Серная кислота

Сульфатна кислота

Сульфатна кислота (сірчана кислота) - H2SO4

Сульфатна кислота, формула 

Фізичні властивості

Хімічно чиста сульфатна кислота являє собою важку безбарвну маслянисту рідину. Продається звичайно її 96,5 % - ний водний розчин густиною 1,84 г/см3 або так званий «олеум», тобто розчин SO3 в H2SO4. У воді H2SO4 розчиняється дуже добре (змішується з водою в необмежених кількостях). При цьому виділяється тепло, і розчин дуже сильно нагрівається (навіть до кипіння води). Тому при додаванні води до концентрованої сульфатної кислоти остання розбризкується внаслідок швидкого перетворення води в пару. Через це при розведенні концентрованої H2SO4 треба кислоту вливати у воду (а не навпаки!) тонким струменем при старанному розмішуванні розчину скляною паличкою. Виділення тепла обумовлюється утворенням гідратів H2SO4 • H2O, H2SO4 • 2H2O і ін.

Концентрована H2SO4 активно вбирає вологу, завдяки чому її часто застосовують для висушування газів, які хімічно не взаємодіють з нею. Концентрована сульфатна кислота руйнує рослинні і тваринні організми, і працювати з нею слід дуже обережно

Якщо кислота попаде на шкіру, її треба негайно змити великою кількістю води і промити уражене місце розведеним розчином амоніаку. Сульфатна кислота руйнує також багато органічних речовин, зокрема вуглеводи — дерево, папір, бавовняні тканини, цукор тощо. Руйнування цих речовин обумовлюється тим, що концентрована сульфатна кислота віднімає від них водень і кисень у вигляді води, а вуглець залишається у вигляді пористого вугілля. Обвуглювання цукру, наприклад, можна схематично зобразити таким рівнянням:

C12H22O11 + (nH2SO4) -> 12C +11H2O (nH2SO4) 

Хімічні властивості

Концентрована сульфатна кислота — досить сильний окисник, особливо при нагріванні. При цьому окиснюючу дію виявляє позитивно шестивалентна сірка кислотного залишку, яка звичайно відновлюється до позитивно чотиривалентного стану. Концентрована сульфатна кислота розчиняє майже всі метали. Наприклад:

  • Cu0 + H2S6+O4 + H2SO4 = Cu2+SO4 + S4+O2↑ + 2H2O

Cu0 − 2e = Cu2 +

 

1

 

2

 

S6 + + 2e = S4 +

 

1


Zn0 + H2S6+O4 + H2SO4 = Zn2+SO4 + S4+O2 ↑ + 2H2O

Zn0 − 2e = Zn2 +

 

1

 

2

 

S6 + + 2e = S4 +

 

1

 

Однак залізо у концентрованій сульфатній кислоті без нагрівання не розчиняється. Це пояснюється тим, що оксиди заліза, які при цьому утворюються на поверхні металу, досить стійкі по відношенню до сульфатної кислоти і захищають метал від його руйнування. Цей процес утворення оксидної плівки називається пасивуванням металу. Завдяки цьому концентровану сульфатну кислоту, при не високій температурі, можна зберігати і транспортувати в залізних цистернах. Але при підвищенні температури до 50 градусів та вище відбувається руйнування плівки та роз'їдання металу.

Концентрована сульфатна кислота окиснює також неметали. Наприклад, вуглець і сірку вона окиснює при нагріванні відповідно до діоксиду вуглецю і діоксиду сірки:

С0

1 2 3 4