxidează.” Acestea au fost ultimele cuvinte pe care le-a scris cu acid în jurnalul său.

Explicațiile profesorului.

Formule electronice și structurale ale acidului sulfuric.

Deoarece sulful se află în a 3-a perioadă a tabelului periodic, regula octetului (structura cu opt electroni) nu este respectată și atomul de sulf poate dobândi până la doisprezece electroni. Formulele electronice și structurale ale acidului sulfuric sunt următoarele:

(Cei șase electroni ai sulfului sunt indicați printr-un asterisc)

Chitanță.

Acidul sulfuric se formează prin interacțiunea oxidului de sulf (5) cu apa (SO 3 + H 2 O -> H 2 SO 4).

Proprietăți fizice.

Acidul sulfuric este un lichid incolor, greu, nevolatil. Când este dizolvat în apă, are loc o încălzire foarte puternică. sa nu uiti asta Nu turnați apă în acid sulfuric concentrat!

Acidul sulfuric concentrat absoarbe vaporii de apă din aer. Acest lucru poate fi verificat dacă un vas deschis cu acid sulfuric concentrat este echilibrat pe o scară: după un timp, paharul cu vasul va scădea.

Proprietăți chimice.

Acidul sulfuric diluat are proprietăți comune caracteristice tuturor acizilor. În plus, acidul sulfuric are proprietăți specifice.

Proprietățile chimice ale sulfului - Aplicație .

Demonstrația profesorului a unei experiențe distractive.

Scurtă informare privind siguranța.

Popsicle (cărbune din zahăr)

Elevii completează un tabel cu experiențe distractive în caietele lor.

Raționamentul elevilor despre motivul pentru care acidul sulfuric s-a comportat atât de ciudat cu apa, lemnul și aurul.

Aplicație.

Datorită proprietăților sale (capacitatea de a absorbi apă, proprietăți oxidante, nevolatilitate), acidul sulfuric este utilizat pe scară largă în economia națională. Face parte din principalele produse ale industriei chimice.

1. obtinerea de coloranti;
2. obtinerea de ingrasaminte minerale;
3. purificarea produselor petroliere;
4. producția de cupru electrolitic;
5. electrolit din baterii;
6. obtinerea de explozibili;
7. obtinerea de coloranti;
8. obtinerea de matase artificiala;
9. obținerea glucozei;
10. obtinerea de saruri;
11. producerea de acizi.

Sărurile acidului sulfuric sunt utilizate pe scară largă, de exemplu

Na2S04*10H20– sulfat de sodiu hidrat cristalin (Sarea lui Glauber)- folosit la producerea de sifon, sticla, medicamente si medicina veterinara.

CaS04*2H2O– sulfat de calciu hidrat cristalin (gips natural)- folosit pentru obtinerea gipsului semiapos, necesar in constructii, si in medicina - pentru aplicarea gipsului.

CuS04*5H2O– sulfat de cupru hidrat cristalin (2) (sulfat de cupru)- folosit in lupta impotriva daunatorilor si bolilor plantelor.

Lucrarea elevilor cu componenta extratextuală a manualului.

Acest lucru este interesant

...in Golful Kara-Bogaz-Gol, apa contine 30% sare Glauber la o temperatura de +5°C, aceasta sare cade sub forma unui sediment alb, ca zapada, si odata cu debutul vremii calde. , sarea se dizolvă din nou. Din moment ce sarea lui Glauber apare și dispare în acest golf, a fost numită mirabilite, care înseamnă „sare uimitoare”.

3. Întrebări de întărire a materialului educațional, scrise la tablă.

1. În timpul iernii, între tocurile ferestrelor se pune uneori un vas cu acid sulfuric concentrat. În ce scop se face acest lucru, de ce nu poate fi umplut vasul până la vârf cu acid?
2. De ce acidul sulfuric este numit „pâinea” chimiei?

Teme pentru acasă și instrucțiuni despre cum să o completezi.

Acolo unde este necesar, scrieți ecuațiile în formă ionică.

Concluzie asupra lecției, notare și comentare.

Referințe.

1. Rudzitis G.E. Feldman F.G., Chimie: Manual pentru clasele 7-11 ale gimnaziului de seară (în schimburi) la ora 2. Ediția partea 1-3 - M.: Prosveshchenie, 1987.
2. Chimie la scoala nr 6, 1991.
3. Strempler Genrikh Ivanovich, Chimia în timpul liber: Carte. pentru elevii de gimnaziu si vechi vârsta /Fig. auto cu participarea V.N. Rastopchiny.- F.: Ch. ed. KSE, 1990.

