Mikä tahansa happo on monimutkainen aine, jonka molekyyli sisältää yhden tai useamman vetyatomin ja happotähteen.

Rikkihapon kaava on H2SO4. Siksi rikkihappomolekyylin koostumus sisältää kaksi vetyatomia ja happojäännöksen SO4.

Rikkihappoa muodostuu, kun rikkioksidi reagoi veden kanssa

SO3+H2O -> H2SO4

Puhdas 100 % rikkihappo (monohydraatti) on raskas neste, viskoosi kuin öljy, väritön ja hajuton, hapan "kuparin" maku. Jo +10 °C:n lämpötilassa se jähmettyy ja muuttuu kiteiseksi massaksi.

Väkevä rikkihappo sisältää noin 95 % H2SO4:a. Ja se jäätyy alle -20 °C:n lämpötiloissa.

Vuorovaikutus veden kanssa

Rikkihappo liukenee hyvin veteen ja sekoittuu sen kanssa missä tahansa suhteessa. Tämä vapauttaa suuren määrän lämpöä.

Rikkihappo pystyy imemään vesihöyryä ilmasta. Tätä ominaisuutta käytetään teollisuudessa kaasujen kuivaamiseen. Kaasut kuivataan johtamalla ne erityisten rikkihapolla varustettujen säiliöiden läpi. Tietenkin tätä menetelmää voidaan käyttää vain niille kaasuille, jotka eivät reagoi sen kanssa.

Tiedetään, että kun rikkihappo joutuu kosketuksiin monien orgaanisten aineiden, erityisesti hiilihydraattien, kanssa, nämä aineet hiiltyvät. Tosiasia on, että hiilihydraatit, kuten vesi, sisältävät sekä vetyä että happea. Rikkihappo vie heiltä nämä alkuaineet. Jäljelle jää hiili.

H2SO4-vesiliuoksessa indikaattorit lakmus ja metyylioranssi muuttuvat punaisiksi, mikä osoittaa, että tällä liuoksella on hapan maku.

Vuorovaikutus metallien kanssa

Kuten mikä tahansa muu happo, rikkihappo pystyy korvaamaan vetyatomit metalliatomeilla molekyylissään. Se on vuorovaikutuksessa lähes kaikkien metallien kanssa.

laimeaa rikkihappoa reagoi metallien kanssa normaalin hapon tavoin. Reaktion seurauksena muodostuu suolaa, jossa on hapan jäännös SO4 ja vety.

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

MUTTA väkevää rikkihappoa on erittäin vahva hapetin. Se hapettaa kaikki metallit riippumatta niiden sijainnista jännitesarjassa. Ja kun se reagoi metallien kanssa, se itse pelkistyy SO2:ksi. Vetyä ei vapaudu.

Сu + 2 H2SO4 (kons.) = CuSO4 + SO2 + 2H2O

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

Mutta kulta, rauta, alumiini, platinaryhmän metallit eivät hapetu rikkihapossa. Siksi rikkihappoa kuljetetaan terässäiliöissä.

Rikkihapon suoloja, joita saadaan tällaisten reaktioiden seurauksena, kutsutaan sulfaatteiksi. Ne ovat värittömiä ja kiteytyvät helposti. Jotkut niistä ovat erittäin vesiliukoisia. Vain CaSO4 ja PbSO4 ovat niukkaliukoisia. BaSO4 on lähes veteen liukenematon.

Vuorovaikutus emästen kanssa

Hapon reaktiota emäksen kanssa kutsutaan neutralointireaktioksi. Rikkihapon neutralointireaktion seurauksena muodostuu suola, joka sisältää happojäännöksen SO4 ja vesi H2O.

Esimerkkejä rikkihapon neutralointireaktioista:

H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O

H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O

Rikkihappo astuu neutralointireaktioon sekä liukoisten että liukenemattomien emästen kanssa.

Koska rikkihappomolekyylissä on kaksi vetyatomia ja sen neutraloimiseen tarvitaan kaksi emästä, se kuuluu kaksiemäksisiin happoihin.

Vuorovaikutus emäksisten oksidien kanssa

Koulun kemian kurssilta tiedetään, että oksideja kutsutaan kompleksiaineiksi, jotka sisältävät kaksi kemiallista alkuainetta, joista toinen on happi hapetustilassa -2. Perusoksideja kutsutaan 1-, 2- ja noin 3-valenssimetallien oksideiksi. Esimerkkejä emäksisistä oksideista: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO.

