สูตรโมเลกุลของ h2so4 กรดกำมะถัน - คุณสมบัติทางเคมีและการผลิตภาคอุตสาหกรรม

สูตรโครงสร้าง

สูตรจริง เชิงประจักษ์ หรือสูตรรวม: H2SO4

องค์ประกอบทางเคมีของกรดซัลฟิวริก

น้ำหนักโมเลกุล: 98.076

กรดกำมะถัน H 2 SO 4 เป็นกรดไดเบสิกที่แรง ซึ่งสอดคล้องกับสถานะออกซิเดชันสูงสุดของกำมะถัน (+6) ภายใต้สภาวะปกติ กรดซัลฟิวริกเข้มข้นเป็นของเหลวที่มีน้ำมันหนัก ไม่มีสีและไม่มีกลิ่น มีรส "ทองแดง" เปรี้ยว ในเทคโนโลยีเรียกว่ากรดซัลฟิวริกผสมกับน้ำและซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ SO 3 หากอัตราส่วนโมลาร์ของ SO 3: H 2 O น้อยกว่า 1 แสดงว่าเป็นสารละลายกรดซัลฟิวริกในน้ำ ถ้ามากกว่า 1 - สารละลายของ SO 3 ในกรดซัลฟิวริก (โอเลี่ยม)

ชื่อ

ในศตวรรษที่ XVIII-XIX กำมะถันสำหรับดินปืนผลิตจากซัลเฟอร์ไพไรต์ (ไพไรต์) ที่พืชกรดกำมะถัน กรดกำมะถันในเวลานั้นเรียกว่า "น้ำมันกรดกำมะถัน" (ตามกฎแล้วมันเป็นผลึกไฮเดรต คล้ายน้ำมันในความสม่ำเสมอ) ดังนั้นที่มาของชื่อเกลือ (หรือค่อนข้างเป็นผลึกไฮเดรต) - กรดกำมะถัน

รับกรดกำมะถัน

วิธีอุตสาหกรรม (ติดต่อ)

ในอุตสาหกรรม กรดซัลฟิวริกผลิตโดยการออกซิเดชันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (ก๊าซซัลเฟอร์ที่ผลิตขึ้นระหว่างการเผาไหม้ของกำมะถันหรือไพไรต์) ไปจนถึงไตรออกไซด์ (ซัลฟูริกแอนไฮไดรด์) ตามด้วยปฏิกิริยาของ SO 3 กับน้ำ กรดซัลฟิวริกที่ได้จากวิธีนี้เรียกอีกอย่างว่าการสัมผัส (ความเข้มข้น 92-94%)

วิธีไนตรัส (ทาวเวอร์)

ก่อนหน้านี้ กรดซัลฟิวริกได้มาโดยวิธีไนตรัสในหอคอยพิเศษเท่านั้น และกรดนี้เรียกว่ากรดทาวเวอร์ (ความเข้มข้น 75%) สาระสำคัญของวิธีนี้คือการเกิดออกซิเดชันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์กับไนโตรเจนไดออกไซด์ในที่ที่มีน้ำ

อีกทางหนึ่ง

ในกรณีที่หายากเหล่านั้นเมื่อไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H 2 S) แทนที่ซัลเฟต (SO 4 -) จากเกลือ (ด้วยโลหะ Cu, Ag, Pb, Hg) กรดซัลฟิวริกเป็นผลพลอยได้ ซัลไฟด์ของโลหะเหล่านี้มีความแข็งแรงสูงสุดและมีสีดำที่โดดเด่น

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีกายภาพ

กรดที่แรงมากที่ 18 o C pK a (1) \u003d -2.8, pK a (2) \u003d 1.92 (K z 1.2 10 -2); ความยาวพันธะในโมเลกุล S=O 0.143 nm, S-OH 0.154 nm, มุม HOSOH 104°, OSO 119°; เดือดสร้างส่วนผสม azeotropic (98.3% H 2 SO 4 และ 1.7% H 2 O ที่มีจุดเดือด 338.8 ° C) กรดซัลฟิวริกที่สอดคล้องกับเนื้อหา 100% H 2 SO 4 มีองค์ประกอบ (%): H 2 SO 4 99.5, HSO 4 - - 0.18, H 3 SO 4 + - 0.14, H 3 O + - 0.09, H 2 S 2 O 7 , - 0.04, HS 2 O 7 - - 0.05. ผสมกับน้ำและ SO 3 ได้ทุกสัดส่วน ในสารละลายที่เป็นน้ำ กรดซัลฟิวริกจะแยกตัวออกเป็น H 3 O + , HSO 3 + และ 2HSO 4 - เกือบทั้งหมด รูปแบบไฮเดรต H 2 SO 4 nH 2 O โดยที่ n = 1, 2, 3, 4 และ 6.5

โอเลียม

สารละลายของซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ SO 3 ในกรดซัลฟิวริกเรียกว่าโอเลี่ยม ซึ่งก่อตัวเป็นสารประกอบสองชนิด H 2 SO 4 SO 3 และ H 2 SO 4 2SO 3 Oleum ยังมีกรดไพโรซัลฟิวริก จุดเดือดของสารละลายกรดซัลฟิวริกในน้ำจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นและถึงค่าสูงสุดที่เนื้อหา 98.3% H 2 SO 4 . จุดเดือดของน้ำมันจะลดลงตามปริมาณ SO 3 ที่เพิ่มขึ้น ด้วยการเพิ่มความเข้มข้นของสารละลายในน้ำของกรดซัลฟิวริก ความดันไอทั้งหมดเหนือสารละลายจะลดลงและที่เนื้อหา 98.3% H 2 SO 4 ถึงค่าต่ำสุด ด้วยการเพิ่มความเข้มข้นของ SO 3 ในโอเลี่ยม ความดันไอทั้งหมดที่อยู่เหนือมันจะเพิ่มขึ้น ความดันไอเหนือสารละลายกรดซัลฟิวริกและโอเลี่ยมในน้ำสามารถคำนวณได้จากสมการ:

บันทึก p=A-B/T+2.126

ค่าสัมประสิทธิ์ A และ B ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของกรดซัลฟิวริก ไอน้ำเหนือสารละลายกรดซัลฟิวริกในน้ำประกอบด้วยส่วนผสมของไอน้ำ H 2 SO 4 และ SO 3 ในขณะที่องค์ประกอบของไอแตกต่างจากองค์ประกอบของของเหลวที่ความเข้มข้นทั้งหมดของกรดซัลฟิวริก ยกเว้นส่วนผสมอะซีโอโทรปิกที่เกี่ยวข้อง เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความแตกแยกจะเพิ่มขึ้น oleum H 2 SO 4 · SO 3 มีความหนืดสูงสุด เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น η จะลดลง ความต้านทานไฟฟ้าของกรดซัลฟิวริกมีค่าน้อยที่สุดที่ความเข้มข้น SO 3 และ 92% H 2 SO 4 และสูงสุดที่ความเข้มข้น 84 และ 99.8% H 2 SO 4 สำหรับโอเลี่ยม ρ ต่ำสุดอยู่ที่ความเข้มข้น 10% SO 3 เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ρ ของกรดซัลฟิวริกจะเพิ่มขึ้น ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของกรดซัลฟิวริก 100% 101 (298.15 K), 122 (281.15 K); ค่าคงที่การแช่แข็ง 6.12, ค่าคงที่ ebulioscopic 5.33; ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ของไอกรดซัลฟิวริกในอากาศแปรผันตามอุณหภูมิ D = 1.67 10⁻⁵T3/2 ซม²/วินาที

