Question

Раскрыть химические свойства серной кислоты

Answer 1

Чистая серная кислота представляет собой бесцветную маслянистую жидкость, превращающуюся при 10, 4°С в твёрдую кристаллическую массу.  

 

Продажная концентрированная кислота содержит примерно 96, 5% H2SO4; плотность её составляет 1, 84 г/см3. Неразбавленная кислота чувствуется по весу: 1 литр весит почти 2 кг.  

 

При растворении серной кислоты в воде выделяется большое количество тепла (19 ккал на моль кислоты) вследствие образования гидратов. Гидраты могут быть выделены из раствора в твёрдом виде при низких температурах.  

 

Серная кислота обладает способностью поглощать пары воды и поэтому может применяться для осушения газов. Способностью поглощать воду объясняется и обугливание многих органических веществ, особенно относящихся к классу углеводов (клетчатка, сахар и др.) , при действии на них концентрированной серной кислоты (см. рис.) . В состав углеводов водород и кислород входят в таком же соотношении, в каком они находятся в воде. Серная кислота отнимает от углеводов элементы воды, а углерод выделяется в виде угля.  

 

Из-за малой летучести серной кислоты её используют для вытеснения других, более летучих кислот из их солей.  

 

Серная кислота является энергичным окислителем; её окислительные свойства проявляются при взаимодействии со многими веществами.  

 

Взаимодействие серной кислоты с металлами проходит различно в зависимости от её концентрации. Разбавленная серная кислота окисляет своим ионом водорода. Из-за этого она взаимодействует только с теми металлами, которые стоят в ряду напряжений до водорода, например:  

 

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2.  

 

Но свинец не растворяется в разбавленной кислоте, поскольку образующаяся соль PbSO4 нерастворима.  

 

Концентрированная серная кислота является окислителем за счёт серы. Она окисляет металлы, стоящие в ряду напряжений до серебра включительно. Продукты её восстановления могут быть различными в зависимости от активности металла и от условий (концентрация кислоты, температура) . При взаимодействии с малоактивными металлами, например, с медью, кислота восстанавливается до SO2:  

 

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O.  

 

При взаимодействии с более активными металлами продуктами восстановления могут быть как SO2, так и свободная сера и сероводород. Так, при взаимодействии с цинком могут протекать реакции:  

 

Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2 + 2H2O  

 

3Zn + 4H2SO4 = 3ZnSO4 + S + 4H2O  

 

4ZN + 5H2SO4 = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O.  

 

Серная кислота применяется в производстве минеральных удобрений, для получения разнообразных минеральных кислот и солей, всевозможных органических продуктов, красителей, дымообразующих и взрывчатых веществ, в нефтяной, металлообрабатывающей, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности. Самым крупным потребителем серной кислоты является производство минеральных удобрений — суперфосфата и сульфата аммония. На производство одной тонны суперфосфата уходило около 350 кг. серной кислоты, а на производство одной тонны сульфата аммония — 750 кг.  

 

Под действием серной кислоты кожа становится сначала белой, затем буроватой с покраснением. При этом окружающие ткани распухают. При попадании серной кислоты на кожу её необходимо как можно скорее смыть сильной струёй воды, обожжённое место смочить 5% - ным раствором соды.

Answer 2

1) В водном растворе серная кислота диссоциирует, образуя ион водорода и кислотный остаток:

H2SO4 = H+ + HSO4—;

HSO4— = H+ + SO42-.

Суммарное уравнение:

H2SO4 = 2H+ + SO42-.

2) Взаимодействие серной кислоты с металлами:

Разбавленная серная кислота растворяет только металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода:

Zn0 + H2+1SO4(разб) → Zn+2SO4 + H2

3) Взаимодействие серной кислоты с основными оксидами:

CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O

4) Взаимодействие серной кислоты с гидроксидами:

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

H2SO4 + Cu(OH)2 → CuSO4 + 2H2O

5) Обменные реакции с солями:

BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl

Образование белого осадка BaSO4 (нерастворимого в кислотах) используется для обнаружения серной кислоты и растворимых сульфатов (качественная реакция на сульфат ион).

Answer 3

Серная кислота (H2SO4) является одним из самых важных и распространенных химических соединений. Она широко используется в промышленности и лабораториях, а также играет ключевую роль в различных химических процессах. Рассмотрим основные химические свойства серной кислоты:

1. Кислотные свойства: Серная кислота является сильной двухосновной кислотой. Она образует два протонa (H+) при реакции с водой, что делает ее очень кислой. Уравнение реакции с водой: H2SO4 + H2O -> H3O+ + HSO4-

2. Окислительные свойства: Серная кислота обладает окислительными свойствами и может вступать в реакции окисления с различными веществами. Например, при нагревании она может окислять некоторые металлы и неорганические соединения.

3. Гидратация: Серная кислота сильно гигроскопична, то есть она способна быстро и интенсивно притягивать воду из окружающей атмосферы. Это свойство делает ее отличным веществом для дегидратации, например, при использовании в качестве сульфатирующего агента в промышленности.

4. Нейтрализация: При реакции с щелочами или металлическими гидроксидами серная кислота образует соли (сульфаты) и воду: H2SO4 + 2NaOH -> Na2SO4 + 2H2O

5. Эстерификация: Серная кислота может образовывать эфиры с различными спиртами при реакции с ними. Например: H2SO4 + CH3CH2OH -> CH3CH2OSO2OH (этилсульфат)

6. Диссоциация: Серная кислота хорошо диссоциирует в водных растворах, образуя ионы водорода (H+) и сульфатные ионы (SO4^2-).

7. Реакции с органическими соединениями: Серная кислота может участвовать в реакциях с органическими соединениями, такими как алкены и алканы, приводя к образованию сульфонатов.

8. Действие на металлы: Некоторые металлы могут реагировать с серной кислотой, выделяя водород и образуя соответствующие соли серной кислоты.

Обратите внимание, что серная кислота является сильным кислотным и коррозионно-опасным веществом. При обращении с ней необходимо соблюдать особые меры предосторожности и надлежащую лабораторную безопасность.