H cl na 2 so 4 na hso 3 ba oh 2 nh 3 li oh co 2 so 2 составьте уравнения возможных химических реакций в молекулярной полной и сокращённой ионной формах

Производство серы для порохов на заводах

В XVIII—XIX веках сера для пороха производилась из серного колчедана (пирит) на купоросных заводах.

Концентрация паров серной кислоты

Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров серной кислоты в воздухе рабочей зоны составляет 1 мг/м3, в атмосферном воздухе 0,3 мг/м3 (максимальная разовая) и 0,1 мг/м3 (среднесуточная). Поражающая концентрация паров серной кислоты составляет 0,008 мг/л (экспозиция 60 мин), а смертельная – 0,18 мг/л (60 мин).

Образование аэрозоля серной кислоты в атмосфере

Аэрозоль серной кислоты может образовываться в атмосфере в результате выбросов химических и металлургических производств, содержащих оксиды серы, и выпадать в виде кислотных дождей.

Структура и свойства серной кислоты

Серная кислота (VI) (H₂SO₄) состоит из центрально расположенного атома серы (S), соединенного одинарными ковалентными связями с двумя гидроксильными группами (ОН) и двойными ковалентными связями с двумя атомами кислорода (О). Проще говоря, серная кислота имеет два атома водорода, один атом серы и четыре атома кислорода.

Химические реакции серной кислоты

В таблице ниже приведены возможные химические реакции серной кислоты (H₂SO₄) с различными веществами:

Новые вопросы в Химия

1. W(wt)=? пожалуйста, ответьте.
2. Помогите, а 1, 2, 3 не надо, пожалуйста.
3. СРОЧНО ДАЮ 100 БАЛЛОВ!!!!!!!!!

Перевозка и применение серной кислоты

Перевозка серной кислоты железнодорожным транспортом осуществляется в специализированных вагонах-цистернах. Контейнеры-цистерны для перевозки серной кислоты погружаются на железнодорожные фитинговые платформы на станции Волковская в Санкт-Петербурге.

Серную кислоту также применяют под различными названиями и свойствами:

• Систематическое наименование: Серная кислота, тетраоксосульфат​(VI)​ водорода
• Традиционные названия: Купоросное масло
• Молярная масса: 98,078 ± 0,006 г/моль
• Удельная теплота плавления: 10,73 Дж/кг
• Константа диссоциации кислоты: смешивается в любых пропорциях
• Предельная концентрация: 1 мг/м3

Меры предосторожности

Для работы с серной кислотой рекомендуется соблюдать следующие меры предосторожности: P280, P301+P330+P331, P303+P361+P353, P305+P351+P338, P308+P311.

Даны данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Медиафайлы на Викискладе

Серная кислота: происхождение и применение

Се́рная кислота́ (химическая формула — H2SO4) — сильная неорганическая кислота, отвечающая высшей степени окисления серы (+6). Зарегистрирована как пищевая добавка E513.

Происхождение

Серная кислота известна с древности и встречается в природе в свободном виде, например, в виде озёр вблизи вулканов. Первое упоминание о кислых газах, получаемых при прокаливании квасцов или железного купороса зеленого камня, встречается в сочинениях, приписываемых арабскому алхимику Джабир ибн Хайяну.

Применение

Серную кислоту можно получить различными способами. Например, персидский алхимик Ар-Рази в IX веке получил раствор серной кислоты путём прокаливания смеси железного и медного купороса. Метод prямина, описанный в трудах Василия Валентина, также позволяет получить эту кислоту путём поглощения водой газа, выделяющегося при сжигании смеси порошков серы и селитры.

Современное производство

В настоящее время серную кислоту получают каталитическим окислением оксида серы(IV) в оксид серы(VI), и последующим растворением оксида серы(VI) в 70 % серной кислоте с образованием олеума.

Таблица: уравнение реакции

Примечания:

1. В ответе перечисляем через знак + только продукты реакции с коэффициентами. Левую часть реакции писать не нужно.
2. Ответ должен учитывать только те реагенты, которые указаны в задаче, нельзя брать дополнительные реагенты.
3. Если уравнение в задаче CH3CHO + KMnO4, требуется дописать уравнение окисления именно в нейтральной среде.
4. Если без дополнительного реагента реакция не идет, пишем в ответ не идет.

