Серная кислота

Серная кислота

Строение свойства применение

Строение

Молекулы имеют тетраэдрическое строение. Высокая температура кипения (t(кип. и разлож.) = 340?С) и большая вязкость, по-видимому, обусловлены наличием водородных связей между атомами водорода и атомами кислорода соседних молекул.

Химические свойства

Разложение: H2SO4 = H2O + SO3 (выше 340°C)

Диссоциация: H2SO4 ? H+ + HSO4-

Свойства разбавленной и концентрированной серной кислоты значительно отличаются. Разбавленная H2SO4 проявляет характерные свойства кислот сильных электролитов. В водных растворах она ступенчато диссоциирует. Однако следует помнить, что степень диссоциации по второй ступени для 0,1М раствора составляет только около 10%. Следовательно, по второй ступени диссоциации H2SO4 можно отнести к электролитам средней силы. Парадоксально, но факт!

Опыт 1

Пробирка 1

Пробирка 2

Пробирка 3

Пробирка 4

Mg

Zn

Fe

Cu

В четыре пробирки наливаем раствор 2М H2SO4 и опускаем: В пробирку №1 – кусочек магния В пробирку №2 – кусочек цинка В пробирку №3 – кусочек железа В пробирку №4 – кусочек меди

Интенсивное выделение пузырьков газообразно-го водорода

Пузырьки водорода выделяются более спокойно

Медленное выделение пузырьков газообразного водорода

Водород не выделяется

Вывод:

Mg + h2so4(р) = H2 + mgso4

Zn + h2so4(р) = H2 + znso4

Fe + h2so4(р) = H2 + feso4

Cu + h2so4(р) ? реакция не идет

Разбавленная H2SO4 при взаимодействии с металлами, стоящими в ряду электроотрицательности после магния, до водорода, выделяет водород.

Опыт 2

ВЫВОД: Разбавленная H2SO4 Реагирует с основными оксидами.

В две пробирки наливаем раствор H2SO4. В первой пробирке раствор нагреваем. Добавляем в каждую из пробирок одинаковое количество CuO. В первой пробирке раствор окрашивается в голубой цвет, что говорит о том, что в ней реакция протекает быстрее.

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

Опыт 3

Вывод:

NaOH + H2SO4 = NaHSO4 + H2O 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O 2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O

Разбавленная H2SO4 реагирует с гидроксидами.

Химические свойства

Качественной реакцией на серную кислоту и сульфаты служит реакция с хлоридом бария. При этом выпадает белый осадок, нерастворимый в кислотах.

Качественная реакция: BaCl2 + H2SO4 = BaSO4? + 2HCl Ba+2 + SO4-2 = BaSO4?

Окислительные свойства

8na + 5h2so4(конц) = H2S + 4H2O + 4na2so4 hg + 2H2SO4 = SO2 + hgso4 + 2H2O cu + 2H2SO4 = SO2 + cuso4 + 2H2O 2fe + 6H2SO4 = 3SO2 + fe2(so4)3 + 6H20

Концентрированная серная кислота проявляет сильные окислительные свойства. При взаимодействии концентрированной серной кислоты с очень активными металлами выделяется сероводород H2S, с малоактивными металлами, в качестве продукта восстановления выделяется SO2

Окислительные свойства

Zn + 2H2SO4 = 2H2O + ZnSO4 + SO2 3Zn + 4H2SO4 = 4H2O + 3ZnSO4 + S 4Zn + 5H2SO4 = 4H2O + 4ZnSO4 + H2S Zn + H2SO4 = H2 + ZnSO4

С металлами средней химической активности, в зависимости от концентрации серной кислоты, могут образовываться практически все продукты ее восстановления от SO2 до H2

Окислительные свойства

При нагревании концентрированная серная кислота может окислять отдельные неметаллы, например, серу и углерод, а также различные неорганические вещества (хлориды не окисляются, это исключение), проявляющие восстановительные свойства.

S + 2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O C + 2H2SO4 = 2SO2 + 2H2O + CO2 2NaBr + 2H2SO4 = Br2 + 2H2O + SO2 + Na2SO4

Верно ли высказывание: «Серная кислота – хлеб химической

промышленности?»

Серная кислота относится к продуктам основного химического производства. Главный потребитель H2SO4 – промышленность минеральных удобрений. Ее используют в производстве химических волокон, взрывчатых веществ, моющих, смачивающих и эмульгирующих средств, красителей и лекарств, некоторых кислот, рафинирования минеральных масел, травления металлов, в свинцовых аккумуляторах и т. д. В промышленно развитых странах производство серной кислоты занимает первое место среди других химикатов.