रासायनिक सूत्र h2so4। सल्फ्यूरिक एसिड संरचनात्मक रासायनिक सूत्र

undiluted सल्फ्यूरिक एसिड एक सहसंयोजक यौगिक है।

एक अणु में, सल्फ्यूरिक एसिड चार ऑक्सीजन परमाणुओं से घिरा होता है, जिनमें से दो हाइड्रॉक्सिल समूहों का हिस्सा होते हैं। एस-ओ बॉन्ड डबल हैं, और एस-ओएच बॉन्ड सिंगल हैं।

बेरंग, बर्फ जैसे क्रिस्टल में एक स्तरित संरचना होती है: प्रत्येक एच 2 एसओ 4 अणु चार पड़ोसी मजबूत हाइड्रोजन बांडों से जुड़ा होता है, जिससे एक एकल स्थानिक ढांचा बनता है।

तरल सल्फ्यूरिक एसिड की संरचना ठोस की संरचना के समान होती है, केवल स्थानिक फ्रेम की अखंडता टूट जाती है।

सल्फ्यूरिक एसिड के भौतिक गुण

सामान्य परिस्थितियों में, सल्फ्यूरिक एसिड एक भारी तैलीय तरल, रंगहीन और गंधहीन होता है। इंजीनियरिंग में, सल्फ्यूरिक एसिड को पानी और सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड दोनों के साथ इसका मिश्रण कहा जाता है। यदि SO 3: H 2 O का मोलर अनुपात 1 से कम है, तो यह सल्फ्यूरिक एसिड का एक जलीय घोल है, यदि 1 से अधिक है, तो यह सल्फ्यूरिक एसिड में SO 3 का घोल है।

100% एच 2 एसओ 4 10.45 डिग्री सेल्सियस पर क्रिस्टलीकृत होता है; टीबीपी = 296.2 डिग्री सेल्सियस; घनत्व 1.98 ग्राम/सेमी 3। एच 2 एसओ 4 एच 2 ओ और एसओ 3 के साथ किसी भी अनुपात में हाइड्रेट बनाने के लिए मिश्रित होता है, हाइड्रेशन की गर्मी इतनी अधिक होती है कि मिश्रण उबाल सकता है, छिटक सकता है और जल सकता है। इसलिए, पानी में एसिड मिलाना आवश्यक है, न कि इसके विपरीत, क्योंकि जब एसिड में पानी मिलाया जाता है, तो हल्का पानी एसिड की सतह पर होगा, जहां से निकलने वाली सारी गर्मी केंद्रित होगी।

जब सल्फ्यूरिक एसिड के 70% एच 2 एसओ 4 तक के जलीय घोल को गर्म और उबाला जाता है, तो वाष्प चरण में केवल जल वाष्प निकलता है। सल्फ्यूरिक एसिड वाष्प भी अधिक केंद्रित समाधानों के ऊपर दिखाई देते हैं।

संरचनात्मक विशेषताओं और विसंगतियों के संदर्भ में, तरल सल्फ्यूरिक एसिड पानी के समान है। यहां हाइड्रोजन बांड की समान प्रणाली है, लगभग समान स्थानिक ढांचा।

सल्फ्यूरिक एसिड के रासायनिक गुण

सल्फ्यूरिक एसिड सबसे मजबूत खनिज एसिड में से एक है, इसकी उच्च ध्रुवता के कारण, एच-ओ बंधन आसानी से टूट जाता है।

सल्फ्यूरिक एसिड जलीय घोल में घुल जाता है , एक हाइड्रोजन आयन और एक एसिड अवशेष बनाते हैं:

एच 2 एसओ 4 \u003d एच + + एचएसओ 4 -;

एचएसओ 4 - \u003d एच + + एसओ 4 2-।

सारांश समीकरण:

एच 2 एसओ 4 \u003d 2 एच + + एसओ 4 2-।

एसिड के गुण दिखाता है , धातुओं, धातु के आक्साइड, क्षार और लवण के साथ प्रतिक्रिया करता है।

तनु सल्फ्यूरिक एसिड ऑक्सीकरण गुणों को प्रदर्शित नहीं करता है; जब यह धातुओं के साथ बातचीत करता है, तो हाइड्रोजन और सबसे कम ऑक्सीकरण अवस्था में धातु युक्त नमक निकलता है। ठंड में, एसिड लोहा, एल्यूमीनियम और यहां तक कि बेरियम जैसी धातुओं के लिए निष्क्रिय होता है।

सांद्र अम्ल में ऑक्सीकरण गुण होते हैं। सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड के साथ सरल पदार्थों के संपर्क के संभावित उत्पाद तालिका में दिए गए हैं। एसिड की सांद्रता और धातु की गतिविधि की डिग्री पर कमी उत्पाद की निर्भरता को दिखाया गया है: धातु जितनी अधिक सक्रिय होती है, उतनी ही गहरी यह सल्फ्यूरिक एसिड के सल्फेट आयन को कम करती है।

ऑक्साइड के साथ बातचीत:

सीएओ + एच 2 एसओ 4 \u003d सीएएसओ 4 \u003d एच 2 ओ।

ठिकानों के साथ बातचीत:

2NaOH + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O।

लवण के साथ बातचीत:

ना 2 सीओ 3 + एच 2 एसओ 4 = ना 2 एसओ 4 + सीओ 2 + एच 2 ओ।

ऑक्सीकरण गुण

सल्फ्यूरिक एसिड HI और HBr को मुक्त हैलोजन में ऑक्सीकृत करता है:

एच 2 एसओ 4 + 2एचआई \u003d आई 2 + 2 एच 2 ओ + एसओ 2।

सल्फ्यूरिक एसिड हाइड्रॉक्सिल समूहों वाले कार्बनिक यौगिकों से रासायनिक रूप से बाध्य पानी को हटा देता है। केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड की उपस्थिति में एथिल अल्कोहल के निर्जलीकरण से एथिलीन का उत्पादन होता है:

सी 2 एच 5 ओएच \u003d सी 2 एच 4 + एच 2 ओ।

सल्फ्यूरिक एसिड के संपर्क में आने पर चीनी, सेल्युलोज, स्टार्च और अन्य कार्बोहाइड्रेट का जलना भी उनके निर्जलीकरण द्वारा समझाया गया है:

सी 6 एच 12 ओ 6 + 12एच 2 एसओ 4 = 18 एच 2 ओ + 12एसओ 2 + 6सीओ 2।

सल्फ्यूरिक एसिड के भौतिक गुण:
भारी तैलीय तरल ("विट्रियल");
घनत्व 1.84 ग्राम/सेमी3; गैर-वाष्पशील, पानी में अत्यधिक घुलनशील - मजबूत हीटिंग के साथ; टी डिग्री पीएल। = 10.3 डिग्री सेल्सियस, बीपी \u003d 296 ° C, बहुत हीड्रोस्कोपिक, में पानी हटाने वाले गुण होते हैं (कागज, लकड़ी, चीनी का जलना)।

जलयोजन की गर्मी इतनी अधिक होती है कि मिश्रण उबल सकता है, छींटे पड़ सकता है और जलने का कारण बन सकता है। इसलिए, पानी में एसिड मिलाना आवश्यक है, न कि इसके विपरीत, क्योंकि जब एसिड में पानी मिलाया जाता है, तो हल्का पानी एसिड की सतह पर होगा, जहां से निकलने वाली सारी गर्मी केंद्रित होगी।

सल्फ्यूरिक एसिड का औद्योगिक उत्पादन (संपर्क विधि):

1) 4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2) 2SO 2 + O 2 V 2 O 5 → 2SO 3

3) एनएसओ 3 + एच 2 एसओ 4 → एच 2 एसओ 4 एनएसओ 3 (ओलियम)

कुचला हुआ शुद्ध गीला पाइराइट (सल्फर पाइराइट) ऊपर से भट्ठे में फायरिंग के लिए डाला जाता है " द्रविकृत बिस्तर". नीचे से (काउंटरफ्लो सिद्धांत) ऑक्सीजन से समृद्ध हवा के माध्यम से पारित किया जाता है।
फर्नेस गैस भट्ठी से निकलती है, जिसकी संरचना है: SO 2, O 2, जल वाष्प (पाइराइट गीला था) और सिंडर के सबसे छोटे कण (लौह ऑक्साइड)। गैस को ठोस कणों (एक चक्रवात और इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर में) और जल वाष्प (एक सुखाने वाले टॉवर में) की अशुद्धियों से शुद्ध किया जाता है।
संपर्क तंत्र में, प्रतिक्रिया दर बढ़ाने के लिए सल्फर डाइऑक्साइड को वी 2 ओ 5 उत्प्रेरक (वैनेडियम पेंटोक्साइड) का उपयोग करके ऑक्सीकरण किया जाता है। एक ऑक्साइड के दूसरे ऑक्साइड में ऑक्सीकरण की प्रक्रिया उत्क्रमणीय है। इसलिए, प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया के दौरान इष्टतम स्थितियों का चयन किया जाता है - बढ़ा हुआ दबाव (क्योंकि प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया कुल मात्रा में कमी के साथ आगे बढ़ती है) और तापमान 500 C से अधिक नहीं होता है (क्योंकि प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है)।

अवशोषण टॉवर में, सल्फर ऑक्साइड (VI) को केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड द्वारा अवशोषित किया जाता है।
जल अवशोषण का उपयोग नहीं किया जाता है, क्योंकि सल्फर ऑक्साइड बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ पानी में घुल जाता है, इसलिए परिणामस्वरूप सल्फ्यूरिक एसिड उबलता है और भाप में बदल जाता है। सल्फ्यूरिक एसिड धुंध के गठन से बचने के लिए, 98% केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करें। सल्फर ऑक्साइड ऐसे एसिड में बहुत अच्छी तरह से घुल जाता है, जिससे ओलियम बनता है: एच 2 एसओ 4 एनएसओ 3

सल्फ्यूरिक एसिड के रासायनिक गुण:

एच 2 एसओ 4 एक मजबूत डिबासिक एसिड है, जो सबसे मजबूत खनिज एसिड में से एक है, उच्च ध्रुवीयता के कारण, एच - ओ बंधन आसानी से टूट जाता है।

1) सल्फ्यूरिक एसिड जलीय घोल में घुल जाता है , एक हाइड्रोजन आयन और एक एसिड अवशेष बनाते हैं:
एच 2 एसओ 4 \u003d एच + + एचएसओ 4 -;
एचएसओ 4 - \u003d एच + + एसओ 4 2-।
सारांश समीकरण:
एच 2 एसओ 4 \u003d 2 एच + + एसओ 4 2-।

