Molekylformeln för h2so4. Svavelsyra - kemiska egenskaper och industriell produktion

Strukturformel

Sann, empirisk eller grov formel: H2SO4

Kemisk sammansättning av svavelsyra

Molekylvikt: 98,076

Svavelsyra H 2 SO 4 är en stark tvåbasisk syra, motsvarande svavelets högsta oxidationstillstånd (+6). Under normala förhållanden är koncentrerad svavelsyra en tung oljig vätska, färglös och luktfri, med en sur "kopparaktig" smak. Inom tekniken kallas svavelsyra dess blandningar med både vatten och svavelsyraanhydrid SO 3. Om molförhållandet SO 3: H 2 O är mindre än 1, är detta en vattenhaltig lösning av svavelsyra, om mer än 1 - en lösning av SO 3 i svavelsyra (oleum).

namn

Under XVIII-XIX århundraden framställdes svavel för krut från svavelkis (pyrit) vid vitriolväxter. Svavelsyra på den tiden kallades "vitriololja" (som regel var det ett kristallint hydrat, som liknade olja i konsistensen), därav ursprunget till namnet på dess salter (eller snarare kristallina hydrater) - vitriol.

Får svavelsyra

Industriell (kontakt) metod

Inom industrin produceras svavelsyra genom oxidation av svaveldioxid (svavelhaltig gas som produceras vid förbränning av svavel eller pyrit) till trioxid (svavelsyraanhydrid), följt av växelverkan mellan SO 3 och vatten. Den svavelsyra som erhålls med denna metod kallas också kontakt (koncentration 92-94%).

Nitrous (torn) metod

Tidigare erhölls svavelsyra uteslutande genom salpetermetoden i speciella torn, och syran kallades tornsyra (75 % koncentration). Kärnan i denna metod är oxidationen av svaveldioxid med kvävedioxid i närvaro av vatten.

En annan väg

I de sällsynta fall då svavelväte (H 2 S) ersätter sulfat (SO 4 -) från salt (med metaller Cu, Ag, Pb, Hg), är svavelsyra en biprodukt. Sulfider av dessa metaller har den högsta styrkan, såväl som en distinkt svart färg.

Fysikaliska och fysikalisk-kemiska egenskaper

En mycket stark syra, vid 18 o C pK a (1) \u003d -2,8, pK a (2) \u003d 1,92 (K z 1,2 10 -2); bindningslängder i molekylen S=O 0,143 nm, S-OH 0,154 nm, vinkel HOSOH 104°, OSO 119°; kokar och bildar en azeotrop blandning (98,3% H2SO4 och 1,7% H2O med en kokpunkt på 338,8°C). Svavelsyra, motsvarande 100 % H 2 SO 4-halt, har en sammansättning (%): 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, HS2O7 - - 0,05. Blandbar med vatten och SO 3 i alla proportioner. I vattenlösningar dissocierar svavelsyra nästan fullständigt till H 3 O + , HSO 3 + och 2 HSO 4 - . Bildar hydrat H 2 SO 4 nH 2 O, där n = 1, 2, 3, 4 och 6,5.

Oleum

Lösningar av svavelsyraanhydrid SO 3 i svavelsyra kallas oleum, de bildar två föreningar H 2 SO 4 SO 3 och H 2 SO 4 2SO 3. Oleum innehåller också pyrosvavelsyror. Kokpunkten för vattenhaltiga lösningar av svavelsyra ökar med en ökning av dess koncentration och når ett maximum vid en halt av 98,3 % H 2 SO 4 . Kokpunkten för oleum minskar med ökande SO 3 -halt. Med en ökning av koncentrationen av vattenhaltiga lösningar av svavelsyra minskar det totala ångtrycket över lösningarna och når ett minimum vid en halt av 98,3 % H 2 SO 4. Med en ökning av koncentrationen av SO 3 i oleum ökar det totala ångtrycket ovanför det. Ångtrycket över vattenhaltiga lösningar av svavelsyra och oleum kan beräknas med ekvationen:

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

Värdena för koefficienterna A och B beror på koncentrationen av svavelsyra. Ånga över vattenlösningar av svavelsyra består av en blandning av vattenånga, H 2 SO 4 och SO 3, medan sammansättningen av ångan skiljer sig från vätskans sammansättning vid alla koncentrationer av svavelsyra, förutom motsvarande azeotropiska blandning. När temperaturen stiger ökar dissociationen. Oleumet H 2 SO 4 · SO 3 har den maximala viskositeten, med ökande temperatur minskar η. Den elektriska resistansen för svavelsyra är minimal vid en koncentration av SO 3 och 92 % H 2 SO 4 och maximal vid en koncentration av 84 och 99,8 % H 2 SO 4 . För oleum är det minsta ρ vid en koncentration av 10 % SO3. När temperaturen stiger, ökar ρ för svavelsyra. Dielektrisk konstant för 100 % svavelsyra 101 (298,15 K), 122 (281,15 K); kryoskopisk konstant 6,12, ebulioskopisk konstant 5,33; diffusionskoefficienten för svavelsyraånga i luft varierar med temperaturen; D = 1,67 10'^T3/2 cm²/s.

