Formula moleculară a h2so4. Acid sulfuric - proprietăți chimice și producție industrială

Formula structurala

Formula adevărată, empirică sau brută: H2SO4

Compoziția chimică a acidului sulfuric

Greutate moleculară: 98,076

Acid sulfuric H 2 SO 4 este un acid dibazic puternic, corespunzând celei mai înalte stări de oxidare a sulfului (+6). În condiții normale, acidul sulfuric concentrat este un lichid gras uleios, incolor și inodor, cu gust acru „cupru”. În tehnologie, acidul sulfuric este numit amestecurile sale atât cu apă, cât și cu anhidrida sulfuric SO 3. Dacă raportul molar SO 3: H 2 O este mai mic de 1, atunci aceasta este o soluție apoasă de acid sulfuric, dacă mai mult de 1 - o soluție de SO 3 în acid sulfuric (oleum).

Nume

În secolele XVIII-XIX, la fabricile de vitriol se producea sulf pentru praf de pușcă din pirite de sulf (pirită). Acidul sulfuric la acea vreme era numit „ulei de vitriol” (de regulă era un hidrat cristalin, asemănător cu uleiul ca consistență), de unde și originea denumirii sărurilor sale (sau mai degrabă hidrații cristalini) - vitriol.

Obținerea de acid sulfuric

Metoda industrială (de contact).

În industrie, acidul sulfuric este produs prin oxidarea dioxidului de sulf (gaz sulfuros produs în timpul arderii sulfului sau piritelor) în trioxid (anhidridă sulfuric), urmată de interacțiunea SO 3 cu apa. Acidul sulfuric obținut prin această metodă se mai numește contact (concentrație 92-94%).

Metoda azotului (turn).

Anterior, acidul sulfuric se obținea exclusiv prin metoda azotului în turnuri speciale, iar acidul se numea acid de turn (concentrație de 75%). Esența acestei metode este oxidarea dioxidului de sulf cu dioxid de azot în prezența apei.

Altă cale

În acele cazuri rare când hidrogenul sulfurat (H 2 S) înlocuiește sulfatul (SO 4 -) din sare (cu metale Cu, Ag, Pb, Hg), acidul sulfuric este un produs secundar. Sulfurile acestor metale au cea mai mare rezistență, precum și o culoare neagră distinctivă.

Proprietăți fizice și fizico-chimice

Un acid foarte puternic, la 18 o C pK a (1) \u003d -2,8, pK a (2) \u003d 1,92 (K z 1,2 10 -2); lungimi de legătură în moleculă S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, unghi HOSOH 104°, OSO 119°; fierbe, formând un amestec azeotrop (98,3% H2SO4 și 1,7% H2O cu un punct de fierbere de 338,8°C). Acidul sulfuric, corespunzător unui conținut de 100% H 2 SO 4 , are o compoziție (%): H 2 SO 4 99,5, HSO 4 - - 0,18, H 3 SO 4 + - 0,14, H 3 O + - 0,09, H 2 S 207, - 0,04, HS207 - - 0,05. Miscibil cu apa si SO 3 in toate proportiile. În soluții apoase, acidul sulfuric se disociază aproape complet în H 3 O + , HSO 3 + și 2HSO 4 - . Formează hidrați H2SO4nH2O, unde n = 1, 2, 3, 4 și 6,5.

Oleum

Soluțiile de anhidridă sulfuric SO 3 în acid sulfuric se numesc oleum, ele formează doi compuși H 2 SO 4 SO 3 și H 2 SO 4 2SO 3. Oleum conține și acizi pirosulfuric. Punctul de fierbere al soluţiilor apoase de acid sulfuric creşte odată cu creşterea concentraţiei acestuia şi atinge un maxim la un conţinut de 98,3% H 2 SO 4 . Punctul de fierbere al oleumului scade odată cu creșterea conținutului de SO3. Odată cu creșterea concentrației soluțiilor apoase de acid sulfuric, presiunea totală a vaporilor peste soluții scade și, la un conținut de 98,3% H 2 SO 4, atinge un minim. Odată cu creșterea concentrației de SO 3 în oleum, presiunea totală a vaporilor deasupra acesteia crește. Presiunea vaporilor peste soluțiile apoase de acid sulfuric și oleum poate fi calculată prin ecuația:

log p=A-B/T+2,126

valorile coeficienților A și B depind de concentrația de acid sulfuric. Aburul peste soluții apoase de acid sulfuric constă dintr-un amestec de vapori de apă, H 2 SO 4 și SO 3, în timp ce compoziția vaporilor diferă de compoziția lichidului la toate concentrațiile de acid sulfuric, cu excepția amestecului azeotrop corespunzător. Pe măsură ce temperatura crește, disocierea crește. Oleum H 2 SO 4 · SO 3 are vâscozitatea maximă, cu creșterea temperaturii, η scade. Rezistența electrică a acidului sulfuric este minimă la o concentrație de SO 3 și 92% H 2 SO 4 și maximă la o concentrație de 84 și 99,8% H 2 SO 4 . Pentru oleum, ρ minim este la o concentrație de 10% SO 3 . Pe măsură ce temperatura crește, ρ acidului sulfuric crește. Constanta dielectrică a acidului sulfuric 100% 101 (298,15 K), 122 (281,15 K); constantă crioscopică 6,12, constantă ebulioscopică 5,33; coeficientul de difuzie al vaporilor de acid sulfuric în aer variază cu temperatura; D = 1,67 10⁻⁵T3/2 cm²/s.

