Propiedades del ácido sulfúrico concentrado. Ácido sulfúrico: propiedades y reacciones químicas y físicas. Propiedades físicas y químicas básicas del ácido sulfúrico

El ácido sulfúrico diluido y concentrado es una sustancia química tan importante que se produce en el mundo más que cualquier otra sustancia. La riqueza económica de un país se puede estimar por el volumen de ácido sulfúrico producido en él.

Proceso de disociación

Ácido sulfurico encuentra aplicación en forma de soluciones acuosas de diversas concentraciones. Sufre una reacción de disociación en dos etapas, produciendo iones H + en solución.

H _ {2} SO _ {4} = H + + HSO _ {4} -;

HSO 4 - = H + + SO 4 -2.

El ácido sulfúrico es fuerte y la primera etapa de su disociación ocurre con tanta intensidad que casi todas las moléculas originales se descomponen en iones H + e iones HSO 4 -1 (hidrosulfato) en solución. Este último se descompone parcialmente, liberando otro ion H + y dejando el ion sulfato (SO 4 -2) en solución. Sin embargo, el sulfato de hidrógeno, al ser un ácido débil, todavía prevalece en solución sobre H + y SO 4 -2. Su disociación completa ocurre solo cuando la densidad de la solución de ácido sulfúrico se acerca, es decir, con una fuerte dilución.

Propiedades del ácido sulfúrico

Es especial en el sentido de que puede actuar como un ácido común o como un oxidante fuerte, dependiendo de su temperatura y concentración. Una solución fría de ácido sulfúrico diluido reacciona con metales activos para formar una sal (sulfato) y generar gas hidrógeno. Por ejemplo, la reacción entre el H 2 SO 4 diluido en frío (asumiendo su disociación completa en dos etapas) y el zinc metálico se ve así:

Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2.

El ácido sulfúrico concentrado en caliente, cuya densidad es de aproximadamente 1,8 g / cm 3, puede actuar como agente oxidante al reaccionar con materiales que suelen ser inertes a los ácidos, como, por ejemplo, el cobre metálico. En el curso de la reacción, el cobre se oxida y la masa del ácido disminuye, se forma una solución (II) en agua y dióxido de azufre gaseoso (SO 2) en lugar de hidrógeno, lo que sería de esperar cuando el ácido interactúa con el metal.

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

¿Cómo se expresa la concentración de soluciones en general?

En realidad, la concentración de cualquier solución se puede expresar de varias formas, pero la más utilizada es la concentración en peso. Muestra el número de gramos en una determinada masa o volumen de una solución o disolvente (generalmente 1000 g, 1000 cm 3, 100 cm 3 y 1 dm 3). En lugar de la masa de una sustancia en gramos, puede tomar su cantidad, expresada en moles, y luego se obtiene una concentración molar por 1000 go 1 dm 3 de solución.

Si la concentración molar no se determina en relación con la cantidad de solución, sino solo con el disolvente, entonces se denomina molalidad de la solución. Se caracteriza por la independencia de la temperatura.

Con frecuencia, la concentración en peso se indica en gramos por 100 g de disolvente. Multiplicando este indicador por 100%, lo obtiene en porcentaje en peso (concentración porcentual). Este es el método que se usa con mayor frecuencia cuando se aplica a soluciones de ácido sulfúrico.

Cada valor de la concentración de una solución determinada a una temperatura determinada corresponde a su densidad muy específica (por ejemplo, la densidad de una solución de ácido sulfúrico). Por eso, a veces la solución se caracteriza por ello. Por ejemplo, una solución de H 2 SO 4, caracterizada por una concentración porcentual del 95,72%, tiene una densidad de 1,835 g / cm 3 en t = 20 ° C. ¿Cómo determinar la concentración de tal solución si solo se da la densidad del ácido sulfúrico? La tabla que presenta tal correspondencia es parte integral de cualquier libro de texto sobre química general o analítica.