Kemiska egenskaper

Svavelsyra i koncentrerad form är vid upphettning ett ganska starkt oxidationsmedel. Oxiderar HI och delvis HBr till fria halogener. Oxiderar många metaller (undantag: Au, Pt, Ir, Rh, Ta.). I detta fall reduceras koncentrerad svavelsyra till SO 2 . I kylan i koncentrerad svavelsyra passiveras Fe, Al, Cr, Co, Ni, Ba och reaktionerna fortsätter inte. Med de starkaste reduktionsmedlen reduceras koncentrerad svavelsyra till S och H 2 S. Koncentrerad svavelsyra absorberar vattenånga, så den används för att torka gaser, vätskor och fasta ämnen, till exempel i exsickatorer. Koncentrerad H 2 SO 4 reduceras dock delvis av väte, varför den inte kan användas för att torka den. Genom att klyva vatten från organiska föreningar och samtidigt lämna svart kol (kol) leder koncentrerad svavelsyra till förkolning av trä, socker och andra ämnen. Utspädd H 2 SO 4 interagerar med alla metaller som finns i den elektrokemiska serie av spänningar till vänster om väte med dess frisättning. Oxiderande egenskaper för utspädd H 2 SO 4 är okarakteristiska. Svavelsyra bildar två serier av salter: medium - sulfater och sura - hydrosulfater, såväl som estrar. Peroxomonosvavelsyra (eller Caros syra) H2SO5 och peroxodisvavelsyra H2S2O8 är kända. Svavelsyra reagerar också med basiska oxider för att bilda sulfat och vatten. I metallbearbetningsanläggningar används en svavelsyralösning för att avlägsna ett lager av metalloxid från ytan på metallprodukter som utsätts för stark uppvärmning under tillverkningsprocessen. Sålunda avlägsnas järnoxid från ytan av järnplåt genom inverkan av en uppvärmd lösning av svavelsyra. En kvalitativ reaktion på svavelsyra och dess lösliga salter är deras interaktion med lösliga bariumsalter, där en vit fällning av bariumsulfat bildas, olöslig i exempelvis vatten och syror.

Ansökan

Svavelsyra används:

• vid bearbetning av malmer, särskilt vid utvinning av sällsynta grundämnen, inklusive uran, iridium, zirkonium, osmium, etc.;
• vid produktion av mineralgödselmedel;
• som en elektrolyt i blybatterier;
• för att erhålla olika mineralsyror och salter;
• vid framställning av kemiska fibrer, färgämnen, rökbildande och explosiva ämnen;
• inom olja, metallbearbetning, textil, läder och andra industrier;
• i livsmedelsindustrin - registrerad som en livsmedelstillsats E513 (emulgeringsmedel);
• i industriell organisk syntes i reaktioner:
• dehydratisering (erhållande av dietyleter, estrar);
• hydratisering (etanol från eten);
• sulfonering (syntetiska tvättmedel och mellanprodukter vid tillverkning av färgämnen);
• alkylering (att erhålla isooktan, polyetylenglykol, kaprolaktam), etc.
• För återvinning av hartser i filter vid produktion av destillerat vatten.

Världsproduktion av svavelsyra ca. 160 miljoner ton per år. Den största konsumenten av svavelsyra är produktionen av mineralgödsel. För P 2 O 5 fosfatgödselmedel förbrukas 2,2-3,4 gånger mer svavelsyra i massa, och för (NH 4) 2 SO 4 svavelsyra 75 % av massan av konsumerad (NH 4) 2 SO 4. Därför tenderar svavelsyraanläggningar att byggas i samband med anläggningar för produktion av mineralgödsel.