Важная информация об использовании серной кислоты

Концентрированная серная кислота – это сильный окислитель, который обладает несколькими важными химическими свойствами. Ниже перечислены основные свойства этого вещества:

Окисляющие свойства

1. Окисление галогенов и гидридов
   • HI и HBr окисляются до свободных галогенов
   • Углерод окисляется до CO2, а сера до SO2

Пассивация металлов

2. Пассивация металлов на холоде
   • К металлам Fe, Al, Cr, Co, Ni, Ba серная кислота в концентрированном состоянии на холоде не проявляет окислительные свойства, что пассивирует их поверхность

Формирование солей

3. Образование сульфатов и гидросульфатов
   • Серная кислота образует средние соли – сульфаты и кислые соли – гидросульфаты, а также эфиры
   • существуют пероксокислоты, такие как H2SO5 и H2S2O8

Реакции с металлами

4. Взаимодействие с металлами
   • Реагирует с гидроксидами и оксидами металлов, образуя соли металлов и воду
   • Образует соли с некоторыми основаниями, такими как аммиак и гидразин
   • Применяется на металлообрабатывающих заводах для удаления оксидов с поверхности изделий

При использовании серной кислоты важно соблюдать все меры предосторожности и следовать рекомендациям по безопасному обращению с этим веществом.

Серная кислота: свойства и применение

Обезвоживающие свойства серной кислоты

Концентрированная серная кислота является очень сильным обезвоживающим агентом. Эти свойства применяются в промышленности для осушения газов и проведения чувствительных реакций.

Реакция соединения серной кислоты с водой

Серная кислота образует с водой гидраты H2SO4·nH2O, при этом реакция сильно экзотермична. Рекомендуется аккуратно вливать кислоту в воду при разбавлении, чтобы избежать возможного вскипания.

Степень обезвоживания экзотермической реакции обусловлена возможной потерей кристаллизационной воды у кристаллогидратов.

Воздействие на углеводы и древесину

При контакте с углеводами, концентрированная серная кислота вызывает их обугливание. Также, она способна обугливать древесину при определенных концентрациях.

Свойства серной кислоты как кислоты

Серная кислота диссоциирует в воде с образованием двух кислотных ступеней. Это позволяет ей протонировать другие вещества.

Образование кислых солей

Серная кислота реагирует со средними солями, образуя кислые соли. Безводная серная кислота также может протонировать азотные кислоты, образуя сильные азотные агенты.

Применение серной кислоты

Став кислотным катализатором, серная кислота используется в реакциях гидролиза, а также для создания кислых сред и химических смесей с высокими окислительными свойствами.

В целом, серная кислота является мощным химическим агентом с разнообразными применениями в различных сферах промышленности и химии.

11. Концентрированная серная кислота может вытеснять даже сильные кислоты из их солей (однако для полноты реакции рекомендуется нагрев). Например, хлороводород, азотную кислоту, марганцовую кислоту (нестабильна, может разложиться до оксида марганца(VII)). При этом если кислота сильнее гидросульфат иона, то образовываться будут гидросульфаты, например:

Если кислота стабильна термически, получающийся гидросульфат при очень высокой температуре (несколько сотен градусов Цельсия и выше) вновь реагирует с исходной солью, вытесняя из неё кислоту:

Общая реакция будет выглядеть так:

Слабые кислоты способна вытеснять полностью без нагревания:

Серная кислота в природе

Свободная серная кислота, не диссоциированная на оксониевые соединения и сульфат-ионы, в природе встречается очень редко. В атмосфере образуется из диоксида серы, который образуется при сжигании серосодержащих веществ или при извержении вулканов. Диоксид серы окисляется до триоксида серы гидроксильными радикалами и кислородом. Наконец, с водой образуется свободная серная кислота. Другими окислителями, которые способствуют образованию триоксида серы, являются озон или перекись водорода. Под кислотным дождем затем он достигает земли в виде разбавленной кислоты (в основном в виде гидросульфата и сульфата).

Небольшое количество свободной серной кислоты также содержится в некоторых вулканических источниках, называемых сольфатарами.

В отличие от свободной кислоты ее соли, особенно сульфаты, встречаются в природе гораздо чаще. Существует множество различных сульфатных минералов. Наиболее известны и наиболее важны гипс (CaSO4.2H2O), барит (BaSO₄), халькантит (CuSO4∙5H2O) или глауберова соль (Na2SO4 · 10H2O).

Серная кислота, образующаяся в воздухе из двуокиси серы, является компонентом кислотных дождей наряду с азотной кислотой, образующейся из окислов азота. Кислотные дожди могут привести к снижению значения pH.

За пределами Земли серная кислота содержится в верхних слоях атмосферы Венеры. Это создается фотохимическими реакциями между диоксидом серы и водой. Образуются капли, содержащие 80-85% серной кислоты. В более глубоких слоях из-за высоких температур кислота разлагается на сернистый газ, кислород и воду, которые могут снова подняться и образовать серную кислоту.