Ejemplo de conversión de concentración

Intentemos pasar de una forma de expresar la concentración de una solución a otra. Suponga que tenemos una solución de H 2 SO 4 en agua con una concentración porcentual del 60%. Primero, determinamos la densidad correspondiente del ácido sulfúrico. A continuación se muestra una tabla que contiene las concentraciones porcentuales (primera columna) y las densidades correspondientes de una solución acuosa de H 2 SO 4 (cuarta columna).

Utilizándolo, determinamos el valor deseado, que es 1.4987 g / cm 3. Calculemos ahora la molaridad de esta solución. Para hacer esto, es necesario determinar la masa de H 2 SO 4 en 1 litro de solución y el número correspondiente de moles de ácido.

El volumen, que está ocupado por 100 g de la solución inicial:

100 / 1,4987 = 66,7 ml.

Dado que 66,7 mililitros de una solución al 60% contienen 60 g de ácido, 1 litro contendrá:

(60 / 66,7) x 1000 = 899,55 g.

El peso molar del ácido sulfúrico es 98. Por lo tanto, el número de moles contenidos en 899.55 g de sus gramos será igual a:

899,55 / 98 = 9,18 mol.

La dependencia de la densidad de la concentración se muestra en la Fig. debajo.

Usos del ácido sulfúrico

Se utiliza en diversas industrias. En la producción de hierro y acero, se utiliza para limpiar la superficie del metal antes de que sea recubierto con otra sustancia, interviene en la creación de tintes sintéticos, así como otros tipos de ácidos, como el ácido clorhídrico y nítrico. . También se utiliza en la producción de productos farmacéuticos, fertilizantes y explosivos, y también es un reactivo importante para eliminar impurezas del petróleo en la industria de refinación de petróleo.

Esta Sustancia química es increíblemente útil en la vida cotidiana y está disponible como una solución de ácido sulfúrico que se utiliza en el ácido de plomo baterías recargables(por ejemplo, los que están en automóviles). Un ácido de este tipo tiene típicamente una concentración de aproximadamente 30% a 35% de H 2 SO 4 en peso, siendo el resto agua.

Para muchas aplicaciones domésticas, el 30% de H 2 SO 4 será más que suficiente para satisfacer sus necesidades. Sin embargo, la industria también requiere una concentración mucho mayor de ácido sulfúrico. Por lo general, durante el proceso de producción, primero se obtiene suficientemente diluido y contaminado con impurezas orgánicas. El ácido concentrado se obtiene en dos etapas: primero, se lleva al 70%, y luego, en la segunda etapa, se eleva al 96-98%, que es el indicador final para una producción económicamente viable.

Densidad del ácido sulfúrico y su grado.

Aunque casi el 99% de ácido sulfúrico se puede obtener brevemente en ebullición, la posterior pérdida de SO 3 en el punto de ebullición da como resultado una disminución de la concentración al 98,3%. En general, la variedad con un 98% es más estable en almacenamiento.

Los grados comerciales de ácido difieren en su concentración porcentual, y para ellos se seleccionan aquellos valores en los que las temperaturas de cristalización son mínimas. Esto se hace para reducir la precipitación de cristales de ácido sulfúrico durante el transporte y almacenamiento. Las principales variedades son las siguientes:

• Torre (nitroso) - 75%. La densidad de este grado de ácido sulfúrico es de 1670 kg / m 3. Consígalo así llamado. por el método nitroso, en el que el gas de combustión obtenido durante la combustión de la materia prima primaria, que contiene dióxido de azufre SO 2, se trata con nitrosa en torres revestidas (de ahí el nombre del grado) (esto también es H 2 SO 4, pero con óxidos de nitrógeno disueltos en él). Como resultado, se liberan óxidos de ácido y nitrógeno, que no se consumen en el proceso, sino que se devuelven al ciclo de producción.
• Contacto - 92,5-98,0%. La densidad del ácido sulfúrico al 98% de este grado es de 1836,5 kg / m 3. También se obtiene de tostar gas que contiene SO 2, y el proceso incluye la oxidación del dióxido a anhídrido SO 3 al entrar en contacto (de ahí el nombre del grado) con varias capas de catalizador de vanadio sólido.
• Oleum - 104,5%. Su densidad es igual a 1896,8 kg / m 3. Esta es una solución de SO 3 en H 2 SO 4, en la que el primer componente contiene 20% y ácidos, exactamente 104,5%.
• Óleo de alto porcentaje - 114,6%... Su densidad es de 2002 kg / m 3.
• Recargable - 92-94%.