Historisk information

Svavelsyra har varit känt sedan antiken och förekommer i naturen i fri form, till exempel i form av sjöar nära vulkaner. Kanske det första omnämnandet av sura gaser som erhållits genom att kalcinera alun eller järnsulfat "grön sten" finns i skrifter som tillskrivs den arabiska alkemisten Jabir ibn Hayyan. På 900-talet fick den persiske alkemisten Ar-Razi, som kalcinerade en blandning av järn och kopparsulfat (FeSO 4 7H 2 O och CuSO 4 5H 2 O), också en lösning av svavelsyra. Denna metod fulländades av den europeiska alkemisten Albert Magnus, som levde på 1200-talet. Schema för produktion av svavelsyra från järnsulfat - termisk nedbrytning av järn(II)sulfat, följt av kylning av blandningen. Skrifterna av alkemisten Valentine (XIII-talet) beskriver en metod för att producera svavelsyra genom att absorbera gas (svavelsyraanhydrid) som frigörs genom att bränna en blandning av svavel- och salpeterpulver med vatten. Därefter utgjorde denna metod grunden för den sk. "kammar"-metod, utförd i små kammare fodrade med bly, som inte löser sig i svavelsyra. I Sovjetunionen fanns en sådan metod fram till 1955. Alkemister på 1400-talet kände också till en metod för att få fram svavelsyra från kis - svavelkis, en billigare och vanligare råvara än svavel. Svavelsyra framställdes på detta sätt i 300 år, i små mängder i glasretorter. Därefter, i samband med utvecklingen av katalys, ersatte denna metod kammarmetoden för syntes av svavelsyra. För närvarande produceras svavelsyra genom katalytisk oxidation (på V 2 O 5) av svaveloxid (IV) till svaveloxid (VI), och efterföljande upplösning av svaveloxid (VI) i 70 % svavelsyra för att bilda oleum. I Ryssland organiserades produktionen av svavelsyra först 1805 nära Moskva i Zvenigorod-distriktet. 1913 rankades Ryssland på 13:e plats i världen i produktionen av svavelsyra.

ytterligare information

De minsta dropparna av svavelsyra kan bildas i den mellersta och övre atmosfären som ett resultat av reaktionen mellan vattenånga och vulkanaska som innehåller stora mängder svavel. Den resulterande suspensionen, på grund av den höga albedo av svavelsyramoln, gör det svårt för solljus att nå planetens yta. Därför (och även som ett resultat av ett stort antal små partiklar av vulkanaska i den övre atmosfären, som också gör det svårt för solljus att nå planeten), kan betydande klimatförändringar inträffa efter särskilt kraftiga vulkanutbrott. Till exempel, som ett resultat av utbrottet av Ksudach-vulkanen (Kamchatka-halvön, 1907), fortsatte en ökad koncentration av damm i atmosfären i cirka 2 år, och karakteristiska silverfärgade moln av svavelsyra observerades även i Paris. Explosionen av vulkanen Pinatubo 1991, som skickade ut 3 10 7 ton svavel i atmosfären, ledde till att 1992 och 1993 var mycket kallare än 1991 och 1994.

Standarder

• Svavelsyra teknisk GOST 2184-77
• Svavelsyrabatteri. Specifikationer GOST 667-73
• Svavelsyra av speciell renhet. Specifikationer GOST 1422-78
• Reagenser. Svavelsyra. Specifikationer GOST 4204-77

Fysikaliska egenskaper hos svavelsyra:
Tung oljig vätska ("vitriol");
densitet 1,84 g/cm3; icke-flyktig, mycket löslig i vatten - med stark uppvärmning; t° pl. = 10,3°C, kp \u003d 296 ° C, mycket hygroskopisk, har vattenavlägsnande egenskaper (förkolning av papper, trä, socker).

Vätskevärmen är så stor att blandningen kan koka, stänka och orsaka brännskador. Därför är det nödvändigt att tillsätta syra till vatten, och inte vice versa, eftersom när vatten läggs till syra, kommer lättare vatten att finnas på ytan av syran, där all värme som frigörs kommer att koncentreras.

Industriell produktion av svavelsyra (kontaktmetod):

1) 4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2) 2SO 2 + O 2 V 2 O 5 → 2SO 3

3) nSO3 + H2SO4 → H2SO4 nSO3 (oleum)

Krossad renad våt pyrit (svavelkis) hälls uppifrån i ugnen för bränning i " fluidiserad bädd". Underifrån (motströmsprincipen) leds luft berikad med syre igenom.
Ugnsgas kommer ut ur ugnen, vars sammansättning är: SO 2, O 2, vattenånga (pyrit var våt) och de minsta partiklarna av aske (järnoxid). Gasen renas från föroreningar av fasta partiklar (i en cyklon och elektrostatisk filter) och vattenånga (i ett torktorn).
I kontaktapparaten oxideras svaveldioxid med användning av en V2O5-katalysator (vanadinpentoxid) för att öka reaktionshastigheten. Oxidationsprocessen av en oxid till en annan är reversibel. Därför väljs de optimala förhållandena för förloppet av den direkta reaktionen - ökat tryck (eftersom den direkta reaktionen sker med en minskning av den totala volymen) och en temperatur som inte är högre än 500 C (eftersom reaktionen är exoterm).