Emäksisten oksidien kanssa rikkihappo astuu neutralointireaktioon. Tällaisen reaktion seurauksena, kuten reaktiossa emästen kanssa, muodostuu suolaa ja vettä. Suola sisältää happojäännöksen SO4.

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

Suolan vuorovaikutus

Rikkihappo reagoi heikompien tai haihtuvien happojen suolojen kanssa ja syrjäyttää nämä hapot niistä. Tämän reaktion tuloksena muodostuu suola, jossa on hapan jäännös SO4 ja happo

H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl

Rikkihapon ja sen yhdisteiden käyttö

Bariumpuuro BaSO4 voi viivyttää röntgensäteitä. Radiologit tutkivat ne täyttämällä sen ihmiskehon ontoilla elimillä.

Lääketieteessä ja rakentamisessa käytetään laajalti luonnollista kipsiä CaSO4 * 2H2O, kalsiumsulfaattihydraattia. Glauber-suolaa Na2SO4 * 10H2O käytetään lääketieteessä ja eläinlääketieteessä, kemianteollisuudessa - soodan ja lasin valmistukseen. Kuparisulfaatti CuSO4 * 5H2O on puutarhureiden ja agronomien tiedossa, jotka käyttävät sitä tuholaisten ja kasvitautien torjuntaan.

Rikkihappoa käytetään laajalti eri teollisuudenaloilla: kemianteollisuudessa, metallintyöstössä, öljy-, tekstiili-, nahka- ja muilla.

Laimentamaton rikkihappo on kovalenttinen yhdiste.

Molekyylissä rikkihappoa ympäröi tetraedrisesti neljä happiatomia, joista kaksi on osa hydroksyyliryhmiä. S-O-sidokset ovat kaksois- ja S-OH-sidokset yksinkertaisia.

Värittömillä, jäämäisillä kiteillä on kerrosrakenne: jokainen H 2 SO 4 -molekyyli on kytketty neljään viereiseen vahvaan vetysidokseen muodostaen yhtenäisen avaruudellisen kehyksen.

Nestemäisen rikkihapon rakenne on samanlainen kuin kiinteän, vain tilakehyksen eheys on rikki.

Rikkihapon fysikaaliset ominaisuudet

Normaaleissa olosuhteissa rikkihappo on raskas öljymäinen neste, väritön ja hajuton. Tekniikassa rikkihappoa kutsutaan sen seoksiksi sekä veden että rikkihappoanhydridin kanssa. Jos SO 3:n moolisuhde H 2 O on pienempi kuin 1, tämä on rikkihapon vesiliuos, jos suurempi kuin 1, se on SO 3 -liuos rikkihapossa.

100 % H2S04 kiteytyy 10,45 °C:ssa; T kp = 296,2 °C; tiheys 1,98 g/cm3. H 2 SO 4 sekoittuu H 2 O:n ja SO 3:n kanssa missä tahansa suhteessa muodostaen hydraatteja, hydraatiolämpö on niin korkea, että seos voi kiehua, roiskua ja aiheuttaa palovammoja. Siksi veteen on lisättävä happoa, eikä päinvastoin, koska kun vettä lisätään happoon, hapon pinnalle tulee kevyempää vettä, jonne kaikki vapautuva lämpö keskittyy.

Kun rikkihapon vesiliuoksia, jotka sisältävät enintään 70 % H 2 SO 4 , kuumennetaan ja keitetään, vain vesihöyryä vapautuu höyryfaasiin. Rikkihappohöyryjä esiintyy myös väkevämpien liuosten yläpuolella.

Rakenteellisten ominaisuuksiensa ja poikkeavuuksiensa suhteen nestemäinen rikkihappo on samanlainen kuin vesi. Tässä on sama vetysidosjärjestelmä, melkein sama tilakehys.

Rikkihapon kemialliset ominaisuudet

Rikkihappo on yksi vahvimmista mineraalihapoista; korkean polariteettinsa ansiosta H-O-sidos katkeaa helposti.

Rikkihappo hajoaa vesiliuoksessa muodostaen vetyionin ja happojäännöksen:

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

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

Yhteenvetoyhtälö:

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

Näyttää happojen ominaisuudet , reagoi metallien, metallioksidien, emästen ja suolojen kanssa.