Серная кислота опасность и меры предосторожности

Серная кислота очень едкая, окисляющая и обезвоживающая, поэтому при попадании на ткани может сильно повредить их. Даже незначительное количество серной кислоты при контакте с кожей может вызвать сильные химические ожоги. Контакт с глазами может привести к необратимым повреждениям зрения и слепоте.

Следует также соблюдать осторожность при вдыхании газа, выделяющегося при реакциях серной кислоты с другими веществами, так как он вызывает одышку и жжение в дыхательной системе.

Серная кислота сама по себе не представляет опасности возгорания или взрыва, но следует учитывать, что она может быть горючей в сочетании с другими материалами, даже с водой. Одной из мер предосторожности при обращении с серной кислотой заключается в том, что ее всегда нужно добавлять в воду, а не наоборот. Поскольку при разбавлении серной кислоты выделяется много тепла, добавление воды к серной кислоте может вызвать экзотермическую реакцию, вызывающую возгорание или брызги кислоты.

По этой причине при контакте кожи с серной кислотой ее нельзя сразу же промывать водой, как это происходит с большинством кислот. Вместо этого первым делом нужно нейтрализовать серную кислоту мыльной или известковой водой. После этого любые следы едкого вещества будут удалены путем обильного стекания воды по коже. Кроме того, необходимо снять одежду, украшения или любой другой предмет, который контактировал с кислотой. Важно делать это до тех пор, пока химический агент присутствует, он будет продолжать повреждать ткани.

Производство серный кислоты

Сегодня серную кислоту в основном производят так называемым контактным способом. Метод работает в три этапа. Однако, прежде чем это может произойти, элементарная сера должна еще прореагировать с кислородом с образованием диоксида серы (SO 2):

Шаг 1: Триоксид серы (SO 3) образуется из диоксида серы и кислорода:

Шаг 2: Триоксид серы плохо растворим в воде. Однако для получения серной кислоты необходим оксид. Поэтому SO 3 необходимо предварительно растворить в концентрированной серной кислоте. Это создает дисерную кислоту (H₂S₂O₇):

Шаг 3: Если вы позволите серной кислоте вступить в реакцию с водой, вы, наконец, получите серную кислоту:

В интернет-магазине Химбаза вы можете купить серную кислоту по цене от 450 руб. за литр.

Свойства серной кислоты

Плотность (при стандартных условиях)1,84 г/ см3

хорошо растворяется в воде

сильный окислительгигроскопичен, то есть удаляет воду из воздухаможет вызвать серьезные ожоги при контакте или проглатывании

Физические и физико-химические свойства

Серная кислота — это очень сильная двухосновная кислота, при 18оС pKa (1) = −2,8, pKa (2) = 1,92 (К₂ 1,2 10−2); длины связей в молекуле S=O 0,143 нм, S—OH 0,154 нм, угол HOSOH 104°, OSO 119°; кипит, образуя азеотропную смесь (98,3 % H2SO4 и 1,7 % H2О с температурой кипения 338,8оС). Смешивается с водой и SO3, во всех соотношениях. В водных растворах серная кислота практически полностью диссоциирует на H3О+, HSO3+, и 2НSO₄−. Образует гидраты H2SO4·nH2O, где n = 1, 2, 3, 4 и 6,5.

Основная статья: Олеум

Растворы серного ангидрида SO3 в серной кислоте называются олеумом, они образуют два соединения H2SO4·SO3 и H2SO4·2SO3.

Олеум содержит также пиросерные кислоты, образующиеся по реакциям:

Температура кипения водных растворов серной кислоты повышается с ростом её концентрации и достигает максимума при содержании 98,3 % H2SO4.

Содержание % по массе Плотность при 20 °C, г/см3 Температура плавления, °C Температура кипения, °C

Температура кипения олеума с увеличением содержания SO3 понижается. При увеличении концентрации водных растворов серной кислоты общее давление пара над растворами понижается и при содержании 98,3 % H2SO4 достигает минимума. С увеличением концентрации SO3 в олеуме общее давление пара над ним повышается. Давление пара над водными растворами серной кислоты и олеума можно вычислить по уравнению:

Величины коэффициентов А и В зависят от концентрации серной кислоты. Пар над водными растворами серной кислоты состоит из смеси паров воды, H2SO4 и SO3, при этом состав пара отличается от состава жидкости при всех концентрациях серной кислоты, кроме соответствующей азеотропной смеси.