คุณสมบัติทางเคมี

กรดซัลฟิวริกในรูปแบบเข้มข้นเมื่อถูกความร้อนเป็นตัวออกซิไดซ์ที่ค่อนข้างแรง ออกซิไดซ์ HI และ HBr บางส่วนให้เป็นฮาโลเจนฟรี ออกซิไดซ์โลหะหลายชนิด (ยกเว้น Au, Pt, Ir, Rh, Ta.) ในกรณีนี้ กรดซัลฟิวริกเข้มข้นจะลดลงเหลือ SO 2 . ในความเย็นในกรดซัลฟิวริกเข้มข้น Fe, Al, Cr, Co, Ni, Ba จะไม่เกิดขึ้นและปฏิกิริยาจะไม่ดำเนินต่อไป ด้วยตัวรีดิวซ์ที่แรงที่สุด กรดซัลฟิวริกเข้มข้นจะลดลงเหลือ S และ H 2 S กรดซัลฟิวริกเข้มข้นดูดซับไอน้ำ ดังนั้นจึงใช้เพื่อทำให้แก๊ส ของเหลว และของแข็งแห้ง เช่น ในเครื่องดูดความชื้น อย่างไรก็ตาม ไฮโดรเจนซัลไฟด์ H 2 SO 4 ที่มีความเข้มข้นลดลงบางส่วน จึงเป็นสาเหตุที่ทำให้แห้งไม่ได้ การแยกน้ำออกจากสารประกอบอินทรีย์และทิ้งคาร์บอนแบล็ค (ถ่านหิน) ไว้พร้อมกัน กรดซัลฟิวริกเข้มข้นจะทำให้เกิดถ่านไหม้เกรียมของไม้ น้ำตาล และสารอื่นๆ H 2 SO 4 ที่เจือจางทำปฏิกิริยากับโลหะทั้งหมดที่อยู่ในอนุกรมไฟฟ้าเคมีของแรงดันไฟฟ้าทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนพร้อมกับการปลดปล่อย คุณสมบัติการออกซิไดซ์สำหรับเจือจาง H 2 SO 4 นั้นไม่เป็นไปตามลักษณะเฉพาะ กรดกำมะถันก่อตัวเป็นเกลือสองชุด: ปานกลาง - ซัลเฟตและกรด - ไฮโดรซัลเฟตเช่นเดียวกับเอสเทอร์ Peroxomonosulfuric (หรือกรดของ Caro) H 2 SO 5 และ peroxodisulfuric H 2 S 2 O 8 กรด กรดซัลฟิวริกทำปฏิกิริยากับออกไซด์พื้นฐานเพื่อสร้างซัลเฟตและน้ำ ในโรงงานแปรรูปโลหะ สารละลายกรดซัลฟิวริกใช้เพื่อขจัดชั้นของโลหะออกไซด์ออกจากพื้นผิวของผลิตภัณฑ์โลหะที่ต้องได้รับความร้อนสูงในระหว่างกระบวนการผลิต ดังนั้นเหล็กออกไซด์จะถูกลบออกจากพื้นผิวของแผ่นเหล็กโดยการกระทำของสารละลายกรดซัลฟิวริกที่ให้ความร้อน ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อกรดซัลฟิวริกและเกลือที่ละลายได้ของมันคือปฏิกิริยากับเกลือแบเรียมที่ละลายน้ำได้ ซึ่งทำให้เกิดตะกอนสีขาวของแบเรียมซัลเฟตเกิดขึ้น ซึ่งไม่ละลายในน้ำและกรด เป็นต้น

แอปพลิเคชัน

ใช้กรดซัลฟิวริก:

• ในการแปรรูปแร่โดยเฉพาะในการสกัดธาตุหายาก ได้แก่ ยูเรเนียม อิริเดียม เซอร์โคเนียม ออสเมียม ฯลฯ
• ในการผลิตปุ๋ยแร่
• เป็นอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่ตะกั่ว
• เพื่อให้ได้กรดแร่และเกลือแร่ต่างๆ
• ในการผลิตเส้นใยเคมี สีย้อม สารที่ก่อให้เกิดควันและวัตถุระเบิด
• ในอุตสาหกรรมน้ำมัน โลหะ สิ่งทอ หนัง และอุตสาหกรรมอื่นๆ
• ในอุตสาหกรรมอาหาร - จดทะเบียนเป็นสารเติมแต่งอาหาร E513 (อิมัลซิไฟเออร์);
• ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ทางอุตสาหกรรมในปฏิกิริยา:
• การคายน้ำ (ได้รับไดเอทิลอีเทอร์, เอสเทอร์);
• ความชุ่มชื้น (เอทานอลจากเอทิลีน);
• ซัลโฟเนชั่น (ผงซักฟอกสังเคราะห์และสารตัวกลางในการผลิตสีย้อม);
• alkylation (การได้รับ isooctane, polyethylene glycol, caprolactam) เป็นต้น
• สำหรับการนำเรซินกลับมาใช้ในตัวกรองในการผลิตน้ำกลั่น

การผลิตกรดซัลฟิวริกของโลกประมาณ 160 ล้านตันต่อปี ผู้บริโภคกรดกำมะถันที่ใหญ่ที่สุดคือการผลิตปุ๋ยแร่ สำหรับปุ๋ย P 2 O 5 ฟอสเฟต มวลใช้กรดซัลฟิวริกมากกว่า 2.2-3.4 เท่า และสำหรับ (NH 4) 2 SO 4 กรดซัลฟิวริก 75% ของมวลที่บริโภค (NH 4) 2 SO 4 ดังนั้นพืชที่มีกรดซัลฟิวริกจึงมีแนวโน้มที่จะสร้างขึ้นร่วมกับพืชเพื่อผลิตปุ๋ยแร่