Laimealla rikkihapolla ei ole hapettavia ominaisuuksia, vaan sen vuorovaikutuksessa metallien kanssa vapautuu vetyä ja suolaa, joka sisältää metallin alimmassa hapetustilassa. Kylmässä happo on inertti metalleille, kuten raudalle, alumiinille ja jopa bariumille.

Väkevällä hapolla on hapettavia ominaisuuksia. Yksinkertaisten aineiden mahdolliset vuorovaikutustuotteet väkevän rikkihapon kanssa on esitetty taulukossa. Pelkistystuotteen riippuvuus hapon pitoisuudesta ja metallin aktiivisuusasteesta on esitetty: mitä aktiivisempi metalli, sitä syvemmälle se vähentää rikkihapon sulfaatti-ionia.

Vuorovaikutus oksidien kanssa:

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

Vuorovaikutus emästen kanssa:

2NaOH + H2SO4 \u003d Na2SO4 + 2H2O.

Vuorovaikutus suolojen kanssa:

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

Hapettavat ominaisuudet

Rikkihappo hapettaa HI:n ja HBr:n vapaiksi halogeeneiksi:

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

Rikkihappo poistaa kemiallisesti sitoutuneen veden hydroksyyliryhmiä sisältävistä orgaanisista yhdisteistä. Etyylialkoholin dehydratointi väkevän rikkihapon läsnä ollessa johtaa eteenin tuotantoon:

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

Sokerin, selluloosan, tärkkelyksen ja muiden hiilihydraattien hiiltyminen joutuessaan kosketuksiin rikkihapon kanssa selittyy myös niiden kuivumisella:

C6H12O6 + 12H2SO4 \u003d 18H2O + 12SO2 + 6CO2.

Rakennekaava

Todellinen, empiirinen tai karkea kaava: H2SO4

Rikkihapon kemiallinen koostumus

Molekyylipaino: 98,076

Rikkihappo H 2 SO 4 on vahva kaksiemäksinen happo, joka vastaa rikin korkeinta hapetusastetta (+6). Normaaleissa olosuhteissa väkevä rikkihappo on raskas öljymäinen neste, väritön ja hajuton, jolla on hapan "kuparinen" maku. Tekniikassa rikkihappoa kutsutaan sen seoksiksi sekä veden että rikkihappoanhydridin SO 3 kanssa. Jos SO 3:n moolisuhde H 2 O on pienempi kuin 1, tämä on rikkihapon vesiliuos, jos enemmän kuin 1 - SO 3 -liuos rikkihapossa (oleumi).

Nimi

XVIII-XIX-luvuilla rikkiruutia valmistettiin rikkipyriiteistä (pyriitistä) vitriolitehtaissa. Rikkihappoa kutsuttiin tuolloin "vitrioliöljyksi" (yleensä se oli kiteinen hydraatti, joka muistutti konsistenssiltaan öljyä), mistä johtuu sen suolojen (tai pikemminkin kiteisten hydraattien) nimi - vitrioli.

Rikkihapon saaminen

Teollinen (kontakti)menetelmä

Teollisuudessa rikkihappoa tuotetaan hapettamalla rikkidioksidi (rikkikaasu, joka syntyy rikin tai pyriittien palaessa) trioksidiksi (rikkianhydridiksi), mitä seuraa SO 3:n vuorovaikutus veden kanssa. Tällä menetelmällä saatua rikkihappoa kutsutaan myös kontaktiksi (pitoisuus 92-94 %).

Nitrous (torni) menetelmä

Aikaisemmin rikkihappoa saatiin yksinomaan typpihappomenetelmällä erikoistorneissa ja happoa kutsuttiin tornihapoksi (75 % pitoisuus). Tämän menetelmän ydin on rikkidioksidin hapetus typpidioksidilla veden läsnä ollessa.

Toinen tapa

Niissä harvinaisissa tapauksissa, joissa rikkivety (H 2 S) syrjäyttää sulfaatin (SO 4 -) suolasta (metallien kanssa Cu, Ag, Pb, Hg), rikkihappo on sivutuote. Näiden metallien sulfideilla on suurin lujuus ja erottuva musta väri.