2) धातुओं के साथ सल्फ्यूरिक एसिड की परस्पर क्रिया:
पतला सल्फ्यूरिक एसिड केवल हाइड्रोजन के बाईं ओर वोल्टेज श्रृंखला में धातुओं को घोलता है:
Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (razb) → Zn +2 SO 4 + H 2

3) सल्फ्यूरिक एसिड इंटरैक्शनमूल आक्साइड के साथ:
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O

4) सल्फ्यूरिक एसिड के साथ बातचीतहाइड्रॉक्साइड्स:
H 2 SO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + 2H 2 O
एच 2 SO 4 + Cu(OH) 2 → CuSO 4 + 2H 2 O

5) लवण के साथ विनिमय अभिक्रियाएँ:
BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl
BaSO 4 (एसिड में अघुलनशील) के एक सफेद अवक्षेप के गठन का उपयोग सल्फ्यूरिक एसिड और घुलनशील सल्फेट्स (सल्फेट आयन के लिए गुणात्मक प्रतिक्रिया) का पता लगाने के लिए किया जाता है।

केंद्रित एच 2 एसओ 4 के विशेष गुण:

1) केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड है मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट ; धातुओं के साथ बातचीत करते समय (एयू, पीटी को छोड़कर) धातु की गतिविधि के आधार पर एस +4 ओ 2, एस 0 या एच 2 एस -2 में पुनर्प्राप्त हो जाते हैं। गर्म किए बिना, यह Fe, Al, Cr - पैशन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। परिवर्तनीय वैलेंस वाली धातुओं के साथ बातचीत करते समय, बाद वाले ऑक्सीकृत हो जाते हैं उच्च ऑक्सीकरण राज्यों के लिए एक पतला एसिड समाधान के मामले में: Fe0→ फे 3+, सीआर 0→ सीआर 3+, एमएन 0→एमएन4+,एसएन 0→ एसएन 4+

सक्रिय धातु

8 अल + 15 एच 2 एसओ 4 (संक्षिप्त) → 4 एएल 2 (एसओ 4) 3 + 12 एच 2 ओ + 3 एच 2 एस
4│2अल 0 - 6 इ- → 2Al 3+ - ऑक्सीकरण
3│ एस 6+ + 8ई → एस 2- बहाली

4एमजी+ 5एच 2 एसओ 4 → 4एमजीएसओ 4 + एच 2 एस + 4एच 2 ओ

मध्यम गतिविधि धातु

2Cr + 4 H 2 SO 4 (संक्षिप्त) → Cr 2 (SO 4) 3 + 4 H 2 O + एस
1│ 2Cr 0 - 6e → 2Cr 3+ - ऑक्सीकरण
1│ एस 6+ + 6ई → एस 0 - रिकवरी

धातु निष्क्रिय

2Bi + 6H 2 SO 4 (संक्षिप्त) → Bi 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O + 3 SO2
1│ 2Bi 0 - 6e → 2Bi 3+ - ऑक्सीकरण
3│ एस 6+ + 2ई →एस 4+ - रिकवरी

2Ag + 2H 2 SO 4 → Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

2) सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड कुछ गैर-धातुओं का ऑक्सीकरण करता है, आमतौर पर अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था में, और स्वयं कम हो जाता हैएस+4O2:

C + 2H 2 SO 4 (संक्षिप्त) → CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

S+ 2H 2 SO 4 (संक्षिप्त) → 3SO 2 + 2H 2 O

2P+ 5H 2 SO 4 (संक्षिप्त) → 5SO 2 + 2H 3 PO 4 + 2H 2 O

3) जटिल पदार्थों का ऑक्सीकरण:
सल्फ्यूरिक एसिड HI और HBr को मुक्त हैलोजन में ऑक्सीकृत करता है:
2 KBr + 2H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + SO 2 + Br 2 + 2H 2 O
2 केआई + 2एच 2 एसओ 4 \u003d के 2 एसओ 4 + एसओ 2 + आई 2 + 2 एच 2 ओ
केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड क्लोराइड आयनों को मुक्त क्लोरीन में ऑक्सीकरण नहीं कर सकता है, जिससे विनिमय प्रतिक्रिया द्वारा एचसीएल प्राप्त करना संभव हो जाता है:
NaCl + H 2 SO 4 (संक्षिप्त) = NaHSO 4 + HCl

सल्फ्यूरिक एसिड के संपर्क में आने पर चीनी, सेल्युलोज, स्टार्च और अन्य कार्बोहाइड्रेट का जलना भी उनके निर्जलीकरण द्वारा समझाया गया है:
सी 6 एच 12 ओ 6 + 12एच 2 एसओ 4 = 18 एच 2 ओ + 12एसओ 2 + 6सीओ 2।

कोई भी अम्ल एक जटिल पदार्थ होता है, जिसके अणु में एक या अधिक हाइड्रोजन परमाणु और एक अम्ल अवशेष होता है।

सल्फ्यूरिक अम्ल का सूत्र H2SO4 होता है। इसलिए, सल्फ्यूरिक एसिड अणु की संरचना में दो हाइड्रोजन परमाणु और एसिड अवशेष SO4 शामिल हैं।

सल्फ्यूरिक एसिड तब बनता है जब सल्फर ऑक्साइड पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है

