Химические свойства серной кислоты

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.

Серная кислота

Рис. 1. Серная кислота.

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.

Процесс 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

Реакция с сахаром

Рис. 3. Реакция с сахаром.

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.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.1. Всего получено оценок: 76.

Предметы