Jede Säure ist eine komplexe Substanz, deren Molekül ein oder mehrere Wasserstoffatome und einen Säurerest enthält.

Die Formel von Schwefelsäure ist H2SO4. Daher enthält die Zusammensetzung des Schwefelsäuremoleküls zwei Wasserstoffatome und den Säurerest SO4.

Schwefelsäure entsteht, wenn Schwefeloxid mit Wasser reagiert

SO3+H2O -> H2SO4

Reine 100%ige Schwefelsäure (Monohydrat) ist eine schwere Flüssigkeit, viskos wie Öl, farb- und geruchlos, mit einem sauren „Kupfer“-Geschmack. Bereits bei einer Temperatur von +10 ° C verfestigt es sich und verwandelt sich in eine kristalline Masse.

Konzentrierte Schwefelsäure enthält etwa 95 % H2SO4. Und es gefriert bei Temperaturen unter -20 ° C.

Wechselwirkung mit Wasser

Schwefelsäure ist in Wasser sehr gut löslich und lässt sich in jedem Verhältnis damit mischen. Dadurch wird eine große Menge Wärme freigesetzt.

Schwefelsäure ist in der Lage, Wasserdampf aus der Luft aufzunehmen. Diese Eigenschaft wird in der Industrie zum Trocknen von Gasen genutzt. Gase werden getrocknet, indem sie durch spezielle Behälter mit Schwefelsäure geleitet werden. Dieses Verfahren ist natürlich nur für solche Gase anwendbar, die damit nicht reagieren.

Es ist bekannt, dass beim Kontakt von Schwefelsäure mit vielen organischen Substanzen, insbesondere Kohlenhydraten, diese Substanzen verkohlen. Tatsache ist, dass Kohlenhydrate wie Wasser sowohl Wasserstoff als auch Sauerstoff enthalten. Schwefelsäure raubt ihnen diese Elemente. Was bleibt, ist Kohle.

In einer wässrigen Lösung von H2SO4 färben sich die Indikatoren Lackmus und Methylorange rot, was darauf hinweist, dass diese Lösung einen sauren Geschmack hat.

Wechselwirkung mit Metallen

Schwefelsäure ist wie jede andere Säure in der Lage, Wasserstoffatome durch Metallatome in ihrem Molekül zu ersetzen. Es interagiert mit fast allen Metallen.

verdünnte Schwefelsäure reagiert mit Metallen wie eine normale Säure. Als Ergebnis der Reaktion wird ein Salz mit einem sauren Rest SO4 und Wasserstoff gebildet.

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

SONDERN konzentrierte Schwefelsäure ist ein sehr starkes Oxidationsmittel. Es oxidiert alle Metalle, unabhängig von ihrer Position in der Spannungsreihe. Und bei der Reaktion mit Metallen wird es selbst zu SO2 reduziert. Wasserstoff wird nicht freigesetzt.

Cu + 2 H2SO4 (konz.) = CuSO4 + SO2 + 2H2O

Zn + 2 H2SO4 (konz.) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O

Aber Gold, Eisen, Aluminium und Metalle der Platingruppe oxidieren nicht in Schwefelsäure. Daher wird Schwefelsäure in Stahltanks transportiert.

Schwefelsäuresalze, die durch solche Reaktionen erhalten werden, nennt man Sulfate. Sie sind farblos und kristallisieren leicht. Einige von ihnen sind sehr gut wasserlöslich. Nur CaSO4 und PbSO4 sind schwer löslich. BaSO4 ist in Wasser fast unlöslich.

Interaktion mit Basen

Die Reaktion einer Säure mit einer Base wird als Neutralisationsreaktion bezeichnet. Als Ergebnis der Neutralisationsreaktion von Schwefelsäure wird ein Salz gebildet, das den Säurerest SO4 und Wasser H2O enthält.

Beispiele für Schwefelsäure-Neutralisationsreaktionen:

H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O

H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O

Schwefelsäure geht sowohl mit löslichen als auch mit unlöslichen Basen eine Neutralisationsreaktion ein.