Fysikaaliset ja fysikaalis-kemialliset ominaisuudet

Erittäin vahva happo, 18 o C:ssa pKa (1) \u003d -2,8, pKa (2) \u003d 1,92 (K z 1,2 10 -2); sidospituudet molekyylissä S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, kulma HOSOH 104°, OSO 119°; kiehuu muodostaen atseotrooppisen seoksen (98,3 % H 2 SO 4 ja 1,7 % H 2 O, kiehumispiste 338,8 °C). Rikkihapon, joka vastaa 100 % H 2 SO 4 -pitoisuutta, koostumus (%): H 2 SO 4 99,5, HSO 4 - - 0,18, H 3 SO 4 + - 0,14, H 3 O + - 0,09, H 2 S 207, - 0,04, HS 2O 7 - - 0,05. Sekoittuu veden ja SO 3:n kanssa kaikissa suhteissa. Vesiliuoksissa rikkihappo dissosioituu lähes täydellisesti H 3 O +:ksi, HSO 3 +:ksi ja 2HSO 4 -:ksi. Muodostaa hydraatteja H2SO4nH20, jossa n = 1, 2, 3, 4 ja 6,5.

Oleum

Rikkihappoanhydridin SO 3 liuoksia rikkihapossa kutsutaan oleumiksi, ne muodostavat kaksi yhdistettä H 2 SO 4 SO 3 ja H 2 SO 4 2SO 3. Oleum sisältää myös pyrorikkihappoa. Rikkihapon vesiliuosten kiehumispiste kohoaa sen pitoisuuden kasvaessa ja saavuttaa maksiminsa 98,3 % H 2 SO 4 -pitoisuudella. Oleumin kiehumispiste laskee SO 3 -pitoisuuden kasvaessa. Rikkihapon vesiliuosten pitoisuuden kasvaessa liuosten kokonaishöyrynpaine laskee ja saavuttaa minimin pitoisuudella 98,3 % H 2 SO 4 . Kun SO 3 -pitoisuus oleumissa kasvaa, sen yläpuolella oleva kokonaishöyrynpaine kasvaa. Rikkihapon ja oleumin vesiliuosten höyrynpaine voidaan laskea yhtälöllä:

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

kertoimien A ja B arvot riippuvat rikkihapon pitoisuudesta. Höyry rikkihapon vesiliuosten päällä koostuu vesihöyryn, H 2 SO 4:n ja SO 3:n seoksesta, kun taas höyryn koostumus eroaa nesteen koostumuksesta kaikissa rikkihapon pitoisuuksissa, lukuun ottamatta vastaavaa atseotrooppista seosta. Lämpötilan noustessa dissosiaatio lisääntyy. Oleumilla H 2 SO 4 · SO 3 on maksimiviskositeetti, lämpötilan noustessa η pienenee. Rikkihapon sähkövastus on minimaalinen pitoisuuksissa SO 3 ja 92 % H 2 SO 4 ja suurin pitoisuuksilla 84 ja 99,8 % H 2 SO 4 . Oleumilla minimi ρ on pitoisuudessa 10 % SO 3 . Lämpötilan noustessa rikkihapon ρ kasvaa. 100-prosenttisen rikkihapon dielektrisyysvakio 101 (298,15 K), 122 (281,15 K); kryoskooppinen vakio 6,12, ebulioskooppinen vakio 5,33; rikkihappohöyryn diffuusiokerroin ilmassa vaihtelee lämpötilan mukaan; D = 1,67 10-⁵T3/2 cm2/s.

