Властивості сірчаної кислоти

Кожна людина на уроках хімії вивчав кислоти. Вона з них називається сірчаною кислотою і позначається НSO₄. Про те, які є властивості сірчаної кислоти, розповість наша стаття.

Фізичні властивості сірчаної кислоти

Чистий сірчана кислота або моногідрат - це безбарвна масляниста рідина, яка застигає в кристалічну масу при температурі + 10 ° С. Сірчана кислота, призначена для реакцій, містить 95% H₂SO₄і має щільність 1,84г / см³. 1 літр такої кислоти важить 2 кг. Твердне кислота при температурі -20 ° С. Теплоті плавлення 10,5кДж / моль при температурі 10,37 ° С.

Властивості концентрованої сірчаної кислоти різноманітні. Наприклад, при розчиненні цієї кислоти в воді буде виділено велику кількість теплоти (19ккал / моль) внаслідок утворення гідратів. Ці гідрати можна виділити з розчину при низьких температурах в твердому вигляді.

Сірчана кислота - це один із самих основних продуктів в хімічній промисловості. Вона призначена для виробництва мінеральних добрив (сульфат амонію, суперфосфат), різноманітних солей і кислот, миючих та лікарських засобів, штучних волокон, барвників, вибухових речовин. Також сірчана кислота має застосування в металургії (наприклад, розкладання уранових руд), для очищення нафтопродуктів, для осушування газів і так далі.

Хімічні властивості сірчаної кислоти

Хімічні властивості сірчаної кислоти такі:

Взаємодія з металами:
розбавлена кислота розчиняє лише ті метали, які стоять лівіше водню в ряду напруг, наприклад H₂⁺¹SO₄+ Zn⁰ = H₂O + Zn⁺²SO₄;
окисні властивості сірчаної кислоти великі. При взаємодії з різними металами (крім Pt, Au) вона може відновлюватися до H₂S^-2, S⁺⁴O₂ або S⁰, наприклад:
2H₂⁺⁶SO₄ + 2Ag⁰ = S⁺⁴O₂ + Ag₂⁺¹SO₄ + 2H₂O;
5H₂⁺⁶SO₄ +8Na⁰ = H₂S^-2 + 4Na₂⁺¹SO₄ + 4H₂O;
Концентрована кислота H₂S⁺⁶O₄також реагує (при нагріванні) з деякими неметалами, перетворюючись при цьому в сполуки сірки з більш низьким ступенем окислення, наприклад:
2H₂S⁺⁶O₄ + З⁰ = 2S⁺⁴O₂ + C⁺⁴O₂ + 2H₂O;
2H₂S⁺⁶O₄ + S⁰ = 3S⁺⁴O₂+ 2H₂O;
5H₂S⁺⁶O₄ + 2P⁰ = 2H₃P⁺⁵O₄+ 5S⁺⁴O₂ + 2H₂O;
З основними оксидами:
H₂SO₄ + CuO = CuSO₄ + H₂O;
З гидроксидами:
Cu (OH)₂ + H₂SO₄ = CuSO₄ + 2H₂O;
2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O;
Взаємодія з солями при обмінних реакціях:
H₂SO₄ + BaCl₂ = 2HCl + BaSO₄;

Освіта BaSO₄ (Білого осаду, нерозчинного в кислотах) використовується для визначення цієї кислоти і розчинних сульфатів.

Моногидрат - це іонізуючий розчинник, який має кислотний характер. У ньому дуже добре розчиняти сульфати багатьох металів, наприклад:

2H₂SO₄ + HNO₃ = NO₂⁺ + H₃O⁺ + 2HSO₄^-;
HClO₄ + H₂SO₄ = ClO₄^- + H₃SO₄⁺.

Концентрована кислота - це досить сильний окислювач, особливо при нагріванні, наприклад 2H₂SO₄ + Cu = SO₂ + CuSO₄ + H₂O.

Діючи як окислювач, сірчана кислота, як правило, відновлюється до SO₂. Але вона може бути відновлена і до S і навіть до H₂S, наприклад H₂S + H₂SO₄ = SO₂ + 2H₂O + S.

Моногидрат майже не може проводити електричний струм. І, навпаки, водні розчини кислоти - це хороші провідники. Сірчана кислота сильно поглинає вологу, тому її використовують для осушення різних газів. Як осушувач, сірчана кислота діє до тих пір, поки над її розчином тиск водяної пари менше, ніж його тиск в газі, який осушують.

Якщо закип`ятити розбавлений розчин сірчаної кислоти, то з нього забереться вода, при цьому температура кипіння буде підвищуватися до 337 ° С, наприклад, коли починають переганяти сірчану кислоту в концентрації 98,3%. І навпаки, з розчинів, які більш концентровані, випаровується зайва сірчаний ангідрид. Пар киплячій при температурі 337 ° С кислоти частково розкладений на SO₃ і H₂O, які при охолодженні знову будуть з`єднані. Висока температура кипіння цієї кислоти підходить для використання її у виділенні легколетких кислот з їх солей при нагріванні.

Запобіжні заходи при роботі з кислотою

При зверненні з сірчаною кислотою необхідно бути гранично обережними. При попаданні цієї кислоти на шкіру, шкіра стає білою, потім бурою і з`являється почервоніння. Навколишні тканини при цьому розпухають. При попаданні цієї кислоти на будь-яку ділянку тіла, її необхідно швидко змити водою, а обпечене місце змастити розчином соди.

Тепер Ви знаєте, що сірчана кислота, властивості якої добре вивчені, просто незамінна для різноманітного виробництва і видобутку копалин.