Žveplova kislina in njene kemijske lastnosti

Kisline so kemijske spojine, ki jih sestavljajo vodikovi atomi in kislinski ostanki, na primer SO4, SO3, PO4 itd. So anorganske in organske. Prvi so klorovodik, fosfor, sulfid, dušik, žveplova kislina. Drugemu - ocetni, palmitinski, mravljični, stearinski itd.

Kaj je žveplova kislina

Ta kislina je sestavljena iz dveh vodikovih atomov in kislinskega ostanka SO4. Ima formulo H2SO4. Žveplova kislina ali, kakor se imenuje tudi sulfat, se nanaša na anorganske kisikove dibazične kisline. Ta snov velja za eno najbolj agresivnih in kemično aktivnih. V večini kemičnih reakcij deluje kot oksidant. To kislino lahko uporabimo v koncentrirani ali razredčeni obliki, v teh dveh primerih pa ima nekoliko različne kemijske lastnosti.

Fizične lastnosti

Žveplova kislina v normalnih pogojih ima tekoče stanje, njeno vrelišče je okoli 279,6 stopinj Celzija, zmrzišče, ko se spremeni v trdne kristale, je približno -10 stopinj za sto odstotkov in približno -20 za 95 odstotkov. Čista sto odstotna sulfatna kislina je oljna, brez vonja in brezbarvna tekoča snov, ki ima skoraj dvakrat večjo gostoto kot voda - 1 840 kg / m3.

Kemijske lastnosti sulfatne kisline

Žveplova kislina reagira s kovinami, njihovimi oksidi, hidroksidi in solmi. Razredčena z vodo v različnih razmerjih, se lahko obnaša drugače, zato podrobneje obravnavamo lastnosti koncentrirane in šibke raztopine žveplove kisline ločeno.

Koncentrirana raztopina žveplove kisline

Koncentrirana je raztopina, ki vsebuje 90-odstotno sulfatno kislino. Takšna raztopina žveplove kisline lahko reagira tudi z nizkoaktivnimi kovinami, pa tudi z nekovinami, hidroksidi, oksidi, solmi. Lastnosti takšne raztopine sulfatne kisline so podobne lastnostim koncentrirane dušikove kisline.

Interakcija s kovinami

Pri kemični reakciji koncentrirane raztopine sulfatne kisline s kovinami, ki se nahajajo na desni strani vodika v elektrokemični seriji kovinskih napetosti (to pomeni, da ni najbolj aktivna), nastanejo takšne snovi: sulfat kovine, s katero pride do interakcije, voda in žveplov dioksid. Baker (cuprum), živo srebro, bizmut, srebro (argentum), platina in zlato (aurum) so kovine, ki so rezultat interakcij, s katerimi se tvorijo navedene snovi.

Interakcija z neaktivnimi kovinami

S kovinami, ki so na levi strani vodika v seriji napetosti, koncentrirana žveplova kislina deluje nekoliko drugače. Zaradi takšne kemijske reakcije nastanejo naslednje snovi: specifični kovinski sulfat, vodikov sulfid ali čista žveplo in voda. Železo (ferum), magnezij, mangan, berilij, litij, barij, kalcij in vse druge v seriji stresov na levi strani vodika, razen aluminija, kroma, niklja in titana - so prav tako koncentrirani s kovinami; sulfatna kislina ne reagira.

Interakcija z nekovinami

Ta snov je močno oksidacijsko sredstvo, zato lahko sodeluje pri redoks kemijskih reakcijah z nekovinami, kot so npr. Ogljik (ogljik) in žveplo. Zaradi teh reakcij se voda nujno sprosti. Dodajanje te snovi ogljiku sprosti tudi ogljikov dioksid in žveplov dioksid. In če dodamo kislino v žveplo, dobimo le žveplov dioksid in vodo. V takšni kemični reakciji ima sulfatna kislina vlogo oksidacijskega sredstva.

Interakcija z organskimi snovmi

Med reakcijami žveplove kisline z organske snovi Razlikujemo zažiganje. Takšen postopek se zgodi, ko določena snov trči s papirjem, sladkorjem, vlakni, lesom itd. V vsakem primeru se ogljik sprosti. Ogljik, ki je nastal med reakcijo, lahko delno sodeluje z žveplovo kislino, ko je v presežku. Fotografija prikazuje reakcijo sladkorja z raztopino sulfatne kisline povprečne koncentracije.

Reakcije s solmi

Koncentrirana raztopina H2SO4 reagira tudi s suhimi solmi. V tem primeru pride do standardne reakcije izmenjave, pri kateri nastane kovinski sulfat, ki je prisoten v strukturi soli, in kislina s preostankom, ki je v sestavi soli. Vendar pa z raztopino soli koncentrirana žveplova kislina ne reagira.

Medsebojno delovanje z drugimi snovmi

Tudi ta snov lahko reagira s kovinskimi oksidi in njihovimi hidroksidi, v teh primerih pride do reakcij izmenjave, v prvem primeru se sprosti kovinski sulfat in voda, v drugem - isto.

Kemijske lastnosti šibke raztopine sulfatne kisline

Razredčena žveplova kislina reagira z mnogimi snovmi in ima enake lastnosti kot vse kisline. V nasprotju s koncentriranimi interakcijami deluje le z aktivnimi kovinami, to je s tistimi, ki so v vrsti stresov levo od vodika. V tem primeru pride do enake reakcije substitucije kot pri kateri koli kislini. To sprosti vodik. Tudi takšna kislinska raztopina je v interakciji z raztopinami soli, zaradi česar pride do reakcije izmenjave, o kateri smo že razpravljali zgoraj, z oksidi - kot tudi s koncentriranimi - s hidroksidi - tudi na enak način. Poleg navadnih sulfatov obstajajo tudi hidrosulfati, ki so produkt interakcije hidroksida in žveplove kisline.

Kako vedeti, da raztopina vsebuje žveplovo kislino ali sulfate

Da bi ugotovili, ali so te snovi prisotne v raztopini, je posebna odziv na kakovost s sulfatnimi ioni, kar vam pove. Sestoji iz dodajanja barija ali njegovih spojin raztopini. Posledično lahko izpade bela oborina. (barijev sulfat), kar kaže na prisotnost sulfatov ali žveplove kisline.

Kako ekstrahirati žveplovo kislino

Najpogostejša metoda industrijske proizvodnje te snovi je izločanje iz železovega pirita. Ta proces poteka v treh fazah, pri katerih poteka specifična kemijska reakcija. Razmislite o njih. Najprej se piritu doda kisik, kar povzroči tvorbo železovega oksida in žveplov dioksid, ki se uporablja za nadaljnje reakcije. Ta interakcija poteka pri visokih temperaturah. Temu sledi faza, pri kateri dobimo žveplov trioksid z dodajanjem kisika v prisotnosti katalizatorja, ki je vanadijev oksid. Zdaj, v zadnji fazi, dobljeni vodi dodamo vodo in dobimo sulfatne kisline. To je najpogostejši postopek za komercialno proizvodnjo sulfatne kisline, ki se najpogosteje uporablja, ker je pirit najbolj razpoložljiva surovina, primerna za sintezo snovi, opisane v tem članku. Žveplova kislina, pridobljena s tem postopkom, se uporablja v različnih industrijah, tako kemičnih kot mnogih drugih, na primer, rafiniranje nafte obogatitev rud itd. Njegova uporaba je pogosto predvidena tudi v tehnologiji izdelave niza sintetičnih vlaken.