Kemialliset ominaisuudet

Rikkihappo tiivistetyssä muodossa on kuumennettaessa melko voimakas hapetin. Hapettaa HI:n ja osittain HBr:n vapaiksi halogeeneiksi. Hapettaa monia metalleja (poikkeukset: Au, Pt, Ir, Rh, Ta.). Tässä tapauksessa väkevä rikkihappo pelkistetään S02:ksi. Kylmässä väkevässä rikkihapossa Fe, Al, Cr, Co, Ni, Ba passivoituvat ja reaktiot eivät etene. Vahvimmilla pelkistysaineilla väkevä rikkihappo pelkistetään S:ksi ja H 2 S:ksi. Väkevä rikkihappo imee vesihöyryä, joten sitä käytetään kaasujen, nesteiden ja kiinteiden aineiden kuivaamiseen esimerkiksi eksikaattorissa. Väkevä H 2 SO 4 kuitenkin pelkistyy osittain vedyn vaikutuksesta, minkä vuoksi sitä ei voida käyttää sen kuivaamiseen. Hajottamalla vettä orgaanisista yhdisteistä ja jättäen samalla mustahiiltä (hiiltä) väkevä rikkihappo johtaa puun, sokerin ja muiden aineiden hiiltymiseen. Laimennettu H 2 SO 4 on vuorovaikutuksessa kaikkien metallien kanssa, jotka ovat vedyn vasemmalla puolella olevassa sähkökemiallisessa jännitesarjassa sen vapautuessa. Laimean H 2 SO 4:n hapettavat ominaisuudet ovat epätyypillisiä. Rikkihappo muodostaa kaksi sarjaa suoloja: keski - sulfaatit ja happamat - hydrosulfaatit sekä esterit. Peroksomonorikkihappo (tai Caron happo) H 2 SO 5 ja peroksodirikkihapot tunnetaan. Rikkihappo reagoi myös emäksisten oksidien kanssa muodostaen sulfaattia ja vettä. Metallintyöstölaitoksissa rikkihappoliuoksella poistetaan metallioksidikerros metallituotteiden pinnalta, jotka altistetaan voimakkaalle kuumennukselle valmistusprosessin aikana. Joten rautaoksidi poistetaan raudan pinnalta lämmitetyn rikkihappoliuoksen vaikutuksesta. Laadullinen reaktio rikkihapolle ja sen liukoisille suoloille on niiden vuorovaikutus liukoisten bariumsuolojen kanssa, jolloin muodostuu valkoinen bariumsulfaatin sakka, joka on esimerkiksi veteen ja happoihin liukenematon.

Sovellus

Rikkihappoa käytetään:

• malmien käsittelyssä, erityisesti harvinaisten alkuaineiden, mukaan lukien uraanin, iridiumin, zirkoniumin, osmiumin jne., louhinnassa;
• kivennäislannoitteiden tuotannossa;
• elektrolyyttinä lyijyakuissa;
• saada erilaisia ​​mineraalihappoja ja suoloja;
• kemiallisten kuitujen, väriaineiden, savua muodostavien ja räjähtävien aineiden tuotannossa;
• öljy-, metalli-, tekstiili-, nahka- ja muilla aloilla;
• elintarviketeollisuudessa - rekisteröity elintarvikelisäaineeksi E513 (emulgointiaine);
• teollisessa orgaanisessa synteesissä reaktioissa:
• dehydratointi (dietyylieetterin, esterien saaminen);
• hydratointi (etanoli eteenistä);
• sulfonointi (synteettiset pesuaineet ja välituotteet väriaineiden valmistuksessa);
• alkylointi (isooktaanin, polyetyleeniglykolin, kaprolaktaamin saaminen) jne.
• Suodattimissa olevien hartsien talteenottoon tislatun veden tuotannossa.

Maailman rikkihapon tuotanto noin. 160 miljoonaa tonnia vuodessa. Suurin rikkihapon kuluttaja on mineraalilannoitteiden valmistus. P 2 O 5 -fosfaattilannoitteissa rikkihappoa kuluu massaltaan 2,2-3,4 kertaa enemmän ja (NH 4) 2 SO 4 -rikkihapolla 75 % kulutetun (NH 4) 2 SO 4 -massasta. Siksi rikkihappotehtaita yleensä rakennetaan kivennäislannoitteita tuottavien laitosten yhteyteen.

