Днес производството на сярна киселина се извършва основно от две индустриални методи: контактни и азотни. Контактният метод е по-прогресивен и в Русия се използва по-широко от азотния метод, т.е. методът на кулата.

Производството на сярна киселина започва с печене на сярни суровини, например в специални пиритни пещи се получава така нареченият газ за печене, който съдържа около 9% серен диоксид. Този етап е еднакъв както за контактния, така и за нитрозния метод.

След това е необходимо полученият серен диоксид да се окисли до серен анхидрид. Първо обаче трябва да се почисти от редица примеси, които пречат на по-нататъшния процес. Газът за печене се почиства от прах в електрически утаители или в циклонни устройства и след това се подава към устройство, съдържащо твърди контактни маси, където серен диоксид SO 2 се окислява до серен анхидрид SO 3 .

Тази екзотермична реакция е обратима - повишаването на температурата води до разлагане на получения серен анхидрид. От друга страна, когато температурата се понижи, скоростта на директната реакция е много ниска. Поради това температурата в контактния апарат се поддържа в рамките на 480 o C, като се регулира от скоростта на преминаване на газовата смес.

Впоследствие, използвайки контактния метод, той се образува чрез комбиниране на серен анхидрид с вода.

Азотистият метод се характеризира с факта, че производството на сярна киселина се задейства от образуването на сярна киселина при взаимодействие на газа за печене с вода. Получената сярна киселина впоследствие се окислява от азотна киселина, което води до образуването на азотен оксид и сярна киселина.

Тази реакционна смес се подава в специална кула. В същото време, чрез регулиране на газовия поток, се гарантира, че газовата смес, влизаща в абсорбционната кула, съдържа азотен диоксид и азотен оксид в съотношение 1:1, което е необходимо за получаване на азотен анхидрид.

И накрая, взаимодействието на сярна киселина и азотен анхидрид произвежда NOHSO 4 - нитрозилсярна киселина.

Получената нитрозилсулфурна киселина се подава към производствената кула, където се разлага с вода и освобождава азотен анхидрид:

2NOHSO 4 + H 2 O = N 2 O 3 + 2H 2 SO 4,

който окислява сярната киселина, образувана в кулата.

Азотният оксид, освободен в резултат на реакцията, се връща в окислителната кула и влиза в нов цикъл.

В момента в Русия сярната киселина се произвежда главно чрез контактен метод. Азотният метод се използва рядко.

Използването на сярна киселина е много широко и разнообразно.

Повечето от тях отиват в производството химически влакнаИ минерални торове, необходимо е при производството на лекарствени вещества и багрила. Сярната киселина се използва за производството на етилов и други алкохоли, детергенти и пестициди.

Разтворите му се използват в текстилната и хранително-вкусовата промишленост, в процесите на нитриране и за производството на сярна киселина. Акумулаторната киселина служи като електролит за пълнене на оловни акумулатори, които се използват широко в транспорта.

Сярна киселина- доста тежка течност, нейната плътност е 1,84 g / cm³. Има способността да извлича вода от газове и. Когато сярната киселина се разтвори във вода, се отделя огромно количество топлина, което води до възможно пръскане на киселината. Ако влезе в контакт с човешката кожа, дори и в малки количества причинява тежки изгаряния. За да избегнете това, трябва да добавите киселина към водата, а не обратното.

Получаване на сярна киселина

Методът, чрез който се произвежда сярна киселина в промишлен мащаб, се нарича контакт. Първо, мокър (железен сулфид) се изпича в специална пещ. В резултат на тази реакция се отделят серен диоксид (серен диоксид), кислород и водни пари, тъй като е използван мокър пирит. Отделените газове влизат в сушилнята, където се освобождават от водните пари, както и в специална центрофуга за отстраняване на всички възможни примеси от твърди частици.

След това серен газ се произвежда от серен (IV) оксид чрез реакция на окисление. В този случай петвалентният се използва като катализатор. Реакцията може да протече в двете посоки и е обратима. За да се гарантира, че тече само в една посока, в реактора се създават определена температура и налягане. Серният газ се разтваря в предварително приготвена сярна киселина, за да се получи олеум, който след това се изпраща в склада за готов продукт.