Proprietăți chimice

Acidul sulfuric în formă concentrată atunci când este încălzit este un agent oxidant destul de puternic. Oxidează HI și parțial HBr pentru a elibera halogeni. Oxidează multe metale (excepții: Au, Pt, Ir, Rh, Ta.). În acest caz, acidul sulfuric concentrat este redus la SO2. La rece în acid sulfuric concentrat, Fe, Al, Cr, Co, Ni, Ba sunt pasivați și reacțiile nu au loc. Cu cei mai puternici agenți reducători, acidul sulfuric concentrat este redus la S și H 2 S. Acidul sulfuric concentrat absoarbe vaporii de apă, deci este folosit pentru a usca gazele, lichidele și solidele, de exemplu, în esicatoare. Cu toate acestea, H2SO4 concentrat este parțial redus de hidrogen, motiv pentru care nu poate fi folosit pentru uscare. Divizarea apei din compușii organici și lăsând în același timp carbon negru (cărbune), acidul sulfuric concentrat duce la carbonizarea lemnului, zahărului și a altor substanțe. H 2 SO 4 diluat interacționează cu toate metalele care se află în seria electrochimică de tensiuni la stânga hidrogenului cu eliberarea acestuia. Proprietățile oxidante ale H2SO4 diluat sunt necaracteristice. Acidul sulfuric formează două serii de săruri: mediu - sulfați și acid - hidrosulfați, precum și esteri. Sunt cunoscuţi acizii H2SO5 peroxomonosulfuric (sau acidul lui Caro) şi H2S2O8 peroxodisulfuric. Acidul sulfuric reacţionează, de asemenea, cu oxizii bazici pentru a forma sulfat şi apă. În instalațiile de prelucrare a metalelor, o soluție de acid sulfuric este utilizată pentru a îndepărta un strat de oxid metalic de pe suprafața produselor metalice care sunt supuse unei încălziri puternice în timpul procesului de fabricație. Deci, oxidul de fier este îndepărtat de pe suprafața tablei de fier prin acțiunea unei soluții încălzite de acid sulfuric. O reacție calitativă la acidul sulfuric și sărurile sale solubile este interacțiunea lor cu sărurile de bariu solubile, în care se formează un precipitat alb de sulfat de bariu, insolubil în apă și acizi, de exemplu.

Aplicație

Acidul sulfuric este utilizat:

• în prelucrarea minereurilor, în special în extracția elementelor rare, inclusiv uraniu, iridiu, zirconiu, osmiu etc.;
• în producția de îngrășăminte minerale;
• ca electrolit în bateriile cu plumb;
• pentru a obține diverși acizi minerali și săruri;
• în producția de fibre chimice, coloranți, substanțe care formează fum și explozive;
• în industria petrolului, prelucrarea metalelor, textile, piele și alte industrii;
• în industria alimentară - înregistrat ca aditiv alimentar E513 (emulgator);
• în sinteza organică industrială în reacții:
• deshidratare (obținerea eterului dietilic, esterilor);
• hidratare (etanol din etilenă);
• sulfonare (detergenți sintetici și intermediari în producerea coloranților);
• alchilare (obținerea izooctanului, polietilenglicolului, caprolactamei) etc.
• Pentru recuperarea rășinilor în filtre în producția de apă distilată.

Producția mondială de acid sulfuric cca. 160 de milioane de tone pe an. Cel mai mare consumator de acid sulfuric este producția de îngrășăminte minerale. Pentru îngrășămintele cu fosfat P 2 O 5 se consumă de 2,2-3,4 ori mai mult acid sulfuric în masă, iar pentru (NH 4) 2 SO 4 acid sulfuric 75% din masa de (NH 4) 2 SO 4 consumată. Prin urmare, plantele cu acid sulfuric tind să fie construite împreună cu plante pentru producerea de îngrășăminte minerale.