SO3+H2O -> H2SO4

शुद्ध 100% सल्फ्यूरिक एसिड (मोनोहाइड्रेट) एक खट्टा "तांबे" स्वाद के साथ एक भारी तरल, तेल जैसा चिपचिपा, रंगहीन और गंधहीन होता है। पहले से ही +10 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, यह जम जाता है और क्रिस्टलीय द्रव्यमान में बदल जाता है।

सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड में लगभग 95% H2SO4 होता है। और यह -20 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर जम जाता है।

पानी के साथ बातचीत

सल्फ्यूरिक एसिड पानी में अत्यधिक घुलनशील होता है, इसके साथ किसी भी अनुपात में मिलाता है। इससे बड़ी मात्रा में गर्मी निकलती है।

सल्फ्यूरिक एसिड हवा से जल वाष्प को अवशोषित करने में सक्षम है। इस संपत्ति का उपयोग उद्योग में गैसों को सुखाने के लिए किया जाता है। गैसों को सल्फ्यूरिक एसिड वाले विशेष कंटेनरों से गुजार कर सुखाया जाता है। बेशक, इस पद्धति का उपयोग केवल उन गैसों के लिए किया जा सकता है जो इसके साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं।

यह ज्ञात है कि जब सल्फ्यूरिक एसिड कई कार्बनिक पदार्थों, विशेष रूप से कार्बोहाइड्रेट के संपर्क में आता है, तो ये पदार्थ जल जाते हैं। तथ्य यह है कि पानी की तरह कार्बोहाइड्रेट में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन दोनों होते हैं। सल्फ्यूरिक अम्ल इन तत्वों को नष्ट कर देता है। जो बचा है वह कोयला है।

H2SO4 के जलीय घोल में संकेतक लिटमस और मिथाइल ऑरेंज लाल हो जाते हैं, जो दर्शाता है कि इस घोल का स्वाद खट्टा है।

धातुओं के साथ बातचीत

किसी भी अन्य एसिड की तरह, सल्फ्यूरिक एसिड अपने अणु में धातु परमाणुओं के साथ हाइड्रोजन परमाणुओं को बदलने में सक्षम है। यह लगभग सभी धातुओं के साथ परस्पर क्रिया करता है।

तनु सल्फ्यूरिक अम्लएक सामान्य अम्ल की तरह धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, एक अम्लीय अवशेष SO4 और हाइड्रोजन के साथ एक नमक बनता है।

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

लेकिन केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिडएक बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। वोल्टेज श्रृंखला में उनकी स्थिति की परवाह किए बिना, यह सभी धातुओं का ऑक्सीकरण करता है। और धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करने पर, यह स्वयं SO2 में कम हो जाता है। हाइड्रोजन नहीं निकलती है।

u + 2 H2SO4 (संक्षिप्त) = CuSO4 + SO2 + 2H2O

Zn + 2 H2SO4 (संक्षिप्त) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O

लेकिन सोना, लोहा, एल्युमिनियम, प्लेटिनम समूह की धातुएं सल्फ्यूरिक एसिड में ऑक्सीकृत नहीं होती हैं। इसलिए, सल्फ्यूरिक एसिड को स्टील के टैंकों में ले जाया जाता है।

सल्फ्यूरिक एसिड लवण, जो ऐसी प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप प्राप्त होते हैं, सल्फेट कहलाते हैं। वे रंगहीन होते हैं और आसानी से क्रिस्टलीकृत हो जाते हैं। उनमें से कुछ पानी में अत्यधिक घुलनशील हैं। केवल CaSO4 और PbSO4 विरल रूप से घुलनशील हैं। BaSO4 पानी में लगभग अघुलनशील है।

ठिकानों के साथ बातचीत

अम्ल और क्षार की अभिक्रिया उदासीनीकरण अभिक्रिया कहलाती है। सल्फ्यूरिक एसिड की न्यूट्रलाइजेशन प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, एसिड अवशेष SO4 और पानी H2O युक्त एक नमक बनता है।

सल्फ्यूरिक एसिड न्यूट्रलाइजेशन प्रतिक्रियाओं के उदाहरण:

H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O

H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O

सल्फ्यूरिक एसिड घुलनशील और अघुलनशील दोनों आधारों के साथ एक उदासीनीकरण प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है।

चूंकि सल्फ्यूरिक एसिड अणु में दो हाइड्रोजन परमाणु होते हैं, और इसे बेअसर करने के लिए दो आधारों की आवश्यकता होती है, यह डिबासिक एसिड से संबंधित है।

बुनियादी आक्साइड के साथ बातचीत

स्कूल रसायन विज्ञान पाठ्यक्रम से हम जानते हैं कि ऑक्साइड जटिल पदार्थ कहलाते हैं, जिनमें दो रासायनिक तत्व शामिल होते हैं, जिनमें से एक ऑक्सीकरण अवस्था -2 में ऑक्सीजन होता है। मूल ऑक्साइड 1, 2 और कुछ 3 संयोजकता धातुओं के ऑक्साइड कहलाते हैं। मूल ऑक्साइड के उदाहरण: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO।

मूल ऑक्साइड के साथ, सल्फ्यूरिक एसिड एक उदासीनीकरण प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है। ऐसी प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, जैसे कि क्षार के साथ प्रतिक्रिया में, नमक और पानी बनते हैं। नमक में एसिड अवशेष SO4 होता है।