Cómo funciona la batería de un automóvil

El funcionamiento de este uno de los dispositivos eléctricos más populares se basa enteramente en procesos electroquímicos que ocurren en presencia de una solución acuosa de ácido sulfúrico.

La batería de un automóvil contiene un electrolito de ácido sulfúrico diluido y varias placas de electrodos positivos y negativos. Las placas positivas están hechas de dióxido de plomo marrón rojizo (PbO 2) y las placas negativas están hechas de plomo "esponjoso" grisáceo (Pb).

Dado que los electrodos están hechos de plomo o un material que contiene plomo, este tipo de batería a menudo se denomina rendimiento, es decir, el valor del voltaje de salida está directamente determinado por lo que está en este momento densidad de tiempo del ácido sulfúrico (kg / m3 o g / cm 3), vertido en la batería como electrolito.

¿Qué le sucede al electrolito cuando se descarga la batería?

El electrolito de batería de plomo-ácido es una solución de ácido sulfúrico de batería en agua destilada químicamente pura con un porcentaje del 30% cuando está completamente cargada. El ácido puro tiene una densidad de 1.835 g / cm 3, electrolito - aproximadamente 1.300 g / cm 3. Cuando la batería se descarga, tienen lugar reacciones electroquímicas, como resultado de lo cual se elimina el ácido sulfúrico del electrolito. La densidad de la concentración de la solución depende casi proporcionalmente, por lo que debería disminuir debido a una disminución en la concentración del electrolito.

Mientras la corriente de descarga fluya a través de la batería, el ácido cerca de sus electrodos se usa activamente y el electrolito se diluye cada vez más. La difusión de ácido desde la mayor parte del electrolito completo y hacia las placas de los electrodos mantiene una intensidad aproximadamente constante. reacciones químicas y, como consecuencia, la tensión de salida.

Al comienzo del proceso de descarga, la difusión del ácido desde el electrolito hacia las placas se produce rápidamente porque el sulfato resultante aún no ha obstruido los poros del material activo de los electrodos. A medida que el sulfato comienza a formarse y a llenar los poros de los electrodos, la difusión ocurre más lentamente.

En teoría, es posible continuar la descarga hasta que se haya agotado todo el ácido y el electrolito esté compuesto de agua pura... Sin embargo, la experiencia muestra que las descargas no deberían continuar después de que la densidad del electrolito haya caído a 1.150 g / cm 3.

Cuando la densidad desciende de 1300 a 1150, esto significa que se ha formado tanto sulfato durante las reacciones, que llena todos los poros de los materiales activos de las placas, es decir, ya se ha extraído casi todo el ácido sulfúrico. de la solución. La densidad depende de la concentración proporcionalmente, y de la misma forma la carga de la batería depende de la densidad. En la Fig. a continuación se muestra la dependencia de la carga de la batería de la densidad del electrolito.

El cambio en la densidad del electrolito es el mejor remedio determinar el estado de descarga de una batería, siempre que se utilice correctamente.

Grado de descarga de la batería de un automóvil en función de la densidad del electrolito

Su densidad debe medirse cada dos semanas y las lecturas deben registrarse continuamente para uso futuro.

Cuanto más denso es el electrolito, más ácido contiene y más cargada está la batería. Una densidad de 1.300-1.280 g / cm 3 indica una carga completa. Como regla general, los siguientes grados de descarga de la batería difieren según la densidad del electrolito:

• 1.300-1.280 - completamente cargado:
• 1.280-1.200 - más de la mitad descargados;
• 1,200-1,150 - menos de la mitad cargada;
• 1.150 - casi descargado.

Una batería completamente cargada tiene un voltaje de 2.5 a 2.7 V por celda antes de conectarla a la red del automóvil. Tan pronto como se conecta la carga, el voltaje cae rápidamente a aproximadamente 2.1 V en tres o cuatro minutos. Esto se debe a la formación de una capa delgada de sulfato de plomo en la superficie de las almohadillas negativas y entre la capa de peróxido de plomo y el metal de las almohadillas positivas. El valor final del voltaje de la celda después de conectarse a la red del automóvil es de aproximadamente 2,15-2,18 voltios.