Informații istorice

Acidul sulfuric este cunoscut încă din antichitate, prezentând în natură sub formă liberă, de exemplu, sub formă de lacuri lângă vulcani. Poate că prima mențiune a gazelor acide obținute prin calcinarea alaunului sau sulfatului de fier „piatră verde” se găsește în scrierile atribuite alchimistului arab Jabir ibn Hayyan. În secolul al IX-lea, alchimistul persan Ar-Razi, calcinând un amestec de fier și sulfat de cupru (FeSO 4 7H 2 O și CuSO 4 5H 2 O), a obținut și o soluție de acid sulfuric. Această metodă a fost perfecționată de alchimistul european Albert Magnus, care a trăit în secolul al XIII-lea. Schema de producere a acidului sulfuric din sulfat feros - descompunerea termică a sulfatului de fier (II), urmată de răcirea amestecului. Scrierile alchimistului Valentin (secolul XIII) descriu o metodă de producere a acidului sulfuric prin absorbția de gaz (anhidridă sulfurică) eliberat prin arderea unui amestec de pulberi de sulf și salpetru cu apă. Ulterior, această metodă a stat la baza așa-numitului. metoda „cameră”, efectuată în camere mici căptușite cu plumb, care nu se dizolvă în acid sulfuric. În URSS, o astfel de metodă a existat până în 1955. Alchimiștii secolului al XV-lea cunoșteau și o metodă de obținere a acidului sulfuric din pirit - pirita de sulf, o materie primă mai ieftină și mai comună decât sulful. Acidul sulfuric a fost produs în acest fel timp de 300 de ani, în cantități mici în retorte de sticlă. Ulterior, în legătură cu dezvoltarea catalizei, această metodă a înlocuit metoda camerei pentru sinteza acidului sulfuric. În prezent, acidul sulfuric este produs prin oxidarea catalitică (pe V 2 O 5) a oxidului de sulf (IV) în oxid de sulf (VI) și dizolvarea ulterioară a oxidului de sulf (VI) în acid sulfuric 70% pentru a forma oleum. În Rusia, producția de acid sulfuric a fost organizată pentru prima dată în 1805, lângă Moscova, în districtul Zvenigorod. În 1913, Rusia ocupa locul 13 în lume la producția de acid sulfuric.

Informații suplimentare

Cele mai mici picături de acid sulfuric se pot forma în atmosfera medie și superioară ca urmare a reacției vaporilor de apă și cenușii vulcanice care conțin cantități mari de sulf. Suspensia rezultată, din cauza albedoului ridicat al norilor de acid sulfuric, face dificilă atingerea luminii solare la suprafața planetei. Prin urmare (și, de asemenea, ca urmare a unui număr mare de particule minuscule de cenușă vulcanică în atmosfera superioară, care îngreunează și lumina soarelui să ajungă pe planetă), pot apărea schimbări climatice semnificative după erupții vulcanice deosebit de puternice. De exemplu, ca urmare a erupției vulcanului Ksudach (Peninsula Kamchatka, 1907), o concentrație crescută de praf în atmosferă a persistat timp de aproximativ 2 ani, iar nori argintii caracteristici de acid sulfuric au fost observați chiar și la Paris. Explozia vulcanului Pinatubo din 1991, care a trimis 3 10 7 tone de sulf în atmosferă, a dus la faptul că 1992 și 1993 au fost mult mai reci decât 1991 și 1994.

Standarde

• Acid sulfuric tehnic GOST 2184-77
• Baterie cu acid sulfuric. Specificații GOST 667-73
• Acid sulfuric de o puritate deosebită. Specificații GOST 1422-78
• Reactivi. Acid sulfuric. Specificații GOST 4204-77

Proprietățile fizice ale acidului sulfuric:
Lichid uleios greu ("vitriol");
densitate 1,84 g/cm3; nevolatil, foarte solubil în apă - cu încălzire puternică; t°pl. = 10,3°C, pf \u003d 296 ° C, foarte higroscopic, are proprietăți de îndepărtare a apei (carbonizarea hârtiei, lemnului, zahărului).

Căldura de hidratare este atât de mare încât amestecul poate fierbe, stropi și poate provoca arsuri. Prin urmare, este necesar să adăugați acid în apă și nu invers, deoarece atunci când apă este adăugată la acid, pe suprafața acidului se va afla apă mai ușoară, unde se va concentra toată căldura eliberată.

Producția industrială de acid sulfuric (metoda de contact):

1) 4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2) 2SO 2 + O 2 V 2 O 5 → 2SO 3

3) nSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3 (oleum)

Pirita umedă purificată zdrobită (pirită de sulf) este turnată de sus în cuptor pentru ardere în " pat fluidizat". De jos (principiul contracurent) trece aer îmbogățit cu oxigen.
Din cuptor iese gazul cuptorului, a cărui compoziție este: SO 2, O 2, vapori de apă (pirita era umedă) și cele mai mici particule de cenzură (oxid de fier). Gazul este purificat din impuritățile particulelor solide (într-un ciclon și precipitator electrostatic) și vapori de apă (într-un turn de uscare).
În aparatul de contact, dioxidul de sulf este oxidat folosind un catalizator V2O5 (pentoxid de vanadiu) pentru a crește viteza de reacție. Procesul de oxidare a unui oxid la altul este reversibil. Prin urmare, sunt selectate condițiile optime pentru desfășurarea reacției directe - presiune crescută (deoarece reacția directă are loc cu o scădere a volumului total) și o temperatură nu mai mare de 500 C (deoarece reacția este exotermă).