Da im Molekül der Schwefelsäure zwei Wasserstoffatome vorhanden sind und zwei Basen zu ihrer Neutralisierung benötigt werden, gehört sie zu den zweibasigen Säuren.

Wechselwirkung mit basischen Oxiden

Aus dem Schulchemiekurs wissen wir, dass Oxide komplexe Stoffe genannt werden, die zwei chemische Elemente enthalten, von denen eines Sauerstoff in der Oxidationsstufe -2 ist. Basische Oxide werden Oxide von 1-, 2- und einigen 3-Valenzmetallen genannt. Beispiele für basische Oxide: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO.

Schwefelsäure geht mit basischen Oxiden eine Neutralisationsreaktion ein. Als Ergebnis einer solchen Reaktion werden wie bei der Reaktion mit Basen Salz und Wasser gebildet. Das Salz enthält den Säurerest SO4.

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

Salz-Interaktion

Schwefelsäure reagiert mit Salzen schwächerer oder flüchtiger Säuren und verdrängt diese Säuren von ihnen. Als Ergebnis dieser Reaktion entsteht ein Salz mit einem sauren SO4-Rest und einer Säure

H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl

Die Verwendung von Schwefelsäure und ihren Verbindungen

Bariumbrei BaSO4 ist in der Lage, Röntgenstrahlen zu verzögern. Radiologen füllen es mit den Hohlorganen des menschlichen Körpers und untersuchen sie.

In der Medizin und im Bauwesen wird Naturgips CaSO4 * 2H2O, Calciumsulfathydrat, häufig verwendet. Glaubersalz Na2SO4 * 10H2O wird in der Medizin und Veterinärmedizin, in der chemischen Industrie - zur Herstellung von Soda und Glas - verwendet. Kupfersulfat CuSO4 * 5H2O ist Gärtnern und Agronomen bekannt, die es zur Bekämpfung von Schädlingen und Pflanzenkrankheiten einsetzen.

Schwefelsäure ist in verschiedenen Branchen weit verbreitet: Chemie, Metallverarbeitung, Erdöl, Textil, Leder und andere.

Unverdünnte Schwefelsäure ist eine kovalente Verbindung.

Schwefelsäure ist in einem Molekül tetraedrisch von vier Sauerstoffatomen umgeben, von denen zwei Teil der Hydroxylgruppen sind. Die S-O-Bindungen sind doppelt und die S-OH-Bindungen sind einfach.

Farblose, eisartige Kristalle haben eine Schichtstruktur: Jedes H 2 SO 4 -Molekül ist mit vier benachbarten starken Wasserstoffbrückenbindungen verbunden und bildet ein einziges räumliches Gerüst.

Die Struktur von flüssiger Schwefelsäure ähnelt der Struktur von fester Schwefelsäure, nur die Integrität des räumlichen Rahmens ist gebrochen.

Physikalische Eigenschaften von Schwefelsäure

Unter normalen Bedingungen ist Schwefelsäure eine schwere ölige Flüssigkeit, farb- und geruchlos. In der Technik wird Schwefelsäure als Gemisch mit Wasser und Schwefelsäureanhydrid bezeichnet. Ist das Molverhältnis SO 3 : H 2 O kleiner als 1, so handelt es sich um eine wässrige Lösung von Schwefelsäure, bei mehr als 1 um eine Lösung von SO 3 in Schwefelsäure.

100 % H 2 SO 4 kristallisiert bei 10,45 °C; T Sdp. = 296,2 °C; Dichte 1,98 g/cm³. H 2 SO 4 mischt sich mit H 2 O und SO 3 in jedem Verhältnis zu Hydraten, die Hydratationswärme ist so groß, dass die Mischung kochen, spritzen und Verbrennungen verursachen kann. Daher ist es notwendig, Säure zu Wasser zu geben und nicht umgekehrt, denn wenn Wasser zu Säure hinzugefügt wird, befindet sich leichteres Wasser auf der Oberfläche der Säure, wo die gesamte freigesetzte Wärme konzentriert wird.