Химични свойства на сярната киселина

Сярната киселина има способността да приема електрони и е силен окислител. Концентрираната и разредената сярна киселина имат различни химични свойства.

Разредената сярна киселина е способна да разтваря метали, които са вляво от водорода в серията на напрежението. Сред тях: цинк, магнезий, литий и др. Концентрираната сярна киселина може да разложи някои халогенни киселини (с изключение на солната киселина, тъй като сярната киселина не е способна да редуцира хлорния йон).

Приложение на сярна киселина

Поради уникалната си способност да извлича вода, сярната киселина често се използва за изсушаване на газове. Използва се за производство на багрила, минерални торове (фосфорни и азотни), димообразуващи вещества и различни синтетични детергенти. Често се използва като електролит, тъй като сярната киселина не може да разтвори оловото.

H2SO4, лат. Acidum sulfuricum е силна двуосновна киселина, моларна маса около 98 g/mol.

Чистата сярна киселина е безцветна, без мирис, разяждаща маслена течност с плътност 1,84 g/cm3, която се превръща в твърда кристална маса при 10,4°C. Точката на кипене на водните разтвори на сярна киселина се увеличава с увеличаване на концентрацията и достига максимум при съдържание около 98% H2SO4.

Концентрираната сярна киселина реагира много бурно с водата, тъй като отделя голямо количество топлина (19 kcal на мол киселина) поради образуването на хидрати. Поради тази причина винаги трябва да разреждате сярната киселина, като я изливате във вода, а не обратното.

Сярната киселина е силно хигроскопична, тоест абсорбира добре водните пари от въздуха, така че може да се използва за изсушаване на газове, които не реагират с нея. Хигроскопичността също обяснява овъгляването органична материя, например захар или дърво, когато са изложени на концентрирана сярна киселина. В този случай се образуват хидрати на сярна киселина. Освен това, поради ниската си летливост, той се използва за изместване на други, по-летливи киселини от техните соли.

Концентрираната сярна киселина е силен окислител. Той окислява метали в диапазона на напрежението до сребро включително, като продуктите на реакцията зависят от условията на неговото провеждане и активността на самия метал. Образува две серии соли: средни - сулфати и кисели - хидросулфати, както и етери.

Разредената сярна киселина взаимодейства с всички метали, разположени в електрохимичната серия на напрежение вляво от водорода (H), освобождавайки H2; окислителните свойства са нехарактерни за нея.

В промишлеността сярната киселина се произвежда по два метода: контактен метод с помощта на твърди катализатори (контакти) и азотен метод - с азотни оксиди. Суровините са сяра, метални сулфиди и др. Произвеждат се няколко вида киселина в зависимост от чистотата и концентрацията: батерия (най-чистата), техническа, кула, масло от витриол, олеум (разтвор на серен анхидрид в сярна киселина).

Приложение на сярна киселина:

• Производството на минерални торове е най-голямата област на приложение
• Електролит в оловни батерии
• Производство на синтетика перилни препарати,багрила, пластмаси, флуороводород и други реактиви
• Обогатяване на руда в минната промишленост
• Пречистване на петролни продукти
• Металообработваща, текстилна, кожарска и други индустрии
• Производство на лекарствени продукти
• Регистриран в хранително-вкусовата промишленост като хранителна добавка Е513
• Промишлен органичен синтез

Приложение на сярната киселина в промишлеността

Хранително-вкусовата промишленост е запозната със сярната киселина под формата на хранителна добавка E513. Киселината действа като емулгатор. Тази хранителна добавка се използва за приготвяне на напитки. С негова помощ се регулира киселинността. В допълнение към храната, E513 е включен в минералните торове. Използването на сярна киселина в промишлеността е широко разпространено. Индустриалният органичен синтез използва сярна киселина за извършване на следните реакции: алкилиране, дехидратация, хидратация. С помощта на тази киселина се възстановява необходимо количествосмоли върху филтри, които се използват при производството на дестилирана вода.