Cuando la corriente comienza a fluir a través de la batería durante la primera hora de funcionamiento, el voltaje cae a 2 V, lo que se explica por un aumento en la resistencia interna de las celdas debido a la formación de más sulfato, que llena los poros de las placas. y la extracción de ácido del electrolito. Poco antes del inicio del flujo del electrolito, el máximo es igual a 1.300 g / cm 3. Al principio, su enrarecimiento ocurre rápidamente, pero luego se establece un estado de equilibrio entre la densidad del ácido cerca de las placas y en el volumen principal del electrolito, la selección de ácido por los electrodos se apoya en la afluencia de nuevas partes del ácido de la parte principal del electrolito. En este caso, la densidad promedio del electrolito continúa disminuyendo de manera constante de acuerdo con la dependencia que se muestra en la Fig. sobre. Después de la caída inicial, el voltaje disminuye más lentamente, la velocidad de su disminución depende de la carga de la batería. El gráfico de tiempo del proceso de descarga se muestra en la Fig. debajo.

Monitoreo del estado del electrolito en la batería.

Se utiliza un hidrómetro para determinar la densidad. Consiste en un pequeño tubo de vidrio sellado con una expansión en el extremo inferior lleno de perdigones o mercurio y una escala graduada en el extremo superior. Esta escala está etiquetada de 1100 a 1300 con varios valores intermedios, como se muestra en la Fig. debajo. Si este hidrómetro se coloca en un electrolito, se hundirá hasta una cierta profundidad. En este caso, desplazará un cierto volumen de electrolito, y cuando se alcance una posición de equilibrio, el peso del volumen desplazado será simplemente igual al peso del hidrómetro. Dado que la densidad del electrolito es igual a la relación entre su peso y su volumen, y se conoce el peso del hidrómetro, cada nivel de su inmersión en la solución corresponde a su cierta densidad.

Algunos hidrómetros no tienen una escala con valores de densidad, pero están marcados con las palabras: “Cargado”, “Medio Choque”, “Choque Completo” o similar.

H 2 ENTONCES 4 fuerte 2x ácido básico, higroscópico.

HSO 4 - - hidrosulfatos, SO 4 2- sulfatos.

El catión ba se utiliza para detectar iones sulfato:

La interacción del sulfúrico para - usted con Mí procede de diferentes formas dependiendo de la concentración de para - usted y la actividad de Mí.

Diluido a-que interactúa solo conmigo en el rango de actividad hasta H:

Conc. El ácido es un agente oxidante fuerte debido a S 6+, oxida Ме en la serie según Ag, los productos de su interacción m / w diferentes sustancias dependiendo de la actividad de Ме y las condiciones de reacción:

Conc. frío a-que no interactúa con Fe Al Cr

Con Me de baja actividad, se reduce a SO 2:

Con Me activo, los productos de reducción m / b SO 2, S, H 2 S:

Oxidante sv-va conc. To-you también se manifiesta al interactuar con otros agentes reductores. Oxida HBr, HI (pero no clorhídrico) y sus sales a halógenos libres, así como C, S, H 2 S, P:

19. Características generalesD- elementosVI grupos. Propiedades químicas: óxidos e hidróxidos, dependencia de la manifestación de las propiedades ácido-base del estado de oxidación del elemento. Complejos y ácidos que contienen cromo.

Cr, Mo y W forman el subgrupo del cromo. En la serie Cr - Mo - W, la energía de ionización aumenta, es decir las capas de electrones de los átomos se vuelven más densas, especialmente cuando pasan de Mo a W. Este último, debido a la compresión de los lantánidos, tiene radios atómicos e iónicos cercanos a los de Mo. Por lo tanto, el molibdeno y el tungsteno tienen propiedades más parecidas entre sí que el cromo. Para el cromo, el estado de oxidación más típico es +3 y, en menor medida, +6. Para Mo y W, el estado de oxidación más alto es +6. En la serie Cr - Mo - W, la temperatura de fusión y el calor de atomización (sublimación) aumentan. Esto se explica por la mejora en el cristal metálico del enlace covalente que surge de los electrones d.

