Сульфатна кислота

Фізичні властивості

Хімічно чиста сульфатна кислота являє собою важку безбарвну маслянисту рідину. Продається звичайно її 96,5 % - ний водний розчин густиною 1,84 г/см³ або так званий «олеум», тобто розчин SO₃ в H₂SO₄. У воді H₂SO₄ розчиняється дуже добре (змішується з водою в необмежених кількостях). При цьому виділяється тепло, і розчин дуже сильно нагрівається (навіть до кипіння води). Тому при додаванні води до концентрованої сульфатної кислоти остання розбризкується внаслідок швидкого перетворення води в пару. Через це при розведенні концентрованої H₂SO₄ треба кислоту вливати у воду (а не навпаки!) тонким струменем при старанному розмішуванні розчину скляною паличкою. Виділення тепла обумовлюється утворенням гідратів H₂SO₄ • H₂O, H₂SO₄ • 2H₂O і ін.

Концентрована H₂SO₄ активно вбирає вологу, завдяки чому її часто застосовують для висушування газів, які хімічно не взаємодіють з нею. Концентрована сульфатна кислота руйнує рослинні і тваринні організми, і працювати з нею слід дуже обережно. Якщо кислота попаде на шкіру, її треба негайно змити великою кількістю води і промити уражене місце розведеним розчином амоніаку. Сульфатна кислота руйнує також багато органічних речовин, зокрема вуглеводи — дерево, папір, бавовняні тканини, цукор тощо. Руйнування цих речовин обумовлюється тим, що концентрована сульфатна кислота віднімає від них водень і кисень у вигляді води, а вуглець залишається у вигляді пористого вугілля. Обвуглювання цукру, наприклад, можна схематично зобразити таким рівнянням:

C₁₂H₂₂O₁₁ + (nH₂SO₄) -> 12C +11H₂O (nH₂SO₄)

Хімічні властивості

·         Сульфатна кислота - у водних розчинах дисоціює майже повністю та відноситься до сильних кислот:

·         Н₂SО₄ == 2Н⁺ + SО₄^2-

·         Солі сульфатної кислоти мають назву сульфати. Наприклад: Mg SО₄ - Магній сульфат.

·         При дії розведеної сульфатної кислоти на метали, які у електрохімічному ряді активності металів розташовані ліворуч водню, виділяється водень.

·         Mg + Н₂SО₄ =Н₂+ Mg SО₄

·         ZnO + H₂SO₄ =ZnSO₄ + H₂O

·         ZnO + 2H⁺ +SO₄^2- = Zn ²⁺ +SO₄^2- + H₂O

·         ZnO + 2H⁺ = Zn²⁺ + H₂O

·         2NaOH + H₂SO₄= Na₂SO₄ + 2H₂O

·         2Na⁺+ 2OH^- +2H⁺ +SO₄^2- =2Na⁺+ SO₄^2- + 2H₂O

·         H⁺+OH^- = H₂O

·         Якісна реакція на сульфат-йон –утворення білого сірчистого осаду з солями Барію.

·         Н₂SО₄ + 2КОН= К₂SО₄ + 2Н₂О

·         Н₂SО₄ +СаО = Са SО₄ +Н₂О

·         К₂SО₄ +Ва(NO₃)₂=BaSO₄+2KNO₃

Застосування

·         Застосування сульфатної кислоти дуже широке і різноманітне. Головним споживачем її є виробництво мінеральних добрив — суперфосфату і сульфату амонію, а також нафтова промисловість для очистки газу, мінеральних масел та інших нафтопродуктів. У хімічній промисловості цю кислоту застосовують при виробництві барвників, штучного волокна, залізного купоросу FeSO₄•7H₂O, мідного купоросу CuSO₄ • 5H₂O і інших продуктів.

·         Сульфатна кислота є важливим продуктом хімічної промисловості. Вона у великих кількостях застосовується у виробництві мінеральних добрив, волокон, пластмас, барвників, вибухових речовин, у металургії в процесі добування міді, нікелю, урану та інших металів. Використовується також як осушувач газів.

·         Серед сульфатів велике практичне значення мають мідний і залізний купороси СuS04 • 5Н20 і FeS04 • 7Н20. Вони використовуються в сільському господарстві для боротьби із шкідниками рослин, у виробництві фарб, для просочення деревини як антисептичний засіб.

·         Купороси  — технічна назва кристалогідратів сульфатів деяких важких металів (міді, заліза, цинку, нікелю), тобто це солі, кристали яких містять кристалізаційну воду.

·         Гіпс СаS04 • 2Н20 і сульфат кальцію СаS04 використовують у будівництві, медицині та інших галузях.

·         Сульфати калію К2S04 і амонію (NН4)2S04 використовують як добрива.

·         Чистою водою поглинати триоксид сульфуру S03 не можна, оскільки утворюється дуже стійкий «туман» з дрібних крапель сульфатної кислоти, який погано конденсується.

·         Кінцевий продукт виробництва — олеум (розчин S03 у моногідраті). Його розбавляють водою до сульфатної кислоти потрібної концентрації.