ข้อมูลทางประวัติศาสตร์

กรดซัลฟิวริกเป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณ โดยเกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปแบบอิสระ เช่น ในรูปของทะเลสาบใกล้ภูเขาไฟ บางทีการกล่าวถึงก๊าซกรดครั้งแรกที่ได้จากการเผาสารส้มหรือ "หินสีเขียว" ของเหล็กซัลเฟตนั้นพบได้ในงานเขียนที่มีสาเหตุมาจากนักเล่นแร่แปรธาตุชาวอาหรับ Jabir ibn Hayyan ในศตวรรษที่ 9 นักเล่นแร่แปรธาตุชาวเปอร์เซีย Ar-Razi ซึ่งเผาส่วนผสมของเหล็กและคอปเปอร์ซัลเฟต (FeSO 4 7H 2 O และ CuSO 4 5H 2 O) ก็ได้รับสารละลายกรดซัลฟิวริกเช่นกัน วิธีนี้สมบูรณ์แบบโดย Albert Magnus นักเล่นแร่แปรธาตุชาวยุโรปที่อาศัยอยู่ในศตวรรษที่ 13 โครงการสำหรับการผลิตกรดซัลฟิวริกจากเฟอร์รัสซัลเฟต - การสลายตัวด้วยความร้อนของเหล็ก (II) ซัลเฟตตามด้วยการทำให้ส่วนผสมเย็นลง งานเขียนของนักเล่นแร่แปรธาตุวาเลนไทน์ (ศตวรรษที่ XIII) อธิบายวิธีการผลิตกรดซัลฟิวริกโดยการดูดซับก๊าซ (ซัลฟูริกแอนไฮไดรด์) ที่ปล่อยออกมาจากการเผาส่วนผสมของกำมะถันและดินประสิวกับน้ำ ต่อมาวิธีนี้ได้ก่อร่างเป็นพื้นฐานของสิ่งที่เรียกว่า วิธี "ห้อง" ดำเนินการในห้องเล็ก ๆ ที่เรียงรายไปด้วยตะกั่วซึ่งไม่ละลายในกรดซัลฟิวริก ในสหภาพโซเวียตมีวิธีการดังกล่าวจนถึงปี 1955 นักเล่นแร่แปรธาตุแห่งศตวรรษที่ 15 ยังรู้วิธีการรับกรดซัลฟิวริกจากไพไรต์ - ซัลเฟอร์ไพไรต์ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่ถูกกว่าและพบได้บ่อยกว่ากำมะถัน กรดซัลฟิวริกถูกผลิตขึ้นในลักษณะนี้เป็นเวลา 300 ปี ในปริมาณเล็กน้อยในปฏิกิริยาแก้ว ต่อจากนั้น ในการเชื่อมต่อกับการพัฒนาของตัวเร่งปฏิกิริยา วิธีนี้แทนที่วิธีการแชมเบอร์สำหรับการสังเคราะห์กรดซัลฟิวริก ในปัจจุบัน กรดซัลฟิวริกผลิตโดยตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน (บน V 2 O 5) ของซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) ถึงซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI) และการสลายตัวของซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI) ในเวลาต่อมาในกรดซัลฟิวริก 70% เพื่อสร้างโอเลี่ยม ในรัสเซีย การผลิตกรดซัลฟิวริกจัดขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2348 ใกล้กับมอสโกในเขตซเวนิโกรอด ในปี 1913 รัสเซียอยู่ในอันดับที่ 13 ของโลกในด้านการผลิตกรดซัลฟิวริก

ข้อมูลเพิ่มเติม

ละอองกรดซัลฟิวริกที่เล็กที่สุดสามารถก่อตัวขึ้นในบรรยากาศตรงกลางและชั้นบนอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาของไอน้ำและเถ้าภูเขาไฟที่มีกำมะถันในปริมาณมาก การชะงักงันที่เกิดจากเมฆกรดกำมะถันสูง ทำให้แสงแดดส่องถึงพื้นผิวโลกได้ยาก ดังนั้น (และเป็นผลมาจากอนุภาคขนาดเล็กของเถ้าภูเขาไฟจำนวนมากในบรรยากาศชั้นบน ซึ่งทำให้แสงแดดส่องถึงดาวเคราะห์ได้ยากเช่นกัน) การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่สำคัญสามารถเกิดขึ้นได้หลังจากการปะทุของภูเขาไฟที่รุนแรงโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตัวอย่างเช่น จากการปะทุของภูเขาไฟ Ksudach (คาบสมุทร Kamchatka, 1907) ความเข้มข้นของฝุ่นในบรรยากาศที่เพิ่มขึ้นยังคงมีอยู่ประมาณ 2 ปี และพบเมฆสีเงินที่มีลักษณะเฉพาะของกรดซัลฟิวริกแม้ในปารีส การระเบิดของภูเขาไฟ Pinatubo ในปี 1991 ซึ่งส่งกำมะถัน 3 10 7 ตันสู่ชั้นบรรยากาศ นำไปสู่ความจริงที่ว่า 1992 และ 1993 นั้นหนาวกว่าปี 1991 และ 1994 มาก

มาตรฐาน

• กรดซัลฟิวริกทางเทคนิค GOST 2184-77
• แบตเตอรี่กรดกำมะถัน ข้อมูลจำเพาะ GOST 667-73
• กรดกำมะถันบริสุทธิ์พิเศษ ข้อมูลจำเพาะ GOST 1422-78
• รีเอเจนต์ กรดซัลฟูริก. ข้อมูลจำเพาะ GOST 4204-77

คุณสมบัติทางกายภาพของกรดซัลฟิวริก:
ของเหลวมันหนัก ("กรดกำมะถัน");
ความหนาแน่น 1.84 g/cm3; ไม่ระเหยละลายได้ดีในน้ำ - ด้วยความร้อนสูง t°pl = 10.3°C, bp \u003d 296 ° C ดูดความชื้นมากมีคุณสมบัติในการขจัดน้ำ (ถ่านกระดาษ, ไม้, น้ำตาล)

ความร้อนของความชุ่มชื้นนั้นสูงมากจนส่วนผสมอาจเดือด กระเซ็น และทำให้เกิดแผลไหม้ได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเติมกรดลงในน้ำ ไม่ใช่ในทางกลับกัน เนื่องจากเมื่อเติมน้ำลงในกรด น้ำที่เบากว่าจะอยู่ที่ผิวของกรด ซึ่งความร้อนที่ปล่อยออกมาทั้งหมดจะเข้มข้น

การผลิตทางอุตสาหกรรมของกรดซัลฟิวริก (วิธีสัมผัส):

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 (โอเลี่ยม)

