Серная кислота
строение свойстваприменение
Строение Молекулы имеют
тетраэдрическое строение. Высокая температура кипения (t(кип. и разлож.) = 340ºС) и большая вязкость, по-видимому, обусловлены наличием водородных связей между атомами водорода и атомами кислорода соседних молекул.
Химические свойства 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!
Разложение:H2SO4 = H2O + SO3 (выше 340°C)
Диссоциация:H2SO4 ↔ H+ + HSO4
-
ОПЫТ 1 В четыре пробирки наливаем раствор 2М H2SO4 и опускаем:В пробирку №1 – кусочек магнияВ пробирку №2 – кусочек цинкаВ пробирку №3 – кусочек железаВ пробирку №4 – кусочек меди
Пробирка 1
Пробирка 2 Пробирка 3 Пробирка 4
Mg
Zn
Fe
Cu
Интенсивное выделение пузырьков газообразно-го водорода
Пузырьки водорода выделяются более спокойно
Медленное выделение пузырьков газообразного водорода
Водород не выделяется
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.
ВЫВОД:
ОПЫТ 2В 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
ВЫВОД: Разбавленная H2SO4 Реагирует с основными
оксидами.
ОПЫТ 3NaOH + H2SO4 = NaHSO4 + H2O
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O
ВЫВОД: 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↓ + 2HClBa+2 + SO4
-2 = BaSO4↓
Окислительные свойства 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
8Na + 5H2SO4(конц) = H2S + 4H2O + 4Na2SO4
Hg + 2H2SO4 = SO2 + HgSO4 + 2H2O
Cu + 2H2SO4 = SO2 + CuSO4 + 2H2O
2Fe + 6H2SO4 = 3SO2 + Fe2(SO4)3 + 6H20
Окислительные свойства С металлами средней химической активности, в
зависимости от концентрации серной кислоты, могут образовываться практически все продукты ее восстановления от SO2 до H2
Zn + 2H2SO4 = 2H2O + ZnSO4 + SO2
3Zn + 4H2SO4 = 4H2O + 3ZnSO4 + S
4Zn + 5H2SO4 = 4H2O + 4ZnSO4 + H2S
Zn + H2SO4 = H2 + ZnSO4
Окислительные свойства
S + 2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O
C + 2H2SO4 = 2SO2 + 2H2O + CO2
2NaBr + 2H2SO4 = Br2 + 2H2O + SO2 + Na2SO4
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.
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.
Удобрение
Эмульгаторы
Красители
Травлениеметаллов
Хромирование Производство кислот
Очистканефти
Электролит
Лекарства
Моющие средства
Взрывчатые вещества
Химические волокна
H2SO4