I absorptionstornet absorberas svaveloxid (VI) av koncentrerad svavelsyra.
Vattenabsorption används inte, eftersom svaveloxid löses i vatten med frigöring av en stor mängd värme, så den resulterande svavelsyran kokar och förvandlas till ånga. För att undvika bildning av svavelsyradimma, använd 98 % koncentrerad svavelsyra. Svaveloxid löser sig mycket bra i en sådan syra och bildar oleum: H 2 SO 4 nSO 3

Kemiska egenskaper för svavelsyra:

H 2 SO 4 är en stark tvåbasisk syra, en av de starkaste mineralsyrorna, på grund av den höga polariteten bryts H - O-bindningen lätt.

1) Svavelsyra dissocierar i vattenlösning bildar en vätejon och en syrarest:
H2SO4 \u003d H+ + HSO4-;
HSO 4 - \u003d H + + SO 4 2-.
Sammanfattningsekvation:
H 2 SO 4 \u003d 2H + + SO 4 2-.

2) Samspelet mellan svavelsyra och metaller:
Utspädd svavelsyra löser bara metaller i spänningsserien till vänster om väte:
Zn0 + H2 +1 SO4 (razb) → Zn +2 SO4 + H2

3) Svavelsyrainteraktionmed basiska oxider:
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O

4) Samspelet av svavelsyra medhydroxider:
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
H2SO4 + Cu(OH)2 → CuSO4 + 2H2O

5) Byt reaktioner med salter:
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 ↓ + 2HCl
Bildandet av en vit fällning av BaSO 4 (olöslig i syror) används för att detektera svavelsyra och lösliga sulfater (kvalitativ reaktion för sulfatjon).

Speciella egenskaper för koncentrerad H 2 SO 4:

1) koncentrerad svavelsyra är starkt oxidationsmedel ; när de interagerar med metaller (förutom Au, Pt) återhämta sig till S +4 O 2 , S 0 eller H 2 S -2 beroende på aktiviteten hos metallen. Utan uppvärmning reagerar den inte med Fe, Al, Cr - passivering. När de interagerar med metaller med variabel valens oxideras de senare till högre oxidationstillstånd än i fallet med en utspädd syralösning: Fe0→ Fe 3+, Cr 0→ Cr3+, Mn0→Mn4+,sn 0→ sn 4+

aktiv metall

8 Al + 15 H2SO4 (konc.) → 4Al2 (SO4)3 + 12H2O + 3 H 2S
4│2Al 0 – 6 e- → 2Al 3+ - oxidation
3│ S 6+ + 8e → S 2– återhämtning

4Mg+ 5H2SO4 → 4MgSO4 + H2S + 4H2O

Medelaktiv metall

2Cr + 4 H2SO4 (konc.) → Cr2 (SO4)3 + 4 H2O + S
1│ 2Cr 0 - 6e → 2Cr 3+ - oxidation
1│ S 6+ + 6e → S 0 - återhämtning

Metall inaktiv

2Bi + 6H2SO4 (konc.) → Bi2 (SO4)3 + 6H2O + 3 SO2
1│ 2Bi 0 - 6e → 2Bi 3+ - oxidation
3│ S 6+ + 2e →S 4+ - återhämtning

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

2) Koncentrerad svavelsyra oxiderar vissa icke-metaller, som regel till maximalt oxidationstillstånd, den reduceras i sig tillS+4O2:

C + 2H2SO4 (konc) → CO2 + 2SO2 + 2H2O

S+ 2H2SO4 (konc) → 3S02 + 2H2O

2P+ 5H2SO4 (konc) → 5SO2 + 2H3PO4 + 2H2O

3) Oxidation av komplexa ämnen:
Svavelsyra oxiderar HI och HBr till fria halogener:
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
Koncentrerad svavelsyra kan inte oxidera kloridjoner till fritt klor, vilket gör det möjligt att erhålla HCl genom utbytesreaktionen:
NaCl + H2SO4 (konc.) = NaHSO4 + HCl

Svavelsyra tar bort kemiskt bundet vatten från organiska föreningar som innehåller hydroxylgrupper. Dehydrering av etylalkohol i närvaro av koncentrerad svavelsyra leder till produktion av etylen:
C2H5OH \u003d C2H4 + H2O.

Förkolning av socker, cellulosa, stärkelse och andra kolhydrater vid kontakt med svavelsyra förklaras också av deras uttorkning:
C6H12O6 + 12H2SO4 \u003d 18H2O + 12SO2 + 6CO2.

Mål: För att bekanta dig med strukturen, fysikaliska och kemiska egenskaper, användningen av svavelsyra.