Beim Erhitzen und Kochen von wässrigen Lösungen von Schwefelsäure mit bis zu 70 % H 2 SO 4 wird nur Wasserdampf in die Dampfphase freigesetzt. Schwefelsäuredämpfe treten auch über konzentrierteren Lösungen auf.

Flüssige Schwefelsäure ähnelt in ihren Strukturmerkmalen und Anomalien dem Wasser. Hier ist das gleiche System von Wasserstoffbrückenbindungen, fast das gleiche räumliche Gerüst.

Chemische Eigenschaften von Schwefelsäure

Schwefelsäure ist eine der stärksten Mineralsäuren, aufgrund ihrer hohen Polarität wird die H-O-Bindung leicht aufgebrochen.

Schwefelsäure dissoziiert in wässriger Lösung , wobei ein Wasserstoffion und ein Säurerest gebildet werden:

H 2 SO 4 \u003d H + + HSO 4 -;

HSO 4 - \u003d H + + SO 4 2-.

Zusammenfassende Gleichung:

H 2 SO 4 \u003d 2H + + SO 4 2-.

Zeigt die Eigenschaften von Säuren , reagiert mit Metallen, Metalloxiden, Basen und Salzen.

Verdünnte Schwefelsäure hat keine oxidierenden Eigenschaften, bei der Wechselwirkung mit Metallen werden Wasserstoff und ein Salz freigesetzt, das das Metall in der niedrigsten Oxidationsstufe enthält. In der Kälte ist Säure gegenüber Metallen wie Eisen, Aluminium und sogar Barium inert.

Die konzentrierte Säure hat oxidierende Eigenschaften. Mögliche Wechselwirkungsprodukte einfacher Substanzen mit konzentrierter Schwefelsäure sind in der Tabelle angegeben. Dargestellt ist die Abhängigkeit des Reduktionsprodukts von der Säurekonzentration und dem Aktivitätsgrad des Metalls: Je aktiver das Metall, desto tiefer reduziert es das Sulfation der Schwefelsäure.

Wechselwirkung mit Oxiden:

CaO + H 2 SO 4 \u003d CaSO 4 \u003d H 2 O.

Wechselwirkung mit Basen:

2NaOH + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O.

Wechselwirkung mit Salzen:

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O.

Oxidierende Eigenschaften

Schwefelsäure oxidiert HI und HBr zu freien Halogenen:

H 2 SO 4 + 2HI \u003d I 2 + 2H 2 O + SO 2.

Schwefelsäure entfernt chemisch gebundenes Wasser aus hydroxylgruppenhaltigen organischen Verbindungen. Die Dehydratisierung von Ethylalkohol in Gegenwart von konzentrierter Schwefelsäure führt zur Produktion von Ethylen:

C 2 H 5 OH \u003d C 2 H 4 + H 2 O.

Das Verkohlen von Zucker, Zellulose, Stärke und anderen Kohlenhydraten bei Kontakt mit Schwefelsäure wird ebenfalls durch deren Dehydratisierung erklärt:

C 6 H 12 O 6 + 12 H 2 SO 4 \u003d 18 H 2 O + 12 SO 2 + 6 CO 2.

Strukturformel

Wahre, empirische oder grobe Formel: H2SO4

Chemische Zusammensetzung von Schwefelsäure

Molekulargewicht: 98,076

Schwefelsäure H 2 SO 4 ist eine starke zweibasige Säure, entsprechend der höchsten Oxidationsstufe von Schwefel (+6). Unter normalen Bedingungen ist konzentrierte Schwefelsäure eine schwere ölige Flüssigkeit, farb- und geruchlos, mit einem säuerlichen "Kupfer"-Geschmack. In der Technik nennt man Schwefelsäure ihre Mischungen sowohl mit Wasser als auch mit Schwefelsäureanhydrid SO 3. Wenn das Molverhältnis von SO 3: H 2 O weniger als 1 beträgt, handelt es sich um eine wässrige Lösung von Schwefelsäure, wenn mehr als 1 - eine Lösung von SO 3 in Schwefelsäure (Oleum).