Pure Mo y W se obtienen por reducción de halogenuros:

MoF 6 + 3 H 2 → Mo + 6 HF (1200 0 С)

En condiciones normales, los 3 Yo interactúan solo con el flúor, pero cuando se calientan se combinan con otros Yo.

No reacciona con el hidrógeno.

La actividad disminuye del cromo al tungsteno.

Cr se disuelve en HCl diluido y H 2 SO 4 para formar CrCl 2 y CrSO 4.

El molibdeno reacciona lentamente con el ácido nítrico, más rápido, con agua regia y una mezcla de HNO 3 y HF o H 2 SO 4.

El tungsteno también se disuelve en una mezcla de HF y HNO 3.

En presencia de agentes oxidantes, los tres metales reaccionan con fundidos alcalinos para formar cromatos, molibdatos y tungstatos, respectivamente.

W + 8 HF + 2 HNO 3 = H 2 + 2 NO + 4 H 2 O

Compuestos de cromo (II) El óxido de cromo (II) se obtiene mediante la interacción del cloruro de cromo con los álcalis. El cloruro de cromo se obtiene disolviendo el cromo en ácido clorhídrico:

Inestable, se oxida rápidamente por el oxígeno atmosférico y se transforma en cromo (III)

Compuestos de cromo (III) El óxido de cromo (III) es insoluble en agua, ni en k-tah ni en álcalis, su naturaleza anfótera se manifiesta solo cuando se fusiona con los compuestos correspondientes:

Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2 NaCrO 2 + H 2 O

Bajo la acción de los álcalis sobre las sales de cromo (III), precipita un precipitado de hidróxido de cromo (III):

Cr 3+ + 3 OH - = Cr (OH) 3 ↓

Cr (OH) 3 - anfótero

Al interactuar con los álcalis, forma hidroxicromitas:

Cr (OH) 3 + 3 NaOH = Na 3

Los compuestos de cromo (III) son fuertes agentes reductores.

Compuestos de cromo (IV) - trióxido de cromo (IV) - angiruro de cromo - óxido ácido. Cuando se disuelve en agua, se forman: H 2 CrO 4 crómico a eso, H 2 Cr 2 O 7 dos-crómico a eso

Sales: cromatos y dicromatos. Las transiciones mutuas de cromato y dicromato se pueden expresar mediante la ecuación de la reacción inversa:

K 2 Cr 2 O 7 + 2 KOH = 2 K 2 CrO 4 + H 2 O

2 K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

Los cromatos y dicromatos son agentes oxidantes fuertes. Los compuestos de cromo (III) y cromo (IV) en soluciones ácidas y alcalinas existen en diferentes formas:

en un medio ácido - Cr 3+; Cr 2 O 7 2-

en alcalino - 3-; CrO 4 2-

La transformación mutua procede de diferentes formas dependiendo de la reacción de la solución:

en un ambiente ácido, se establece el equilibrio:

en un ambiente alcalino

Aquellos. las propiedades oxidantes del cromo 4 son más pronunciadas en un ambiente ácido y las propiedades reductoras del cromo 3 en uno alcalino. Por lo tanto, la oxidación de los compuestos de cromo 3+ a cromo 6+ se lleva a cabo en presencia de álcali, y los compuestos de cromo 6+ se utilizan como oxidantes en soluciones ácidas:

K 2 Cr 2 O 7 + 14 HCl = 2 CrCl 3 + 3 Cl 2 + 2 KCl + 7 H 2 O

Cr 2 (SO 4) 3 + 3 H 2 O 2 + 10 NaOH = 2 Na 2 CrO 4 + 3 Na 2 SO 4 + 8 H 2 O

Cada persona estudió ácidos en lecciones de química. Uno de ellos se llama ácido sulfúrico y se denomina HSO 4. Nuestro artículo le informará sobre las propiedades del ácido sulfúrico.