หนาแน่นเปียกบริสุทธิ์บด (กำมะถันหนาแน่น) เทจากด้านบนลงในเตาเผาเพื่อเผาใน " เตียงฟลูอิไดซ์". จากด้านล่าง (หลักการทวนกลับ) อากาศที่อุดมด้วยออกซิเจนจะถูกส่งผ่าน
ก๊าซจากเตาหลอมออกมาจากเตาหลอม ซึ่งมีองค์ประกอบคือ SO 2, O 2 ไอน้ำ (ไพไรต์เปียก) และอนุภาคขี้เถ้าที่เล็กที่สุด (เหล็กออกไซด์) ก๊าซถูกทำให้บริสุทธิ์จากสิ่งสกปรกของอนุภาคของแข็ง (ในไซโคลนและเครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิต) และไอน้ำ (ในหอทำให้แห้ง)
ในอุปกรณ์สัมผัส ซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะถูกออกซิไดซ์โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา V 2 O 5 (วานาเดียมเพนทอกไซด์) เพื่อเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา กระบวนการออกซิเดชันของออกไซด์หนึ่งไปยังอีกออกไซด์สามารถย้อนกลับได้ ดังนั้นจึงเลือกสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเกิดปฏิกิริยาโดยตรง - ความดันที่เพิ่มขึ้น (เนื่องจากปฏิกิริยาโดยตรงเกิดขึ้นเมื่อปริมาตรรวมลดลง) และอุณหภูมิไม่สูงกว่า 500 C (เนื่องจากปฏิกิริยาเป็นแบบคายความร้อน)

ในหอดูดซับ ซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI) ถูกดูดซับโดยกรดซัลฟิวริกเข้มข้น
การดูดซึมน้ำไม่ได้ใช้เพราะซัลเฟอร์ออกไซด์ละลายในน้ำโดยปล่อยความร้อนจำนวนมาก ดังนั้นกรดซัลฟิวริกที่ได้จะเดือดและกลายเป็นไอน้ำ เพื่อหลีกเลี่ยงการก่อตัวของหมอกกรดกำมะถัน ให้ใช้กรดซัลฟิวริกเข้มข้น 98% ซัลเฟอร์ออกไซด์ละลายได้ดีในกรดดังกล่าว ทำให้เกิดโอเลี่ยม: H 2 SO 4 nSO 3

คุณสมบัติทางเคมีของกรดซัลฟิวริก:

H 2 SO 4 เป็นกรดไดบาซิกที่แรง ซึ่งเป็นหนึ่งในกรดแร่ที่แรงที่สุด เนื่องจากมีขั้วสูง พันธะ H - O จึงแตกหักได้ง่าย

1) กรดซัลฟิวริกแยกตัวออกจากสารละลายในน้ำ ทำให้เกิดไฮโดรเจนไอออนและกรดตกค้าง:
H 2 SO 4 \u003d H + + HSO 4 -;
HSO 4 - \u003d H + + SO 4 2-.
สมการสรุป:
H 2 SO 4 \u003d 2H + + SO 4 2-.

2) ปฏิกิริยาของกรดซัลฟิวริกกับโลหะ:
กรดซัลฟิวริกเจือจางจะละลายโลหะในอนุกรมแรงดันทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนเท่านั้น:
Zn 0 + H 2 +1 SO 4 (razb) → Zn +2 SO 4 + H 2

3) ปฏิกิริยากรดกำมะถันด้วยออกไซด์พื้นฐาน:
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O

4) ปฏิกิริยาของกรดซัลฟิวริกกับไฮดรอกไซด์:
H 2 SO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + 2H 2 O
H 2 SO 4 + Cu(OH) 2 → CuSO 4 + 2H 2 O

5) แลกเปลี่ยนปฏิกิริยากับเกลือ:
BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl
การก่อตัวของตะกอนสีขาวของ BaSO 4 (ที่ไม่ละลายในกรด) ใช้เพื่อตรวจหากรดซัลฟิวริกและซัลเฟตที่ละลายน้ำได้ (ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพของไอออนซัลเฟต)

คุณสมบัติพิเศษของเข้มข้น H 2 SO 4:

1) เข้มข้น กรดกำมะถันคือ ตัวออกซิไดซ์ที่แรง ; เมื่อทำปฏิกิริยากับโลหะ (ยกเว้น Au, Pt) กู้คืนเป็น S +4 O 2 , S 0 หรือ H 2 S -2 ขึ้นอยู่กับกิจกรรมของโลหะ หากไม่มีความร้อนจะไม่ทำปฏิกิริยากับ Fe, Al, Cr - ทู่ เมื่อทำปฏิกิริยากับโลหะที่มีความจุแปรผัน ตัวหลังจะถูกออกซิไดซ์ ไปสู่สถานะออกซิเดชันที่สูงขึ้น กว่าในกรณีของสารละลายกรดเจือจาง: Fe0→ เฟ 3+ , Cr 0→ Cr 3+ , Mn 0→Mn4+,sn 0→ sn 4+

โลหะที่ใช้งาน

8 Al + 15 H 2 SO 4 (conc.) → 4Al 2 (SO 4) 3 + 12H 2 O + 3 เอช 2 ซ
4│2Al 0 – 6 อี- → 2Al 3+ - ออกซิเดชัน
3│ S 6+ + 8e → S 2– การกู้คืน

4Mg+ 5H 2 SO 4 → 4MgSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

โลหะกิจกรรมปานกลาง

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

โลหะที่ไม่ใช้งาน

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

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

2) กรดซัลฟิวริกเข้มข้นออกซิไดซ์อโลหะบางชนิดตามกฎจนถึงสถานะออกซิเดชันสูงสุดมันจะลดลงเหลือS+4O2:

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

S+ 2H 2 SO 4 (คอนซี) → 3SO 2 + 2H 2 O

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

3) ออกซิเดชันของสารที่ซับซ้อน:
กรดซัลฟิวริกออกซิไดซ์ HI และ HBr ให้เป็นฮาโลเจนอิสระ:
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
กรดซัลฟิวริกเข้มข้นไม่สามารถออกซิไดซ์ไอออนของคลอไรด์ให้เป็นคลอรีนอิสระ ซึ่งทำให้สามารถรับ HCl โดยปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน:
NaCl + H 2 SO 4 (รวม) = NaHSO 4 + HCl

กรดซัลฟิวริกขจัดน้ำที่จับกับสารเคมีออกจากสารประกอบอินทรีย์ที่มีหมู่ไฮดรอกซิล การคายน้ำของเอทิลแอลกอฮอล์ในที่ที่มีกรดซัลฟิวริกเข้มข้นนำไปสู่การผลิตเอทิลีน:
C 2 H 5 OH \u003d C 2 H 4 + H 2 O.

การไหม้ของน้ำตาล เซลลูโลส แป้ง และคาร์โบไฮเดรตอื่นๆ เมื่อสัมผัสกับกรดซัลฟิวริกนั้นอธิบายได้จากการคายน้ำเช่นกัน:
C 6 H 12 O 6 + 12H 2 SO 4 \u003d 18H 2 O + 12SO 2 + 6CO 2

เป้า:เพื่อทำความคุ้นเคยกับโครงสร้าง คุณสมบัติ ทางกายภาพและเคมี การใช้กรดซัลฟิวริก

งานการศึกษา:พิจารณาคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี (ร่วมกับกรดอื่น ๆ และความจำเพาะ) ของกรดซัลฟิวริก การได้มา แสดงให้เห็นถึงความสำคัญอย่างยิ่งของกรดซัลฟิวริกและเกลือของกรดในระบบเศรษฐกิจของประเทศ

งานการศึกษา:เพื่อดำเนินการสร้างความเข้าใจเชิงวิภาษในวัตถุของธรรมชาติในหมู่นักเรียนต่อไป

งานพัฒนา:การพัฒนาทักษะและความสามารถทางการศึกษาทั่วไป ทำงานกับตำราเรียนและวรรณกรรมเพิ่มเติม กฎสำหรับการทำงานบนเดสก์ท็อป ความสามารถในการจัดระบบและสรุป สร้างความสัมพันธ์แบบเหตุและผล ,ร่าง.

