Серная кислота. Сульфаты
Страница 1

Серная кислота

H2SO4.

Оксокислота. Бесцветная жидкость, очень вязкая (маслообразная), весьма гигроскопичная. Молекула имеет искаженно‑тетраэдрическое строение [S(O)2(OH)2] (sр3‑гибридизация), содержит ковалентные σ‑связи S – ОН и σπ‑связи S=O. Ион SO42‑ имеет правильно‑тетраэдрическое строение [S(O)4]. Обладает широким температурным интервалом жидкого состояния (~300 градусов). При нагревании выше 296 °C частично разлагается. Перегоняется в виде азеотропной смеси с водой (массовая доля кислоты 98,3 %, температура кипения 296–340 °C), при более сильном нагревании разлагается полностью. Неограниченно смешивается с водой (с сильным экзо‑эффектом). Сильная кислота в растворе, нейтрализуется щелочами и гидратом аммиака. Переводит металлы в сульфаты (при избытке концентрированной кислоты в обычных условиях образуются растворимые гидросульфаты), но металлы Be, Bi, Со, Fe, Mg и Nb пассивируются в концентрированной кислоте и не реагируют с ней. Реагирует с основными оксидами и гидроксидами, разлагает соли слабых кислот. Слабый окислитель в разбавленном растворе (за счет НI), сильный – в концентрированном растворе (за счет SVI). Хорошо растворяет SO3 и реагирует с ним (образуется тяжелая маслообразная жидкость – олеум, содержит H2S2O7).

Качественная реакция на ион SO42‑ – осаждение белого сульфата бария BaSO4 (осадок не переводится в раствор соляной и азотной кислотами, в отличие от белого осадка BaSO3).

Применяется в производстве сульфатов и других соединений серы, минеральных удобрений, взрывчатых веществ, красителей и лекарственных препаратов, в органическом синтезе, для «вскрытия» (первого этапа переработки) промышленно важных руд и минералов, при очистке нефтепродуктов, электролизе воды, как электролит свинцовых аккумуляторов. Ядовита, вызывает ожоги кожи. Уравнения важнейших реакций:

Получение в промышленности

:

а) синтез SO2 из серы, сульфидных руд, сероводорода и сульфатных руд:

S + O2 (воздух) = SO2

(280–360 °C)

4FeS2 + 11O2 (воздух) = 8SO2

+ 2Fe2O3 (800 °C, обжиг)

2H2S + 3O2 (изб.) = 2SO2

+ 2Н2O (250–300 °C)

CaSO4 + С (кокс) = СаО + SO2

+ СО (1300–1500 °C)

б) конверсия SO2 в SO3 в контактном аппарате:

в) синтез концентрированной и безводной серной кислоты:

Н2O (разб. H2SO4) + SO3 = H2SO4

(конц., безводн.)

(поглощение SO3 чистой водой с получением H2SO4 не проводится из‑за сильного разогревания смеси и обратного разложения H2SO4, см. выше);

г) синтез олеума – смеси безводной H2SO4, дисерной кислоты H2S2O7 и избыточного SO3. Растворенный SO3 гарантирует безводность олеума (при попадании воды тут же образуется H2SO4), что позволяет безопасно перевозить его в стальных цистернах.

Сульфат натрия Na2SO4.

Оксосоль. Белый, гигроскопичный. Плавится и кипит без разложения. Образует кристаллогидрат (минерал мирабилит), легко теряющий воду; техническое название глауберова соль. Хорошо растворим в воде, не гидролизуется. Реагирует с H2SO4 (конц.), SO3. Восстанавливается водородом, коксом при нагревании. Вступает в реакции ионного обмена.

Применяется в производстве стекла, целлюлозы и минеральных красок, как лекарственное средство. Содержится в рапе соляных озер, в частности в заливе Кара‑Богаз‑Гол Каспийского моря.

Уравнения важнейших реакций:

Страницы: 1 2 3

Смотрите также

Получение медноаммиачного волокна (целлюлозы) химическим методом
Среди различных видов искусственного волокна, которые изготовляются из целлюлозы, медноаммиачное волокно занимает особое место. Этот вид искусственного волокна впервые был по лучен давно: е ...

Химическое и адсорбционное равновесие.
Цель работы  -  изучение влияния различных факторов на химическое равновесие, изучение зависимости величины адсорбции от равновесной концентрации адсорбата. Понятие "химическое равновесие&q ...

Рефрактометрический метод анализа в химии
Рефрактометрический метод имеет многолетнюю историю применения в химии. Рефрактометрия (от латинского refraktus – преломлённый и греческого metréō – мерю, измеряю) – это разд ...