Formula structurala

Formula adevărată, empirică sau brută: H2SO4

Compoziția chimică a acidului sulfuric

Greutate moleculară: 98,076

Acid sulfuric H 2 SO 4 este un acid dibazic puternic care corespunde celei mai înalte stări de oxidare a sulfului (+6). În condiții normale, acidul sulfuric concentrat este un lichid greu, uleios, incolor și inodor, cu gust acru de „cupru”. În tehnologie, acidul sulfuric este numit amestecul său atât cu apă, cât și cu anhidrida sulfuric SO 3. Dacă raportul molar SO 3: H 2 O este mai mic de 1, atunci este o soluție apoasă de acid sulfuric, dacă este mai mare de 1, este o soluție de SO 3 în acid sulfuric (oleum).

Nume

În secolele XVIII-XIX, în fabricile de vitriol se producea sulf pentru praf de pușcă din pirita de sulf (pirită). Acidul sulfuric la acea vreme era numit „ulei de vitriol” (de regulă, era un hidrat cristalin, cu o consistență care amintește de ulei), evident de aici și originea denumirii sărurilor sale (sau mai bine zis, hidrați cristalini) - vitriol .

Prepararea acidului sulfuric

Metoda industrială (de contact).

În industrie, acidul sulfuric este produs prin oxidarea dioxidului de sulf (dioxid de sulf gazos format în timpul arderii sulfului sau piritelor de sulf) la trioxid (anhidridă sulfuric), urmată de reacția SO 3 cu apa. Acidul sulfuric obtinut prin aceasta metoda se mai numeste si acid de contact (concentratie 92-94%).

Metoda nitrozei (turn).

Anterior, acidul sulfuric era produs exclusiv prin metoda azotului în turnuri speciale, iar acidul era numit acid de turn (concentrație 75%). Esența acestei metode este oxidarea dioxidului de sulf cu dioxid de azot în prezența apei.

Altă cale

În acele cazuri rare când hidrogenul sulfurat (H 2 S) înlocuiește sulfatul (SO 4 -) din sare (cu metalele Cu, Ag, Pb, Hg), produsul secundar este acidul sulfuric. Sulfurile acestor metale au cea mai mare rezistență, precum și o culoare neagră distinctivă.

Proprietăți fizice și fizico-chimice

Un acid foarte puternic, la 18 o C pK a (1) = −2,8, pK a (2) = 1,92 (K z 1,2 10 -2); lungimi de legătură în moleculă S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, unghi HOSOH 104°, OSO 119°; fierbe, formând un amestec azeotrop (98,3% H 2 SO 4 şi 1,7% H 2 O cu punctul de fierbere de 338,8 o C). Acidul sulfuric corespunzător conținutului de 100% H 2 SO 4 are compoziția (%): H 2 SO 4 99,5, HSO 4 - - 0,18, H 3 SO 4 + - 0,14, H 3 O + - 0,09, H 2 S 2 O 7, - 0,04, HS207 - - 0,05. Miscibil cu apa si SO 3 in toate proportiile. În soluții apoase, acidul sulfuric se disociază aproape complet în H3O+, HSO3+ și 2HSO4-. Formează hidrați H2SO4·nH2O, unde n = 1, 2, 3, 4 și 6,5.

Oleum

Soluțiile de anhidridă sulfuric SO 3 în acid sulfuric se numesc oleum; ele formează doi compuși H 2 SO 4 · SO 3 și H 2 SO 4 · 2SO 3. Oleum conține și acizi pirosulfuric. Punctul de fierbere al soluțiilor apoase de acid sulfuric crește odată cu creșterea concentrației acestuia și atinge un maxim la un conținut de 98,3% H2SO4. Punctul de fierbere al oleumului scade odată cu creșterea conținutului de SO3. Pe măsură ce concentrația soluțiilor apoase de acid sulfuric crește, presiunea totală a vaporilor deasupra soluțiilor scade și atinge un minim la un conținut de 98,3% H2SO4. Pe măsură ce concentrația de SO 3 în oleum crește, presiunea totală a vaporilor deasupra acesteia crește. Presiunea vaporilor peste soluțiile apoase de acid sulfuric și oleum poate fi calculată folosind ecuația:

log p=A-B/T+2,126

valorile coeficienților A și B depind de concentrația de acid sulfuric. Aburul peste soluții apoase de acid sulfuric constă dintr-un amestec de vapori de apă, H 2 SO 4 și SO 3, iar compoziția vaporilor diferă de compoziția lichidului la toate concentrațiile de acid sulfuric, cu excepția amestecului azeotrop corespunzător. Pe măsură ce temperatura crește, disocierea crește. Oleum H2SO4·SO3 are vâscozitatea maximă; cu creșterea temperaturii, η scade. Rezistența electrică a acidului sulfuric este minimă la o concentrație de SO 3 și 92% H 2 SO 4 și maximă la o concentrație de 84 și 99,8% H 2 SO 4. Pentru oleum, ρ minim este la o concentrație de 10% SO 3. Odată cu creșterea temperaturii, ρ de acid sulfuric crește. Constanta dielectrică a acidului sulfuric 100% 101 (298,15 K), 122 (281,15 K); constantă crioscopică 6,12, constantă ebulioscopică 5,33; coeficientul de difuzie al vaporilor de acid sulfuric în aer variază în funcție de temperatură; D = 1,67.10⁻⁵T3/2 cm²/s.

Proprietăți chimice

Acidul sulfuric în formă concentrată atunci când este încălzit este un agent oxidant destul de puternic. Oxidează HI și parțial HBr pentru a elibera halogeni. Oxidează multe metale (excepții: Au, Pt, Ir, Rh, Ta.). În acest caz, acidul sulfuric concentrat este redus la SO2. La rece în acid sulfuric concentrat, Fe, Al, Cr, Co, Ni, Ba sunt pasivați și nu au loc reacții. Cei mai puternici agenți reducători reduc acidul sulfuric concentrat la S și H 2 S. Acidul sulfuric concentrat absoarbe vaporii de apă, deci este folosit pentru uscarea gazelor, lichidelor și solidelor, de exemplu, în esicatoare. Cu toate acestea, H2SO4 concentrat este parțial redus de hidrogen, motiv pentru care nu poate fi folosit pentru uscare. Prin scindarea apei din compușii organici și lăsând în urmă cărbune negru (cărbune), acidul sulfuric concentrat duce la carbonizarea lemnului, zahărului și a altor substanțe. H 2 SO 4 diluat interacționează cu toate metalele situate în seria tensiunii electrochimice la stânga hidrogenului cu eliberarea acestuia. Proprietățile oxidante ale H2SO4 diluate sunt necaracteristice. Acidul sulfuric formează două serii de săruri: mediu - sulfați și acid - hidrosulfați, precum și esteri. Sunt cunoscuţi acizii peroxomonosulfuric (sau acid caro) H2SO5 şi peroxodisulfuric H2S2O8. Acidul sulfuric reacţionează, de asemenea, cu oxizii bazici pentru a forma sulfat şi apă. În instalațiile de prelucrare a metalelor, o soluție de acid sulfuric este utilizată pentru a îndepărta un strat de oxid metalic de pe suprafața produselor metalice care sunt supuse la căldură ridicată în timpul procesului de fabricație. Astfel, oxidul de fier este îndepărtat de pe suprafața tablei de fier prin acțiunea unei soluții încălzite de acid sulfuric. O reacție calitativă la acidul sulfuric și sărurile sale solubile este interacțiunea lor cu sărurile de bariu solubile, care are ca rezultat formarea unui precipitat alb de sulfat de bariu, insolubil în apă și acizi, de exemplu.

Aplicație

Acidul sulfuric este utilizat:

• în prelucrarea minereului, în special în extracția elementelor rare, inclusiv uraniu, iridiu, zirconiu, osmiu etc.;
• în producția de îngrășăminte minerale;
• ca electrolit în bateriile cu plumb;
• pentru obținerea diverșilor acizi și săruri minerale;
• în producția de fibre chimice, coloranți, care formează fum și explozivi;
• în industria petrolului, prelucrarea metalelor, textile, piele și alte industrii;
• in industria alimentara - inregistrat ca aditiv alimentar E513 (emulgator);
• în sinteza organică industrială în reacții:
• deshidratare (producerea de eter dietilic, esteri);
• hidratare (etanol din etilenă);
• sulfonare (detergenți sintetici și intermediari în producerea coloranților);
• alchilare (producerea de izooctan, polietilen glicol, caprolactamă) etc.
• Pentru refacerea rășinilor în filtre în producția de apă distilată.

Producția mondială de acid sulfuric este de cca. 160 de milioane de tone pe an. Cel mai mare consumator de acid sulfuric este producția de îngrășăminte minerale. Îngrășămintele cu fosfor P 2 O 5 consumă de 2,2-3,4 ori mai multă masă de acid sulfuric, iar acidul sulfuric (NH 4) 2 SO 4 consumă 75% din masa de (NH 4) 2 SO 4 consumată. Prin urmare, ei tind să construiască plante de acid sulfuric împreună cu fabrici pentru producția de îngrășăminte minerale.