ระหว่างเรียน

1. การทำซ้ำของอดีต

การสำรวจชั้นหน้าผาก เปรียบเทียบคุณสมบัติของผลึกและกำมะถันพลาสติก อธิบายสาระสำคัญของ allotropy

2. การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

หลังจากฟังนิทานอย่างถี่ถ้วนแล้ว เราจะอธิบายในตอนท้ายของบทเรียนว่าทำไมกรดซัลฟิวริกจึงมีพฤติกรรมแปลก ๆ กับน้ำ ไม้ และแหวนทอง

ฟังดูเหมือนบันทึกเสียง

การผจญภัยของกรดซัลฟิวริก

ในอาณาจักรเคมีแห่งหนึ่ง มีแม่มดอาศัยอยู่ ชื่อของเธอคือ กรดซัลฟูริก. มันดูไม่เลวเลย มันเป็นของเหลวไม่มีสี หนืดเหมือนน้ำมัน ไม่มีกลิ่น กรดกำมะถันฉันอยากดัง ก็เลยไปเที่ยว

เธอเดินมา 5 ชั่วโมงแล้ว และเนื่องจากวันนั้นร้อนเกินไป เธอจึงกระหายน้ำมาก และทันใดนั้นเธอก็เห็นบ่อน้ำ "น้ำ!" กรดอุทานและวิ่งไปที่บ่อน้ำ เธอแตะน้ำ น้ำส่งเสียงดังอย่างน่ากลัว แม่มดที่หวาดกลัวก็วิ่งออกไปด้วยเสียงร้อง แน่นอนว่ากรดหนุ่มไม่รู้ว่าเมื่อผสมแล้ว กรดซัลฟูริกน้ำจะปล่อยความร้อนออกมาเป็นจำนวนมาก

“ถ้าน้ำมาสัมผัส กรดซัลฟูริกแล้วน้ำที่ไม่มีเวลาผสมกับกรดก็ต้มน้ำกระเด็นออกมาได้ กรดซัลฟูริก. รายการนี้ปรากฏในไดอารี่ของนักเดินทางวัยเยาว์และเข้าสู่ตำราเรียน

เนื่องจากกรดไม่ได้ดับกระหาย ต้นไม้ที่แผ่กิ่งก้านสาขาจึงตัดสินใจนอนพักในที่ร่ม แต่เธอก็ไม่ประสบความสำเร็จเช่นกัน เร็ว ๆ นี้ กรดกำมะถันสัมผัสต้นไม้ก็เริ่มไหม้เกรียม โดยไม่ทราบสาเหตุ กรดที่ตกใจวิ่งหนีไป

ในไม่ช้าเธอก็มาถึงเมืองและตัดสินใจไปร้านแรกที่ข้ามมา พวกเขากลายเป็นเครื่องประดับ เมื่อเข้าใกล้หน้าต่างร้าน กรดก็เห็นวงแหวนที่สวยงามมากมาย กรดกำมะถันฉันตัดสินใจที่จะลองแหวนหนึ่งวง เมื่อขอแหวนทองคำจากคนขาย นักเดินทางก็สวมแหวนนั้นบนนิ้วนางอันยาวสวยของเธอ แม่มดชอบแหวนนี้มากและเธอก็ตัดสินใจซื้อมัน นั่นคือสิ่งที่เธอสามารถอวดเพื่อน ๆ ของเธอได้!

ออกจากเมืองกรดกลับบ้าน ระหว่างทางความคิดไม่ทิ้งเธอ ทำไมน้ำและไม้ถึงมีพฤติกรรมแปลก ๆ เมื่อสัมผัสกับเธอ แต่ไม่มีอะไรเกิดขึ้นกับทองคำนี้? “ใช่ เพราะทองคำอยู่ใน กรดซัลฟูริกไม่ออกซิไดซ์ นี่เป็นคำสุดท้ายที่เขียนโดยกรดในไดอารี่ของเขา

คำอธิบายของครู

สูตรอิเล็กทรอนิกส์และโครงสร้างของกรดซัลฟิวริก

เนื่องจากกำมะถันอยู่ในคาบที่ 3 ของระบบคาบ กฎออคเต็ต (โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์แปดตัว) จึงไม่เคารพ และอะตอมกำมะถันสามารถรับอิเล็กตรอนได้มากถึงสิบสองอิเล็กตรอน สูตรอิเล็กทรอนิกส์และโครงสร้างของกรดซัลฟิวริกมีดังนี้:

(หกอิเล็กตรอนของกำมะถันมีเครื่องหมายดอกจัน)

ใบเสร็จ.

กรดซัลฟิวริกเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของซัลเฟอร์ออกไซด์ (5) กับน้ำ (SO 3 + H 2 O -> H 2 SO 4)

คุณสมบัติทางกายภาพ

กรดซัลฟิวริกเป็นของเหลวไม่มีสี หนัก และไม่ระเหย เมื่อละลายในน้ำจะเกิดความร้อนที่รุนแรงมาก จำไว้ อย่าเทน้ำลงในกรดซัลฟิวริกเข้มข้น!

กรดซัลฟิวริกเข้มข้นดูดซับไอน้ำจากอากาศ จะเห็นได้ว่าภาชนะเปิดที่มีกรดซัลฟิวริกเข้มข้นมีความสมดุลในระดับ: หลังจากนั้นครู่หนึ่งถ้วยที่มีภาชนะจะจมลง

คุณสมบัติทางเคมี.

กรดซัลฟิวริกเจือจางมีคุณสมบัติเหมือนกันกับกรดทุกชนิด นอกจากนี้กรดกำมะถันยังมีคุณสมบัติเฉพาะ

คุณสมบัติทางเคมีของกำมะถัน - ภาคผนวก .