Name

In den XVIII-XIX Jahrhunderten wurde Schwefel für Schießpulver aus Schwefelkies (Pyrit) in Vitriolanlagen hergestellt. Schwefelsäure wurde damals "Vitriolöl" genannt (in der Regel war es ein kristallines Hydrat, das in seiner Konsistenz Öl ähnelte), daher der Ursprung des Namens seiner Salze (oder vielmehr kristalliner Hydrate) - Vitriol.

Schwefelsäure bekommen

Industrielle (Kontakt-) Methode

In der Industrie wird Schwefelsäure durch die Oxidation von Schwefeldioxid (schwefelhaltiges Gas, das bei der Verbrennung von Schwefel oder Pyrit entsteht) zu Trioxid (Schwefelsäureanhydrid) und anschließender Wechselwirkung von SO 3 mit Wasser hergestellt. Die nach diesem Verfahren gewonnene Schwefelsäure wird auch Kontakt genannt (Konzentration 92-94 %).

Lachgas (Turm)-Methode

Bisher wurde Schwefelsäure ausschließlich nach dem salpetrigen Verfahren in speziellen Türmen gewonnen und die Säure als Turmsäure (Konzentration 75 %) bezeichnet. Der Kern dieses Verfahrens ist die Oxidation von Schwefeldioxid mit Stickstoffdioxid in Gegenwart von Wasser.

Ein anderer Weg

In den seltenen Fällen, in denen Schwefelwasserstoff (H 2 S) Sulfat (SO 4 -) aus Salz (mit Metallen Cu, Ag, Pb, Hg) verdrängt, ist Schwefelsäure ein Nebenprodukt. Sulfide dieser Metalle haben die höchste Festigkeit sowie eine charakteristische schwarze Farbe.

Physikalische und physikalisch-chemische Eigenschaften

Eine sehr starke Säure, bei 18 ° C pK a (1) \u003d -2,8, pK a (2) \u003d 1,92 (K z 1,2 · 10 -2); Bindungslängen im Molekül S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, Winkel HOSOH 104°, OSO 119°; siedet und bildet ein azeotropes Gemisch (98,3 % H 2 SO 4 und 1,7 % H 2 O mit einem Siedepunkt von 338,8 °C). Schwefelsäure, entsprechend 100 % H 2 SO 4 -Gehalt, hat eine Zusammensetzung (%): 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, HS 2 O 7 – – 0,05. Mit Wasser und SO 3 in jedem Verhältnis mischbar. Schwefelsäure dissoziiert in wässrigen Lösungen fast vollständig in H 3 O + , HSO 3 + und 2HSO 4 – . Bildet Hydrate H 2 SO 4 nH 2 O, wobei n = 1, 2, 3, 4 und 6,5.

Oleum

Lösungen von Schwefelsäureanhydrid SO 3 in Schwefelsäure werden Oleum genannt, sie bilden zwei Verbindungen H 2 SO 4 SO 3 und H 2 SO 4 2SO 3. Oleum enthält auch Pyroschwefelsäuren. Der Siedepunkt wässriger Lösungen von Schwefelsäure steigt mit zunehmender Konzentration an und erreicht bei einem Gehalt von 98,3 % H 2 SO 4 ein Maximum. Der Siedepunkt von Oleum sinkt mit zunehmendem SO 3 -Gehalt. Mit zunehmender Konzentration wässriger Schwefelsäurelösungen nimmt der Gesamtdampfdruck über den Lösungen ab und erreicht bei einem Gehalt von 98,3 % H 2 SO 4 ein Minimum. Mit zunehmender SO 3 -Konzentration im Oleum steigt der Gesamtdampfdruck darüber an. Der Dampfdruck über wässrigen Lösungen von Schwefelsäure und Oleum kann nach folgender Gleichung berechnet werden:

log p = A – B/T + 2,126

Die Werte der Koeffizienten A und B hängen von der Konzentration der Schwefelsäure ab. Dampf über wässrigen Lösungen von Schwefelsäure besteht aus einem Gemisch aus Wasserdampf, H 2 SO 4 und SO 3 , wobei sich die Zusammensetzung des Dampfes von der Zusammensetzung der Flüssigkeit bei allen Schwefelsäurekonzentrationen unterscheidet, mit Ausnahme des entsprechenden azeotropen Gemisches. Mit steigender Temperatur nimmt die Dissoziation zu. Das Oleum H 2 SO 4 ·SO 3 hat die maximale Viskosität, mit steigender Temperatur nimmt η ab. Der elektrische Widerstand von Schwefelsäure ist minimal bei einer Konzentration von SO 3 und 92 % H 2 SO 4 und maximal bei einer Konzentration von 84 und 99,8 % H 2 SO 4 . Für Oleum liegt das Minimum ρ bei einer Konzentration von 10 % SO 3 . Mit steigender Temperatur nimmt das ρ der Schwefelsäure zu. Dielektrizitätskonstante von 100 % Schwefelsäure 101 (298,15 K), 122 (281,15 K); kryoskopische Konstante 6,12, ebulioskopische Konstante 5,33; der Diffusionskoeffizient von Schwefelsäuredampf in Luft variiert mit der Temperatur; D = 1,67 10&supmin;&sup5;T3/2 cm²/s.

Chemische Eigenschaften

Schwefelsäure in konzentrierter Form ist beim Erhitzen ein ziemlich starkes Oxidationsmittel. Oxidiert HI und teilweise HBr zu freien Halogenen. Oxidiert viele Metalle (Ausnahmen: Au, Pt, Ir, Rh, Ta.). Dabei wird konzentrierte Schwefelsäure zu SO 2 reduziert. In der Kälte in konzentrierter Schwefelsäure werden Fe, Al, Cr, Co, Ni, Ba passiviert und die Reaktionen laufen nicht ab. Mit den stärksten Reduktionsmitteln wird konzentrierte Schwefelsäure zu S und H 2 S reduziert. Konzentrierte Schwefelsäure absorbiert Wasserdampf und wird daher zum Trocknen von Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen beispielsweise in Exsikkatoren verwendet. Allerdings wird konzentrierte H 2 SO 4 teilweise durch Wasserstoff reduziert, weshalb sie nicht zur Trocknung verwendet werden kann. Konzentrierte Schwefelsäure, die Wasser aus organischen Verbindungen spaltet und gleichzeitig Ruß (Kohle) hinterlässt, führt zur Verkohlung von Holz, Zucker und anderen Stoffen. Verdünntes H 2 SO 4 interagiert bei seiner Freisetzung mit allen Metallen, die in der elektrochemischen Spannungsreihe links von Wasserstoff liegen. Oxidierende Eigenschaften für verdünnte H 2 SO 4 sind uncharakteristisch. Schwefelsäure bildet zwei Salzreihen: Mittel - Sulfate und Säure - Hydrosulfate sowie Ester. Peroxomonoschwefelsäure (oder Carosche Säure) H 2 SO 5 und Peroxodischwefelsäure H 2 S 2 O 8 sind bekannt. Auch Schwefelsäure reagiert mit basischen Oxiden zu Sulfat und Wasser. In metallverarbeitenden Betrieben wird eine Schwefelsäurelösung verwendet, um eine Metalloxidschicht von der Oberfläche von Metallprodukten zu entfernen, die während des Herstellungsprozesses starker Erwärmung ausgesetzt sind. Eisenoxid wird also durch Einwirkung einer erhitzten Schwefelsäurelösung von der Oberfläche von Eisenblechen entfernt. Eine qualitative Reaktion auf Schwefelsäure und ihre löslichen Salze ist ihre Wechselwirkung mit löslichen Bariumsalzen, bei der ein weißer Niederschlag von Bariumsulfat gebildet wird, der beispielsweise in Wasser und Säuren unlöslich ist.