Използване на сярна киселина в ежедневието

Сярната киселина у дома е в търсенето сред автомобилните ентусиасти. Процесът на приготвяне на електролитен разтвор за автомобилна батерия е придружен от добавяне на сярна киселина. Когато работите с тази киселина, трябва да запомните правилата за безопасност. Ако киселината попадне върху дрехи или открита кожа, измийте ги незабавно течаща вода. Сярната киселина, която се е разляла върху метал, може да се неутрализира с вар или креда. Когато презареждате батерията на автомобила, трябва да се придържате към определена последователност: постепенно добавяйте киселина към водата, а не обратното. Когато водата реагира със сярна киселина, течността става много гореща, което може да доведе до пръскане. Затова трябва да бъдете особено внимателни течността да не попадне върху лицето или очите ви. Киселината трябва да се съхранява в плътно затворен съд. Важно е химикалът да се съхранява на място, недостъпно за деца.

Използване на сярна киселина в медицината

Среща се в медицината широко приложениесоли на сярна киселина. Например, магнезиев сулфат се предписва на хора за постигане на слабителен ефект. Друго производно на сярната киселина е натриевият тиосулфат. Лекарствоизползва се като антидот в случай на поглъщане на следните вещества: живак, олово, халогени, цианид. Натриевият тиосулфат заедно със солна киселина се използва за лечение на дерматологични заболявания. Професор Демянович предложи комбинация от тези две лекарства за лечение на краста. Под формата на воден разтвор натриевият тиосулфат се прилага при хора, страдащи от алергични заболявания.

Магнезиевият сулфат има широк спектър от възможности. Поради това се използва от лекари от различни специалности. Магнезиевият сулфат се прилага при пациенти с хипертония като спазмолитик. Ако човек има заболяване на жлъчния мехур, веществото се прилага през устата, за да се подобри секрецията на жлъчката. Употребата на сярна киселина в медицината под формата на магнезиев сулфат в гинекологичната практика е често срещана. Гинеколозите помагат на родилките, като прилагат интрамускулно магнезиев сулфат, като по този начин облекчават болката по време на раждане. В допълнение към всички горни свойства, магнезиевият сулфат има антиконвулсивен ефект.

Приложение на сярна киселина в производството

Сярната киселина, чиито приложения са разнообразни, се използва и в производството на минерални торове. За по-удобно сътрудничество фабриките, които произвеждат сярна киселина и минерални торове, са разположени предимно близо една до друга. Този момент създава непрекъснато производство.

Използването на сярна киселина в производството на багрила и синтетични влакна е на второ място по популярност след производството на минерални торове. Много индустрии използват сярна киселина в някои производствени процеси. Използването на сярна киселина намери търсене в ежедневието. Хората използват химикала за обслужване на колите си. Можете да закупите сярна киселина в магазини, които са специализирани в продажбата химически вещества, включително нашата връзка. Сярната киселина се транспортира в съответствие с правилата за превоз на такива товари. Железопътна или автомобилен транспорттранспортира киселина в подходящи контейнери. В първия случай резервоар действа като контейнер, във втория - варел или контейнер.

Характеристики на приложение и биологична опасност

Сярната киселина и свързаните с нея продукти са изключително токсични вещества, които са класифицирани като II клас на опасност. Изпаренията им засягат дихателните пътища, кожата, лигавиците, причинявайки затруднено дишане, кашлица, а често и ларингити, трахеити и бронхити. Максимално допустима концентрация на пари на сярна киселина във въздуха работна зона производствени помещения- 1 mg/m3. Работещите с токсични киселини се осигуряват със специално облекло и лични предпазни средства. Концентрираната сярна киселина може да причини химически изгаряния, ако се борави небрежно.