Informații istorice

Acidul sulfuric este cunoscut din cele mai vechi timpuri, prezentând în natură sub formă liberă, de exemplu, sub formă de lacuri lângă vulcani. Poate că prima mențiune a gazelor acide produse prin calcinarea alaunului sau a sulfatului de fier al „pietrei verzi” se găsește în scrierile atribuite alchimistului arab Jabir ibn Hayyan. În secolul al IX-lea, alchimistul persan Ar-Razi, calcinând un amestec de fier și sulfat de cupru (FeSO 4 7H 2 O și CuSO 4 5H 2 O), a obținut și o soluție de acid sulfuric. Această metodă a fost îmbunătățită de alchimistul european Albert Magnus, care a trăit în secolul al XIII-lea. Schema de producere a acidului sulfuric din sulfatul feros este descompunerea termică a sulfatului de fier (II) urmată de răcirea amestecului. Lucrările alchimistului Valentin (secolul al XIII-lea) descriu o metodă de producere a acidului sulfuric prin absorbția gazului (anhidridă sulfuric) eliberat prin arderea unui amestec de pulberi de sulf și nitrat cu apă. Ulterior, această metodă a stat la baza așa-numitului. Metoda „cameră”, realizată în camere mici căptușite cu plumb, care nu se dizolvă în acid sulfuric. În URSS, această metodă a existat până în 1955. Alchimiștii secolului al XV-lea cunoșteau și o metodă de producere a acidului sulfuric din pirit - pirita de sulf, o materie primă mai ieftină și mai comună decât sulful. Acidul sulfuric este produs astfel de 300 de ani, în cantități mici în retorte de sticlă. Ulterior, în legătură cu dezvoltarea catalizei, această metodă a înlocuit metoda camerei pentru sinteza acidului sulfuric. În prezent, acidul sulfuric este produs prin oxidarea catalitică (pe V 2 O 5) a oxidului de sulf (IV) în oxid de sulf (VI) și dizolvarea ulterioară a oxidului de sulf (VI) în acid sulfuric 70% pentru a forma oleum. În Rusia, producția de acid sulfuric a fost organizată pentru prima dată în 1805, lângă Moscova, în districtul Zvenigorod. În 1913, Rusia ocupa locul 13 în lume în producția de acid sulfuric.

Informații suplimentare

Picături mici de acid sulfuric se pot forma în straturile mijlocii și superioare ale atmosferei ca urmare a reacției vaporilor de apă și cenușii vulcanice care conțin cantități mari de sulf. Suspensia rezultată, datorită albedoului ridicat al norilor de acid sulfuric, face dificilă atingerea luminii solare la suprafața planetei. Prin urmare (și, de asemenea, ca urmare a numărului mare de particule minuscule de cenușă vulcanică din atmosfera superioară, care împiedică, de asemenea, accesul luminii solare pe planetă), pot apărea schimbări climatice semnificative după erupții vulcanice deosebit de puternice. De exemplu, ca urmare a erupției vulcanului Ksudach (Peninsula Kamchatka, 1907), o concentrație crescută de praf în atmosferă a rămas timp de aproximativ 2 ani, iar nori noctilucenți caracteristici de acid sulfuric au fost observați chiar și la Paris. Explozia muntelui Pinatubo din 1991, care a eliberat 3 × 107 tone de sulf în atmosferă, a dus la faptul că 1992 și 1993 au fost semnificativ mai reci decât 1991 și 1994.

Standarde

• Acid sulfuric tehnic GOST 2184-77
• Acid sulfuric de baterie. Specificații tehnice GOST 667-73
• Acid sulfuric de o puritate deosebită. Specificații tehnice GOST 1422-78
• Reactivi. Acid sulfuric. Specificații tehnice GOST 4204-77

Orice acid este o substanță complexă a cărei moleculă conține unul sau mai mulți atomi de hidrogen și un reziduu acid.

Formula acidului sulfuric este H2SO4. În consecință, molecula de acid sulfuric conține doi atomi de hidrogen și reziduul acid SO4.

Acidul sulfuric se formează atunci când oxidul de sulf reacţionează cu apa

SO3+H2O -> H2SO4

Acidul sulfuric pur 100% (monohidrat) este un lichid greu, vâscos ca uleiul, incolor și inodor, cu gust acru de „cupru”. Deja la o temperatură de +10 ° C se întărește și se transformă într-o masă cristalină.

Acidul sulfuric concentrat conține aproximativ 95% H2SO4. Și se întărește la temperaturi sub –20°C.