Propiedades físicas del ácido sulfúrico

El ácido sulfúrico puro o monohidrato es un líquido aceitoso incoloro que solidifica en una masa cristalina a una temperatura de + 10 ° C. El ácido sulfúrico, destinado a las reacciones, contiene un 95% de H 2 SO 4 y tiene una densidad de 1,84 g / cm 3. 1 litro de este ácido pesa 2 kg. El ácido solidifica a una temperatura de -20 ° C. El calor de fusión es de 10,5 kJ / mol a una temperatura de 10,37 ° C.

Las propiedades del ácido sulfúrico concentrado son variadas. Por ejemplo, cuando este ácido se disuelve en agua, un gran número de calor (19kcal / mol) debido a la formación de hidratos. Estos hidratos se pueden aislar de la solución en temperaturas bajas en forma sólida.

El ácido sulfúrico es uno de los productos más básicos en industria química... Está diseñado para producir fertilizantes minerales(sulfato de amonio, superfosfato), diversas sales y ácidos, detergentes y medicamentos, fibras artificiales, tintes, explosivos. El ácido sulfúrico también se utiliza en metalurgia (por ejemplo, descomposición de minerales de uranio), para refinar productos del petróleo, para secar gases, etc.

Propiedades químicas del ácido sulfúrico

Las propiedades químicas del ácido sulfúrico son las siguientes:

1. Interacción con metales:
   • el ácido diluido disuelve solo aquellos metales que están a la izquierda del hidrógeno en la serie de voltajes, por ejemplo, H 2 +1 SO 4 + Zn 0 = H 2 O + Zn + 2 SO 4;
   • las propiedades oxidantes del ácido sulfúrico son excelentes. Al interactuar con varios metales (excepto Pt, Au), se puede reducir a H 2 S -2, S +4 O 2 o S 0, por ejemplo:
   • 2H 2 + 6 SO 4 + 2Ag 0 = S + 4 O 2 + Ag 2 +1 SO 4 + 2H 2 O;
   • 5H 2 + 6 SO 4 + 8Na 0 = H 2 S -2 + 4Na 2 +1 SO 4 + 4H 2 O;
2. Ácido concentrado H 2 S +6 O 4 también reacciona (cuando se calienta) con algunos no metales, convirtiéndose al mismo tiempo en compuestos de azufre con un estado de oxidación más bajo, por ejemplo:
   • 2H 2 S +6 O 4 + C 0 = 2S + 4 O 2 + C + 4 O 2 + 2H 2 O;
   • 2H 2 S +6 O 4 + S 0 = 3S + 4 O 2 + 2H 2 O;
   • 5H 2 S +6 O 4 + 2P 0 = 2H 3 P +5 O 4 + 5S +4 O 2 + 2H 2 O;
3. Con óxidos básicos:
   • H2SO4 + CuO = CuSO4 + H2O;
4. Con hidróxidos:
   • Cu (OH) 2 + H 2 SO 4 = CuSO 4 + 2H 2 O;
   • 2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O;
5. Interacción con sales durante reacciones de intercambio:
   • H _ {2} SO _ {4} + BaCl _ {2} = 2HCl + BaSO _ {4};

La formación de BaSO 4 (un precipitado blanco, insoluble en ácidos) se utiliza para determinar este ácido y los sulfatos solubles.

El monohidrato es un disolvente ionizante de naturaleza ácida. Es muy bueno disolver en él sulfatos de muchos metales, por ejemplo:

• 2H 2 SO 4 + HNO 3 = NO 2 + + H 3 O + + 2HSO 4 -;
• HClO 4 + H 2 SO 4 = ClO 4 - + H 3 SO 4 +.

El ácido concentrado es un agente oxidante bastante fuerte, especialmente cuando se calienta, por ejemplo 2H 2 SO 4 + Cu = SO 2 + CuSO 4 + H 2 O.

Actuando como agente oxidante, el ácido sulfúrico generalmente se reduce a SO 2. Pero se puede restaurar a S e incluso a H 2 S, por ejemplo, H 2 S + H 2 SO 4 = SO 2 + 2H 2 O + S.