Ако сярната киселина попадне вътре, веднага след поглъщането се появява остра болка в устата и навсякъде храносмилателен тракт, силно повръщане, примесено с първо алена кръв, а след това кафяви маси. Едновременно с повръщането започва силна кашлица. Развива се рязко подуване на ларинкса и гласните струни, което води до тежки затруднения в дишането. Зениците се разширяват и кожата на лицето поема тъмно син цвят. Има спад и отслабване на сърдечната дейност. Смъртта настъпва при доза от 5 милиграма. При отравяне със сярна киселина е необходима спешна стомашна промивка и прием на магнезий.

(сярна киселина, IUPAC - дихидроген сулфат,остаряло име - масло от витриол)- сярно съединение с формула H 2 SO 4. Безцветна, мазна, много вискозна и хигроскопична течност. Сярната киселина е една от най-мощните неорганични киселинии много каустичен и опасен. Тази киселина образува две серии соли: сулфати и хидрогенсулфати, в които, в сравнение със сярната киселина, един или два водородни атома са заменени с метални катиони. Сярната киселина е едно от най-важните технически вещества в света и води в производството. Използва се предимно под формата на водни разтвори за производство на торове, както и други неорганични киселини.

История

(или старото име - масло от витриол) е известно от древни времена. Първото споменаване за него може да се намери в текстовете на алхимика Джабир ибн Хайян от 8 век. Възможни методипроизводството е описано в трудовете на Албертус Магнус (1200-1280) и Базил Валентин (1600). Този метод се основава на образуването на киселина с халканин и стипца. Остарялото наименование идва от остарялото наименование на минералите, от които е получен - витриол. Първо Научно изследванеизползване на сярна киселина е извършено от Йохан Рудолф Глаубер. Той реагира между сярна киселина и сол и получава солна киселина и сол, която е кръстена на него - Глауберова сол. Методите, които използват сулфати, са много сложни и скъпи. За да се получат големи количества от това вещество, през 18 век е разработен процес, включващ изгаряне на сяра и селитра в стъклени съдове. защото стъклени съдовеса много крехки, първата реакция е извършена през 1746 г. от Джон Робък в оловни контейнери. Сярната киселина, създадена по метода на Джон Робък, има концентрация само 35-40%. По-късните подобрения на метода от френския химик Джоузеф Луис Гей-Люсак и англичаните Джон Глоувър дават на веществото добив от 78% концентрация. Някои бои и други химикали обаче изискват по-концентриран продукт. През 18-ти век сярната киселина се произвежда чрез суха дестилация на минерали, процес, подобен на първоначалните алхимични процеси. Пиритът (железен дисулфид, FeS2) се нагрява на въздух, за да се получи железен (II) сулфат, FeSO4, който се окислява при по-нататъшно нагряване до железен (III) сулфат, Fe2 (SO4) 3, който при нагряване до 480 °C се разлага до железен (III) оксид и серен триоксид, които могат да се използват за производство на сярна киселина във всяка концентрация. През 1831 г. британският търговец Перегрин Филипс патентова контактен процес, който е много по-икономичен. Днес почти цялата сярна киселина в света се произвежда по този метод.

Да бъдеш сред природата

Земята

Свободната сярна киселина е много рядка в природата. В атмосферата се образува от серен диоксид, който се образува при изгаряне на съдържащи сяра вещества или вулканични изригвания. Серният диоксид се окислява от хидроксилни радикали и кислород, за да образува серен триоксид, който реагира с атмосферната влага, за да образува киселина. При киселинен дъжд се появява в разреден вид. Малки количества свободна сярна киселина могат да бъдат намерени и в някои вулканични извори, наречени солфатари. Най-голямо количествосярна киселина в света съдържа езеро в кратера на планината Иджен в Индонезия. За разлика от свободната киселина, нейните соли, по-специално сулфатите, са много по-често срещани в природата. Има много различни сулфатни минерали. Сред тях най-известните и важни са гипсът (CaSO 4 2 H 2 O), баритът (BaSO 4), халкантитът (CuSO 4 5 H 2 O) и глауберовата сол (Na 2 SO 4 10 H 2 O).