În turnul de absorbție, oxidul de sulf (VI) este absorbit de acidul sulfuric concentrat.
Nu se utilizează absorbția de apă, deoarece oxidul de sulf se dizolvă în apă cu degajarea unei cantități mari de căldură, astfel încât acidul sulfuric rezultat fierbe și se transformă în abur. Pentru a evita formarea de ceață de acid sulfuric, utilizați acid sulfuric concentrat 98%. Oxidul de sulf se dizolvă foarte bine într-un astfel de acid, formând oleum: H 2 SO 4 nSO 3

Proprietățile chimice ale acidului sulfuric:

H 2 SO 4 este un acid dibazic puternic, unul dintre cei mai puternici acizi minerali, din cauza polarității ridicate, legătura H - O se rupe ușor.

1) Acidul sulfuric se disociază în soluție apoasă , formând un ion de hidrogen și un reziduu acid:
H2SO4 \u003d H + + HSO4 -;
HSO 4 - \u003d H + + SO 4 2-.
Ecuație rezumată:
H 2 SO 4 \u003d 2H + + SO 4 2-.

2) Interacțiunea acidului sulfuric cu metalele:
Acidul sulfuric diluat dizolvă doar metalele din seria de tensiune din stânga hidrogenului:
Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (razb) → Zn + 2 SO 4 + H 2

3) Interacțiunea acidului sulfuriccu oxizi bazici:
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O

4) Interacțiunea acidului sulfuric cuhidroxizi:
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
H2SO4 + Cu(OH)2 → CuS04 + 2H2O

5) Reacții de schimb cu săruri:
BaCl2 + H2S04 → BaS04 ↓ + 2HCI
Formarea unui precipitat alb de BaSO 4 (insolubil în acizi) este utilizată pentru a detecta acid sulfuric și sulfați solubili (reacție calitativă pentru ionul sulfat).

Proprietăți speciale ale H2SO4 concentrat:

1) concentrat acidul sulfuric este agent oxidant puternic ; atunci când interacționează cu metale (cu excepția Au, Pt) se revine la S +4 O 2 , S 0 sau H 2 S -2 în funcție de activitatea metalului. Fără încălzire, nu reacționează cu Fe, Al, Cr - pasivare. Atunci când interacționează cu metale cu valență variabilă, acestea din urmă sunt oxidate la stări de oxidare superioare decât în ​​cazul unei soluții acide diluate: Fe0→ Fe3+, Cr0→ Cr3+, Mn0→Mn4+,sn 0→ sn 4+

metal activ

8 Al + 15 H 2 SO 4 (conc.) → 4Al 2 (SO 4) 3 + 12H 2 O + 3 H2S
4│2Al 0 – 6 e- → 2Al 3+ - oxidare
3│ S 6+ + 8e → S 2– restaurare

4Mg+ 5H2SO4 → 4MgSO4 + H2S + 4H2O

Metal cu activitate medie

2Cr + 4 H 2 SO 4 (conc.) → Cr 2 (SO 4) 3 + 4 H 2 O + S
1│ 2Cr 0 - 6e → 2Cr 3+ - oxidare
1│ S 6+ + 6e → S 0 - restaurare

Metal inactiv

2Bi + 6H 2 SO 4 (conc.) → Bi 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O + 3 SO2
1│ 2Bi 0 - 6e → 2Bi 3+ - oxidare
3│ S 6+ + 2e →S 4+ - recuperare

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

2) Acidul sulfuric concentrat oxidează unele nemetale, de regulă, la starea de oxidare maximă, el însuși se reduce laS+4O2:

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

S+ 2H2SO4 (conc) → 3SO2 + 2H2O

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

3) Oxidarea substanțelor complexe:
Acidul sulfuric oxidează HI și HBr la halogeni liberi:
2 KBr + 2H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + SO 2 + Br 2 + 2H 2 O
2 KI + 2H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + SO 2 + I 2 + 2H 2 O
Acidul sulfuric concentrat nu poate oxida ionii de clorură la clor liber, ceea ce face posibilă obținerea de HCI prin reacția de schimb:
NaCI + H2S04 (conc.) = NaHS04 + Hcl

Acidul sulfuric elimină apa legată chimic din compușii organici care conțin grupări hidroxil. Deshidratarea alcoolului etilic în prezența acidului sulfuric concentrat duce la producerea de etilenă:
C 2 H 5 OH \u003d C 2 H 4 + H 2 O.

Carbonizarea zahărului, celulozei, amidonului și altor carbohidrați la contactul cu acidul sulfuric se explică și prin deshidratarea acestora:
C 6 H 12 O 6 + 12H 2 SO 4 \u003d 18H 2 O + 12SO 2 + 6CO 2.

Ţintă: Pentru a se familiariza cu structura, proprietățile fizice și chimice, utilizarea acidului sulfuric.