Pedagogiska uppgifter: Tänk på de fysikaliska och kemiska egenskaperna (gemensamma med andra syror och specifika) av svavelsyra, erhålla, visar den stora betydelsen av svavelsyra och dess salter i den nationella ekonomin.

Pedagogiska uppgifter: Att fortsätta bildandet av en dialektisk-materialistisk naturförståelse bland eleverna.

Utvecklingsuppgifter: Utveckling av allmänna pedagogiska färdigheter och förmågor, arbeta med en lärobok och ytterligare litteratur, regler för att arbeta på ett skrivbord, förmågan att systematisera och generalisera, upprätta orsak-och-verkan-samband, uttrycka sina tankar övertygande och kompetent, dra slutsatser, rita diagram , skiss.

Under lektionerna

1. Upprepning av det förflutna.

Frontal klassundersökning. Jämför egenskaperna hos kristallint och plastiskt svavel. Förklara essensen av allotropi.

2. Att lära sig nytt material.

Efter att noggrant lyssnat på sagan kommer vi att förklara i slutet av lektionen varför svavelsyra betedde sig konstigt med vatten, trä och en gyllene ring.

Låter som en ljudinspelning.

Svavelsyrans äventyr.

I ett kemiskt rike bodde en trollkvinna, hon hette svavelsyra. Det såg inte så illa ut, det var en färglös vätska, trögflytande som olja, luktfri. Svavelsyra Jag ville bli känd, så jag åkte på en resa.

Hon hade redan gått i 5 timmar och eftersom dagen var för varm var hon väldigt törstig. Och plötsligt såg hon en brunn. "Vatten!" utbrast syran och sprang till brunnen och rörde vid vattnet. Vattnet väsnade fruktansvärt. Med ett rop rusade den förskräckta trollkvinnan iväg. Naturligtvis visste inte den unga syran det när den blandades svavelsyra vatten avger en stor mängd värme.

"Om vatten kommer i kontakt med svavelsyra, då vattnet, som inte hinner blandas med syran, kan koka och kasta ut stänk svavelsyra. Denna post dök upp i en ung resenärs dagbok och kom sedan in i läroböckerna.

Eftersom syran inte släckte deras törst, bestämde sig ett vidsträckt träd för att lägga sig ner och vila i skuggan. Men hon lyckades inte heller. En gång Svavelsyra rörde vid trädet började det förkolna. Utan att veta orsaken till detta sprang den rädda syran iväg.

Snart kom hon till staden och bestämde sig för att gå till den första butiken som kom över hennes väg. De visade sig vara smycken. När hon närmade sig skyltfönstren såg syran många vackra ringar. Svavelsyra Jag bestämde mig för att prova en ring. Resenären bad säljaren om en guldring och satte den på sitt långa vackra finger. Trollkvinnan gillade verkligen ringen och hon bestämde sig för att köpa den. Det är vad hon kunde skryta med sina vänner!

Efter att ha lämnat staden gick syran hem. På vägen lämnade inte tanken henne, varför betedde sig vatten och trä så konstigt när man berörde henne, men ingenting hände med denna gyllene sak? "Ja, för guld är inne svavelsyra oxiderar inte. Detta var de sista orden som syra skrev i hans dagbok.

Lärarens förklaring.

Elektroniska och strukturella formler för svavelsyra.

Eftersom svavel är i den 3:e perioden av det periodiska systemet, respekteras inte oktettregeln (åtta elektronisk struktur) och en svavelatom kan förvärva upp till tolv elektroner. De elektroniska och strukturella formlerna för svavelsyra är följande:

(Svavelets sex elektroner är markerade med en asterisk)

Mottagande.

Svavelsyra bildas genom växelverkan av svaveloxid (5) med vatten (SO 3 + H 2 O -> H 2 SO 4).

fysikaliska egenskaper.

Svavelsyra är en färglös, tung, icke-flyktig vätska. Vid upplösning i vatten uppstår en mycket kraftig upphettning. kom ihåg det häll inte vatten i koncentrerad svavelsyra!

Koncentrerad svavelsyra absorberar vattenånga från luften. Detta kan ses om ett öppet kärl med koncentrerad svavelsyra balanseras på en skala: efter ett tag kommer koppen med kärlet att sjunka.

Kemiska egenskaper.

Utspädd svavelsyra har egenskaper som är gemensamma för alla syror. Dessutom har svavelsyra specifika egenskaper.

Kemiska egenskaper hos svavelsyra - Bilaga .

Lärarens demonstration av en underhållande upplevelse.

Kort säkerhetsinformation.