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

नमक बातचीत

सल्फ्यूरिक एसिड कमजोर या वाष्पशील एसिड के लवण के साथ प्रतिक्रिया करता है, इन एसिड को उनसे विस्थापित करता है। इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, एक अम्लीय अवशेष SO4 और एक एसिड के साथ एक नमक

H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl

सल्फ्यूरिक एसिड और उसके यौगिकों का उपयोग

बेरियम दलिया BaSO4 एक्स-रे में देरी करने में सक्षम है। इसे मानव शरीर के खोखले अंगों से भरकर रेडियोलॉजिस्ट उनकी जांच करते हैं।

दवा और निर्माण में, प्राकृतिक जिप्सम CaSO4 * 2H2O, कैल्शियम सल्फेट हाइड्रेट का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। Glauber का नमक Na2SO4 * 10H2O का उपयोग दवा और पशु चिकित्सा में, रासायनिक उद्योग में - सोडा और कांच के उत्पादन के लिए किया जाता है। कॉपर सल्फेट CuSO4 * 5H2O बागवानों और कृषिविदों के लिए जाना जाता है जो इसका उपयोग कीटों और पौधों की बीमारियों को नियंत्रित करने के लिए करते हैं।

सल्फ्यूरिक एसिड का व्यापक रूप से विभिन्न उद्योगों में उपयोग किया जाता है: रासायनिक, धातु, पेट्रोलियम, कपड़ा, चमड़ा और अन्य।

इसका एक ऐतिहासिक नाम है: विट्रियल ऑयल। एसिड का अध्ययन प्राचीन काल में शुरू हुआ, यह उनके लेखन में ग्रीक चिकित्सक डायोस्कोराइड्स, रोमन प्रकृतिवादी प्लिनी द एल्डर, इस्लामिक कीमियागर गेबर, रज़ी और इब्न सिना और अन्य द्वारा वर्णित किया गया था। सुमेरियों में, विट्रियल की एक सूची थी, जिसे पदार्थ के रंग के अनुसार वर्गीकृत किया गया था। आजकल, शब्द "विट्रियल" द्विसंयोजक धातु सल्फेट्स के क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स को जोड़ता है।

17वीं शताब्दी में, जर्मन-डच केमिस्ट जोहान ग्लौबर ने किसकी उपस्थिति में सल्फर (KNO3) को जलाकर सल्फ्यूरिक एसिड प्राप्त किया। 1736 में, जोशुआ वार्ड (लंदन के फार्मासिस्ट) ने उत्पादन में इस पद्धति का इस्तेमाल किया। इस समय को एक प्रारंभिक बिंदु माना जा सकता है, जब सल्फ्यूरिक एसिड का बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू हुआ। इसका सूत्र (H2SO4), जैसा कि आमतौर पर माना जाता है, स्वीडिश रसायनज्ञ बर्ज़ेलियस (1779-1848) द्वारा थोड़ी देर बाद स्थापित किया गया था।

बर्ज़ेलियस ने अक्षर प्रतीकों (रासायनिक तत्वों को दर्शाते हुए) और सबस्क्रिप्ट (एक अणु में दिए गए प्रकार के परमाणुओं की संख्या को इंगित करते हुए) का उपयोग करते हुए पाया कि एक अणु में 1 सल्फर परमाणु (S), 2 हाइड्रोजन परमाणु (H) और 4 ऑक्सीजन परमाणु होते हैं। ओ)। उस समय से, अणु की गुणात्मक और मात्रात्मक संरचना ज्ञात हो गई है, अर्थात, रसायन विज्ञान की भाषा में सल्फ्यूरिक एसिड का वर्णन किया गया है।

एक अणु में परमाणुओं की पारस्परिक व्यवस्था और उनके बीच रासायनिक बंधन (वे आमतौर पर रेखाओं द्वारा दर्शाए जाते हैं) को ग्राफिकल रूप में दिखाते हुए सूचित करता है कि अणु के केंद्र में एक सल्फर परमाणु होता है, जो दो ऑक्सीजन के साथ दोहरे बंधन से जुड़ा होता है परमाणु। अन्य दो ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ, जिनमें से प्रत्येक में एक हाइड्रोजन परमाणु जुड़ा होता है, वही सल्फर परमाणु एकल बंधों द्वारा जुड़ा होता है।

गुण

सल्फ्यूरिक एसिड थोड़ा पीला या रंगहीन, चिपचिपा तरल होता है, जो किसी भी सांद्रता में पानी में घुलनशील होता है। यह एक मजबूत खनिज है और धातुओं के प्रति अत्यधिक आक्रामक है (केंद्रित बिना गर्म किए लोहे के साथ बातचीत नहीं करता है, लेकिन इसे निष्क्रिय कर देता है), चट्टानों, जानवरों के ऊतकों या अन्य सामग्री। यह एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट के उच्च हीड्रोस्कोपिसिटी और स्पष्ट गुणों की विशेषता है। 10.4 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, एसिड जम जाता है। जब 300 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, तो लगभग 99% एसिड सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड (SO3) खो देता है।

इसके जलीय घोल की सांद्रता के आधार पर इसके गुण बदलते हैं। अम्ल विलयन के सामान्य नाम हैं। पतला एसिड 10% तक माना जाता है। बैटरी - 29 से 32% तक। 75% से कम की सांद्रता पर (जैसा कि GOST 2184 में स्थापित किया गया है), इसे टॉवर कहा जाता है। यदि सांद्रता 98% है, तो यह पहले से ही केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड होगा। सूत्र (रासायनिक या संरचनात्मक) सभी मामलों में अपरिवर्तित रहता है।