Sarcini educaționale: Luați în considerare proprietățile fizico-chimice (comune cu alți acizi și specifice) ale acidului sulfuric, obținând, arătând importanța mare a acidului sulfuric și a sărurilor sale în economia națională.

Sarcini educaționale: Pentru a continua formarea unei înțelegeri dialectico-materialiste a naturii în rândul elevilor.

Sarcini de dezvoltare: Dezvoltarea abilităților și abilităților educaționale generale, lucrul cu un manual și literatură suplimentară, reguli pentru lucrul pe desktop, capacitatea de sistematizare și generalizare, stabilirea relațiilor cauză-efect, exprimarea concludentă și competentă a gândurilor, tragerea concluziilor, desenarea diagramelor , schiță.

În timpul orelor

1. Repetarea trecutului.

Sondaj frontal de clasă. Comparați proprietățile sulfului cristalin și plastic. Explicați esența alotropiei.

2. Învățarea de material nou.

După ce ascultăm cu atenție povestea, vom explica la sfârșitul lecției de ce acidul sulfuric s-a comportat ciudat cu apă, lemn și un inel de aur.

Sună ca o înregistrare audio.

Aventurile acidului sulfuric.

Într-un regat chimic trăia o vrăjitoare, numele ei era acid sulfuric. Nu arăta atât de rău, era un lichid incolor, vâscos ca uleiul, inodor. Acid sulfuric Am vrut să fiu faimos, așa că am plecat într-o excursie.

Mergea deja de 5 ore, iar din moment ce ziua era prea caldă, îi era foarte sete. Și deodată a văzut o fântână. "Apă!" exclamă acid și alergând spre fântână, atinse apa. Apa șuiera îngrozitor. Cu un strigăt, vrăjitoarea înspăimântată s-a repezit. Desigur, acidul tânăr nu știa asta atunci când era amestecat acid sulfuric apa eliberează o cantitate mare de căldură.

„Dacă apa intră în contact cu acid sulfuric, apoi apa, neavând timp să se amestece cu acidul, poate fierbe și arunca stropi acid sulfuric. Această intrare a apărut în jurnalul unui tânăr călător, iar apoi a intrat în manuale.

Deoarece acidul nu le-a potoli setea, atunci, un copac întins, a decis să se întindă și să se odihnească la umbră. Dar nici ea nu a reușit. O singura data Acid sulfuric atins copacul, acesta a început să se carbonizeze. Neștiind motivul pentru aceasta, acidul speriat a fugit.

Curând a venit în oraș și a decis să meargă la primul magazin care i-a dat peste drum. S-au dovedit a fi bijuterii. Apropiindu-se de vitrine, acidul a văzut multe inele frumoase. Acid sulfuric Am decis să încerc un inel. Cerând vânzătorului un inel de aur, călătoarea l-a pus pe degetul ei lung și frumos. Vrăjitoarei i-a plăcut foarte mult inelul și a decis să-l cumpere. Cu asta se putea lăuda prietenilor ei!

Ieșind din oraș, acidul a plecat acasă. Pe drum, gândul nu a părăsit-o, de ce apa și lemnul s-au comportat atât de ciudat la atingere cu ea, dar nimic nu s-a întâmplat cu acest lucru de aur? „Da, pentru că este aurul acid sulfuric nu se oxideaza. Acestea au fost ultimele cuvinte scrise de acid în jurnalul său.

Explicația profesorului.

Formule electronice și structurale ale acidului sulfuric.

Deoarece sulful se află în a 3-a perioadă a sistemului periodic, regula octetului (structură electronică opt) nu este respectată și un atom de sulf poate dobândi până la doisprezece electroni. Formulele electronice și structurale ale acidului sulfuric sunt următoarele:

(Cei șase electroni ai sulfului sunt marcați cu un asterisc)

chitanta.

Acidul sulfuric se formează prin interacțiunea oxidului de sulf (5) cu apa (SO 3 + H 2 O -> H 2 SO 4).

proprietăți fizice.

Acidul sulfuric este un lichid incolor, greu, nevolatil. Când este dizolvat în apă, are loc o încălzire foarte puternică. sa nu uiti asta nu turnați apă în acid sulfuric concentrat!

Acidul sulfuric concentrat absoarbe vaporii de apă din aer. Acest lucru poate fi văzut dacă un vas deschis cu acid sulfuric concentrat este echilibrat pe o scară: după un timp, paharul cu vasul se va scufunda.

Proprietăți chimice.

Acidul sulfuric diluat are proprietăți comune tuturor acizilor. În plus, acidul sulfuric are proprietăți specifice.

Proprietățile chimice ale sulfuricului - Apendice .

Demonstrarea de către profesor a unei experiențe distractive.

Scurtă informare privind siguranța.