Да бъдеш извън земята

Сярната киселина се намира извън Земята в горните слоеве на атмосферата на Венера. Образува се в резултат на фотохимични реакции на серен диоксид и вода, които образуват капчици от 80-85% киселина. В по-дълбоките слоеве киселината се разпада поради високи температуриотново до серен диоксид и вода, която, издигайки се нагоре, може отново да образува сярна киселина. Инфрачервените спектри, получени от Галилео, показват различни степени на абсорбция на луната на Юпитер, които се приписват на един или повече видове хидрати на сярна киселина.

производство

Суровината за производството на сярна киселина е елементарна сяра, която се получава в огромни резервоари в нефтени и газови рафинерии от сероводород, като се използва процес, известен като процес на Клаус. След това окислете сярата до серен диоксид:

Реакция на сяра с кислород

Друг източник на серен диоксид е топенето на руди, съдържащи сяра. Примери за това са медни, цинкови и оловни сулфиди. Серен диоксид се образува при печене с кислород във въздуха.

Реакция при изпичане на цинков сулфид

През 1999 г. в Европа са изгорени около 3 милиона тона пирит, за да се получи сярна киселина. В Азия тази цифра е по-висока, тъй като запасите й са по-големи. За бедните на ресурси страни, които нямат нито сяра, нито сулфидни руди, съществува процесът на Мюлер-Кюне. При този процес серен диоксид се получава чрез изгаряне на гипс и въглища в пещ. Този процес може да стане печеливш чрез добавяне на пясък и глина към пещта, за да се образува цимент като страничен продукт. За по-нататъшно производство е необходим серен анхидрид. При ниски температуриреакцията протича бавно, тъй като изисква тройни сблъсъци, които са относително редки в газовата фаза, а при високи нива равновесието се измества към разлагането на серен анхидрид. Следователно са необходими катализатори за извършване на тази реакция. В ранните дни се използва платина, по-късно преминават към ванадиев анхидрид V 2 O 5 или ванадати алкални металиКВО 3.

Окисляване на серен диоксид до триоксид

Серният триоксид се разрежда във вода незабавно: поради твърде бурна първоначална реакция при контакт с вода се образува филм от мъгла от сярна киселина, която предотвратява по-нататъшни реакции. Първо, той се въвежда в концентрирана сярна киселина, този разтвор се нарича олеум. След това олеумът се разтваря във вода, за да се образува сярна киселина.

Разтваряне на серен анхидрит в концентрирана сярна киселина за създаване на дисулфатна киселина Разтваряне на дисулфатна киселина във вода

IN последните годиниПроизводството на сярна киселина нараства основно в Китай, докато в европейските страни производството намалява.

В домашни условия малки количества разредена сярна киселина могат да се получат чрез електролиза на разтвора меден сулфатс оловен анод (напрежението трябва да е по-високо от 2 V поради голямото пренапрежение на отделяне на кислород върху оловен диоксид, който се образува на повърхността на анода, но не повече от 5 V, за да не се прегрява).

Физични свойства

Почти цялата 99% сярна киселина губи SO 3 при кипене, за да образува 98,3% киселина. 98% киселина е стабилна при съхранение и обикновено се нарича концентрирана киселина. Други концентрации се използват за различни цели. Данни за различните концентрации:

Химически чистата сярна киселина е тежка, безцветна маслена течност. Като правило те продават 96,5% воден разтвор с плътност 1,84 g / cm 3 или така наречения „олеум“, т.е. разтвор на SO 3 в H 2 SO 4. H 2 SO 4 се разтваря много добре във вода (смесва се с вода в неограничени количества). В този случай се отделя топлина и разтворът става много горещ (до точката на вряща вода). Следователно, когато се добави вода към концентрирана сярна киселина, последната се пръска поради бързото превръщане на водата в пара. Следователно, когато се разрежда концентрирана H 2 SO 4, киселината трябва да се излее във вода (а не обратното!) На тънка струя, докато разтворът се разбърква старателно със стъклена пръчка. Подобно на концентрирана сярна киселина чиста водапровежда слабо ток поради ниска дисоциация, специфична електрическа проводимост 1,044 10 -2 S / cm

Химични свойства

Дисоциацията във воден разтвор протича на няколко етапа:

Първият етап на дисоциация; K 2 = 2,4 x 6 октомври (силна киселина)

Тази стойност на киселинността се приема като основна при определяне на суперкиселините.