Historiallista tietoa

Rikkihappo on tunnettu antiikista lähtien, ja sitä esiintyy luonnossa vapaassa muodossa, esimerkiksi järvinä tulivuorten lähellä. Ehkä ensimmäinen maininta happamista kaasuista, jotka on saatu kalsinoimalla alunaa tai rautasulfaattia "vihreää kiveä", löytyy arabialkemistin Jabir ibn Hayyanin kirjoituksista. 800-luvulla persialainen alkemisti Ar-Razi kalsinoi raudan ja kuparisulfaatin seosta (FeSO 4 7H 2 O ja CuSO 4 5H 2 O) myös rikkihappoliuoksen. Tämän menetelmän viimeisteli eurooppalainen alkemisti Albert Magnus, joka eli 1200-luvulla. Kaavio rikkihapon valmistamiseksi rauta(II)sulfaatista - rauta(II)sulfaatin lämpöhajoaminen, jota seuraa seoksen jäähdyttäminen. Alkemisti Valentinen (XIII vuosisata) teokset kuvaavat menetelmää rikkihapon valmistamiseksi absorboimalla kaasua (rikkianhydridiä), joka vapautuu polttamalla rikki- ja suolajauheen seosta vedellä. Myöhemmin tämä menetelmä muodosti perustan ns. "kammio"-menetelmä, joka suoritetaan pienissä kammioissa, jotka on vuorattu lyijyllä, joka ei liukene rikkihappoon. Neuvostoliitossa tällainen menetelmä oli olemassa vuoteen 1955 asti. 1400-luvun alkemistit tiesivät myös menetelmän rikkihapon saamiseksi rikkikiiskistä - rikkipyriitti, rikkiä halvempi ja yleisempi raaka-aine. Rikkihappoa tuotettiin tällä tavalla 300 vuoden ajan pieniä määriä lasiretorteissa. Myöhemmin tämä menetelmä korvasi katalyysin kehittymisen vuoksi kammiomenetelmän rikkihapon synteesiä varten. Tällä hetkellä rikkihappoa tuotetaan katalyyttisellä hapetuksella (V 2 O 5:llä) rikkioksidia (IV) rikkioksidiksi (VI) ja liuottamalla rikkioksidia (VI) 70-prosenttiseen rikkihappoon oleumin muodostamiseksi. Venäjällä rikkihapon tuotanto järjestettiin ensimmäisen kerran vuonna 1805 Moskovan lähellä Zvenigorodin alueella. Vuonna 1913 Venäjä oli rikkihapon tuotannossa maailman 13. sijalla.

lisäinformaatio

Pienimmät rikkihappopisarat voivat muodostua keski- ja yläilmakehään vesihöyryn ja suuria määriä rikkiä sisältävän vulkaanisen tuhkan reaktion seurauksena. Tuloksena oleva suspensio, joka johtuu rikkihappopilvien korkeasta albedosta, vaikeuttaa auringonvalon pääsyä planeetan pinnalle. Siksi (ja myös yläilmakehän suuren määrän pieniä tulivuoren tuhkahiukkasia, jotka myös vaikeuttavat auringonvalon pääsyä planeetalle) voi tapahtua merkittäviä ilmastomuutoksia erityisen voimakkaiden tulivuorenpurkausten jälkeen. Esimerkiksi Ksudachin tulivuoren (Kamchatkan niemimaa, 1907) purkauksen seurauksena ilmakehän pölypitoisuuden kasvu jatkui noin 2 vuotta, ja jopa Pariisissa havaittiin tyypillisiä hopeanhohtoisia rikkihapon pilviä. Pinatubo-tulivuoren räjähdys vuonna 1991, joka lähetti 3 10 7 tonnia rikkiä ilmakehään, johti siihen, että vuodet 1992 ja 1993 olivat paljon kylmempiä kuin 1991 ja 1994.

Standardit

• Rikkihappo tekninen GOST 2184-77
• Rikkihappoakku. Tekniset tiedot GOST 667-73
• Erityisen puhdasta rikkihappoa. Tekniset tiedot GOST 1422-78
• Reagenssit. Rikkihappo. Tekniset tiedot GOST 4204-77

Uusi aihe: rikkihappo -H 2 NIIN 4

1. Rikkihapon elektroniset ja rakennekaavat

*S - rikki on virittyneessä tilassa 1S 2 2S 2 2P 6 3S 1 3P 3 3d 2

Rikkihappomolekyylin elektroninen kaava:

Rikkihappomolekyylin rakennekaava:

1H--20-20

1H--20-20

2. Kuitti:

Kemialliset prosessit rikkihapon valmistamiseksi voidaan esittää seuraavana kaaviona:

S + O 2 + O 2 + H 2 O

FeS 2 SO 2 SO 3 H 2 SO 4

Rikkihappoa valmistetaan kolmessa vaiheessa:

1 vaihe. Raaka-aineina käytetään rikkiä, rautapyriittiä tai rikkivetyä.

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

2 vaiheessa. SO 2:n hapetus SO 3:ksi hapella käyttämällä katalyyttiä V 2 O 5

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

3. vaihe. Vettä ei käytetä SO 3:n muuttamiseksi rikkihapoksi. siellä on voimakas kuumennus ja väkevä rikkihapon liuos.