สาธิตโดยอาจารย์ผู้สอนประสบการณ์ความบันเทิง

การบรรยายสรุปความปลอดภัยโดยย่อ

เอสกิโม (ถ่านจากน้ำตาล)

อุปกรณ์	แผนประสบการณ์	เอาท์พุต
ผงน้ำตาล. กรดซัลฟิวริกเข้มข้น แก้วเคมี 2 ใบ ขนาด 100-150 มล. ก้านแก้ว. ตาชั่ง	เทน้ำตาลผง 30 กรัมลงในบีกเกอร์ ใช้บีกเกอร์ตวงกรดซัลฟิวริกเข้มข้น 12 มล. ผสมน้ำตาลและกรดในแก้วกับแท่งแก้วให้เป็นก้อนที่อ่อนนุ่ม (เอาแท่งแก้วออกแล้วใส่ลงในแก้วน้ำ) หลังจากนั้นครู่หนึ่งส่วนผสมจะมืดลงอุ่นขึ้นและในไม่ช้าก้อนถ่านหินที่มีรูพรุนก็เริ่มคลานออกมาจากแก้ว - ไอติม	การทำให้เป็นคาร์บอนของน้ำตาลด้วยกรดซัลฟิวริก (เข้มข้น) อธิบายได้จากคุณสมบัติการออกซิไดซ์ของกรดนี้ ตัวรีดิวซ์คือคาร์บอน กระบวนการนี้เป็นแบบคายความร้อน 2H 2 SO 4 + C 12 O 11 + H22 -> 11C + 2SO 2 + 13H 2 O + CO 2

นักเรียนกรอกตารางด้วยประสบการณ์ความบันเทิงในสมุดบันทึก

เหตุผลของนักเรียนว่าทำไมกรดกำมะถันจึงมีพฤติกรรมแปลก ๆ กับน้ำ ไม้ และทอง

แอปพลิเคชัน.

เนื่องจากคุณสมบัติของมัน (ความสามารถในการดูดซับน้ำ, คุณสมบัติในการออกซิไดซ์, การไม่ระเหย) กรดซัลฟิวริกจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบเศรษฐกิจของประเทศ เป็นผลิตภัณฑ์หลักของอุตสาหกรรมเคมี

1. รับสีย้อม;
2. รับปุ๋ยแร่
3. การทำความสะอาดผลิตภัณฑ์น้ำมัน
4. การผลิตทองแดงด้วยไฟฟ้า
5. อิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่
6. รับวัตถุระเบิด
7. รับสีย้อม;
8. รับไหมเทียม
9. รับกลูโคส
10. รับเกลือ
11. ได้รับกรด

เกลือของกรดซัลฟิวริกนิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย เช่น

นา 2 SO 4 * 10H 2 O– โซเดียมซัลเฟตผลึกไฮเดรต (เกลือของเกลเบอร์)- ใช้ในการผลิตโซดา แก้ว ยาและสัตวแพทยศาสตร์

CaSO4*2H2O- แคลเซียมซัลเฟตไฮเดรต (ยิปซั่มธรรมชาติ)- ใช้เพื่อให้ได้ยิปซั่มกึ่งน้ำซึ่งจำเป็นในการก่อสร้างและในทางการแพทย์ - สำหรับการใช้พลาสเตอร์พลาสเตอร์

CuSO4*5H2O– คอปเปอร์ซัลเฟตไฮเดรต (2) (คอปเปอร์ซัลเฟต)- ใช้ในการต่อสู้กับศัตรูพืชและโรคพืช

ผลงานของนักเรียนที่มีองค์ประกอบนอกตำรา

มันน่าสนใจ

... ในอ่าว Kara-Bogaz-Gol น้ำมีเกลือของ Glauber 30% ที่อุณหภูมิ +5 ° C เกลือนี้ตกตะกอนในรูปของตะกอนสีขาวเหมือนหิมะและด้วยสภาพอากาศที่อบอุ่น เกลือละลายอีกครั้ง เนื่องจากเกลือของ Glauber ปรากฏขึ้นและหายไปในอ่าวนี้จึงได้ชื่อว่า มิราบิไลต์ซึ่งหมายความว่า "เกลือที่ยอดเยี่ยม"

3. คำถามเพื่อรวมสื่อการศึกษาที่เขียนไว้บนกระดาน

1. ในฤดูหนาว บางครั้งภาชนะที่มีกรดซัลฟิวริกเข้มข้นจะถูกวางไว้ระหว่างกรอบหน้าต่าง จุดประสงค์ของการทำเช่นนี้คืออะไร ทำไมภาชนะถึงเติมกรดลงไปด้านบนไม่ได้?
2. เหตุใดกรดซัลฟิวริกจึงเรียกว่า "ขนมปัง" ของเคมี?

การบ้านและคำแนะนำสำหรับการนำไปปฏิบัติ

หากเหมาะสม ให้เขียนสมการในรูปไอออนิก

บทสรุปของบทเรียน การตั้งค่า และการแสดงความคิดเห็น

ข้อมูลอ้างอิง

1. Rudzitis G.E. Feldman F.G. , Chemistry: หนังสือเรียนสำหรับเกรด 7-11 ของโรงเรียนมัธยมตอนค่ำ (กะ) เวลา 2 ชั่วโมง ส่วนที่ 1-3 ฉบับ - M.: Education, 1987
2. เคมี ณ รร.6 พ.ศ. 2534
3. Strempler Genrikh Ivanovich, เคมียามว่าง: หนังสือ. สำหรับนักเรียนวันพุธ และเก่า อายุ /รูป เอ็ด ด้วยการมีส่วนร่วมของ V.N. Rastopchiny.- F.: Ch. เอ็ด เคเอสอี, 1990.

มีชื่อทางประวัติศาสตร์ว่า vitriol oil การศึกษากรดเริ่มขึ้นในสมัยโบราณ ได้มีการอธิบายไว้ในงานเขียนของพวกเขาโดยแพทย์ชาวกรีก Dioscorides นักธรรมชาติวิทยาชาวโรมัน Pliny the Elder นักเล่นแร่แปรธาตุอิสลาม Geber Razi และ Ibn Sina และอื่น ๆ ในสุเมเรียนมีรายชื่อกรดกำมะถันซึ่งจำแนกตามสีของสาร ทุกวันนี้ คำว่า "กรดกำมะถัน" รวมไฮเดรตที่เป็นผลึกของซัลเฟตโลหะไดวาเลนต์

ในศตวรรษที่ 17 Johann Glauber นักเคมีชาวเยอรมัน-ดัตช์ได้รับกรดซัลฟิวริกจากการเผากำมะถันด้วย (KNO3) ต่อหน้า ในปี ค.ศ. 1736 Joshua Ward (เภสัชกรจากลอนดอน) ใช้วิธีนี้ในการผลิต ครั้งนี้ถือได้ว่าเป็นจุดเริ่มต้นเมื่อกรดซัลฟิวริกเริ่มผลิตในปริมาณมาก สูตรของมัน (H2SO4) ตามที่เชื่อกันโดยทั่วไป ก่อตั้งขึ้นโดยนักเคมีชาวสวีเดน Berzelius (1779-1848) ในภายหลังเล็กน้อย

Berzelius โดยใช้ตัวอักษร (หมายถึงองค์ประกอบทางเคมี) และตัวห้อย (ระบุจำนวนอะตอมของประเภทที่กำหนดในโมเลกุล) พบว่าหนึ่งโมเลกุลประกอบด้วย 1 อะตอมของกำมะถัน (S) 2 อะตอมไฮโดรเจน (H) และ 4 อะตอมออกซิเจน ( อ ). ตั้งแต่เวลานั้นเป็นที่รู้จักในองค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของโมเลกุลนั่นคือกรดซัลฟิวริกได้รับการอธิบายในภาษาของเคมี