Втори етап на дисоциация; К 1 = 1,0 х 10 -2

Сярната киселина разрушава и много органични вещества, по-специално въглехидрати - дърво, хартия, памучни тъкани, захар и др. Разрушаването на тези вещества се обяснява с факта, че концентрираната сярна киселина премахва водорода и кислорода от тях под формата на вода, а въглеродът остава под формата на порести въглища. Когато разредената сярна киселина действа върху метали, които са разположени отляво на водорода в електрохимичната серия от метални активности, се освобождава водород. Концентрираната сярна киселина има силно окислително действие и е способна да реагира при нагряване дори с благородни метали като мед, живак и сребро, въпреки че не реагира с желязото. Поради това железните цистерни се използват за транспортиране на концентрирана сярна киселина.

Взаимодействие на мед с концентрирана сярна киселина

Приложение

Сярната киселина е много важна стока химическа индустрияи е показател за неговия индустриален капацитет. Световно производствопрез 2004 г. възлиза на около 180 милиона тона, със следното географско разпределение: Азия 35%, Северна Америка 24%, Африка 11%, Западна Европа 10%, Източна Европаи Русия 10%, Австралия и Океания 7%, Южна Америка 7%. По-голямата част от произведената киселина (~60%) се изразходва за производството на торове, амониев фосфат суперфосфат, сулфати, амониев сулфат. Около 20% се използват в химическата промишленост за производство на детергенти, синтетични смоли, бои, фармацевтични продукти, инсектициди, антифриз и за различни технически процеси. Около 6% се използват за производството на пигменти, бои, емайллакове и печатарски мастила. Използва се и като газова сушилня.

Електролит

Сярната киселина действа като електролит в оловно-киселинните батерии:

На анода:

Pb + 3 SO2-4 ⇌ PbSO 4 + 2 e -

На катода:

PbO 2 + 4 H + + SO2-4 + 2 e - ⇌ PbSO 4 + 2 H 2 O

Pb + PbO 2 + 4 H + + 2 SO2-4 ⇌ 2 PbSO 4 + 2 H 2 O

Катализатор

Сярната киселина се използва и за други цели в химическата промишленост. Например, той е киселинен катализатор за превръщането на циклохексанон окси в капролактам, който се използва за производството на капрон. Използва се за направа на солна киселинаот солта. Сярната киселина се използва в нефтопреработвателната промишленост като катализатор за реакцията на изобутан и изобутилен за образуване на изооктан, съединение, което има референтно октаново число и е подходящо за създаване на високооктанов бензин без метални добавки.

Безопасност

Сярната киселина е каустик, въпреки че поради значителния си вискозитет изгарянията могат да възникнат достатъчно дълго, за да може киселината да се отмие върху кожата. В този смисъл по-опасни са олеумът и хлорсулфоновата киселина, които бързо могат да причинят тежки изгаряния. Поради корозивните си свойства е по-малко опасен от солта или азотна киселиназащото е по-малко летлив и не е много активен окислител при нормални температури. Най-опасен е контактът върху отворени лигавици. Контакт с очите може да възникне при опит за разреждане на концентрирана киселина чрез добавяне на вода към нея (директно нарушение на правилата за работа с концентрирана сярна киселина), докато водата кипи и се пръска заедно с киселината. Засегнатите места се измиват обилно с вода и 5% разтвор на сода бикарбонат.

Свързани изображения

OVR са специално подчертани с цвят в статията. Обърнете специално внимание на тях. Тези уравнения могат да се появят на Единния държавен изпит.

Разредената сярна киселина се държи като други киселини, прикривайки своите окислителни способности:

И още нещо, което трябва да запомните разредена сярна киселина: тя не реагира с олово. Парче олово, хвърлено в разреден H2SO4, се покрива със слой от неразтворим (виж таблицата за разтворимост) оловен сулфат и реакцията незабавно спира.

