Серная кислота отнимает воду у органических веществ

Серная кислота — химические свойства и промышленное производство

Физические свойства серной кислоты:
Тяжелая маслянистая жидкость («купоросное масло»);
плотность 1,84 г/см3; нелетучая, хорошо растворима в воде – с сильным нагревом; t°пл. = 10,3°C, t°кип. = 296°С, очень гигроскопична, обладает водоотнимающими свойствами (обугливание бумаги, дерева, сахара).

Теплота гидратации настолько велика, что смесь может вскипать, разбрызгиваться и вызывать ожоги. Поэтому необходимо добавлять кислоту к воде, а не наоборот, поскольку при добавлении воды к кислоте более легкая вода окажется на поверхности кислоты, где и сосредоточится вся выделяющаяся теплота.

Промышленное производство серной кислоты (контактный способ):

1) 4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂

Измельчённый очищенный влажный пирит (серный колчедан) сверху засыпают в печь для обжига в «кипящем слое«. Снизу (принцип противотока) пропускают воздух, обогащённый кислородом.
Из печи выходит печной газ, состав которого: SO₂, O₂, пары воды (пирит был влажный) и мельчайшие частицы огарка (оксида железа). Газ очищают от примесей твёрдых частиц (в циклоне и электрофильтре) и паров воды (в сушильной башне).
В контактном аппарате происходит окисление сернистого газа с использованием катализатора V ₂ O ₅ ( пятиокись ванадия) для увеличения скорости реакции. Процесс окисления одного оксида в другой является обратимым. Поэтому подбирают оптимальные условия протекания прямой реакции — повышенное давление (т.к прямая реакция идет с уменьшением общего объема) и температура не выше 500 С ( т.к реакция экзотермическая).

В поглотительной башне происходит поглощение оксида серы (VI) концентрированной серной кислотой.
Поглощение водой не используют, т.к оксид серы растворяется в воде с выделением большого количества теплоты, поэтому образующаяся серная кислота закипает и превращается в пар. Для того, чтобы не образовывалось сернокислотного тумана, используют 98%-ную концентрированную серную кислоту. Оксид серы очень хорошо растворяется в такой кислоте, образуя олеум: H₂SO₄·nSO₃

Химические свойства серной кислоты:

H₂SO₄ — сильная двухосновная кислота, одна из самых сильных минеральных кислот, из-за высокой полярности связь Н – О легко разрывается.

1) В водном растворе серная кислота диссоциирует, образуя ион водорода и кислотный остаток:
H₂SO₄ = H + + HSO₄ — ;
HSO₄ — = H + + SO₄ 2- .
Суммарное уравнение:
H₂SO₄ = 2H + + SO₄ 2- .

2) Взаимодействие серной кислоты с металлами:
Разбавленная серная кислота растворяет только металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода:
Zn 0 + H₂ +1 SO₄(разб) → Zn +2 SO₄ + H₂

3) Взаимодействие серной кислоты с основными оксидами:
CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

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).

Особые свойства концентрированной H₂SO₄ :

1) Концентрированная серная кислота является сильным окислителем; при взаимодействии с металлами (кроме Au, Pt) восстанавливаться до S +4 O₂, S 0 или H₂S -2 в зависимости от активности металла. Без нагревания не реагирует с Fe, Al, Cr – пассивация. При взаимодействии с металлами, обладающими переменной валентностью, последние окисляются до более высоких степеней окисления, чем в случае с разбавленным раствором кислоты: Fe 0 → Fe 3+ , Cr 0 → Cr 3+ , Mn 0 → Mn 4+ ,Sn 0 → Sn 4+

Активный металл

8 Al + 15 H₂SO_4(конц.)→4Al₂(SO₄)₃ + 12H₂O + 3 H₂S
4│2Al 0 – 6e — → 2Al 3+ — окисление
3│ S 6+ + 8e → S 2– восстановление

Металл средней активности

2Cr + 4 H₂SO_4(конц.)→ Cr₂(SO₄)₃ + 4 H₂O + S
1│ 2Cr 0 – 6e →2Cr 3+ — окисление
1│ S 6+ + 6e → S 0 – восстановление

Металл малоактивный

2Bi + 6H₂SO_4(конц.)→ Bi₂(SO₄)₃ + 6H₂O + 3 SO₂
1│ 2Bi 0 – 6e → 2Bi 3+ – окисление
3│ S 6+ + 2e →S 4+ — восстановление

2) Концентрированная серная кислота окисляет некоторые неметаллы как правило до максимальной степени окисления, сама восстанавливается до S +4 O₂:

3) Окисление сложных веществ:
Серная кислота окисляет HI и НВг до свободных галогенов:
2 КВr + 2Н₂SO₄ = К₂SО₄ + SO₂ + Вr₂ + 2Н₂О
2 КI + 2Н₂SО₄ = К₂SO₄ + SO₂ + I₂ + 2Н₂О
Концентрированная серная кислота не может окислить хлорид-ионы до свободного хлора, что дает возможность получать НСl по реакции обмена:
NаСl + Н₂SO₄(конц.) = NаНSO₄ + НСl

Серная кислота отнимает химически связанную воду от органических соединений, содержащих гидроксильные группы. Дегидратация этилового спирта в присутствии концентрированной серной кислоты приводит к получению этилена:
С₂Н₅ОН = С₂Н₄ + Н₂О.

Обугливание сахара, целлюлозы, крахмала и др. углеводов при контакте с серной кислотой объясняется также их обезвоживанием:
C₆H₁₂O₆ + 12H₂SO₄ = 18H₂O + 12SO₂↑ + 6CO₂↑.

Источник

Серная кислота отнимает воду у органических веществ

Здравствуйте, уважаемые читатели рассылки! Продолжаем изучать школьную химию с легкостью.

Свойства концентрированной серной кислоты:

1. Серная кислота — сильное водоотнимающее средство: она отнимает молекулы воды даже от органических соединений. Погруженная в кислоту, обугливается, а при попадании капель такой кислоты на бумагу происходит обугливание и разъедание бумаги:

(C 6 H 10 O 5 )n + H 2 SO 4 => H 2 SO 4 + 5nH 2 O + 6C

При взаимодействии концентрированной серной кислоты с сахаром образуется пористая угольная масса, похожая на черную затвердевшую губку:

C 12 H 22 O 11 + H 2 SO 4 => C + H 2 O + CO 2 + Q

2. Молекулы серной кислоты содержат атомы серы в высшей для нее степени окисления +6, поэтому концентрированная серная кислота является сильным окислителем. Так окисляются некоторые неметаллы:

S + 2H 2 SO 4 => 3SO 2 + 2H 2 O

C + 2H 2 SO 4 => CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

P 4 + 8H 2 SO 4 => 4H 3 PO 4 + 7SO 2 + S + 2H 2 O

H 2 S + H 2 SO 4 => S + SO 2 + 2H 2 O

3. Концентрированная серная кислота взаимодействует со всеми металлами, кроме золота и платины. Водород при этом не выделяется, а образуются соединения серы с более низкими степенями окисления ( SO 2 , S или H 2 S — в зависимости от активности металла или условий реакции:

а)малоактивные металлы восстанавливают серную кислоту до диоксида серы SO 2 :

Cu + 2H 2 SO 4 => CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

2Ag + 2H 2 SO 4 => Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

б) с металлами средней активности возможны реакции с выделением любого из трех продуктов восстановления серной кислоты:

Zn + 2H 2 SO 4 => ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

3Zn + 4H 2 SO 4 => 3ZnSO 4 + S + 4H 2 O

4Zn + 5H 2 SO 4 => 4ZnSO 4 + H 2 S + 2H 2 O

в) с активными металлами могут выделяться сера или сероводород:

8K + 5H 2 SO 4 => 4K 2 SO 4 + H 2 S + 4H 2 O

6Na + 4H 2 SO 4 => 3Na 2 SO 4 + S + 4H 2 O

г) с алюминием, железом, хромом, кобальтом, никелем концентрированная серная кислота на холоду (то есть без нагревания) не взаимодействует — происходит пассивирование этих металлов. Поэтому серную кислоту можно перевозить в железной таре. Однако при нагревании возможно взаимодействие с ней и железа, и алюминия:

2Fe + 6H 2 SO 4 => Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

2Al + 6H 2 SO 4 => Al 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Применение серной кислоты и ее солей.

В химической промышленности серная кислота используется при получении ядохимикатов, пластмасс, волокон, красителей, лекарств, взрывчатых веществ. Применяется в текстильной, кожевенной, парфюмерной, пищевой промышленности. Химические свойства серной кислоты лежат в основе работы электрических аккумуляторов.

Широкое применение имеют соли серной кислоты — сульфаты:

K 2 SO 4 — калийное удобрение

CaSO 4 +2H 2 O — гипс — в улучшении почв, строительстве, медицине, архитектуре.

CuSO 4 +5H 2 O — медный купорос — в производстве красителей, ядохимикатов, в строительстве

FeSO 4 +7H 2 O — железный купорос — для изготовления чернил, пропитки тканей и древесины

Na 2 SO 4 +10H 2 O — глауберова соль — в медицине и ветеринарии, в производстве соды и стекла.