जब सांद्र सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड सल्फ्यूरिक एसिड में घुल जाता है, तो ओलियम या फ्यूमिंग सल्फ्यूरिक एसिड बनता है, इसका सूत्र इस प्रकार लिखा जा सकता है: H2S2O7। शुद्ध अम्ल (H2S2O7) 36°C के गलनांक वाला ठोस है। सल्फ्यूरिक एसिड जलयोजन प्रतिक्रियाओं को बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई की विशेषता है।

एक तनु अम्ल धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिसके साथ यह एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट के गुणों को प्रदर्शित करता है। इस मामले में, सल्फ्यूरिक एसिड कम हो जाता है, गठित पदार्थों का सूत्र कम (+4, 0 या -2 तक) सल्फर परमाणु हो सकता है: SO2, S या H2S।

गैर-धातुओं जैसे कार्बन या सल्फर के साथ प्रतिक्रिया करता है:

2 H2SO4 + C → 2 SO2 + CO2 + 2 H2O

2 H2SO4 + S → 3 SO2 + 2 H2O

सोडियम क्लोराइड के साथ प्रतिक्रिया करता है:

H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCl

यह -SO3H समूह द्वारा एक सुगंधित यौगिक के बेंजीन रिंग से जुड़े हाइड्रोजन परमाणु के इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन की प्रतिक्रिया की विशेषता है।

रसीद

1831 में, H2SO4 प्राप्त करने के लिए संपर्क विधि का पेटेंट कराया गया था, जो वर्तमान में मुख्य है। आज अधिकांश सल्फ्यूरिक अम्ल इसी विधि से निर्मित होते हैं। सल्फाइड अयस्क (ज्यादातर लौह पाइराइट FeS2) का उपयोग कच्चे माल के रूप में किया जाता है, जिसे विशेष भट्टियों में जलाया जाता है, और रोस्टिंग गैस बनती है। चूंकि गैस का तापमान 900 डिग्री सेल्सियस है, इसलिए इसे सल्फ्यूरिक एसिड से 70% की एकाग्रता के साथ ठंडा किया जाता है। फिर गैस को चक्रवात और इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर में धूल से साफ किया जाता है, 40 और 10% उत्प्रेरक जहर (As2O5 और फ्लोरीन) के साथ एसिड के साथ टावरों को धोने में, और एसिड एरोसोल से गीले इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर पर। इसके बाद, 9% सल्फर डाइऑक्साइड (SO2) युक्त रोस्टिंग गैस को सुखाया जाता है और संपर्क तंत्र में डाला जाता है। वैनेडियम उत्प्रेरक की 3 परतों से गुजरने के बाद, SO2 को SO3 में ऑक्सीकृत किया जाता है। गठित सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड को भंग करने के लिए, केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग किया जाता है। निर्जल सल्फ्यूरिक एसिड में सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड (SO3) के घोल का सूत्र H2S2O7 है। इस रूप में, स्टील के टैंकों में ओलियम को उपभोक्ता तक पहुँचाया जाता है, जहाँ इसे वांछित सांद्रता में पतला किया जाता है।

आवेदन पत्र

इसके विभिन्न रासायनिक गुणों के कारण, H2SO4 में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है। एसिड के उत्पादन में, सीसा-एसिड बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट के रूप में, विभिन्न सफाई एजेंटों के निर्माण के लिए, यह रासायनिक उद्योग में एक महत्वपूर्ण अभिकर्मक भी है। इसका उपयोग अल्कोहल, प्लास्टिक, रंजक, रबर, ईथर, चिपकने वाले, साबुन और डिटर्जेंट, फार्मास्यूटिकल्स, लुगदी और कागज, पेट्रोलियम उत्पादों के उत्पादन में भी किया जाता है।

लक्ष्य:सल्फ्यूरिक एसिड की संरचना, भौतिक और रासायनिक गुणों से परिचित होने के लिए।

शैक्षिक कार्य:सल्फ्यूरिक एसिड के भौतिक और रासायनिक गुणों (अन्य एसिड और विशिष्ट के साथ सामान्य) पर विचार करें, प्राप्त करना, राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में सल्फ्यूरिक एसिड और इसके लवण के महान महत्व को दर्शाता है।

शैक्षिक कार्य:छात्रों के बीच प्रकृति की द्वंद्वात्मक-भौतिकवादी समझ का निर्माण जारी रखना।

विकास कार्य:सामान्य शैक्षिक कौशल और क्षमताओं का विकास, पाठ्यपुस्तक और अतिरिक्त साहित्य के साथ काम करना, डेस्कटॉप पर काम करने के नियम, व्यवस्थित और सामान्यीकरण करने की क्षमता, कारण और प्रभाव संबंध स्थापित करना, अपने विचारों को निर्णायक और सक्षम रूप से व्यक्त करना, निष्कर्ष निकालना, चित्र बनाना , स्केच।

कक्षाओं के दौरान

1. अतीत की पुनरावृत्ति।

फ्रंटल क्लास सर्वे क्रिस्टलीय और प्लास्टिक सल्फर के गुणों की तुलना करें। अपररूपता का सार समझाइए।