Окислителни свойства на сярната киселина

– тежка маслена течност, нелетлива, без вкус и мирис

Благодарение на сярата в степен на окисление +6 (по-висока), сярната киселина придобива силни окислителни свойства.

Правило за задача 24 (стара А24) при приготвяне на разтвори на сярна киселина Никога не трябва да наливате вода в него. Концентрираната сярна киселина трябва да се излива във вода на тънка струя, като се разбърква непрекъснато.

Взаимодействие на концентрирана сярна киселина с метали

Тези реакции са строго стандартизирани и следват схемата:

H2SO4(конц.) + метал → метален сулфат + H2O + редуциран серен продукт.

Има два нюанса:

1) Алуминий, желязоИ хромТе не реагират с H2SO4 (конц.) при нормални условия поради пасивация. Трябва да се загрее.

2) В платинаИ злато H2SO4 (конц.) изобщо не реагира.

Сяра V концентрирана сярна киселина- окислител

• Това означава, че ще се възстанови;
• степента на окисление, до която се редуцира сярата, зависи от метала.

Нека помислим диаграма на степента на окисление на сярата:

• Преди -2 сярата може да се редуцира само от много активни метали - в поредица от напрежения до алуминий включително.

Реакциите ще бъдат така:

8Li+5H 2 ТАКА 4( конц. .) → 4Li 2 ТАКА 4 + 4H 2 О+Н 2 С

4Mg + 5H 2 ТАКА 4( конц. .) → 4MgSO 4 + 4H 2 О+Н 2 С

8Al + 15H 2 ТАКА 4( конц. .) (t)→ 4Al 2 (ТАКА 4 ) 3 +12H 2 О+3Н 2 С

• при взаимодействие на H2SO4 (конц.) с метали в серия от напрежения след алуминия, но преди желязото, тоест при метали със средна активност сярата се редуцира до 0 :

3Mn + 4H 2 ТАКА 4( конц. .) → 3MnSO 4 + 4H 2 O+S↓

2Cr + 4H 2 ТАКА 4( конц. .) (t)→Cr 2 (ТАКА 4 ) 3 + 4H 2 O+S↓

3Zn + 4H 2 ТАКА 4( конц. .) → 3ZnSO 4 + 4H 2 O+S↓

• всички други метали започвайки с хардуерав редица напрежения (включително тези след водорода, с изключение на златото и платината, разбира се), те могат да намалят сярата само до +4. Тъй като това са нискоактивни метали:

2 Fe + 6 з 2 ТАКА 4 (конц.) ( T)→ Fe 2 ( ТАКА 4 ) 3 + 6 з 2 О + 3 ТАКА 2

(имайте предвид, че желязото се окислява до +3, възможно най-високото ниво на окисление, тъй като е силен окислител)

Cu+2H 2 ТАКА 4( конц. .) → CuSO 4 + 2H 2 O+SO 2

2Ag + 2H 2 ТАКА 4( конц. .) → Ag 2 ТАКА 4 + 2H 2 O+SO 2

Разбира се, всичко е относително. Дълбочината на възстановяване ще зависи от много фактори: концентрация на киселина (90%, 80%, 60%), температура и др. Поради това е невъзможно да се предвидят напълно точно продуктите. Горната таблица също има свой приблизителен процент, но можете да го използвате. Също така е необходимо да се помни, че в Единния държавен изпит, когато продуктът на редуцирана сяра не е посочен и металът не е особено активен, тогава най-вероятно компилаторите означават SO 2. Трябва да разгледате ситуацията и да потърсите улики в условията.

ТАКА 2 - това като цяло е често срещан продукт на ORR с участието на конц. сярна киселина.