El monohidrato difícilmente puede conducir electricidad... Por el contrario, las soluciones ácidas acuosas son buenos conductores. El ácido sulfúrico absorbe fuertemente la humedad, por lo que se usa para secar varios gases. Como desecante, el ácido sulfúrico actúa siempre que la presión del vapor de agua sobre su solución sea menor que su presión en el gas que se está secando.

Si hierve una solución diluida de ácido sulfúrico, se eliminará el agua, mientras que el punto de ebullición se elevará a 337 ° C, por ejemplo, cuando el ácido sulfúrico se destila a una concentración del 98,3%. Por el contrario, el exceso de anhídrido sulfúrico se evapora de las soluciones que están más concentradas. El vapor de ácido que hierve a una temperatura de 337 ° C se descompone parcialmente en SO 3 y H 2 O, que, al enfriarse, se volverán a combinar. El alto punto de ebullición de este ácido es adecuado para su uso en la separación de ácidos volátiles de sus sales cuando se calienta.

Precauciones ácidas

Tenga mucho cuidado al manipular ácido sulfúrico. Cuando este ácido entra en contacto con la piel, la piel se vuelve blanca, luego aparece un color marrón y enrojecimiento. Al mismo tiempo, los tejidos circundantes se hinchan. Si este ácido entra en contacto con cualquier parte del cuerpo, debe lavarse rápidamente con agua y el lugar quemado debe lubricarse con una solución de soda.

Ahora sabe que el ácido sulfúrico, cuyas propiedades están bien estudiadas, es simplemente insustituible para una variedad de producción y minería.

Ácido sulfuricoH 2 ENTONCES 4 - líquido pesado no volátil, fácilmente soluble en agua (cuando se calienta). t pl. = 10,3 ° C, punto de ebullición = 296 ° C,

Absorbe la humedad perfectamente, por lo que a menudo actúa como desecante.

Producción de ácido sulfúrico H 2 SO 4.

Producción ácido sulfúrico es un proceso de contacto. Se puede dividir en 3 etapas:

1. Recibir SO 2 quemando azufre o quemando sulfuros.

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q,

Zn + H 2 ENTONCES 4 = ZnSO 4 + H 2 ,

En reacciones con álcalis u óxidos básicos, forma sulfatos o hidrofilicatos:

CaO + H 2 SO 4 (colocado) = CONaSO 4 + H 2 O,

Na 2 O + H 2 SO 4 (colocado) = NaHSO 4 + NaOH,

Cabe señalar que el sulfato de bario es un sulfato insoluble, por lo que se utiliza como indicador de la presencia de iones sulfato.

ConcentradoH 2 ENTONCES 4 oxida cobre, plata, carbono y fósforo:

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

2P + 5H 2 SO 4 = 2H 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O,

Concentrado H 2 ENTONCES 4 en condiciones normales no interactúa con Alabama, Cr, Fe, pero reacciona cuando se calienta.

Concentrado H 2 ENTONCES 4 reacciona rápidamente con el agua, liberando una gran cantidad de calor.

Cualquier ácido es una sustancia compleja, cuya molécula contiene uno o más átomos de hidrógeno y un residuo ácido.

La fórmula del ácido sulfúrico es H2SO4. En consecuencia, la molécula de ácido sulfúrico contiene dos átomos de hidrógeno y un residuo ácido SO4.

El ácido sulfúrico se forma cuando el óxido de azufre interactúa con el agua.

SO3 + H2O -> H2SO4

El ácido sulfúrico 100% puro (monohidrato) es un líquido pesado, viscoso como el aceite, incoloro e inodoro, con un sabor amargo a "cobre". Ya a una temperatura de +10 ° C, solidifica y se convierte en una masa cristalina.

El ácido sulfúrico concentrado contiene aproximadamente un 95% de H2 SO4. Y se congela a temperaturas inferiores a –20 ° С.

Interacción con el agua

El ácido sulfúrico es fácilmente soluble en agua, mezclándose con él en cualquier proporción. Esto genera mucho calor.