Anwendung

Schwefelsäure wird verwendet:

• bei der Verarbeitung von Erzen, insbesondere bei der Gewinnung seltener Elemente, darunter Uran, Iridium, Zirkonium, Osmium usw.;
• bei der Herstellung von Mineraldünger;
• als Elektrolyt in Bleibatterien;
• um verschiedene Mineralsäuren und Salze zu erhalten;
• bei der Herstellung von Chemiefasern, Farbstoffen, rauchbildenden und explosiven Stoffen;
• in der Öl-, Metallverarbeitungs-, Textil-, Leder- und anderen Industrien;
• in der Lebensmittelindustrie - registriert als Lebensmittelzusatzstoff E513 (Emulgator);
• in der industriellen organischen Synthese in Reaktionen:
• Dehydratisierung (Gewinnung von Diethylether, Estern);
• Hydratation (Ethanol aus Ethylen);
• Sulfonierung (synthetische Waschmittel und Zwischenprodukte bei der Herstellung von Farbstoffen);
• Alkylierung (Gewinnung von Isooctan, Polyethylenglykol, Caprolactam) etc.
• Zur Rückgewinnung von Harzen in Filtern bei der Herstellung von destilliertem Wasser.

Weltproduktion von Schwefelsäure ca. 160 Millionen Tonnen pro Jahr. Der größte Verbraucher von Schwefelsäure ist die Herstellung von Mineraldünger. Für P 2 O 5 -Phosphatdünger wird 2,2-3,4-mal mehr Schwefelsäure nach Masse verbraucht und für (NH 4) 2 SO 4 -Schwefelsäure 75% der verbrauchten Masse (NH 4) 2 SO 4. Daher werden Schwefelsäureanlagen eher in Verbindung mit Anlagen zur Herstellung von Mineraldünger gebaut.

Historische Informationen

Schwefelsäure ist seit der Antike bekannt und kommt in freier Form in der Natur vor, beispielsweise in Form von Seen in der Nähe von Vulkanen. Vielleicht findet sich die erste Erwähnung von sauren Gasen, die durch Kalzinieren von Alaun oder Eisensulfat "grüner Stein" gewonnen werden, in Schriften, die dem arabischen Alchemisten Jabir ibn Hayyan zugeschrieben werden. Im 9. Jahrhundert erhielt der persische Alchemist Ar-Razi, der eine Mischung aus Eisen und Kupfersulfat (FeSO 4 · 7H 2 O und CuSO 4 · 5H 2 O) kalzinierte, auch eine Lösung von Schwefelsäure. Perfektioniert wurde diese Methode durch den europäischen Alchemisten Albert Magnus, der im 13. Jahrhundert lebte. Schema zur Herstellung von Schwefelsäure aus Eisen(II)-sulfat – Thermische Zersetzung von Eisen(II)-sulfat, gefolgt von Abkühlung der Mischung. Die Werke des Alchemisten Valentine (XIII. Jahrhundert) beschreiben ein Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure durch Absorption von Gas (Schwefelsäureanhydrid), das durch Verbrennen einer Mischung aus Schwefel- und Salpeterpulver mit Wasser freigesetzt wird. Anschließend bildete diese Methode die Grundlage der sogenannten. "Kammer"-Methode, durchgeführt in kleinen Kammern, die mit Blei ausgekleidet sind, das sich nicht in Schwefelsäure auflöst. In der UdSSR existierte ein solches Verfahren bis 1955. Alchemisten des 15. Jahrhunderts kannten auch ein Verfahren zur Gewinnung von Schwefelsäure aus Pyrit - Schwefelpyrit, ein billigerer und häufigerer Rohstoff als Schwefel. Schwefelsäure wurde auf diese Weise 300 Jahre lang in kleinen Mengen in Glasretorten hergestellt. In der Folge löste dieses Verfahren aufgrund der Entwicklung der Katalyse das Kammerverfahren zur Synthese von Schwefelsäure ab. Gegenwärtig wird Schwefelsäure durch katalytische Oxidation (an V 2 O 5 ) von Schwefeloxid (IV) zu Schwefeloxid (VI) und anschließende Auflösung von Schwefeloxid (VI) in 70 %iger Schwefelsäure zur Bildung von Oleum hergestellt. In Russland wurde die Produktion von Schwefelsäure erstmals 1805 in der Nähe von Moskau im Bezirk Swenigorod organisiert. 1913 belegte Russland bei der Herstellung von Schwefelsäure weltweit den 13. Platz.

