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+
+ SО42-
·
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+ +SO42-
= Zn 2+ +SO42- + H2O
·
ZnO + 2H+ = Zn2+
+ H2O
·
2NaOH + H2SO4=
Na2SO4 + 2H2O
·
2Na++ 2OH-
+2H+ +SO42- =2Na++ SO42-
+ 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.
|