Химические свойства серной кислоты

4.1

Средняя оценка: 4.1

Всего получено оценок: 806.

Серная кислота – одна из сильнейших кислот, представляющая собой маслянистую жидкость. Химические свойства серной кислоты позволяют широко применять её в промышленности.

Общее описание

Серная кислота (H₂SO₄) обладает характерными свойствами кислот и является сильным окислителем. Это наиболее активная неорганическая кислота с температурой плавления 10°C. Кислота закипает при 296°C с выделением воды и оксида серы SO₃. Способна поглощать пары воды, поэтому её используют для осушения газов.

Серную кислоту получают промышленным путём из диоксида серы (SO₂), который образуется при горении серы или серного колчедана. Два основных способа образования кислоты:

контактный (концентрация 94 %) – окисление диоксида серы до трёхокиси серы (SO₃) с последующим гидролизом:
2SO₂ + O₂ → 2SO3; SO₃ + H₂O → H₂SO₄;
нитрозный (концентрация 75 %) – окисление диоксидом азота диоксида серы при взаимодействии воды:
SO₂ + NO₂ + H₂O → H₂SO₄ + NO.

Раствор SO₃ в серной кислоте называется олеумом. Его также используют для получения серной кислоты.

Рис. 2. Процесс получения серной кислоты.

Реакция с водой способствует выделению большого количества тепла. Поэтому к воде примешивают кислоту, а не наоборот. Вода легче кислоты, она остаётся на поверхности. Если добавить воду в кислоту, вода мгновенно закипит, что приведёт к разбрызгиванию кислоты.

Свойства

Серная кислота образует два вида солей:

кислые – гидросульфаты (NaHSO₄, KHSO₄);
средние – сульфаты (BaSO₄, CaSO₄).

Химические свойства концентрированной серной кислоты представлены в таблице.

*Реакция*	*Что образуется*	*Пример*
С металлами	– Соль; – вода; – оксид серы; – сера; – сероводород	– С активными: 2H₂SO₄ + Mg → MgSO₄ + SO₂ + 2H₂O – с металлами средней активности: 4H₂SO₄ + 2Cr → Cr₂(SO₄)₃ + 4H₂O + S; – с малоактивными: 2H₂SO₄ + Cu → CuSO₄ + SO₂ + 2Н₂О
С неметаллами	– Кислота; – вода; – оксид серы	2P + 5H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 5SO₂ + 2H₂O
С оксидами	– Соль; – вода; – оксид серы	– Металлов: H₂SO₄ + CuO → CuSO₄ + H₂O; – неметаллов: H₂SO₄ + CO → CO₂ + SO₂ + H₂O
С основаниями	– Соль; – вода	H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O
С солями	– Соль; – углекислый газ; – вода; – кислота	Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O Качественная реакция: H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ (белый осадок) + 2HCl
Окисление сложных веществ	– Свободные галогены; – оксид серы; – вода	H₂SO₄ + 2HBr → Br₂ + SO₂ + 2H₂O; H₂SO₄ + 2HI → I₂ + 2H₂O + SO₂
Обугливание сахаров (целлюлозы, крахмала, глюкозы)	– Оксид серы; – углекислый газ; – вода	C₆H₁₂O₆ + 12H₂SO₄ → 18H₂O + 12SO₂↑ + 6CO₂↑

Разбавленная кислота не окисляет малоактивные металлы, стоящие в электрохимическом ряду после водорода. При взаимодействии с активными металлами (литием, калием, натрием, магнием) выделяется водород и образуется соль. Концентрированная кислота проявляет окислительные свойства с тяжёлыми, щелочными и щелочноземельными металлами при нагревании. Отсутствует реакция с золотом и платиной.

Серная кислота (разведённая и концентрированная) на холоде не взаимодействует с железом, хромом, алюминием, титаном, никелем. Благодаря пассивации металлов (образования защитной оксидной плёнки) серную кислоту можно перевозить в металлических цистернах. Оксид железа разрушается при нагревании.

Что мы узнали?

Из урока 9 класса узнали о свойствах серной кислоты. Это мощный окислитель, вступающий в реакции с металлами, неметаллами, органическими соединениями, солями, основаниями, оксидами. При взаимодействии с водой выделяется тепло. Получают серную кислоту из оксида серы. Концентрированная кислота без нагревания не взаимодействует с некоторыми металлами, что позволяет перевозить кислоту в металлической таре.