Weitere Informationen

Durch die Reaktion von Wasserdampf und stark schwefelhaltiger Vulkanasche können sich in der mittleren und oberen Atmosphäre kleinste Schwefelsäuretröpfchen bilden. Die resultierende Suspension aufgrund der hohen Albedo von Schwefelsäurewolken erschwert es dem Sonnenlicht, die Oberfläche des Planeten zu erreichen. Daher (und auch durch eine Vielzahl winziger Vulkanaschepartikel in der oberen Atmosphäre, die es dem Sonnenlicht zusätzlich erschweren, den Planeten zu erreichen) kann es nach besonders starken Vulkanausbrüchen zu erheblichen Klimaänderungen kommen. Als Folge des Ausbruchs des Vulkans Ksudach (Halbinsel Kamtschatka, 1907) hielt beispielsweise eine erhöhte Staubkonzentration in der Atmosphäre etwa 2 Jahre lang an, und selbst in Paris wurden charakteristische silbrige Schwefelsäurewolken beobachtet. Die Explosion des Vulkans Pinatubo im Jahr 1991, die 3 10 7 Tonnen Schwefel in die Atmosphäre schleuderte, führte dazu, dass 1992 und 1993 viel kälter waren als 1991 und 1994.

Normen

• Schwefelsäure technisch GOST 2184-77
• Schwefelsäurebatterie. Spezifikationen GOST 667-73
• Schwefelsäure von besonderer Reinheit. Spezifikationen GOST 1422-78
• Reagenzien. Schwefelsäure. Spezifikationen GOST 4204-77

Neues Thema: Schwefelsäure -H 2 SO 4

1. Elektronische und Strukturformeln von Schwefelsäure

*S - Schwefel befindet sich in einem angeregten Zustand 1S 2 2S 2 2P 6 3S 1 3P 3 3d 2

Die elektronische Formel des Schwefelsäuremoleküls:

Strukturformel des Schwefelsäuremoleküls:

1 H - -2 O -2 O

1 H - -2 O -2 O

2. Empfang:

Die chemischen Prozesse zur Herstellung von Schwefelsäure lassen sich wie folgt darstellen:

S + O 2 + O 2 + H 2 O

FeS 2 SO 2 SO 3 H 2 SO 4

Schwefelsäure wird in drei Stufen hergestellt:

1 Stufe. Als Rohstoffe werden Schwefel, Eisenkies oder Schwefelwasserstoff verwendet.

4 FeS 2 + 11 O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2 Bühne. Oxidation von SO 2 zu SO 3 mit Sauerstoff unter Verwendung eines Katalysators V 2 O 5

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3 + Q

3. Stufe. Zur Umwandlung von SO 3 in Schwefelsäure wird kein Wasser verwendet. es entsteht ein starkes Erhitzen und eine konzentrierte Lösung von Schwefelsäure.

SO 3 + H 2 O H 2 SO 4

Das Ergebnis ist Oleum - eine LösungSO 3 in Schwefelsäure.

Schaltplan der Apparate(siehe Lehrbuch S.105)

3.Physikalische Eigenschaften.

a) flüssig b) farblos c) schwer (Vitriol) d) nicht flüchtig

d) Beim Auflösen in Wasser tritt eine starke Erwärmung auf ( also muss Schwefelsäure hineingegossen werdenWasser,anicht umgekehrt!)