แสดงในรูปแบบกราฟิกของการจัดเรียงอะตอมในโมเลกุลและพันธะเคมีระหว่างพวกเขา (มักจะแสดงด้วยเส้น) แจ้งว่าในใจกลางของโมเลกุลมีอะตอมกำมะถันซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยพันธะคู่ที่มีออกซิเจนสองตัว อะตอม กับอีกสองอะตอมออกซิเจน ซึ่งแต่ละอะตอมของไฮโดรเจนติดอยู่ อะตอมของกำมะถันเดียวกันจะเชื่อมต่อกันด้วยพันธะเดี่ยว

คุณสมบัติ

กรดซัลฟิวริกเป็นของเหลวหนืดสีเหลืองหรือไม่มีสีเล็กน้อย ละลายได้ในน้ำที่ความเข้มข้นใดๆ เป็นแร่ธาตุที่แข็งแรงและมีความก้าวร้าวสูงต่อโลหะ (เข้มข้นไม่ทำปฏิกิริยากับเหล็กโดยไม่ให้ความร้อน แต่จะทำให้เกิดปฏิกิริยากับเหล็ก) หิน เนื้อเยื่อสัตว์ หรือวัสดุอื่นๆ มีลักษณะการดูดความชื้นสูงและคุณสมบัติเด่นชัดของตัวออกซิไดซ์ที่แรง ที่อุณหภูมิ 10.4 °C กรดจะแข็งตัว เมื่อถูกความร้อนถึง 300 °C กรดเกือบ 99% จะสูญเสียซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ (SO3)

คุณสมบัติของมันจะเปลี่ยนแปลงไปตามความเข้มข้นของสารละลายในน้ำ มีชื่อสามัญสำหรับสารละลายกรด กรดเจือจางถือว่าสูงถึง 10% แบตเตอรี่ - จาก 29 ถึง 32% ที่ความเข้มข้นน้อยกว่า 75% (ตามที่กำหนดไว้ใน GOST 2184) เรียกว่าหอคอย ถ้าความเข้มข้น 98% ก็จะเป็นกรดซัลฟิวริกเข้มข้นอยู่แล้ว สูตร (เคมีหรือโครงสร้าง) ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในทุกกรณี

เมื่อละลายซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์เข้มข้นในกรดซัลฟิวริก จะเกิดโอเลี่ยมหรือกรดซัลฟิวริกที่เป็นควัน สามารถเขียนสูตรได้ดังนี้ H2S2O7 กรดบริสุทธิ์ (H2S2O7) เป็นของแข็งที่มีจุดหลอมเหลว 36°C ปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของกรดซัลฟิวริกมีลักษณะเฉพาะโดยการปล่อยความร้อนในปริมาณมาก

กรดเจือจางทำปฏิกิริยากับโลหะ โดยแสดงคุณสมบัติของตัวออกซิไดซ์ที่แรง ในกรณีนี้กรดกำมะถันจะลดลงสูตรของสารที่เกิดขึ้นซึ่งมีอะตอมของกำมะถันลดลง (มากถึง +4, 0 หรือ -2) สามารถเป็น: SO2, S หรือ H2S

ทำปฏิกิริยากับอโลหะเช่นคาร์บอนหรือกำมะถัน:

2 H2SO4 + C → 2 SO2 + CO2 + 2 H2O

2 H2SO4 + S → 3 SO2 + 2 H2O

ทำปฏิกิริยากับโซเดียมคลอไรด์:

H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCl

มีลักษณะเฉพาะโดยปฏิกิริยาของการแทนที่อิเล็กโตรฟิลลิกของอะตอมไฮโดรเจนที่ติดอยู่กับวงแหวนเบนซีนของสารประกอบอะโรมาติกโดยกลุ่ม -SO3H

ใบเสร็จ

ในปี พ.ศ. 2374 วิธีการติดต่อเพื่อรับ H2SO4 ได้รับการจดสิทธิบัตรซึ่งปัจจุบันเป็นวิธีหลัก ทุกวันนี้ กรดซัลฟิวริกส่วนใหญ่ถูกผลิตขึ้นโดยใช้วิธีนี้ วัตถุดิบที่ใช้คือแร่ซัลไฟด์ (มักเป็นเหล็กไพไรต์ FeS2) ซึ่งถูกเผาในเตาเผาพิเศษและเกิดก๊าซย่างขึ้น เนื่องจากอุณหภูมิของแก๊สอยู่ที่ 900 ° C จึงระบายความร้อนด้วยกรดซัลฟิวริกที่ความเข้มข้น 70% จากนั้นก๊าซจะถูกทำความสะอาดจากฝุ่นในไซโคลนและเครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิต ในหอล้างที่มีกรดที่มีความเข้มข้น 40 และ 10% ของสารเร่งปฏิกิริยา (As2O5 และฟลูออรีน) และในเครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิตแบบเปียกจากละอองกรด ถัดไป ก๊าซย่างที่มีซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) 9% ถูกทำให้แห้งและป้อนเข้าไปในอุปกรณ์สัมผัส หลังจากผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาวาเนเดียม 3 ชั้น SO2 จะถูกออกซิไดซ์เป็น SO3 ในการละลายซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ที่เกิดขึ้นนั้นจะใช้กรดซัลฟิวริกเข้มข้น สูตรสำหรับสารละลายซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ (SO3) ในกรดแอนไฮดรัสซัลฟิวริกคือ H2S2O7 ในรูปแบบนี้ oleum ในถังเหล็กจะถูกส่งไปยังผู้บริโภคโดยจะเจือจางตามความเข้มข้นที่ต้องการ

แอปพลิเคชัน

เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีที่แตกต่างกัน H2SO4 จึงมีการใช้งานที่หลากหลาย ในการผลิตกรดเอง ในฐานะอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด สำหรับการผลิตสารทำความสะอาดต่างๆ มันยังเป็นสารรีเอเจนต์ที่สำคัญในอุตสาหกรรมเคมีอีกด้วย นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิต: แอลกอฮอล์ พลาสติก สีย้อม ยาง อีเทอร์ กาว สบู่และผงซักฟอก ยา เยื่อกระดาษและกระดาษ ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม

กรดใดๆ ก็ตามเป็นสารเชิงซ้อน ซึ่งโมเลกุลของกรดนั้นประกอบด้วยอะตอมของไฮโดรเจนตั้งแต่หนึ่งอะตอมขึ้นไปและมีกรดตกค้างอยู่

สูตรของกรดซัลฟิวริกคือ H2SO4 ดังนั้นองค์ประกอบของโมเลกุลกรดซัลฟิวริกจึงประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอมและกรดตกค้าง SO4