H2SO4 (конц.) окислява някои неметали(които проявяват редуциращи свойства), като правило, до максимум - най-високата степен на окисление (образува се оксид на този неметал). В този случай сярата също се редуцира до SO 2:

С+2Н 2 ТАКА 4( конц. .) → CO 2 + 2H 2 О+2SO 2

2P+5H 2 ТАКА 4( конц. .) → П 2 О 5 +5H 2 O+5SO 2

Прясно образуван фосфорен оксид (V) реагира с вода за получаване на ортофосфорна киселина. Следователно реакцията се записва незабавно:

2P+5H 2 ТАКА 4( конц. ) → 2H 3 П.О. 4 + 2H 2 O+5SO 2

Същото нещо с бора, той се превръща в ортоборна киселина:

2B+3H 2 ТАКА 4( конц. ) → 2H 3 Б.О. 3 +3SO 2

Много интересно е взаимодействието на сяра със степен на окисление +6 (в сярна киселина) с „друга“ сяра (намираща се в друго съединение). В рамките на Единния държавен изпит се разглежда взаимодействието на H2SO4 (конц.). със сяра (просто вещество) и сероводород.

Да започнем с взаимодействието сяра (просто вещество) с концентрирана сярна киселина. IN проста работастепен на окисление 0, в киселина +6. В този ORR сярата +6 ще окисли сярата 0. Нека да разгледаме диаграмата на степента на окисление на сярата:

Сярата 0 ще се окисли, а сярата +6 ще се редуцира, тоест ще понижи степента на окисление. Серен диоксид ще бъде освободен:

2 з 2 ТАКА 4 (конц.) + С → 3 ТАКА 2 + 2 з 2 О

Но в случай на сероводород:

Образуват се както сяра (просто вещество), така и серен диоксид:

з 2 ТАКА 4( конц. .) +З 2 S → S↓ + SO 2 + 2H 2 О

Този принцип често може да помогне при идентифицирането на ORR продукт, където окислителят и редуциращият агент са един и същ елемент, в различни степени на окисление. Окислителят и редуциращият агент се „срещат наполовина“ според диаграмата на степента на окисление.

H2SO4 (конц.), по един или друг начин, взаимодейства с халогениди. Само тук трябва да разберете, че флуорът и хлорът са „самите с мустаци“ и ORR не се среща при флуориди и хлориди, преминава през конвенционален йонообменен процес, по време на който се образува газ водороден халид:

CaCl2 + H2SO4 (конц.) → CaSO4 + 2HCl

CaF 2 + H 2 SO 4 (конц.) → CaSO 4 + 2HF

Но халогените в състава на бромидите и йодидите (както и в състава на съответните халогеноводороди) се окисляват до свободни халогени. Само сярата се редуцира по различни начини: йодидът е по-силен редуциращ агент от бромида. Следователно йодидът редуцира сярата до сероводород, а бромидът до серен диоксид:

2H 2 ТАКА 4( конц. .) + 2NaBr → Na 2 ТАКА 4 + 2H 2 O+SO 2 +Бр 2

з 2 ТАКА 4( конц. .) + 2HBr → 2H 2 O+SO 2 +Бр 2

5H 2 ТАКА 4( конц. .) + 8NaI → 4Na 2 ТАКА 4 + 4H 2 О+Н 2 S+4I 2 ↓

з 2 ТАКА 4( конц. .) + 8HI → 4H 2 О+Н 2 S+4I 2 ↓

Хлороводородът и флуороводородът (както и техните соли) са устойчиви на окислителното действие на H2SO4 (конц.).

И накрая, последното нещо: това е уникално за концентрираната сярна киселина, никой друг не може да направи това. Тя има водоотстраняващо свойство.

Това позволява концентрираната сярна киселина да се използва по различни начини:

Първо, изсушаване на веществата. Концентрираната сярна киселина премахва водата от веществото и то „става сухо“.

Второ, катализатор в реакции, при които водата се елиминира (например дехидратация и естерификация):

H 3 C–COOH + HO–CH 3 (H 2 SO 4 (конц.)) → H 3 C–C(O)–O–CH 3 + H 2 O

H 3 C–CH 2 –OH (H 2 SO 4 (конц.)) → H 2 C =CH 2 + H 2 O