Eschimos (cărbune din zahăr)

Echipamente	Planul de experiență	Concluzie
Zahăr pudră. acid sulfuric concentrat. Două pahare chimice de 100-150 ml. Tijă de sticlă. Cântare.	Se toarnă 30 g de zahăr pudră într-un pahar. Folosiți un pahar pentru a măsura 12 ml de acid sulfuric concentrat. Se amestecă zahărul și acidul într-un pahar cu o baghetă de sticlă într-o masă moale (se scoate tija de sticlă și se pune într-un pahar cu apă). După ceva timp, amestecul se întunecă, se încălzește și în curând o masă poroasă de cărbune începe să iasă din sticlă - Inghetata din suc	Carbonizarea zahărului cu acid sulfuric (concentrat) se explică prin proprietățile oxidante ale acestui acid. Agentul reducător este carbonul. Procesul este exotermic. 2H 2 SO 4 + C 12 O 11 + H22 -> 11C + 2SO 2 + 13H 2 O + CO 2

Elevii completează un tabel cu o experiență distractivă într-un caiet.

Raționamentul studenților despre motivul pentru care acidul sulfuric s-a comportat atât de ciudat cu apa, lemnul și aurul.

Aplicație.

Datorită proprietăților sale (capacitatea de a absorbi apă, proprietăți oxidante, nevolatilitate), acidul sulfuric este utilizat pe scară largă în economia națională. Face parte din principalele produse ale industriei chimice.

1. primirea coloranților;
2. obtinerea de ingrasaminte minerale;
3. curățarea produselor petroliere;
4. producția electrolitică de cupru;
5. electrolit în baterii;
6. primirea de explozibili;
7. primirea coloranților;
8. obtinerea de matase artificiala;
9. primirea de glucoză;
10. care primesc săruri;
11. obţinerea acizilor.

Sărurile acidului sulfuric sunt utilizate pe scară largă, de exemplu

Na2S04*10H20– sulfat de sodiu hidrat cristalin (Sarea lui Glauber)- folosit la producerea de sifon, sticla, in medicina si medicina veterinara.

CaS04*2H2O- sulfat de calciu hidratat (gips natural)- folosit pentru obtinerea gipsului semiapos, necesar in constructii, iar in medicina - pentru aplicarea bandajelor de ipsos.

CuS04*5H2O– sulfat de cupru hidratat (2) (sulfat de cupru)- folosit in lupta impotriva daunatorilor si bolilor plantelor.

Munca elevilor cu componenta extratextuală a manualului.

Este interesant

... în Golful Kara-Bogaz-Gol, apa conține 30% sare Glauber la o temperatură de +5 ° C, această sare precipită sub formă de precipitat alb, ca zăpada, și odată cu apariția vremii calde, sarea se dizolvă din nou. Deoarece sarea lui Glauber apare și dispare în acest golf, a fost numită mirabilitate, care înseamnă „sare minunată”.

3. Întrebări de consolidare a materialului educațional, scrise la tablă.

1. În timpul iernii, între tocurile ferestrelor se pune uneori un vas cu acid sulfuric concentrat. Care este scopul de a face acest lucru, de ce nu poate fi umplut vasul cu acid până la vârf?
2. De ce acidul sulfuric este numit „pâinea” chimiei?

Tema pentru acasă și instrucțiuni pentru implementarea acesteia.

Acolo unde este cazul, scrieți ecuațiile în formă ionică.

Concluzie asupra lecției, stabilirea și comentarea notelor.

Referințe.

1. Rudzitis G.E. Feldman F.G., Chimie: un manual pentru clasele 7-11 ale unei școli secundare de seară (în schimburi) la 2 ore. Ediția partea 1-3 - M.: Educație, 1987.
2. Chimie la scoala nr 6, 1991.
3. Strempler Genrikh Ivanovich, Chimia în timpul liber: Carte. pentru studenți miercurea. si vechi. vârsta /Fig. ed. cu participarea V.N. Rastopchiny.- F .: Ch. ed. KSE, 1990.

Are un nume istoric: ulei de vitriol. Studiul acidului a început în cele mai vechi timpuri, a fost descris în scrierile lor de către medicul grec Dioscoride, naturalistul roman Pliniu cel Bătrân, alchimiții islamici Geber, Razi și Ibn Sina și alții. La sumerieni, exista o listă de vitriol, care a fost clasificat în funcție de culoarea substanței. În zilele noastre, cuvântul „vitriol” combină hidrații cristalini ai sulfaților de metal divalenți.

In secolul al XVII-lea, chimistul germano-olandez Johann Glauber a obtinut acid sulfuric prin arderea sulfului cu (KNO3) in prezenta a. In 1736, Joshua Ward (farmacistul din Londra) a folosit aceasta metoda in productie. Această perioadă poate fi considerată un punct de plecare, când acidul sulfuric a început să fie produs pe scară largă. Formula sa (H2SO4), după cum se crede în mod obișnuit, a fost stabilită de chimistul suedez Berzelius (1779-1848) puțin mai târziu.