SO 3 + H 2 O H 2 SO 4

Tuloksena on oleum - ratkaisuNIIN 3 rikkihapossa.

Laitteen kytkentäkaavio(katso oppikirja s.105)

3. Fysikaaliset ominaisuudet.

a) nestemäinen b) väritön c) raskas (vitrioli) d) haihtumaton

d) veteen liuotettuna tapahtuu voimakasta kuumenemista ( joten rikkihappoa on kaadettavavettä,aei päinvastoin!)

4. Rikkihapon kemialliset ominaisuudet.

LaimennettuH 2 NIIN 4	keskitettyH 2 NIIN 4
Sillä on kaikki happojen ominaisuudet	Sillä on erityisiä ominaisuuksia
1. Muuttaa ilmaisimen väriä: H 2 SO 4 H + + HSO 4 - HSO 4 - H + + SO 4 2- 2.Reagoi vetyä vastustavien metallien kanssa: Zn + H 2SO 4 ZnSO 4 + H2 3. Reagoi emäksisten ja amfoteeristen oksidien kanssa: MgO + H 2SO 4 MgSO 4 + H 2O 4. Vuorovaikuttaa emästen kanssa (neutralointireaktio) 2NaOH + H2SO4Na2SO4 + 2H20 ylimääräinen happo muodostaa happamia suoloja NaOH + H2SO4NaHS04 + H2O 5. Reagoi kuivien suolojen kanssa syrjäyttäen niistä muut hapot (tämä on vahvin ja haihtumaton happo): 2NaCl+H2S04Na2S04+2HCl 6. Reagoi suolaliuosten kanssa, jos muodostuu liukenematon suola: BaCl 2 +H 2 NIIN 4 BaSO 4 +2HCl- valkoinensedimenttiä laadullinen reaktio ionilleNIIN 4 2- 7. Kuumennettaessa se hajoaa: H 2 SO 4 H 2 O + SO 3	1. Väkevä H 2 SO 4 on voimakkain hapetin, joka kuumennettaessa reagoi kaikkien metallien kanssa (paitsi Au ja Pt). Näissä reaktioissa vapautuu metallin aktiivisuudesta ja olosuhteista riippuen S, SO 2 tai H 2 S Esimerkiksi: Cu+ kons. 2H 2SO 4 CuSO 4 +SO 2 +H 2O 2.conc. H 2 SO 4 passivoi rautaa ja alumiinia, siksi se voidaan kuljettaa teräksessä ja alumiinisäiliöt. 3. kons. H 2 SO 4 imee vettä hyvin H 2 SO 4 + H 2 O H 2 SO 4 * 2 H 2 O Siksi se hiiltyy orgaanista ainesta

5. Sovellus: Rikkihappo on yksi tärkeimmistä eri teollisuudenaloilla käytetyistä tuotteista. Sen pääasiallisia kuluttajia ovat mineraalilannoitteiden tuotanto, metallurgia ja öljytuotteiden jalostus. Rikkihappoa käytetään muiden happojen, pesuaineiden, räjähteiden, lääkkeiden, maalien valmistukseen sekä lyijyakkujen elektrolyytteihin. (Oppikirja s.103).

6. Rikkihapon suolat

Rikkihappo dissosioituu vaiheittain

H 2 SO 4 H + + HSO 4 -

HSO 4 - H + + SO 4 2-

siksi se muodostaa kahden tyyppisiä suoloja - sulfaatteja ja hydrosulfaatteja

Esimerkiksi: Na 2 SO 4 - natriumsulfaatti (medium suola)

Na HSO 4 - natriumvetysulfaatti (happosuola)

Eniten käytettyjä ovat:

Na 2 SO 4 * 10H 2 O - Glauberin suola (käytetään soodan, lasin valmistuksessa, lääketieteessä ja

Eläinlääketiede.

CaSO 4 * 2H 2O - kipsi

CuSO 4 * 5H 2 O - kuparisulfaatti (käytetään maataloudessa).

Kokemus laboratoriosta

Rikkihapon kemialliset ominaisuudet.

Laitteet: Koeputket.

Reagenssit: rikkihappo, metyylioranssi, sinkki, magnesiumoksidi, natriumhydroksidi ja fenolftaleiini, natriumkarbonaatti, bariumkloridi.

b) Täytä havaintojen taulukko