Interacțiunea cu apa

Acidul sulfuric se dizolvă bine în apă, amestecându-se cu el în orice proporție. Aceasta eliberează o cantitate mare de căldură.

Acidul sulfuric poate absorbi vaporii de apă din aer. Această proprietate este utilizată în industrie pentru uscarea gazelor. Gazele sunt uscate prin trecerea lor prin recipiente speciale cu acid sulfuric. Desigur, această metodă poate fi folosită doar pentru acele gaze care nu reacţionează cu ea.

Se știe că atunci când acidul sulfuric intră în contact cu multe substanțe organice, în special carbohidrați, aceste substanțe devin carbonizate. Faptul este că carbohidrații, precum apa, conțin atât hidrogen, cât și oxigen. Acidul sulfuric ia aceste elemente din ele. Ceea ce rămâne este cărbune.

Într-o soluție apoasă de H2SO4, indicatorii turnesol și metil portocaliu devin roșii, ceea ce indică faptul că această soluție are un gust acru.

Interacțiunea cu metalele

Ca orice alt acid, acidul sulfuric este capabil să înlocuiască atomii de hidrogen cu atomi de metal din molecula sa. Interacționează cu aproape toate metalele.

Acid sulfuric diluat reacţionează cu metalele ca un acid obişnuit. Ca rezultat al reacției, se formează o sare cu un reziduu acid SO4 și hidrogen.

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

A acid sulfuric concentrat este un agent oxidant foarte puternic. Oxidează toate metalele, indiferent de poziția lor în seria de tensiune. Și atunci când reacționează cu metalele, el însuși este redus la SO2. Hidrogenul nu este eliberat.

Сu + 2 H2SO4 (conc) = CuSO4 + SO2 + 2H2O

Zn + 2H2SO4 (conc) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O

Dar aurul, fierul, aluminiul și metalele din grupul platinei nu se oxidează în acid sulfuric. Prin urmare, acidul sulfuric este transportat în rezervoare de oțel.

Sărurile acidului sulfuric care se obțin în urma unor astfel de reacții se numesc sulfați. Sunt incolore și se cristalizează ușor. Unele dintre ele sunt foarte solubile în apă. Doar CaSO4 și PbSO4 sunt ușor solubile. BaSO4 este aproape insolubil în apă.

Interacțiunea cu bazele

Reacția dintre acizi și baze se numește reacție de neutralizare. Ca rezultat al reacției de neutralizare a acidului sulfuric, se formează o sare care conține reziduul acid SO4 și apă H2O.

Exemple de reacții de neutralizare a acidului sulfuric:

H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O

H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O

Acidul sulfuric reacționează prin neutralizare atât cu baze solubile, cât și cu baze insolubile.

Deoarece molecula de acid sulfuric are doi atomi de hidrogen și sunt necesare două baze pentru a o neutraliza, este clasificată ca acid dibazic.

Interacțiunea cu oxizii bazici

Din cursul de chimie școlară știm că oxizii sunt substanțe complexe care conțin două elemente chimice, dintre care unul este oxigenul în starea de oxidare -2. Oxizii de bază se numesc oxizi ai 1, 2 și vreo 3 metale de valență. Exemple de oxizi bazici: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO.

Acidul sulfuric reacţionează cu oxizii bazici într-o reacţie de neutralizare. Ca rezultat al acestei reacții, ca și în reacția cu bazele, se formează sare și apă. Sarea conține reziduul acid SO4.

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

Interacțiunea cu sărurile

Acidul sulfuric reacționează cu sărurile acizilor mai slabi sau volatili, înlocuind acești acizi din aceștia. Ca rezultat al acestei reacții, se formează o sare cu un reziduu acid SO4 și un acid

H2S04+BaCl2=BaS04+2HCI

Aplicarea acidului sulfuric și a compușilor săi

Terci de bariu BaSO4 este capabil să blocheze razele X. Umplând cu el organele goale ale corpului uman, radiologii le examinează.

În medicină și construcții, gipsul natural CaSO4 * 2H2O și sulfatul de calciu hidratul cristalin sunt utilizate pe scară largă. Sarea lui Glauber Na2SO4 * 10H2O este folosită în medicină și medicina veterinară, în industria chimică - pentru producerea de sifon și sticlă. Sulfatul de cupru CuSO4 * 5H2O este cunoscut grădinarilor și agronomilor, care îl folosesc pentru a combate dăunătorii și bolile plantelor.

Acidul sulfuric este utilizat pe scară largă în diverse industrii: chimică, prelucrarea metalelor, ulei, textile, piele și altele.