С повышением температуры усиливается диссоциация:

Уравнение температурной зависимости константы равновесия:

При нормальном давлении степень диссоциации: 10−5 (373 К), 2,5 (473 К), 27,1 (573 К), 69,1 (673 К).

Плотность 100%-ной серной кислоты можно определить по уравнению:

С повышением концентрации растворов серной кислоты их теплоемкость уменьшается и достигает минимума для 100%-ной серной кислоты, теплоемкость олеума с повышением содержания SO3 увеличивается.

При повышении концентрации и понижении температуры теплопроводность λ уменьшается:

где С — концентрация серной кислоты, в %.

Максимальную вязкость имеет олеум H2SO4·SO3, с повышением температуры η снижается. Для олеума минимальное ρ при концентрации 10 % SO3. С повышением температуры ρ серной кислоты увеличивается. Диэлектрическая проницаемость 100%-ной серной кислоты 101 (298,15 К), 122 (281,15 К); криоскопическая постоянная 6,12, эбулиоскопическая постоянная 5,33; коэффициент диффузии пара серной кислоты в воздухе изменяется в зависимости от температуры; D = 1,67·10−5T3/2 см2/с.

ρ H2SO4, г/мл 1,03 1,064 1,1365 1,215 1,2991 1,3911 1,494 1,6059 1,7221 1,7732 1,7818 1,7897 1,7968 1,8033 1,8091 1,8142 1,8188 1,8227 1,826 1,8286 1,8305 1,8314 1,831 1,8292 1,8255

Концентрированная и разбавленная серная кислота

Очень высокая концентрация называется концентрированной серной кислотой, т.е. не менее 98,3% или количество вещества 17,966 моль/л. Обычно он имеет плотность 1,836 г/см 3.

Разбавленная серная кислота с концентрацией около 10% или количеством вещества 1,087 моль/л имеет меньшую плотность, чем концентрированная кислота, а именно всего около 1,066 г/см 3.

Серная кислота представляет собой бесцветную маслянистую жидкость без запаха с плотностью 1,84 г/см³ (20°С). Обладает сильными гигроскопическими свойствами; проявляет способность поглощать водяные пары, содержащиеся в атмосферном воздухе. При нагревании выше 300°C серная кислота начинает постепенно разлагаться на воду (H₂O) и удушающие пары триоксида серы (SO₃). Хорошо растворяется в воде и других полярных растворителях; разбавление водой протекает с выделением большого количества теплоты (экзотермический процесс). Серная кислота — одна из сильнейших неорганических кислот, проявляющая высокую химическую активность. В водных растворах почти полностью диссоциирует с образованием ионов гидроксония (H₃O⁺) и кислых гидросульфатов (HSO₄⁻) и нейтральных сульфатов (SO₄²⁻). Разбавленная серная кислота растворяет большинство металлов (кроме драгоценных металлов). Концентрированная серная кислота при повышенной температуре окисляет большинство металлов (включая благородные металлы) и неметаллы (например, углерод, серу); является сильным дегидратирующим агентом, обугливающим органические вещества (например, углеводы). Серная кислота, получаемая в промышленных масштабах контактным способом, применяется в химической, фармацевтической, текстильной, бумажной, кожевенной и металлургической промышленности; разбавленная серная кислота (аккумуляторная кислота) действует как электролит в свинцовых батареях.

Получение серной кислоты

В промышленности серную кислоту получают окислением диоксида серы (сернистый газ, образующийся в процессе сжигания элементарной серы, серного колчедана или сероводород-содержащих газов, поступающих с установок гидроочистки и систем отпарки кислых стоков) до триоксида (серного ангидрида) на твёрдом ванадиевом катализаторе в четыре ступени (данная реакция экзотермична, поэтому применяется промежуточное охлаждение после первого слоя с помощью трубных пучков, через которые подаётся воздух, и после следующих двух ступеней — с помощью кольцевой трубы, имеющей большой диаметр, через которую подаётся воздух, над которой расположен дефлектор. Воздух нагнетается воздуходувками, часть горячего воздуха подаётся на горелочные устройства котлов, в которых производится сжигание сероводородсодержащих газов) последующим охлаждением и взаимодействием SO3 с водой. Получаемую данным способом серную кислоту также называют «контактной» (концентрация 92-94 %).

Нитрозный (башенный) способ

Раньше серную кислоту получали исключительно нитрозным методом в специальных башнях, а кислоту называли «башенной» (концентрация 75 %). Сущность этого метода заключается в окислении диоксида серы диоксидом азота в присутствии воды. Именно таким способом произошла реакция в воздухе Лондона во время Великого смога.