Formula chimică a acidului sulfuric este h2so4. Acid sulfuric

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: sulfatul metalului 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, 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. .

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.

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.

Subiect nou: acid sulfuric –H 2 ASA DE 4

1. Formule electronice și structurale ale acidului sulfuric

*S - sulful este în stare excitată 1S 2 2S 2 2P 6 3S 1 3P 3 3d 2

Formula electronică a unei molecule de acid sulfuric:

Formula structurală a moleculei de acid sulfuric:

1H--2O-2O

2.Chitanță:

Procesele chimice pentru producerea acidului sulfuric pot fi reprezentate ca următoarea diagramă:

S +O2 +O2 +H2O

FeS2SO2SO3H2SO4

Acidul sulfuric este preparat în trei etape:

Etapa 1. Ca materii prime se folosesc sulful, pirita de fier sau hidrogenul sulfurat.

4 FeS 2 + 11 O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2 etapă. Oxidarea S02 la S03 cu oxigen utilizând un catalizator V205

2SO2 +O2 =2SO3 +Q

Etapa 3. Pentru a transforma SO 3 în acid sulfuric, nu se folosește apa. are loc o încălzire puternică și o soluție concentrată de acid sulfuric.

S03 +H20H2S04

Rezultatul este oleum - o soluțieASA DE 3 în acid sulfuric.

Schema circuitului dispozitivului(vezi manualul p. 105)

3.Proprietăți fizice.

a) lichid b) incolor c) greu (ulei de vitriol) d) nevolatil

d) atunci când este dizolvat în apă, are loc o încălzire puternică ( prin urmare, acid sulfuric trebuie cu siguranță turnat înapă,Anu invers!)

4. Proprietățile chimice ale acidului sulfuric.

DiluatH 2 ASA DE 4

ConcentratH 2 ASA DE 4

Are toate proprietățile acizilor

Are proprietăți specifice

1. Schimbă culoarea indicatorului:

H2SO4H + +HSO4 -

HSO 4 - H + + SO 4 2-

2. Reacţionează cu metalele care stau înaintea hidrogenului:

Zn+ H2S04ZnS04+H2

3. Reacţionează cu oxizii bazici şi amfoteri:

MgO+ H2S04MgS04 +H20

4. Interacționează cu bazele (reacție de neutralizare)

2NaOH+H2S04Na2S04 +2H2O

Când există un exces de acid, se formează săruri acide

NaOH+H2S04NaHS04+H2O

5. Reacționează cu sărurile uscate, înlocuind alți acizi din ele (acesta este cel mai puternic și cel mai nevolatil acid):

2NaCI+H2S04Na2S04 +2HCI

6. Reacționează cu soluțiile sărate, dacă se formează o sare insolubilă:

BaCl 2 +H 2 ASA DE 4 BaSO 4 +2HCl -

albsediment

reacție calitativă la ionASA DE 4 2-

7. Când este încălzit, se descompune:

H2SO4H2O+SO3

1. H 2 SO 4 concentrat este un agent oxidant puternic, când este încălzit, reacţionează cu toate metalele (cu excepţia Au şi Pt). În aceste reacții, în funcție de activitatea metalului și de condiții, se eliberează S,SO 2 sau H 2 S

De exemplu:

Cu+ conc 2H2SO4CuSO4+SO2+H2O

2.conc. H 2 SO 4 pasivează fierul și aluminiul,

prin urmare poate fi transportat în oţel şi

rezervoare de aluminiu.

3. conc. H 2 SO 4 absoarbe bine apa

H2S04 +H20H2S04 *2H2O

Prin urmare, carbonizează materia organică

5.Aplicație: Acidul sulfuric este unul dintre cele mai importante produse utilizate în diverse industrii. Principalii săi consumatori sunt producția de îngrășăminte minerale, metalurgia și rafinarea produselor petroliere. Acidul sulfuric este utilizat în producerea altor acizi, detergenți, explozivi, medicamente, vopsele și ca electroliți pentru bateriile cu plumb. (Manual p. 103).

6. Săruri ale acidului sulfuric

Acidul sulfuric se disociază treptat

H2SO4H + +HSO4 -

HSO 4 - H + + SO 4 2-

prin urmare, formează două tipuri de săruri - sulfați și hidrosulfați

De exemplu: Na 2 SO 4 - sulfat de sodiu (sare medie)

Na HSO 4 - sulfat acid de sodiu (sare acidă)

Cele mai utilizate sunt:

Na 2 SO 4 * 10H 2 O – Sarea Glauber (folosită la producerea de sifon, sticlă, în medicină și

Medicină Veterinară

СaSO 4 *2H 2 O – gips

СuSO 4 *5H 2 O – sulfat de cupru (folosit în agricultură).