กรดซัลฟิวริกเกิดขึ้นเมื่อซัลเฟอร์ออกไซด์ทำปฏิกิริยากับน้ำ

SO3+H2O -> H2SO4

กรดซัลฟิวริกบริสุทธิ์ 100% (โมโนไฮเดรต) เป็นของเหลวหนัก มีความหนืดเหมือนน้ำมัน ไม่มีสีและไม่มีกลิ่น มีรส "ทองแดง" เปรี้ยว ที่อุณหภูมิ +10 ° C มันจะแข็งตัวและกลายเป็นมวลผลึก

กรดซัลฟิวริกเข้มข้นประกอบด้วย H2SO4 ประมาณ 95% และแช่แข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่า -20 องศาเซลเซียส

ปฏิสัมพันธ์กับน้ำ

กรดซัลฟิวริกละลายได้ดีในน้ำ โดยผสมกับกรดซัลฟิวริกในทุกอัตราส่วน นี้จะปล่อยความร้อนจำนวนมาก

กรดซัลฟิวริกสามารถดูดซับไอน้ำจากอากาศได้ คุณสมบัตินี้ใช้ในอุตสาหกรรมสำหรับการทำให้แห้งก๊าซ ก๊าซถูกทำให้แห้งโดยส่งผ่านภาชนะพิเศษที่มีกรดซัลฟิวริก แน่นอน วิธีนี้ใช้ได้เฉพาะกับก๊าซที่ไม่ทำปฏิกิริยากับมันเท่านั้น

เป็นที่ทราบกันดีว่าเมื่อกรดซัลฟิวริกสัมผัสกับสารอินทรีย์หลายชนิด โดยเฉพาะคาร์โบไฮเดรต สารเหล่านี้จะไหม้เกรียม ความจริงก็คือคาร์โบไฮเดรตเช่นน้ำมีทั้งไฮโดรเจนและออกซิเจน กรดกำมะถันขโมยธาตุเหล่านี้ไป สิ่งที่เหลืออยู่คือถ่านหิน

ในสารละลายที่เป็นน้ำของ H2SO4 สารสีน้ำเงินและเมทิลออเรนจ์จะเปลี่ยนเป็นสีแดง ซึ่งบ่งชี้ว่าสารละลายนี้มีรสเปรี้ยว

ปฏิกิริยากับโลหะ

เช่นเดียวกับกรดอื่นๆ กรดซัลฟิวริกสามารถแทนที่อะตอมของไฮโดรเจนด้วยอะตอมของโลหะในโมเลกุลของมัน มันทำปฏิกิริยากับโลหะเกือบทั้งหมด

กรดซัลฟิวริกเจือจางทำปฏิกิริยากับโลหะเหมือนกรดทั่วไป อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาจะเกิดเกลือที่มีสารตกค้างที่เป็นกรด SO4 และไฮโดรเจน

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

แต่ กรดกำมะถันเข้มข้นเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงมาก มันออกซิไดซ์โลหะทั้งหมดโดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งของพวกมันในซีรีย์แรงดันไฟฟ้า และเมื่อทำปฏิกิริยากับโลหะ ตัวมันเองจะลดลงเหลือ SO2 ไฮโดรเจนจะไม่ถูกปล่อยออกมา

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

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

แต่โลหะกลุ่มทองคำ เหล็ก อะลูมิเนียม แพลตตินั่ม จะไม่ออกซิไดซ์ในกรดซัลฟิวริก ดังนั้นกรดซัลฟิวริกจึงถูกขนส่งในถังเหล็ก

เกลือของกรดซัลฟิวริกซึ่งได้มาจากปฏิกิริยาดังกล่าวเรียกว่าซัลเฟต พวกมันไม่มีสีและตกผลึกได้ง่าย บางชนิดสามารถละลายได้ดีในน้ำ CaSO4 และ PbSO4 เท่านั้นที่ละลายได้เพียงเล็กน้อย BaSO4 เกือบจะไม่ละลายในน้ำ

ปฏิสัมพันธ์กับฐาน

ปฏิกิริยาของกรดที่มีเบสเรียกว่าปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลาง อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางของกรดซัลฟิวริก เกลือที่มีกรดตกค้าง SO4 และ H2O ของน้ำจะเกิดขึ้น

ตัวอย่างของปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางของกรดซัลฟิวริก:

H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O

H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O

กรดซัลฟิวริกเข้าสู่ปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางกับเบสที่ละลายน้ำได้และไม่ละลายน้ำ

เนื่องจากมีไฮโดรเจนอะตอมอยู่สองอะตอมในโมเลกุลของกรดซัลฟิวริก และจำเป็นต้องมีสองเบสในการทำให้เป็นกลาง มันจึงเป็นของกรดไดเบสิก

ปฏิกิริยากับออกไซด์พื้นฐาน

จากหลักสูตรเคมีของโรงเรียน เรารู้ว่าออกไซด์เรียกว่าสารเชิงซ้อน ซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมี 2 ชนิด ซึ่งหนึ่งในนั้นคือออกซิเจนในสถานะออกซิเดชัน -2 ออกไซด์พื้นฐานเรียกว่าออกไซด์ของโลหะวาเลนซ์ 1, 2 และ 3 บางส่วน ตัวอย่างของออกไซด์พื้นฐาน: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO

ด้วยออกไซด์พื้นฐาน กรดซัลฟิวริกจะเข้าสู่ปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลาง อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาดังกล่าวเช่นเดียวกับในปฏิกิริยากับเบสจะเกิดเกลือและน้ำ เกลือมีกรดตกค้าง SO4

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

ปฏิกิริยาของเกลือ

กรดซัลฟิวริกทำปฏิกิริยากับเกลือของกรดอ่อนหรือกรดระเหย แทนที่กรดเหล่านี้ออกจากพวกมัน อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยานี้ เกลือที่มีสารตกค้างที่เป็นกรด SO4 และกรด

H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl

การใช้กรดซัลฟิวริกและสารประกอบต่างๆ

โจ๊กแบเรียม BaSO4 สามารถชะลอการเอ็กซ์เรย์ นักรังสีวิทยาตรวจร่างกายด้วยอวัยวะกลวง

ในยาและการก่อสร้าง ยิปซั่มธรรมชาติ CaSO4 * 2H2O แคลเซียมซัลเฟตไฮเดรตถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย เกลือของ Glauber Na2SO4 * 10H2O ใช้ในยาและสัตวแพทยศาสตร์ในอุตสาหกรรมเคมี - สำหรับการผลิตโซดาและแก้ว คอปเปอร์ซัลเฟต CuSO4 * 5H2O เป็นที่รู้จักของชาวสวนและนักปฐพีวิทยาที่ใช้ควบคุมศัตรูพืชและโรคพืช

กรดกำมะถันใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ: เคมี, โลหะ, ปิโตรเลียม, สิ่งทอ, หนังและอื่น ๆ