Berzelius, folosind caractere alfabetice (care indică elemente chimice) și indici digitali inferiori (care indică numărul de atomi de un anumit tip dintr-o moleculă), a constatat că o moleculă conține 1 atom de sulf (S), 2 atomi de hidrogen (H) și 4 de oxigen. atomi (O ). Din acel moment, compoziția calitativă și cantitativă a moleculei a devenit cunoscută, adică acidul sulfuric a fost descris în limbajul chimiei.

Arătând în formă grafică aranjarea reciprocă a atomilor într-o moleculă și legăturile chimice dintre ei (de obicei sunt notate cu linii), informează că în centrul moleculei există un atom de sulf, care este conectat prin legături duble cu doi oxigen atomi. Cu ceilalți doi atomi de oxigen, de care fiecare este atașat un atom de hidrogen, același atom de sulf este conectat prin legături simple.

Proprietăți

Acidul sulfuric este un lichid vâscos ușor gălbui sau incolor, solubil în apă la orice concentrație. Este un mineral puternic și este foarte agresiv față de metale (concentrat nu interacționează cu fierul fără încălzire, ci îl pasivează), roci, țesuturi animale sau alte materiale. Se caracterizează prin higroscopicitate ridicată și proprietăți pronunțate ale unui agent oxidant puternic. La o temperatură de 10,4 °C, acidul se solidifică. Când este încălzit la 300 °C, aproape 99% din acid pierde anhidridă sulfuric (SO3).

Proprietățile sale se schimbă în funcție de concentrația soluției sale apoase. Există denumiri comune pentru soluțiile acide. Acidul diluat este considerat până la 10%. Baterie - de la 29 la 32%. La o concentrație mai mică de 75% (așa cum este stabilit în GOST 2184), se numește turn. Dacă concentrația este de 98%, atunci va fi deja acid sulfuric concentrat. Formula (chimică sau structurală) rămâne neschimbată în toate cazurile.

Când anhidrida sulfuric concentrată este dizolvată în acid sulfuric, se formează oleum sau acid sulfuric fumant, formula sa poate fi scrisă după cum urmează: H2S2O7. Acidul pur (H2S2O7) este un solid cu un punct de topire de 36°C. Reacțiile de hidratare a acidului sulfuric se caracterizează prin degajare de căldură în cantități mari.

Un acid diluat reacționează cu metalele, reacționând cu care prezintă proprietățile unui agent oxidant puternic. În acest caz, acidul sulfuric este redus, formula substanțelor formate care conțin un atom de sulf redus (până la +4, 0 sau -2) poate fi: SO2, S sau H2S.

Reacţionează cu nemetale precum carbonul sau sulful:

2 H2SO4 + C → 2 SO2 + CO2 + 2 H2O

2 H2SO4 + S → 3 SO2 + 2 H2O

Reacţionează cu clorura de sodiu:

H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCl

Se caracterizează prin reacția de substituție electrofilă a unui atom de hidrogen atașat la inelul benzenic al unui compus aromatic prin gruparea -SO3H.

chitanta

În 1831 a fost brevetată metoda de contact pentru obținerea H2SO4, care este în prezent cea principală. Astăzi, majoritatea acidului sulfuric este produs prin această metodă. Ca materie primă se folosește minereu sulfurat (mai des pirita de fier FeS2), care este arse în cuptoare speciale și se formează gaz de prăjire. Deoarece temperatura gazului este de 900 ° C, acesta este răcit cu acid sulfuric cu o concentrație de 70%. Apoi gazul este curățat de praf în ciclon și precipitator electrostatic, în turnuri de spălare cu acid cu o concentrație de 40 și 10% otrăvuri catalitice (As2O5 și fluor), iar pe precipitatoarele electrostatice umede din aerosol acid. Apoi, gazul de prăjire care conține 9% dioxid de sulf (SO2) este uscat și introdus în aparatul de contact. După trecerea prin 3 straturi de catalizator de vanadiu, SO2 este oxidat la SO3. Pentru dizolvarea anhidridei sulfurice formate, se folosește acid sulfuric concentrat. Formula pentru o soluție de anhidridă sulfuric (SO3) în acid sulfuric anhidru este H2S2O7. În această formă, oleum-ul este transportat în rezervoare de oțel la consumator, unde este diluat la concentrația dorită.

Aplicație

Datorită proprietăților sale chimice diferite, H2SO4 are o gamă largă de aplicații. În producerea acidului în sine, ca electrolit în bateriile plumb-acid, pentru fabricarea diferiților agenți de curățare, este și un reactiv important în industria chimică. De asemenea, este utilizat în producția de: alcooli, materiale plastice, coloranți, cauciuc, eter, adezivi, săpunuri și detergenți, produse farmaceutice, celuloză și hârtie, produse petroliere.

Orice acid este o substanță complexă, a cărei moleculă conține unul sau mai mulți atomi de hidrogen și un reziduu acid.

Formula acidului sulfuric este H2SO4. Prin urmare, compoziția moleculei de acid sulfuric include doi atomi de hidrogen și reziduul acid SO4.