Eskimo (träkol från socker)

Utrustning	Upplevelseplan	Slutsats
Florsocker. koncentrerad svavelsyra. Två kemikalieglas på 100-150 ml. Glasstav. Vågar.	Häll 30 g strösocker i en bägare. Använd en bägare för att mäta upp 12 ml koncentrerad svavelsyra. Blanda socker och syra i ett glas med en glasstav till en mosig massa (ta bort glasstaven och lägg den i ett glas vatten). Efter en tid mörknar blandningen, värms upp och snart börjar en porös kolmassa krypa ut ur glaset - isglass	Karbonisering av socker med svavelsyra (koncentrerad) förklaras av denna syras oxiderande egenskaper. Reduktionsmedlet är kol. Processen är exoterm. 2H 2 SO 4 + C 12 O 11 + H22 -> 11 C + 2SO 2 + 13 H 2 O + CO 2

Eleverna fyller i ett bord med en underhållande upplevelse i en anteckningsbok.

Elevernas resonemang om varför svavelsyra betedde sig så konstigt med vatten, trä och guld.

Ansökan.

På grund av dess egenskaper (förmågan att absorbera vatten, oxiderande egenskaper, icke-flyktighet) används svavelsyra i stor utsträckning i den nationella ekonomin. Det tillhör huvudprodukterna i den kemiska industrin.

1. ta emot färgämnen;
2. få mineralgödselmedel;
3. rengöring av oljeprodukter;
4. elektrolytisk produktion av koppar;
5. elektrolyt i batterier;
6. ta emot sprängämnen;
7. ta emot färgämnen;
8. erhållande av konstsilke;
9. ta emot glukos;
10. erhållande av salter;
11. erhåller syror.

Salter av svavelsyra används t.ex

Na2S04*10H2O– natriumsulfat kristallint hydrat (Glaubers salt)- används vid tillverkning av läsk, glas, inom medicin och veterinärmedicin.

CaSO4*2H2O- hydratiserat kalciumsulfat (naturgips)- används för att erhålla halvvattenhaltigt gips, vilket är nödvändigt i konstruktion och inom medicin - för applicering av gipsbandage.

CuSO4*5H2O– hydratiserat kopparsulfat (2) (kopparsulfat)- används i kampen mot skadedjur och växtsjukdomar.

Elevernas arbete med den extratextuella komponenten i läroboken.

Det är intressant

…i Kara-Bogaz-Gol-bukten innehåller vattnet 30 % av Glaubers salt vid en temperatur på +5 ° C, detta salt faller ut som en vit fällning, som snö, och med början av varmt väder löses saltet upp på nytt. Eftersom Glaubers salt dyker upp och försvinner i denna vik, fick det namnet mirabilitet, vilket betyder "underbart salt".

3. Frågor för att konsolidera utbildningsmaterialet, skrivna på tavlan.

1. På vintern placeras ibland ett kärl med koncentrerad svavelsyra mellan fönsterbågarna. Vad är syftet med att göra detta, varför kan kärlet inte fyllas med syra till toppen?
2. Varför kallas svavelsyra för kemins "bröd"?

Läxor och instruktioner för dess genomförande.

Om det är lämpligt, skriv ekvationer i jonform.

Avslutning på lektionen, sätta och kommentera betyg.

Referenser.

1. Rudzitis G.E. Feldman F.G., Kemi: En lärobok för årskurserna 7-11 i en kväll (skift) gymnasieskola på 2 timmar. Del 1-3 upplaga - M .: Education, 1987.
2. Kemi i skolan nr 6, 1991.
3. Strempler Genrikh Ivanovich, Kemi på fritiden: Bok. för studenter på onsdagar. och gamla. ålder /fig. ed. med medverkan av V.N. Rastopchiny.- F .: Ch. ed. KSE, 1990.

Den har ett historiskt namn: vitriololja. Studiet av syra började i antiken, det beskrevs i deras skrifter av den grekiske läkaren Dioscorides, den romerske naturforskaren Plinius den äldre, de islamiska alkemisterna Geber, Razi och Ibn Sina, och andra. I sumererna fanns en lista över vitriol, som klassificerades efter ämnets färg. Nuförtiden kombinerar ordet "vitriol" kristallina hydrater av tvåvärda metallsulfater.

På 1600-talet fick den tysk-nederländska kemisten Johann Glauber svavelsyra genom att bränna svavel med (KNO3) i närvaro av. 1736 använde Joshua Ward (en farmaceut från London) denna metod i tillverkningen. Denna tid kan betraktas som en startpunkt, då svavelsyra började produceras i stor skala. Dess formel (H2SO4), som man brukar tro, fastställdes av den svenske kemisten Berzelius (1779-1848) lite senare.