2. नई सामग्री सीखना।

कहानी को ध्यान से सुनने के बाद, हम पाठ के अंत में बताएंगे कि सल्फ्यूरिक एसिड ने पानी, लकड़ी और सोने की अंगूठी के साथ अजीब व्यवहार क्यों किया।

एक ऑडियो रिकॉर्डिंग की तरह लगता है।

सल्फ्यूरिक एसिड के एडवेंचर्स।

एक रासायनिक साम्राज्य में एक जादूगरनी रहती थी, उसका नाम था सल्फ्यूरिक एसिड. यह इतना बुरा नहीं लग रहा था, यह एक रंगहीन तरल, तेल जैसा चिपचिपा, गंधहीन था। सल्फ्यूरिक एसिडमैं प्रसिद्ध होना चाहता था, इसलिए मैं एक यात्रा पर गया।

वह पहले से ही 5 घंटे से चल रही थी, और चूंकि दिन बहुत गर्म था, उसे बहुत प्यास लगी थी। और अचानक उसने एक कुआँ देखा। "पानी!" तेजाब चिल्लाया, और कुएँ की ओर दौड़ते हुए, उसने पानी को छुआ। पानी बुरी तरह फुफकार रहा था। एक रोने के साथ, भयभीत जादूगरनी भाग गई। बेशक, युवा एसिड को नहीं पता था कि मिश्रित होने पर सल्फ्यूरिक एसिडपानी बड़ी मात्रा में गर्मी छोड़ता है।

"अगर पानी के संपर्क में आता है सल्फ्यूरिक एसिड, तो पानी, एसिड के साथ मिश्रण करने का समय नहीं होने पर, उबाल सकता है और छींटे फेंक सकता है सल्फ्यूरिक एसिड. यह प्रविष्टि एक युवा यात्री की डायरी में दिखाई दी, और फिर पाठ्यपुस्तकों में प्रवेश किया।

चूंकि तेजाब ने उनकी प्यास नहीं बुझाई, इसलिए, एक विशाल पेड़ ने लेटने और छाया में आराम करने का फैसला किया। लेकिन वह भी सफल नहीं हुई। एक बार सल्फ्यूरिक एसिडपेड़ को छुआ, वह चरने लगा। इसका कारण न जानकर भयभीत तेजाब भाग गया।

जल्द ही वह शहर आ गई और अपने रास्ते में आने वाली पहली दुकान में जाने का फैसला किया। वे गहने बन गए। दुकान की खिड़कियों के पास तेजाब ने कई खूबसूरत अंगूठियां देखीं। सल्फ्यूरिक एसिडमैंने एक अंगूठी की कोशिश करने का फैसला किया। विक्रेता से सोने की अंगूठी माँगते हुए यात्री ने उसे अपनी लंबी सुंदर उंगली पर रख दिया। जादूगरनी को वास्तव में अंगूठी पसंद आई और उसने इसे खरीदने का फैसला किया। यही वह अपने दोस्तों के लिए घमंड कर सकती थी!

शहर छोड़कर तेजाब घर चला गया। रास्ते में विचार ने उसका साथ नहीं छोड़ा, उसे छूने पर पानी और लकड़ी ने इतना अजीब व्यवहार क्यों किया, लेकिन इस सुनहरी चीज को कुछ नहीं हुआ? "हाँ, क्योंकि सोना अंदर है" सल्फ्यूरिक एसिडऑक्सीकरण नहीं करता। ये उनकी डायरी में तेजाब द्वारा लिखे गए आखिरी शब्द थे।

शिक्षक की व्याख्या।

सल्फ्यूरिक एसिड के इलेक्ट्रॉनिक और संरचनात्मक सूत्र।

चूंकि सल्फर आवर्त प्रणाली की तीसरी अवधि में है, ऑक्टेट नियम (आठ इलेक्ट्रॉनिक संरचना) का सम्मान नहीं किया जाता है और एक सल्फर परमाणु बारह इलेक्ट्रॉनों तक प्राप्त कर सकता है। सल्फ्यूरिक एसिड के इलेक्ट्रॉनिक और संरचनात्मक सूत्र इस प्रकार हैं:

(सल्फर के छह इलेक्ट्रॉनों को तारक से चिह्नित किया जाता है)

रसीद।

सल्फ्यूरिक एसिड पानी के साथ सल्फर ऑक्साइड (5) की बातचीत से बनता है (SO 3 + H 2 O -> H 2 SO 4)।

भौतिक गुण।

सल्फ्यूरिक एसिड एक रंगहीन, भारी, गैर-वाष्पशील तरल है। पानी में घुलने पर बहुत तेज ताप होता है। उसे याद रखो सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड में पानी न डालें!

सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड हवा से जल वाष्प को अवशोषित करता है। यह देखा जा सकता है कि अगर केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड वाला एक खुला बर्तन पैमाने पर संतुलित है: थोड़ी देर बाद, बर्तन वाला कप डूब जाएगा।

रासायनिक गुण।

तनु सल्फ्यूरिक अम्ल में सभी अम्लों में समान गुण होते हैं। इसके अलावा, सल्फ्यूरिक एसिड में विशिष्ट गुण होते हैं।

सल्फ्यूरिक के रासायनिक गुण - अनुबंध .