4. Chemische Eigenschaften von Schwefelsäure.

VerdünntH 2 SO 4	konzentriertH 2 SO 4
Hat alle Eigenschaften von Säuren	Hat bestimmte Eigenschaften
1. Ändert die Farbe der Anzeige: H 2 SO 4 H + + HSO 4 - HSO 4 - H + + SO 4 2- 2. Reagiert mit Wasserstoff beständigen Metallen: Zn + H 2 SO 4 ZnSO 4 + H 2 3. Reagiert mit basischen und amphoteren Oxiden: MgO + H 2 SO 4 MgSO 4 + H 2 O 4. Wechselwirkungen mit Basen (Neutralisationsreaktion) 2NaOH + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + 2 H 2 O Überschüssige Säure bildet saure Salze NaOH + H 2 SO 4 NaHSO 4 + H 2 O 5. Reagiert mit trockenen Salzen und verdrängt andere Säuren (dies ist die stärkste und nicht flüchtige Säure): 2 NaCl + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + 2 HCl 6. Reagiert mit Salzlösungen, wenn ein unlösliches Salz gebildet wird: BaCl 2 +H 2 SO 4 BaSO 4 +2HCl- WeißSediment qualitative Reaktion auf ein IonSO 4 2- 7. Beim Erhitzen zersetzt es sich: H 2 SO 4 H 2 O + SO 3	1. Konzentrierte H 2 SO 4 ist das stärkste Oxidationsmittel und reagiert beim Erhitzen mit allen Metallen (außer Au und Pt). Bei diesen Reaktionen werden je nach Aktivität des Metalls und Bedingungen S, SO 2 oder H 2 S freigesetzt Zum Beispiel: Cu+ konz. 2H 2 SO 4 CuSO 4 +SO 2 +H 2 O 2.konz. H 2 SO 4 passiviert Eisen und Aluminium, daher kann es in Stahl und transportiert werden Aluminiumtanks. 3. konz. H 2 SO 4 nimmt Wasser gut auf H 2 SO 4 + H 2 O H 2 SO 4 * 2 H 2 O Daher verkohlt es organisches Material

5. Bewerbung: Schwefelsäure ist eines der wichtigsten Produkte, die in verschiedenen Industrien verwendet werden. Seine Hauptverbraucher sind die Produktion von Mineraldünger, die Metallurgie und die Raffination von Erdölprodukten. Schwefelsäure wird bei der Herstellung anderer Säuren, Reinigungsmittel, Sprengstoffe, Medikamente, Farben und als Elektrolyte für Bleibatterien verwendet. (Lehrbuch S.103).

6. Salze der Schwefelsäure

Schwefelsäure dissoziiert schrittweise

H 2 SO 4 H + + HSO 4 -

HSO 4 - H + + SO 4 2-

Daher bildet es zwei Arten von Salzen - Sulfate und Hydrosulfate

Zum Beispiel: Na 2 SO 4 - Natriumsulfat (mittleres Salz)

Na HSO 4 - Natriumhydrogensulfat (Säuresalz)

Die am weitesten verbreiteten sind:

Na 2 SO 4 * 10H 2 O - Glaubersalz (verwendet bei der Herstellung von Soda, Glas, in der Medizin u

Tiermedizin.

CaSO 4 * 2H 2 O - Gips

CuSO 4 * 5H 2 O - Kupfersulfat (in der Landwirtschaft verwendet).

Laborerfahrung

Chemische Eigenschaften von Schwefelsäure.

Ausrüstung: Reagenzgläser.

Reagenzien: Schwefelsäure, Methylorange, Zink, Magnesiumoxid, Natriumhydroxid und Phenolphthalein, Natriumcarbonat, Bariumchlorid.

b) Füllen Sie die Beobachtungstabelle aus