El ácido sulfúrico es capaz de absorber el vapor de agua del aire. Esta propiedad se utiliza en la industria para la deshumidificación de gases. Los gases se secan pasándolos por recipientes especiales con ácido sulfúrico. Por supuesto, este método solo se puede utilizar para aquellos gases que no reaccionen con él.

Se sabe que cuando el ácido sulfúrico entra en contacto con muchas sustancias orgánicas, especialmente los carbohidratos, estas sustancias se carbonizan. El hecho es que los carbohidratos, como el agua, contienen hidrógeno y oxígeno. El ácido sulfúrico les quita estos elementos. Queda carbón.

V solución acuosa Los indicadores de H2SO4 tornasol y naranja de metilo se vuelven rojos, lo que indica que esta solución tiene un sabor amargo.

Interacción con metales

Como cualquier otro ácido, el ácido sulfúrico es capaz de reemplazar átomos de hidrógeno con átomos metálicos en su molécula. Interactúa con casi todos los metales.

Ácido sulfúrico diluido reacciona con metales como un ácido común. Como resultado de la reacción, se forma una sal con un residuo ácido SO4 e hidrógeno.

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

A ácido sulfúrico concentrado es un agente oxidante muy fuerte. Oxida todos los metales, independientemente de su posición en la serie de tensiones. Y cuando reacciona con los metales, él mismo se reduce a SO2. No se libera hidrógeno.

Cu + 2 H2SO4 (conc) = CuSO4 + SO2 + 2H2O

Zn + 2 H2SO4 (conc) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O

Pero el oro, el hierro, el aluminio y los metales del grupo del platino en el ácido sulfúrico no se oxidan. Por lo tanto, el ácido sulfúrico se transporta en tanques de acero.

Las sales de ácido sulfúrico, que se obtienen como resultado de tales reacciones, se denominan sulfatos. Son incoloros y cristalizan fácilmente. Algunos de ellos se disuelven bien en agua. Solo CaSO4 y PbSO4 son poco solubles. Casi insoluble en agua BaSO4.

Interacción con bases

La reacción de un ácido con una base se denomina reacción de neutralización. Como resultado de la reacción de neutralización del ácido sulfúrico, se forma una sal que contiene un residuo ácido SO4 y agua H2O.

Ejemplos de reacciones de neutralización del ácido sulfúrico:

H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O

H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O

El ácido sulfúrico reacciona con la neutralización con bases solubles e insolubles.

Dado que la molécula de ácido sulfúrico tiene dos átomos de hidrógeno y se requieren dos bases para neutralizarla, pertenece a los diácidos.

Interacción con óxidos básicos

Desde curso escolar química, sabemos que los óxidos se llaman sustancias complejas, que incluyen dos elemento químico, uno de los cuales es oxígeno en el estado de oxidación -2. Los óxidos principales se denominan óxidos de 1, 2 y unos 3 metales de valencia. Ejemplos de óxidos básicos: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO.

Con los óxidos básicos, el ácido sulfúrico entra en una reacción de neutralización. Como resultado de esta reacción, como en la reacción con bases, se forman sal y agua. La sal contiene un residuo ácido SO4.

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

6 interacción con sales

El ácido sulfúrico interactúa con las sales de ácidos más débiles o volátiles, desplazándolos de ellos. Como resultado de esta reacción, se forma una sal con un residuo ácido SO4 y un ácido

H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2HCl

El uso de ácido sulfúrico y sus compuestos.

La papilla de bario BaSO4 es capaz de atrapar rayos X. Al llenar los órganos huecos del cuerpo humano con él, los radiólogos los examinan.

En medicina y construcción, el yeso natural CaSO4 * 2H2O, el hidrato cristalino de sulfato de calcio se utilizan ampliamente. La sal de Glauber Na2SO4 * 10H2O se utiliza en medicina y medicina veterinaria, en la industria química, para la producción de refrescos y vidrio. Sulfato de cobre El CuSO4 * 5H2O es conocido por los jardineros y agrónomos que lo utilizan para controlar plagas y enfermedades de las plantas.

El ácido sulfúrico es ampliamente utilizado en diversas industrias: química, metalurgia, petróleo, textil, cuero y otras.