Berzelius, med hjälp av bokstavssymboler (som betecknar kemiska element) och nedsänkta (som indikerar antalet atomer av en given typ i en molekyl), fann att en molekyl innehåller 1 svavelatom (S), 2 väteatomer (H) och 4 syreatomer ( O). Sedan den tiden har den kvalitativa och kvantitativa sammansättningen av molekylen blivit känd, det vill säga svavelsyra har beskrivits på kemispråket.

Visar i grafisk form det inbördes arrangemanget av atomer i en molekyl och de kemiska bindningarna mellan dem (de är vanligtvis betecknade med linjer), informerar om att i mitten av molekylen finns en svavelatom, som är förbunden med dubbelbindningar med två syre atomer. Med de andra två syreatomerna, till var och en av vilka en väteatom är bunden, är samma svavelatom förbunden med enkelbindningar.

Egenskaper

Svavelsyra är en lätt gulaktig eller färglös, trögflytande vätska, löslig i vatten oavsett koncentration. Det är ett starkt mineral och är mycket aggressivt mot metaller (koncentrerat interagerar inte med järn utan upphettning, men passiverar det), stenar, djurvävnader eller andra material. Det kännetecknas av hög hygroskopicitet och uttalade egenskaper hos ett starkt oxidationsmedel. Vid en temperatur på 10,4 °C stelnar syran. När den värms upp till 300 °C förlorar nästan 99 % av syran svavelsyraanhydrid (SO3).

Dess egenskaper ändras beroende på koncentrationen av dess vattenlösning. Det finns vanliga namn på sura lösningar. Utspädd syra anses vara upp till 10 %. Batteri - från 29 till 32%. Vid en koncentration på mindre än 75% (enligt GOST 2184) kallas det ett torn. Om koncentrationen är 98%, kommer det redan att vara koncentrerad svavelsyra. Formeln (kemisk eller strukturell) förblir oförändrad i alla fall.

När koncentrerad svavelsyraanhydrid löses i svavelsyra bildas oleum eller rykande svavelsyra, dess formel kan skrivas enligt följande: H2S2O7. Ren syra (H2S2O7) är ett fast ämne med en smältpunkt på 36°C. Svavelsyrahydreringsreaktioner kännetecknas av frigöring av värme i stora mängder.

En utspädd syra reagerar med metaller och reagerar med vilka den uppvisar egenskaperna hos ett starkt oxidationsmedel. I detta fall reduceras svavelsyra, formeln för de bildade substanserna som innehåller en reducerad (upp till +4, 0 eller -2) svavelatom kan vara: SO2, S eller H2S.

Reagerar med icke-metaller som kol eller svavel:

2 H2SO4 + C → 2 SO2 + CO2 + 2 H2O

2 H2SO4 + S → 3 SO2 + 2 H2O

Reagerar med natriumklorid:

H2SO4 + NaCl → NaHS04 + HCl

Det kännetecknas av reaktionen av elektrofil substitution av en väteatom fäst vid bensenringen av en aromatisk förening med -SO3H-gruppen.

Mottagande

1831 patenterades kontaktmetoden för att erhålla H2SO4, som för närvarande är den huvudsakliga. Idag framställs det mesta av svavelsyra med denna metod. Sulfidmalm (oftare järnkis FeS2) används som råvara, som eldas i speciella ugnar, och det bildas rostning. Eftersom temperaturen på gasen är 900 ° C, kyls den med svavelsyra med en koncentration på 70%. Sedan rengörs gasen från damm i cyklonen och elektrofiltret, i tvätttorn med syra med en koncentration av 40 och 10% av katalytiska gifter (As2O5 och fluor), och på våta elektrostatiska filter från sur aerosol. Därefter torkas rostningsgasen innehållande 9 % svaveldioxid (SO2) och matas in i kontaktapparaten. Efter att ha passerat genom 3 lager vanadinkatalysator oxideras SO2 till SO3. För att lösa upp den bildade svavelsyraanhydriden används koncentrerad svavelsyra. Formeln för en lösning av svavelsyraanhydrid (SO3) i vattenfri svavelsyra är H2S2O7. I denna form transporteras oleum i ståltankar till konsumenten, där det späds ut till önskad koncentration.

Ansökan

På grund av sina olika kemiska egenskaper har H2SO4 ett brett användningsområde. Vid tillverkningen av själva syran, som elektrolyt i blybatterier, för tillverkning av olika rengöringsmedel, är den också ett viktigt reagens inom den kemiska industrin. Det används också vid tillverkning av: alkoholer, plaster, färgämnen, gummi, eter, lim, tvål och rengöringsmedel, läkemedel, massa och papper, petroleumprodukter.