एक मनोरंजक अनुभव के शिक्षक द्वारा प्रदर्शन।

संक्षिप्त सुरक्षा ब्रीफिंग।

एस्किमो (चीनी से चारकोल)

उपकरण	अनुभव योजना	निष्कर्ष
पिसी चीनी। केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड। 100-150 मिली के दो रासायनिक गिलास। कांच की छड़। तराजू।	एक बीकर में 30 ग्राम पिसी चीनी डालें। 12 मिली सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड को मापने के लिए एक बीकर का उपयोग करें। एक गिलास रॉड के साथ एक गिलास में चीनी और एसिड को एक भावपूर्ण द्रव्यमान में मिलाएं (कांच की छड़ को हटा दें और इसे एक गिलास पानी में डाल दें)। थोड़ी देर के बाद, मिश्रण काला हो जाता है, गर्म हो जाता है, और जल्द ही कांच से एक झरझरा कोयला द्रव्यमान रेंगने लगता है - popsicle	सल्फ्यूरिक एसिड (केंद्रित) के साथ चीनी का कार्बोनाइजेशन इस एसिड के ऑक्सीकरण गुणों द्वारा समझाया गया है। कम करने वाला एजेंट कार्बन है। प्रक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है। 2H 2 SO 4 + C 12 O 11 + H22 -> 11C + 2SO 2 + 13H 2 O + CO 2

छात्र एक नोटबुक में मनोरंजक अनुभव के साथ एक तालिका भरते हैं।

छात्रों का तर्क है कि सल्फ्यूरिक एसिड ने पानी, लकड़ी और सोने के साथ इतना अजीब व्यवहार क्यों किया।

आवेदन पत्र।

इसके गुणों (पानी को अवशोषित करने की क्षमता, ऑक्सीकरण गुण, गैर-अस्थिरता) के कारण, राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में सल्फ्यूरिक एसिड का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह रासायनिक उद्योग के मुख्य उत्पादों के अंतर्गत आता है।

रंग प्राप्त करना;
खनिज उर्वरक प्राप्त करना;
तेल उत्पादों की सफाई;
तांबे का इलेक्ट्रोलाइटिक उत्पादन;
बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट;
विस्फोटक प्राप्त करना;
रंग प्राप्त करना;
कृत्रिम रेशम प्राप्त करना;
ग्लूकोज प्राप्त करना;
लवण प्राप्त करना;
अम्ल प्राप्त करना।

उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड के लवण व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं

ना 2 एसओ 4 * 10एच 2 ओ- सोडियम सल्फेट क्रिस्टलीय हाइड्रेट (ग्लॉबर का नमक)- सोडा, कांच, दवा और पशु चिकित्सा में उपयोग किया जाता है।

CaSO4*2H2O- हाइड्रेटेड कैल्शियम सल्फेट (प्राकृतिक जिप्सम)- अर्ध-जलीय जिप्सम प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है, जो निर्माण में आवश्यक है, और दवा में - प्लास्टर पट्टियां लगाने के लिए।

CuSO4*5H2O- हाइड्रेटेड कॉपर सल्फेट (2) (कॉपर सल्फेट)- कीटों और पौधों की बीमारियों के खिलाफ लड़ाई में उपयोग किया जाता है।

पाठ्यपुस्तक के अतिरिक्त पाठ्य घटक के साथ छात्रों का कार्य।

यह दिलचस्प है

... कारा-बोगाज़-गोल खाड़ी में, पानी में +5 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 30% ग्लौबर का नमक होता है, यह नमक बर्फ की तरह सफेद अवक्षेप के रूप में और गर्म मौसम की शुरुआत के साथ अवक्षेपित होता है, नमक फिर से घुल जाता है। चूंकि इस खाड़ी में ग्लौबर का नमक प्रकट होता है और गायब हो जाता है, इसलिए इसका नाम रखा गया चमत्कारी, जिसका अर्थ है "अद्भुत नमक"।

3. बोर्ड पर लिखित शैक्षिक सामग्री को समेकित करने के लिए प्रश्न।

सर्दियों में, कभी-कभी खिड़की के फ्रेम के बीच केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड वाला एक बर्तन रखा जाता है। ऐसा करने का उद्देश्य क्या है, बर्तन में ऊपर तक तेजाब क्यों नहीं भरा जा सकता?
सल्फ्यूरिक एसिड को रसायन शास्त्र की "रोटी" क्यों कहा जाता है?

इसके कार्यान्वयन के लिए गृहकार्य और निर्देश।

जहाँ उपयुक्त हो, समीकरणों को आयनिक रूप में लिखिए।

पाठ पर निष्कर्ष, सेटिंग और टिप्पणी अंक।

सन्दर्भ।

रुडजाइटिस जीई फेल्डमैन एफजी, रसायन विज्ञान: 2 घंटे में एक शाम (शिफ्ट) माध्यमिक विद्यालय के ग्रेड 7-11 के लिए एक पाठ्यपुस्तक। भाग 1-3 संस्करण - एम।: शिक्षा, 1987।
स्कूल नंबर 6, 1991 में रसायन विज्ञान।
स्ट्रेम्पलर जेनरिख इवानोविच, अवकाश पर रसायन विज्ञान: पुस्तक। छात्रों के लिए बुधवार। और पुराना। आयु / अंजीर। ईडी। वी.एन. की भागीदारी के साथ रस्तोपचिनी।- एफ।: चौ। ईडी। केएसई, 1990।