Серная кислота и её свойства
🧪 Химия · 9 класс
Свойства разбавленной и концентрированной серной кислоты, окислительное действие и промышленное применение.
Что такое серная кислота
Серная кислота H_2SO_4 — сильная двухосновная кислота, одно из важнейших веществ химической промышленности. Это тяжёлая маслянистая бесцветная жидкость без запаха, которая хорошо растворяется в воде и при этом сильно разогревается.
Правило безопасности: при разбавлении нужно лить кислоту в воду тонкой струйкой, а не наоборот. Если налить воду в кислоту, выделится столько теплоты, что вода закипит и брызги кислоты разлетятся.
Свойства разбавленной кислоты
Разбавленная серная кислота проявляет все общие свойства кислот:
- реагирует с активными металлами с выделением водорода:
Zn + H_2SO_4 = ZnSO_4 + H_2; - реагирует с основными оксидами:
CuO + H_2SO_4 = CuSO_4 + H_2O; - реагирует с основаниями:
2NaOH + H_2SO_4 = Na_2SO_4 + 2H_2O; - реагирует с солями:
BaCl_2 + H_2SO_4 = BaSO_4 + 2HCl.
Последняя реакция важна: выпадает белый осадок сульфата бария, поэтому она служит качественной реакцией на сульфат-ион.
Свойства концентрированной кислоты
Концентрированная серная кислота ведёт себя иначе — она сильный окислитель за счёт серы. С металлами она не выделяет водород, а образует другие продукты, например оксид серы. С медью реакция идёт при нагревании:
Cu + 2H_2SO_4(конц.) = CuSO_4 + SO_2 + 2H_2O
Кроме того, концентрированная кислота очень гигроскопична — отнимает воду у других веществ. Поэтому ей сушат газы, а при попадании на бумагу или сахар она их обугливает.
| Свойство | Разбавленная | Концентрированная |
|---|---|---|
| С активными металлами | выделяет H_2 | выделяет SO_2 |
| Железо, алюминий на холоде | реагирует | пассивирует |
| Действие на воду | обычное | сильно поглощает |
Получение серной кислоты
В промышленности серную кислоту получают из серы или серного колчедана в три стадии. Сначала получают сернистый газ, затем окисляют его до серного ангидрида на катализаторе, и наконец растворяют ангидрид, получая кислоту:
S + O_2 = SO_2
2SO_2 + O_2 = 2SO_3
SO_3 + H_2O = H_2SO_4
Вторая стадия — обратимая реакция, поэтому для неё подбирают условия по принципу Ле Шателье и применяют катализатор.
Применение
Соли серной кислоты называются сульфатами. Саму кислоту применяют при производстве удобрений, очистке нефтепродуктов, в аккумуляторах, для получения красителей и других кислот. По объёму производства серная кислота — одно из первых веществ в мире, её даже называют «хлебом химической промышленности».
Частая ошибка: считают, что концентрированная серная кислота с любыми металлами выделяет водород, как разбавленная. Это неверно: концентрированная кислота — окислитель за счёт серы, поэтому водород она не выделяет, а образует SO_2 или другие продукты восстановления серы.Кратко о главном
- Серная кислота
H_2SO_4— сильная двухосновная кислота. - Разбавляют только вливая кислоту в воду.
- Разбавленная реагирует как обычная кислота, с активными металлами даёт водород.
- Концентрированная — сильный окислитель, не выделяет водород и пассивирует железо.
- Соли — сульфаты; качественная реакция — белый осадок
BaSO_4.