Acidul sulfuric se formează atunci când oxidul de sulf reacţionează cu apa

SO3+H2O -> H2SO4

Acidul sulfuric pur 100% (monohidrat) este un lichid greu, vâscos ca uleiul, incolor și inodor, cu gust acru de „cupru”. Deja la o temperatură de +10 ° C, se solidifică și se transformă într-o masă cristalină.

Acidul sulfuric concentrat conține aproximativ 95% H2SO4. Și îngheață la temperaturi sub -20 ° C.

Interacțiunea cu apa

Acidul sulfuric este foarte solubil în apă, amestecându-se cu acesta în orice raport. Aceasta eliberează o cantitate mare de căldură.

Acidul sulfuric este capabil să absoarbă vaporii de apă din aer. Această proprietate este utilizată în industrie pentru uscarea gazelor. Gazele sunt uscate prin trecerea lor prin recipiente speciale cu acid sulfuric. Desigur, această metodă poate fi folosită doar pentru acele gaze care nu reacţionează cu ea.

Se știe că atunci când acidul sulfuric intră în contact cu multe substanțe organice, în special carbohidrați, aceste substanțe sunt carbonizate. Faptul este că carbohidrații, precum apa, conțin atât hidrogen, cât și oxigen. Acidul sulfuric le fură aceste elemente. Ceea ce rămâne este cărbune.

Într-o soluție apoasă de H2SO4, indicatorii turnesol și metil portocaliu devin roșii, ceea ce indică faptul că această soluție are un gust acru.

Interacțiunea cu metalele

Ca orice alt acid, acidul sulfuric este capabil să înlocuiască atomii de hidrogen cu atomi de metal din molecula sa. Interacționează cu aproape toate metalele.

acid sulfuric diluat reacţionează cu metalele ca un acid normal. Ca rezultat al reacției, se formează o sare cu un reziduu acid SO4 și hidrogen.

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

DAR acid sulfuric concentrat este un agent oxidant foarte puternic. Oxidează toate metalele, indiferent de poziția lor în seria de tensiune. Și atunci când reacționează cu metalele, el însuși este redus la SO2. Hidrogenul nu este eliberat.

Сu + 2 H2SO4 (conc) = CuSO4 + SO2 + 2H2O

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

Dar aurul, fierul, aluminiul, metalele din grupa platinei nu se oxidează în acid sulfuric. Prin urmare, acidul sulfuric este transportat în rezervoare de oțel.

Sărurile acidului sulfuric, care se obțin în urma unor astfel de reacții, se numesc sulfați. Sunt incolore și se cristalizează ușor. Unele dintre ele sunt foarte solubile în apă. Doar CaSO4 și PbSO4 sunt puțin solubile. BaSO4 este aproape insolubil în apă.

Interacțiunea cu bazele

Reacția unui acid cu o bază se numește reacție de neutralizare. Ca rezultat al reacției de neutralizare a acidului sulfuric, se formează o sare care conține reziduul acid SO4 și apă H2O.

Exemple de reacții de neutralizare a acidului sulfuric:

H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O

H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O

Acidul sulfuric intră într-o reacție de neutralizare atât cu baze solubile, cât și cu baze insolubile.

Deoarece există doi atomi de hidrogen în molecula de acid sulfuric și sunt necesare două baze pentru a o neutraliza, acesta aparține acizilor dibazici.

Interacțiunea cu oxizii bazici

Din cursul școlar de chimie, știm că oxizii se numesc substanțe complexe, care includ două elemente chimice, dintre care unul este oxigenul în starea de oxidare -2. Oxizii de bază se numesc oxizi ai 1, 2 și vreo 3 metale de valență. Exemple de oxizi bazici: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO.

Cu oxizii bazici, acidul sulfuric intră într-o reacție de neutralizare. Ca rezultat al unei astfel de reacții, ca în reacția cu bazele, se formează sare și apă. Sarea conține reziduul acid SO4.

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

Interacțiunea cu sare

Acidul sulfuric reactioneaza cu sarurile acizilor mai slabi sau volatili, inlocuind acesti acizi din ei. Ca rezultat al acestei reacții, o sare cu un reziduu acid SO4 și un acid

H2S04+BaCl2=BaS04+2HCI

Utilizarea acidului sulfuric și a compușilor săi

Terci de bariu BaSO4 este capabil să întârzie razele X. Umplându-l cu organele goale ale corpului uman, radiologii le examinează.

În medicină și construcții, gipsul natural CaSO4 * 2H2O, sulfatul de calciu hidrat este utilizat pe scară largă. Sarea lui Glauber Na2SO4 * 10H2O este utilizată în medicină și medicina veterinară, în industria chimică - pentru producerea de sifon și sticlă. Sulfatul de cupru CuSO4 * 5H2O este cunoscut grădinarilor și agronomilor care îl folosesc pentru a controla dăunătorii și bolile plantelor.

Acidul sulfuric este utilizat pe scară largă în diverse industrii: chimică, prelucrarea metalelor, petrol, textile, piele și altele.