Если химия еще кажется вам сложной и не вполне понятной наукой — предлагаю вам свой учебник «Вводная и неорганическая химия». Он состоит из двух частей. Первая называется «Химия для ленивых» , вторая — «Химия металлов и неметаллов» . Оба учебника с простыми и понятными текстами, картинками и всем, что нужно знать школьнику, закончившему 9 класс. Имея их, вы легко восстановите забытое, разберетесь со сложностями и сможете успешно изучать следующие разделы химии. Общий объем текста около 300 страниц, он содержит весь необходимый программный материал, написан в формате Microsoft Word, а потому учебник работает на любом исправном компьютере, и в работе с ним проблем у вас не будет. Файлы не требуют никаких паролей и ключей, текст легко копируется и распечатывается.

Теоретического материала этого учебника вполне достаточно для того, чтобы справиться с заданиями ЕГЭ по неорганической химии. Заказать учебник на CD-диске можно по адресу astera52@mail.ru, при желании бесплатно высылается файл с текстом по одной из тем по вашему выбору.

Практически готово пособие «Учимся решать задачи по химии». В нем представлены способы решения всех стандартных задач школьного курса химии, а также задач нестандартных и повышенной сложности — на смеси, кристаллогидраты, растворимость веществ в воде, химические эквиваленты, пластинки, электролиз, неизвестные вещества, определение молекулярных формул сложных веществ, олеум, расчет состава газовых смесей.

Хотелось бы знать, какие типы задач представляют для вас сложность.

Все вопросы автору пособий можно задать по телефонам (8422) 64-31-36 или 8-927-816-38-92.

Источник

Серная кислота

Серная кислота (химия):

— бесцветная густая тяжелая маслянистая жидкость;

— крайне хорошо растворяется в воде с сильным выделением тепла. Причем при растворении необходимо понемногу приливать кислоту в воду, а не наоборот, поскольку иначе будет разбрызгивание, ожоги, больница… серьезная печалька;

— на воздухе «дымит», выделяя серный ангидрид. Поэтому используется обычно в разбавленном виде. При разбавлении кислота распадается на ионы, а окислительные свойства слабеют;

— серная кислота отнимает даже кислород от органических веществ (а в органике есть только кислород, водород и углерод). Соответственно, без кислорода органика (ткани, бумага, дерево, мясо,…) обугливается (становится углем). Так что даже если разбавленная серная кислота попала на кожу или одежду необходимо немедленно промыть все в воде и залить это место не слишком сильным раствором соды. После можно идти в больницу или в химчистку;

— при окислении неорганических веществ образуются сульфаты;

— для получения водорода в лабораториях используют активные металлы, которые находятся левее водорода в ряде напряжения и вытесняют водород из серной кислоты;

— в продаже обычно концентрированная (98%) серная кислота. В такой кислоте все еще присутствуют молекулы этой кислоты, так что она может окислить даже малоактивную медь и ртуть, и реакция протекает немного по-другому: выделяется сернистый газ, а не водород;

— чтобы определить наличие серной кислоты (или ее соли) используйте соли бария и азотную или соляную кислоту. В итоге должен получиться кристаллический осадок сульфата бария, который падает на дно;

— получение серной кислоты: вода + серный ангидрид (SO₃) в этой реакции вода даже частично переходит в пар. Сам ангидрид получают из сернистого газа (при сжигании серы) или из сульфидов металлов;

— по способам применения серная кислота лидирует среди всех кислот. Это и удобрения и получение других кислот, и очистка бензина и керосина, и очистка металлов перед покрытием, и заливка аккумуляторов. Взрывчатка, красители, пластмассы.. даже как средство борьбы с сорняками. И т.д.;

— при попадании кислоты, серы или сернистого газа в атмосферу, образуется кислотный дождь, который негативно влияет на человека и окружающую природу…

Редактировать этот урок и/или добавить задание Добавить свой урок и/или задание

Добавить интересную новость

Добавить анкету репетитора и получать бесплатно заявки на обучение от учеников

user->isGuest) < echo (Html::a('Войдите', ['/user/security/login'], ['class' =>»]) . ‘ или ‘ . Html::a(‘зарегистрируйтесь’, [‘/user/registration/register’], [‘class’ => »]) . ‘ , чтобы получать деньги $$$ за каждый набранный балл!’); > else < if(!empty(\Yii::$app->user->identity->profile->first_name) || !empty(\Yii::$app->user->identity->profile->surname))< $name = \Yii::$app->user->identity->profile->first_name . ‘ ‘ . \Yii::$app->user->identity->profile->surname; > else < $name = ''; >echo ‘Получайте деньги за каждый набранный балл!’; > ?>—>

При правильном ответе Вы получите 1 балл

Источник