Vilken syra som helst är en komplex substans, vars molekyl innehåller en eller flera väteatomer och en syrarest.

Formeln för svavelsyra är H2SO4. Därför inkluderar sammansättningen av svavelsyramolekylen två väteatomer och syraresten SO4.

Svavelsyra bildas när svaveloxid reagerar med vatten

SO3+H2O -> H2SO4

Ren 100 % svavelsyra (monohydrat) är en tung vätska, trögflytande som olja, färglös och luktfri, med en sur "koppar"-smak. Redan vid en temperatur på +10 ° C stelnar den och förvandlas till en kristallin massa.

Koncentrerad svavelsyra innehåller cirka 95 % H2SO4. Och det fryser vid temperaturer under -20 ° C.

Interaktion med vatten

Svavelsyra är mycket löslig i vatten och blandas med den i vilket förhållande som helst. Detta frigör en stor mängd värme.

Svavelsyra kan absorbera vattenånga från luften. Denna egenskap används inom industrin för torkning av gaser. Gaser torkas genom att passera dem genom speciella behållare med svavelsyra. Naturligtvis kan denna metod endast användas för de gaser som inte reagerar med den.

Det är känt att när svavelsyra kommer i kontakt med många organiska ämnen, särskilt kolhydrater, förkolnas dessa ämnen. Faktum är att kolhydrater, liksom vatten, innehåller både väte och syre. Svavelsyra berövar dem dessa grundämnen. Det som återstår är kol.

I en vattenlösning av H2SO4 blir indikatorerna lackmus och metylorange röda, vilket indikerar att denna lösning har en sur smak.

Interaktion med metaller

Liksom alla andra syror kan svavelsyra ersätta väteatomer med metallatomer i sin molekyl. Det interagerar med nästan alla metaller.

utspädd svavelsyra reagerar med metaller som en vanlig syra. Som ett resultat av reaktionen bildas ett salt med en sur rest SO4 och väte.

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

MEN koncentrerad svavelsyraär ett mycket starkt oxidationsmedel. Det oxiderar alla metaller, oavsett deras position i spänningsserien. Och när den reagerar med metaller reduceras den i sig till SO2. Väte frigörs inte.

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

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

Men guld, järn, aluminium, platinagruppmetaller i svavelsyra oxiderar inte. Därför transporteras svavelsyra i ståltankar.

Svavelsyrasalter, som erhålls som ett resultat av sådana reaktioner, kallas sulfater. De är färglösa och kristalliserar lätt. Vissa av dem är mycket lösliga i vatten. Endast CaSO4 och PbSO4 är svårlösliga. BaSO4 är nästan olösligt i vatten.

Interaktion med baser

Reaktionen av en syra med en bas kallas en neutraliseringsreaktion. Som ett resultat av svabildas ett salt innehållande syraresten SO4 och vatten H2O.

Exempel påner:

H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O

H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O

Svavelsyra går in i en neutralisationsreaktion med både lösliga och olösliga baser.

Eftersom det finns två väteatomer i svavelsyramolekylen, och två baser krävs för att neutralisera den, tillhör den tvåbasiska syror.

Interaktion med basiska oxider

Från skolkemikursen vet vi att oxider kallas för komplexa ämnen, som innehåller två kemiska grundämnen, varav ett är syre i oxidationstillståndet -2. Grundläggande oxider kallas oxider av 1, 2 och några 3 valensmetaller. Exempel på basiska oxider: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO.

Med basiska oxider går svavelsyra in i en neutraliseringsreaktion. Som ett resultat av en sådan reaktion, som i reaktionen med baser, bildas salt och vatten. Saltet innehåller syraresten SO4.

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

Salt interaktion

Svavelsyra reagerar med salter av svagare eller flyktiga syror och ersätter dessa syror från dem. Som ett resultat av denna reaktion, ett salt med en sur rest SO4 och en syra

H2SO4+BaCl2=BaS04+2HCl

Användningen av svavelsyra och dess föreningar

Bariumgröt BaSO4 kan fördröja röntgenstrålar. Genom att fylla den med människokroppens ihåliga organ undersöker radiologer dem.

Inom medicin och konstruktion används naturligt gips CaSO4 * 2H2O, kalciumsulfathydrat i stor utsträckning. Glaubers salt Na2SO4 * 10H2O används inom medicin och veterinärmedicin, i den kemiska industrin - för framställning av läsk och glas. Kopparsulfat CuSO4 * 5H2O är känt för trädgårdsmästare och agronomer som använder det för att bekämpa skadedjur och växtsjukdomar.

Svavelsyra används ofta i olika industrier: kemi, metallbearbetning, petroleum, textil, läder och andra.